Постоянное расширение областей применения гофрокартонной упаковки приводит к появлению новых и более жёстких требований к качеству гофрокартона. Повышенное сопротивление сжатию, хорошее сопротивление изгибу, хорошие печатные свойства, повышенная влагостойкость  - часть из таких требований.

Оптимизация свойств упаковки в соответствии с требованиями рынка – одна из насущных задач производителя.  Ясно, что оптимизировать свойства при минимизации затрат можно только при отличном знании свойств как самого гофрокартона, так и материалов, из которых он производится. Если учесть, что затраты на исходные материалы могут составлять 50 и более процентов от всех затрат гофрокартонной фабрики, то станет очевидно, что даже небольшая экономия на материалах даст значительный потенциал прибыли.

Контроль свойств поступающих на предприятие картона для плоских слоёв и бумаги для гофрирования часто рассматривают как способ проверить соответствие фактических данных спецификациям поставщика. Однако знание  параметров исходных  материалов оказывается полезным для расчёта теоретически достижимых  показателей  гофрокартона (сопротивления торцевому сжатию, сопротивления продавливанию). 

Сопротивление гофрокартона торцевому сжатию (ECT = edge crush test) может быть рассчитано по эмпирическим формулам:

ECT=K¹ x (RCT^1L +K² x RCT^Fl +RCT^2L)      (1)

Или

ECT = K¹ x (SCT^1L +K² x SCT^Fl +SCT^2L)     (2),

Где K¹  - константа, определяемая эмпирически для каждого отдельного производства, и находящаяся обычно в пределах 1,5-1,2  в уравнении (1), и близкая к 1 в уравнении (2).

RCT – сопротивление сжатию кольца (L – для картона для плоских слоёв, Fl – бумаги для гофрирования); вместо K² x RCT^Fl  в формулу (1) можно подставить значение ССТ (сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца).

SCT – величина сопротивления сжатию на коротком расстоянии

K²  - фактор гофрирования (конкретная величина, определяемая гофрирующими валами, обычно сообщается поставщиком валов).

Сопротивление торцевому сжатию гофрокартона измеряется в лаборатории предприятия, и затем можно провести сравнение расчётных и  средних практических величин за определённый период, и выяснить, насколько полно используются возможности исходного сырья. При нормальной работе гофроагрегата практическая величина сопротивления сжатию по торцу составляет от 90% до 95% от расчётной. Когда разница между расчётными и практическими значениями превышает 10%, необходимо устранить причину снижения прочности, которая, как правило, заключается в неоптимальной работе гофроагрегата.

Конечно, только использование точных  приборов, у которых результат измерения не зависит от оператора, даёт уверенность в правильности полученных данных. Приборы фирмы Лорентцен и Веттр обеспечивают получение стабильных и точных результатов измерения различных показателей бумаги, картона и гофрокартона при практически полном исключении ошибок оператора. Это достигается за счёт автоматизации процесса измерения.

Так, прибор для определения сопротивления сжатию код 248 (см. каталог), сам определяет момент разрушения образца, прекращает измерение и передаёт данные в компьютер и на свой дисплей. На данном приборе можно выполнять все виды измерений сопротивления сжатию – по кольцу, сопротивление гофрированного образца по торцу, сопротивление плоскому сжатию гофрированного образца и гофрокартона, а также сопротивление гофрокартона сжатию по торцу.

Для получения точных результатов необходимо качественно подготовить образец для испытания – кромки должны быть идеально ровными и взаимнопараллельными. Для картона для плоских слоев и бумаги  удобно использовать штамп для вырубки полосок код 108 (см. каталог), 

образцы  гофрокартона для испытания на сжатие по торцу используют пневматический нож   код 008 (см. каталог),  для  круглых образцов с точно определённой площадью – круговой резак код 123 (см. каталог).

В российских стандартах до сих пор показатель прочности при сжатии кольца является одним из важнейших для картона для плоских слоёв. Метод прост, и одним из его достоинств является возможность проведения испытаний на том же приборе, на котором проводятся и остальные измерения сопротивления сжатию.

Однако для образцов с низкой массой квадратного метра разрушение образца может при испытании по кольцу произойти за счёт изгиба, а не за счёт сжатия. Более точным методом является измерение сопротивлению сжатию на коротком расстоянии, когда изгиб испытуемого образца исключён. Это метод  (метод SCT) принят в мире и внесён во многие европейские стандарты. В России такие измерения проводят наиболее передовые предприятия, которые стремятся знать даже те свойства своих продуктов, которые не предусмотрены стандартами. Измерения проводятся на специально разработанном приборе L&W код 152 (см. каталог). По методу SCT  можно измерять прочность при сжатии не только картонов, но и бумаги для гофрирования, и прямо подставлять найденные значения в расчётную формулу (2). При производстве бумаги на экспорт потребители почти всегда требуют указывать значения SCT.

Разумеется, потребителя гофрокартонной упаковки интересуют не отдельно взятые характеристики картона, а прочность самой коробки. С точки зрения производителя упаковки прочность короба должна быть необходима и достаточна, а затраты на исходные материалы – минимизированы. Следовательно, в каждом конкретном случае имеет смысл рассчитать оптимальную композицию гофрокарона (массу квадратного метра по слоям, тип гофры, вид картона или бумаги – из новой целлюлозы или из макулатуры).

Существует несколько вариантов формулы Мак-Ки, где для расчёта прочности короба при сжатии используются различные показатели:

BCT = K² x (ECT)^0.75x (T)^0,25 x Z^0.5    (3),

Где BCT – прочность короба при сжатии, Н

       К² – постоянная (определяется эмпирически)

       ECT –   величина сопротивления при сжатии по торцу,  кН/м

       Z- периметр короба, м

        Т- толщина гофрокартона, м

Мой опыт работы в отделе качества современного гофрокартонного предприятия показал, что формула  (3) при корректном выборе коэффициента дает надежный результат,  при этом сравнение расчётных значений ВСТ (по формуле 3) и этой же величины, определённой с помощью пресса для испытания коробов, показало хорошую корреляцию результатов.

Работа с приборами фирмы L&W позволяет значительно сэкономить время сотрудников отдела качества, поскольку все результаты измерений автоматически заносятся в компьютер, данные по каждому образцу программа сама подготавливает в виде отчета с расчётом средних значений, а база данных  может быть экспортирована в любую программу Windows для дальнейшей обработки. В программу внесены все расчётные формулы, так что прочность короба при сжатии рассчитывается сразу при подготовке отчёта.

Алгоритм действий отдела качества по выбору оптимальных композиций для производства гофрокартона и одновременной оценки качества работы гофроагрегата и машин конвертации может выглядеть так:

Входной контроль материалов (прочность при сжатии на коротком расстоянии, прочность при сжатии кольца, прочность при сжатии гофрированных образцов, масса квадратного метра, толщина, водопоглощение, влажность, сопротивление продавливанию и другие возможные измерения)Текущий контроль - Накопление базы данных по свойствам производимого гофрокартона (сопротивление торцевому и плоскостному сжатию, сопротивление продавливанию, жёсткость при изгибе, толщина, масса квадратного метра). В базе данных рекомендуется подразделять картон не только в зависимости от типа гофры и массы квадратного метра его составляющих, но и с учётом того, какое сырье использовано (крафлайнер или тестлайнер, гофра полухимическая или макулатурная). По каждому виду картона рассчитываем средние показатели за месяц и за квартал.