ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ БУМАГИ ДЛЯ ПРОДУКЦИИ ГОФРИРОВАННОГО КАРТОНА

АННОТАЦИЯ

Одним из важнейших свойств бумаги является создание изображения на поверхности печатного материала в процессе печати. Шероховатность бумаги обусловлена неравномерным расположением волокон на поверхности бумажного листа. При печати на поверхности гофрированного картона слой краски проникает в пористость печатного материала для формирования изображения. В научно-исследовательской работе были выбраны виды бумаги для производства гофрокартона и изучены шероховатости бумаги.

ABSTRACT

One of major properties of paper is creation of image on the surface of the printed matter in the process of printing. Paper roughness is conditioned by the uneven location of fibres on the surface of paper sheet. At printing to the surface of the corrugated cardboard the layer of paint gets to porosity of the printed matter for forming of image. In research work the types of paper were chosen for the production of cardboard and studied to the paper roughness.

Ключевые слова: гофрокартон, краска, печать, картон, бумага.

Keywords: corrugated cardboard, paint, printing, cardboard, paper.

Гофрированный картон – наиболее удобный упаковочный продукт для упаковки потребительских товаров. Это многослойный материал, состоящий из одного или нескольких слоев (верхнего лайнера, гофрирования, лайнера) с традиционными плоскими слоями. Упаковочные изделия из гофрокартона очень легкие, подлежат вторичной переработке, а возможность печати многоцветных изображений позволяет им занять лидирующие позиции на рынке упаковки [1].

Производство бумаги и картона занимает очень важное место в мировой промышленности. Прогнозируется, что мировой спрос на бумагу и картон будет расти на 1,6 процента в год до 2025 года. По оценкам, к 2025 году мировое потребление бумаги достигнет 500 млн тонн (для сравнения: в 2011 году этот показатель составлял 395 млн тонн) [2].

Спрос на продукцию из гофрокартона в мире стабильно растет, по данным 2020 года спрос на гофрокартон на 3,5% выше, чем в 2018 году. К 2024 году ожидается ежегодный рост примерно на 3,7 процента. По данным Global Market Insights, ожидается, что к 2025 году мировой рынок упаковки вырастет на 13% и достигнет 200 миллионов тонн [3].

Спрос на отечественный рынок на упаковочную продукцию из гофрокартона растет с каждым годом. Упаковочная продукция из гофрокартона пользуется особым спросом для многих потребительских промышленных товаров. Основной объем упаковочной продукции из гофрокартона - 65 % приходится на пищевую промышленность, 38 % на производство сельскохозяйственной продукции, по 12 % на кондитерскую и молочную продукцию [4].

В настоящее время в годовом потреблении упаковочной продукции в Узбекистане наиболее распространенными видами являются изделия из гофрированного картона. В зависимости от вида использования внешний слой изделия из гофрокартона может быть коричневым или отбеленным. Изделие из гофрокартона состоит из плоского гладкого слоя (подкладки) и гофрированного (гофрированного) слоев. Качество плоского картона должно соответствовать ГОСТ 7420, а гофрированной бумаги — ГОСТ 7377 [5]. Композиция из гофрированного картона;

-топ-лайнер – это так называемый верхний слой упаковочного изделия из гофрокартона. Его еще можно назвать высококачественным картоном, состав которого на 100 процентов состоит из крафт-целлюлозного волокна.

- флютинг – гофрированный слой. Флютинг обычно изготавливается из 100-процентно переработанной макулатуры (бумаги и картона).

-лайнер – нижний плоский слой картона. Это название происходит от английского слова «liner». Классификация FEFCO выделяет несколько видов гладкого картона. Это название может относиться к материалу, который содержит морозостойкие и водостойкие добавки или подвергается поверхностной проклейке.

Одним из важнейших свойств бумаги является создание изображения на поверхности печатного материала в процессе печати. Курчавость бумаги связана с неравномерным расположением волокон на поверхности бумажного листа. Напротив, при надавливании на поверхность гофрокартона методом флексографической печати красочный слой проникает в пористость печатного материала и создает распространение растровых точек. Также невозможно создать процесс прессования на гладкой поверхности с абсолютно гладкой поверхностью. Процесс печати формируется на шероховатых поверхностях. Поверхность бумаги, обработанной мокрым способом, всегда микропористая, а шероховатость на обратной стороне выше, чем на поверхности бумаги [6].

Следует отметить, что определение величины шероховатости является одной из важнейших задач метрологии. Параметры равновесной шероховатости ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и символы», определенные в [7].

Рисунок 1. Шероховатость поверхности бумаги

В соответствии с данным нормативным документом показатели шероховатости бумаги следующие:

• Ra – среднее арифметическое значение отклонения профиля.

• Rz – высота неровностей профиля, полученная в 10 точках.

• S – средний шаг профиля;

• Sm – среднее арифметическое значение шага пористости;

• Rmax – максимальная высота профиля;

• tp – относительная длина профиля (опорная), p – уровень части профиля.

Поверхностную пористость бумаги топ-лайнера, гофрирования и лайнера определяли по ГОСТ 25142-82 [8]. Шероховатость поверхности бумаг из гофрированного картона определяли на оборудовании ТР 300. Соответственно, полученные результаты для параметров Ra, Rz представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Шероховатость гофрированного картона

По полученным данным (таблица 1) следует отметить, что по наименьшим значениям Ra, Rz шероховатость поверхности соответствует нормативным документам, что относится к бумаге топ-лайнер. Шероховатость (Ra=6) профиля слоя покрытия, полученного по экспериментально подобранным вариантам (Rz=25), имеет среднее арифметическое значение наибольших выступов и глубин. Глубина впитывания печатной краски на бумагу определяется относительной внутренней поверхностью бумаги, т.е. шероховатостью, при уменьшении шероховатости краска плохо распределяется по поверхности, наоборот, при увеличении шероховатости она вызывает сильное впитывание краски на поверхность, образование изображения на обратной стороне бумаги, а расплющивание поверхности листа под воздействием структуры приводит к очень низким показателям оптической плотности [9].

Также высота наибольшего выступа профиля Rp, глубина наибольшей впадины профиля Rv, полная высота профиля Rm, средний шаг неровностей профиля Sm, средний шаг локальных выступов на профиле S также определены, а их среднее относительное отклонение представлено в табл. 1 соответственно. Поверхность изображения имеет 𝑅𝑎 5,442 см 0,107 и Rz 7,608 нм в верхнем слое. Это означает, что основным фактором, влияющим на адгезионные свойства поверхностей гофрокартона, является уровень спроса. Полученные результаты показывают, что шероховатость поверхности верхнего лайнера обеспечивает хорошую адгезию печатной краски, создает условия для взаимодействия с молекулами краски и способствует их равномерному распределению.

Список литературы:

1. Инвестиционный проект по развитию производства гофротары. [Электронный ресурс] // URL: http://www.vevivi.ru/best/Investitsionnyi-proekt-porazvitiyu-proizvodstva-gofrotary-ref125203.html
2. Области применение гофрокартона [Электронный источник]: Журнал "Гофроиндустрия" / 2022. – Режим доступа: http://www.mpzp.ru/art/79226014.
3. http://www.polymerbranch.com
4. Кушнерев В.Н. Современные тенденции развития производства упаковки из гофрокартона // Материалы II Междунар. науч.-практ. конф. «Гофрокартон от сырья до печати», СПб., 24-25 апр. 2022. С. 20-26.
5. ГОСТ 7420-89 Картон для плоских слоев гофрированного картона. Технические условия по стандартам от 01 января 2019 г. М.: Изд-во стандартов, 2021. -8 с.
6. Гурьев А.В. Влияние композиции и степени разработки полуфабрикатов на прочность и жесткость бумаги для гофрирования // Караваево. 2010. №7-8. - С.40-46.
7. Чавчавадзе, Е.С. Атлас древесины и волокон для бумаги М.: Ключ, 2002.-336 с.
8. Ешбаева У.Ж. Печатно-технические свойства новых видов бумаг, содержащих химические волокна: Дисс. на соис. уч. степ. канд. тех. наук.  − Ташкент. ТИТЛП. 2008. −136 с.
9. Ешбаева У.Ж., Жалилов А.А. Шин И.Г. Оценка толщины красочного слоя печатной продукции из опытных образцов бумаги UNIVERSIUM: Технические науки Научный журнал. г. Москва. 2019 г. Выпуск №2 (56). Февраль.  54-60 стр