Разновидности картона. 
Основы полиграфического производства

Картон — это плотный древесно-волокнистый материал.

У картона много общего с бумагой: схожий принцип изготовления и технологические особенности оборудования. Сырьем для производства картона служат волокнистые материалы, получаемые из более дешевых полуфабрикатов, чем те, которые используются при производстве бумаги. Это в основном макулатура, а также бурая древесная и соломенная масса или отходы бумажного производства.

Ранее (до середины XX в.) картоном считали толстую бумагу, массой выше 250 г/м². Сегодня к классу картона относят однородный листовой материал из прессованных волокон толщиной 0,203 мм и более.

На начальных этапах изготовления исходное сырье подготавливается так же, как и при производстве бумаги. Волокнистая масса размельчается в воде, затем фильтруется и очищается несколько раз, обрабатывается химикатами, рафинируется. Когда масса готова, она поступает в картоноделательную машину, которая по принципу действия схожа с бумагоделательными. Отличие состоит в получении более толстых листов. В картоноделательных машинах одного типа происходит изготовление нескольких слоев материала и склейка их по поверхности. В других — последовательные отливные секции постепенно наращивают полотно до необходимой толщины.

В последние годы технический уровень картоноделательных машин существенно повысился. Это позволило значительно расширить ассортимент картонной продукции. Современная бумажная промышленность производит десятки сортов и разновидностей картона с различными свойствами. Все более широкое применение получает картон с поверхностным покрытием (поливинилацетатом, полиэтиленом, модифицированным крахмалом), различными пропитками (например, расплавами воска), биологически стойкий картон (в составе содержатся антисептики). Комбинирование картона с другими материалами повышает его жесткость, делает водостойким, расширяет сферу применения.

В зависимости от назначения и цели использования различают несколько основных разновидностей картона (см. рис. 36).

Переплетный картон — это традиционный расходный материал в полиграфии. Для изготовления переплетных крышек используют два типа картона: тонкий, гладкий и гибкий, толщиной 1 мм, применяется для изготовления малоформатных изданий в гибких переплетах (не оклеивается покровным материалом); толстый, серый или бурый, с шероховатой поверхностью, толщиной от 0,75 до 3 мм (в переплетных крышках оклеивается покровным материалом).

Для механизированного изготовления переплетных крышек рекомендуется картон толщиной 1,25—2,5 мм (картон толщиной менее 1,25 мм сминается при подаче на крышкоделательную машину). Картон толщиной 3 мм применяется очень ограниченно, например, для некоторых изданий большого формата и объема.

Рис. 36. Основные виды картона

В России для переплетных крышек используется переплетный картон марок А, Б, В, Г (ГОСТ 7950).

Картон марки А изготавливают из бурой древесной массы с добавлением 20% других волокнистых материалов и каландрируют. Толщина такого картона составляет 1,25—3,0 мм, предел прочности на разрыв не менее 1,7 кг/мм². Он подбирается с учетом толщины книжного блока и формата издания: чем больше эти показатели, тем большей толщины рекомендуется применять переплетный картон.

Картон марки Б, с ненормированным волокнистым составом чаще всего вырабатывается из смеси волокон макулатуры, белой древесной массы и целлюлозы. Имеет машинную гладкость. Это тонкий гибкий картон, толщиной 0,5—3,0 мм, прочность на разрыв 1,3 кг/мм². Чаще всего он используется для малоформатных книжных изданий.

Картон марок, А и Б не проклеивается, так как к поверхности проклеенного картона плохо приклеиваются переплетные ткани. Важный показатель качества картона этих марок — его плотность, которая должна быть в пределах 0,70—0,95 г/см³.

Картон марки В — белый или цветной картон с гладкой лицевой поверхностью, толщиной 0,4—0,9 мм, предназначенный для изготовления цельных переплетных крышек. Изготавливается из нескольких прочно спрессованных между собой слоев, наружные из которых содержат не менее 90% небеленой целлюлозы и окрашены в соответствующие цвета. Картон проклеивается канифольным клеем, имеет одностороннюю гладкость. Оборотная сторона картона матовая.

Картон марки Г — это картон-склейка, выпускаемый толщиной 1,25, 1,50 и 1,75 мм. Он отличается постоянством размеров, отсутствием коробления, удобством использования на крышкоделательных машинах.

Специально для производства мягких обложек ежедневников, удостоверений, дипломов (папок, блокнотов и др.), элитных обложек для книг отечественная фирма «Берег» выпускает переплетный картон с поролоном. Этот картон состоит из 3-х частей: 1) основы (переплетного картона толщиной от 1 до 3 мм); 2) полиэфирного поролона (2—3 мм, от 60 до 90 г/м²); 3) войлочной бумаги плотностью 150 г/м².

К числу переплетных картонов относят также прессшпан — это гибкий, прочный, лощеный, тонкий картон естественного цвета или окрашенный. Имеет толщину 0,35—1,2 мм, прочность на излом — не менее 500 перегибов, прочность на растяжение 3,5 кг/мм². Прессшпан выпускается двух марок: марка, А из 100% сульфатной небеленой целлюлозы и марка Б из макулатуры и целлюлозы. Применяется для изготовления цельнокартонных переплетов справочников.

Упаковочный картон начал быстро развиваться после второй мировой войны. Сегодня это самостоятельная преуспевающая отрасль промышленности, так как не существует таких изделий, которые не могли бы быть упакованы в картонную тару. Удельный вес картонных упаковок неизменно растет, среди них ящики и коробки, в которые удобно паковать овощи и фрукты, напитки и консервы, посуду, обувь, предметы быта и т. д. Картонная упаковка выгоднее деревянной и имеет самые широкие сферы применения: стаканчики для мороженого и напитков, контейнеры для специй, коробки, посуда и подносы в ресторанах «Fast food», упаковка для жирных и замороженных продуктов, одежды, стиральных порошков, электротоваров, подарков, промышленных деталей и т. п.

В картонном производстве используется низкокачественное древесное сырье, при этом тонну картона можно получить путем переработки 4—5 м³ древесины, а для изготовления деревянных ящиков, равных по объему ящикам, сделанным из тонны картона, требуется в 14—15 раз больше первосортного круглого леса.

Согласно технологическим требованиям, упаковочный картон должен обладать рядом специальных свойств: лицевая сторона должна позволять всевозможную обработку (различные виды печати, тиснение, припрессовка и т. п.); обладать достаточной прочностью, в т. ч. на изгиб; в определенных случаях (упаковка влажных, жирных и замороженных продуктов) иметь барьерные свойства; быть приспособленным к резке (вырубке). При производстве упаковочного картона большое значение имеет вес, экономичность и экологичность.

Недавнее изобретение компании М-real это легкий картон с высокой степенью белизны, разрабатывается на основе нового класса целлюлозы — беленой химико-термомеханической массы (БХТММ). Снижение веса картона позволяет уменьшить его углеродный след, что важно для экологии окружающей среды.

Для производства упаковочного картона используют различные виды полуфабрикатов: небеленую, беленую и полубеленую целлюлозу, полуцеллюлозу из хвойных и лиственных пород древесины, древесную массу и макулатуру. Для проклейки массы применяют канифольные клеи, парафинно-битумные эмульсии, латексы синтетических каучуков. Сырье и способы его обработки оказывают решающее влияние на качество картона, придают ему жесткость, водонепроницаемость, прочность, эластичность, в сухом и влажном состоянии.

Особое место в классе тарного картона занимает гофрированный — толстый картон, в котором вместо среднего слоя применяется не бумага, а гофрированная бумажная, прослойка. Специальные гофрировальные агрегаты придают этой прослойке волнистость, склеивают ее с поверхностными слоями, разрезают картон на полосы по размеру ящиков, делают на заготовках необходимые надрезы и линии. Гофрированный картон имеет толщину 0,4—0,6 мм и массу 250—350 г/м², широко применяется при изготовлении упаковочных коробов, позволяя полностью отказаться от применения деревянной тары.

Перевозчики и производители деревянной тары долго не хотели признавать за картонными ящиками право на существование и всячески препятствовали их внедрению. Так, в 1914 г. американская Межштатная торговая палата рассматривала жалобу компании из Лос-Анжелеса на дирекцию Притихоокеанских железных дорог в связи с тем, что та взимает за грузы, отправляемые в картонных ящиках, более высокие тарифы, чем за деревянную тару. Однако по решению суда новая отрасль производства по изготовлению картонной упаковки получила поддержку.

Коробочный картон — это отдельное направление в структуре промышленности по изготовлению упаковочного картона. Его производство постоянно увеличивается, что связано с повышением требований к оформлению соответствующей тары, наличием доступного сырья — макулатуры, развитием автоматизации процессов упаковки пищевых продуктов.

В 1896 г. некое кондитерское предприятие США, изготавливающее печенье, удивило своих покупателей необычной по тому времени упаковкой — печенье было расфасовано в небольшие картонные коробки. Так было положено начало торговле продуктами в мелкой коробочной таре из картона.

Картон для упаковочных коробок — материал многослойный. Он может иметь от 2 до 7 слоев, выпускается толщиной 0,3—0,8 мм, массой 250—400 г/м². Волокнистые материалы распределяются в картоне в разной последовательности. Дешевые, менее прочные полуфабрикаты (древесная и макулатурная масса) применяются для внутренних слоев картона. Они служат своеобразной прокладкой и скрепляют верхний и нижний слои в единое полотно. Лучшая масса — беленая целлюлоза — используется для верхнего слоя картона, нижний слой формируется из целлюлозной небеленой массы. Комбинирование различных сырьевых слоев придает картону большую прочность и жесткость, устойчивость к деформации.

Особое качество коробочного картона упаковок продуктов питания формируется за счет включения в его состав волокон хвойных и лиственных пород.

Коробочный картон применяется при автоматической расфасовке и упаковке пищевых продуктов и промышленных товаров. Красочное изображение на поверхность наносят флексографским или глубоким способом печати. Один из основных видов коробочного картона — хром-эрзац: имеет 80—82% степень белизны, плотность 0,6—0,7 г/см³, прочность на излом — не менее 10 перегибов.

Графический картон представляет собой многослойную структуру из основного слоя, поверхностных слоев и покрытий. Двухслойное мелование с лицевой стороны обеспечивает ему особую гладкость. С оборотной стороны картон может иметь одноили двухслойное мелование. Средний слой чаще всего содержит 30% отбеленной древесной массы, за счет чего достигается высокая пухлость и непрозрачность. Такой картон бывает матовым или глянцевым, гладким или с тиснением, пригоден для двусторонней печати и послепечатной обработки, например, высечки и биговки.

Графический картон обладает отличными печатными свойствами, высокой белизной, стабильностью размеров, что позволяет использовать его для изготовления красочной печатной продукции — обложек книг, журналов, брошюр, буклетов, папок, художественных изданий, репродукций, поздравительных открыток, визиток, рекламной продукции, элитной упаковки для пищевых и фармацевтических продуктов, средств гигиены, спиртных напитков и пр.

В мире производится около 300 млн т бумаги в год. Лидерство в производстве бумаги удерживают США, набирает темпы и отечественная бумажная промышленность, развиваются новые компании (например, фирма «Берег»), Начиная с XV в. бумага и картон остаются стабильно преобладающими расходными материалами в полиграфии, поэтому их специфические черты, влияющие на качество готовой печатной продукции, должны быть хорошо известны издателям, заказчикам, полиграфистам.