Опаковане с картон и велпапе

Инструменти, материалиСп. Инженеринг ревю - брой 1/2021 • 05.03.2021

Прогнозите сочат, че за периода 2021 до 2026 г. световният пазар на опаковки от хартия ще регистрира комбиниран годишен темп на растеж от 4,1%, като в частност само за опаковките от велпапе темпът на растеж се очаква да нарасне с 8,1%.

Опаковките от хартия са универсален и икономически ефективен избор за защита, съхранение и транспортиране на широка гама от продукти. Те могат лесно да бъдат персонализирани, за да отговорят на нуждите на всеки клиент и изискванията, специфични за продукта. Качествата, които притежават, като малко тегло, биоразградимост и възможност за рециклиране са все по-високо ценени предимства, поради които делът на хартията на пазара за материали за опаковане нараства.

 

Фактори, влияещи на пазарните позиции

Нарастващата степен на съзнателност у потребителите относно устойчивите опаковки, както и строгите разпоредби с оглед опазване на околната среда в световен мащаб относно използването на устойчиви и природосъобразни опаковъчни продукти, са ключови фактори, движещи съвременния пазар на хартиени опаковки.

Бързият растеж в онлайн пазаруването и доставките подхранват растежа на пазарните позиции на опаковките от картон и велпапе.

Екологичните решения за опаковане от изключение вече са добили тежест на норма за компаниите в сферата на опаковането по целия свят. Дълбоката промяна в корпоративните стандарти, правителствените политики, международните търговски споразумения и разпоредбите, а не на последно място и предпочитанията и убежденията на потребителите, доведоха до промяна на парадигмата в посока към екологичните решения.

Основните предизвикателства, пред които е изправен пазарът на опаковки от велпапе и картон, са свързани с опаковането на твърде тежки продукти с хартия, в резултат на което в индустриалното опаковане се налагат материали като полимери и метали. Освен това обезлесяването за придобиване на суровини и отделянето на диоксини по време на производството на хартия предизвикват опасения за околната среда. Тези фактори от една страна забавят растежа на пазара на хартиени опаковки, но далеч не са обезнадеждаващи, тъй като в посока на тяхното решаване се работи усърдно както на ниво нормативни изисквания и политики, така и на ниво технологично развитие.

 

Стандарти, екологичност и устойчивост

Независимо дали суровината, която се използва, е рециклирана хартия или дървесен пулп процесът на преработка до голяма степен е сходен. Възможно е също да се преработва и смес от двете. Материалът за рециклиране се балира и изпраща в мелница за целулоза, където се преработва, като към суровината се добавят вода и химикали и в резултат се получава целулозен пулп.

Мелницата за преработка може да е специализирана в производството на определен тип продукт, например прави листове и нагъната хартия, предназначена за производство на велпапе на следващ етап, а може да е специализирана в производството на твърд картон или хартия за производство на хартиени торби и пликове.

Пулпът преминава през няколко етапа на пречистване. Материалите, различни от хартия, като пластмаса, стъкло и метал се отстраняват чрез поредица от филтриращи процеси. След това пулпът се избелва и изтънява върху ролкови сита, където водата се отстранява и материалът се изсушава. Функцията на ролките е да направят хартията гладка. След отстраняване на влагата от хартията или картона, продуктът се навива на големи ролки или се нарязва на листове.

В Европа производството на опаковки от хартия и картон използва отпадъчния материал от сеч и дървообработка, за да предотврати излишния разход на ценен дървесен материал. По този начин устойчивото управление на горите се съчетава с оптимално използване на природния ресурс и се осигурява възможност за възстановяване на възобновяем природен ресурс (дървесината). Възможността за рециклиране на целулозата също така гарантира устойчивост и ресурсна ефективност. Следователно определящ фактор за бъдещото място на опаковъчната индустрия в кръговата икономика е доброто управление на горския фонд, което да гарантира възобновяемост и устойчивост на този ресурс и на индустриалните сектори, зависещи от него.

С приемането на Директива (ЕС) 2019/904 относно намаляването на въздействието на определени пластмасови продукти върху околната среда се насърчават подходите на кръговата икономика, даващи приоритет на устойчивите и нетоксични продукти, които могат да бъдат използвани повторно, и на системите за повторна употреба пред продуктите за еднократна употреба, като се цели преди всичко да се намали количеството на образуваните отпадъци. Това предотвратяване заема първо място в йерархията за управление на отпадъците, заложена в Директива 2008/98/ЕО.

 

Видове опаковки и обработка

Най-често използваните материали за опаковане, производни на хартията, са велпапе и картон. Има значителни различия в характеристиките им и е важно те да се познават добре, за да се направи най-удачният избор на опаковка за конкретно приложение.

Картонът представлява дебел материал с превъзходни свойства, позволяващи сгъване и моделиране при много по-добра твърдост в сравнение с хартията. Може лесно да се реже и оформя, а лекотата, здравината и възможността за рециклиране го правят идеален за много приложения в опаковането. Най-често се използва за направа на малки кутии, опаковки, и др. Той може да бъде използван за направата на транспортни опаковки, но не осигурява достатъчна защита и е добре съдържанието да бъде допълнително обезопасено чрез вътрешна опаковка от защитен материал.

Той се произвежда от целулоза, много често рециклирана, като към нея се добавят различни свързващи вещества, пълнители и други съставки в зависимост от предназначението. Според DIN стандартите, като картон може да се окачестви всяка хартия с плътност над 150 g/m2. Най-важните характеристики, които се следят при управление на качеството на произвеждания картон, са маса на 1 m2, дебелина и влажност. Производството на картон до голяма степен е сходно с това на хартия. Суровината преминава през процес на смилане, отливане, пресоване и сушене. Съществена разлика е, че за картона обикновено се влагат по-груби и твърдовлакнести целулози.

Велпапето или така нареченият гофриран картон е съставен от няколко слоя материал, с междинен нагънат пласт. Видовете велпапе се различават според броя пластове и дебелината на вълната. Разликата в структурата на велпапето води и до различната якост на материала. Колкото повече пластове и по-качествена хартия е използвана, толкова по-здрав е опаковъчният материал. Важни предимства са съчетанието на лекота, пластичност и удароустойчивост. Въпреки че велпапето осигурява по-високо ниво на сигурност от картона, все пак товарът, който подлежи на опаковане, трябва да бъде съобразен с ограниченията на материала.

Кашонът от велпапе е ефективно средство за транспортиране на изделия от разнообразно естество поради своята издръжливост. Водещи компании в сферата на доставките провеждат инженерни тествания на напреженията и деформациите и ефекта от вибрационно натоварване върху пратките в движещите се камиони. Това им позволява да оптимизират теглото на опаковките от велпапе и да намалят общото тегло на опаковките с около 9 процента. Това на свой ред намалява и отпадъците от велпапе, които постъпват за рециклиране. Това е само един от примерите за гъвкавостта и бързата модификация на материала – качества, търсени от всяка компания с насоченост към оптимизация на ресурсите.

Двупластното велпапе е гъвкав материал, комбинация от един плосък слой хартия и един нагънат слой, и може да има уплътняващо и укрепващо приложение на вътрешна опаковка. Трипластното велпапе се състои от два плоски пласта с един междинен нагънат. Най-разпространено е велпапе с профил С, В, Е. Трипластно велпапе с профил на вълната Е (микровелпапе) има дебелина до 1,3 mm. Прилага се в изработката на малки по размер или каширани опаковки с леко и средно тегло. Изключително подходящо е за щанцоване и от него може да се произвежда неограничено разнообразие от конструкции и дизайн. Трипластно велпапе с профил на вълната В – дебело 3 mm, се използва за среден размер опаковки и кашони с тегло на продуктите до 10 – 15 kg. Има много добра устойчивост на натиск.

Трипластно велпапе с профил на вълната С – дебелина 4 mm, може да издържи товари с тегло 20 kg. То е много устойчиво и от него могат да се изработват големи кашони, каширани и щанцови изделия. Четирипластното велпапе се състои от един външен, един вътрешен прав пласт и два нагънати междинни и се използва за каширане. Петпластното велпапе се състои от три прави и два междинни нагънати пласта хартия. Петпластното велпапе, което съчетава вълни с профил С и Е, има дебелина 5 mm и е предпочитан материал поради голямата здравина и високото качество на печата, което му придава много привлекателен търговски вид.

Прагматичността и разнообразието на дизайн прави слотерните и щанцовите опаковки от велпапе и картон изключително търсен продукт. При щанцоването материалът се формoва чрез пластична деформация. Това е ресурсно ефективен процес, който елиминира нуждата от допълнителни свързващи материали за сглобяването на опаковъчното изделие. Щанцовите опаковки се предпочитат в хранително-вкусовата промишленост, за опаковане и транспорт на плодове и зеленчуци, козметичната, фармацевтичната и химическата промишленост, транспортни опаковки, опаковки за електроника, машинни елементи и др.

Щанцоването е изключително целесъобразен начин на обработка от гледна точка на производствените разходи и времето, изразходвано за него, тъй като от изходния материал може бързо и качествено да бъде произведен продукт с висока точност на форма и размер в серийно производство, който веднага може да премине към употреба. Щанцовото изрязване позволява изработката на специфични изделия, сглобяеми опаковки с възможност за каширане и печат.

Най-общо щанцоването може да бъде разделено на две основни операции: разделителна операция (рязане, пробиване и други) и формообразуваща операция (пробиване, огъване, усукване, изтегляне и други). Процесът на щанцоване на изделия от хартия се извършва с помощта на инструмент с вградени остри стоманени ножове, огънати по сложна неправилна форма, и преса, осигуряваща натиск. Използва се щанцформа или матрица, по която материалът се изрязва в неправилна форма.

Качествата и ефективността на производство на опаковките от картон и велпапе дават възможност на всеки производител да представи продуктите си по креативен, отличаващ и функционално ефективен начин в опаковка с надеждна конструкция и същевременно да им осигури безопасно съхранение и транспорт.

 

Top