Картон. Вчера, сегодня, завтра…

Олег Пилипенко, советник по издательскому делу общественной организации «СПАС» (г.Львов)

Из перевода с французкого или итальянского следует, что картон (франц. carton от итал. cartone, от carta — бумага) — самая толстая бумага, намного толще сахарной и оберточной.
Картон является самым распространенным упаковочным материалом и обладает отличными возможностями по декорированию и конструированию, а также малым весом и при этом достаточно прочен. Этот материал одинаково хорошо подходит для упаковки самых разнообразных товаров: продуктов питания, парфюмерии, косметики, бытовой химии и т.д.  — от самых дешевых до премиум-сегмента. Несмотря на значительно укрепившиеся позиции в сфере упаковки полимерных материалов, картон вряд ли когда-нибудь перестанут использовать.

Картон или бумага?

Четкую границу между бумагой и картоном провести сложно. Согласно ГОСТ, бумагой называется «материал с массой квадратного метра до 250 г, состоящий преимущественно из растительных волокон, связанных между собой силами поверхностного сцепления, в котором могут содержаться проклеивающие вещества, минеральные наполнители, химические и натуральные волокна, пигменты и красители. А картоном — «материал, состоящий преимущественно из растительных волокон, отличающийся от бумаги большей толщиной и массой квадратного метра». По немецкой классификации, картоном считается бумага с массой 1 м2²более 150 г. Большинство специалистов называют картоном бумагу толщиной свыше 0,2 мм или любую многослойную. Однако все приведенные выше определения можно считать скорее условными, чем точными. Например, волокнистый материал, применяемый в текстильной промышленности и именуемый «шпульной бумагой», имеет массу 1 м2 до 400 г при толщине 0,6 мм. В то же время некоторые виды бумажной продукции при толщине 0,1 мм и массе 1 м2 в 110­120 г  называются электроизоляционным картоном.

Из истории картона

Относительно происхождения картона тоже нет единого мнения. Если с родиной бумаги ученые уже давно определились, проведя множество научных исследований, и даже назвали примерную дату появления этого продукта, то изобретение картона всё еще окружено тайной.

Настоящий фурор вызвала находка арабского египтолога Моххамеда Закария Гонейма, проводившего археологические раскопки в Саккаре, неподалеку от Каира. Ученый, открыв ранее неизвестную пирамиду египетского фараона Третьей династии (2750­2650 гг. до н.э.), обнаружил, что голову и плечи погребенной в могиле знатной женщины по имени Конефернефер закрывает маска из покрытого гипсом холста и картона.

Известно, что древние египтяне задолго до китайцев изготавливали бумагу из папируса — многолетнего недревесного водного растения, которое достигает в высоту 5 м. В Древнем Египте из корней папируса делали различные предметы домашнего обихода, использовали их в качестве топлива, а из стеблей плели канаты и веревки, обувь для жрецов и пояса. Но что самое интересное — из стеблей папируса делали легкие коробки (возможно, прототип современной гофротары). Важным способом применения папируса было использование его в качестве материала для письма. Самый древний из известных папирусных свитков, обнаруженный в гробнице Хемана, имеет возраст более 5200 лет. Таким образом, можно утверждать, что «твердая» бумага существует уже несколько тысячелетий и родиной ее является Египет (рис. 1).

Рис. 1. Двольно часто страницы современной «корпоративки», например годовые отчеты, печатаются на мелованном картоне толщиной до 1 мм с использованием исторической стилистики в оформлении

Об истории развития картонного производства мало что известно. Мы встречаем лишь отрывочные сведения о машинном способе производства картона уже в конце ХVIII — начале ХІХ столетия. Начало картонного производства относят к середине XVI века, когда появилось книгопечатание и для сохранения напечатанных текстов стали изготавливать обложки путем склеивания вместе нескольких листов бумаги.

Виды картона

Картон можно использовать для решения весьма широкого спектра задач. По своему назначению он может быть упаковочным, полиграфическим, строительным, электротехническим, обувным… Кроме того, картоны классифицируются по другим характеристикам. Так, картон, применяемый для изготовления потребительской тары и упаковки, в зависимости от состава и возможностей печати принято разделять на следующие типы (ГОСТ 7933­89):

• хромовый — мелованный или немелованный картон из беленой целлюлозы. Используется для изготовления потребительской тары с многокрасочной печатью;
• хром­эрзац — картон из беленой и небеленой целлюлозы, древесной массы и макулатуры, с мелованным покрытием. Применяется в основном для изготовления потребительской тары с одно­ и многокрасочной печатью;
• коробочный — картон из небеленой целлюлозы, древесной массы и макулатуры. Используется для изготовления потребительской и групповой тары без печати.

Картон для потребительской тары часто называют «тонким».

Европейские производители применяют классификацию картонов по составу:

• SBS (Solid Bleached Board (Sulphate)) — цельный чистоцеллюлозный картон (из беленой сульфатной целлюлозы). Данный вид картона, как правило, имеет два­четыре цельных целлюлозных слоя; одностороннее мелование, белизну лицевой поверхности — 90%. Характерная плотность — 185­390 г/м2.
  Картон из первичных волокон имеет существенные преимущества по жесткости и гладкости, но главный его недостаток — высокая цена. Данный вид картона преобладает в сфере упаковки пищевых продуктов, фармацевтической и косметико­парфюмерной продукции (рис. 2), а также используется в других областях, где первостепенную важность имеют высокая прочность, привлекательность для потребителя и возможность обработки на высокоскоростных упаковочных машинах;
• FBB (Folding Boxboard) — картон хром­эрзац. Он представляет собой трехслойный коробочный картон, как правило, двусторонний. Верхний слой изготовлен из беленой химической целлюлозы (мелованный или без покрытия). Средний слой содержит древесную массу. Нижний слой либо кремового, либо белого цвета, как правило, имеет легкое мелование. Путем комбинирования свойств слоев достигается высокая жесткость, что позволяет использовать его в той же сфере, что и чистоцеллюлозный картон. Масса картона — 200­340 г/ м2;
• WLC (White Lined Chipboard) — макулатурный мелованный картон. При его производстве наряду с целлюлозой и древмассой используется макулатура. Верхний и нижний слои изготавливают из макулатуры высшего качества, в то время как средние — из менее качественной макулатуры, что приводит к существенному удешевлению стоимости картона, но вместе с тем к снижению пухлости и жесткости картона. Масса макулатурного картона — от 200 до 600 г/м2. Наиболее популярен картон массой 250­300 г/м2.

Рис. 2. В ожидании вырубного штампа: на картонном печатном листе уместилось шесть кондитерских упаковок (фото сделано в типографии «ВМС-Принт» (г.Подольск, Московская обл.))

Рис. 3. При заказе картона для переплетных крышек вместо массы картона обычно оговаривается толщина картона — в пределах от 0,5 до 4 мм. Распространненный брак при изготовлении переплетных крышек из дешевого картона — выпукло-вогнутость твердого переплета, когда книга уже попадает на прилавок магазина

     Макулатурные картоны используются для изготовления твердого переплета (рис. 3), а также для массового производства упаковки товаров, если нужно снизить стоимость упаковки.

Существует также немецкая классификация, согласно которой картон подразделяется на следующие виды:

• GC — картон из первичных волокон;
• GD (дуплекс, одностороннее мелование);
• GT (триплекс, двустороннее мелование) — макулатурный картон;
• UD — немелованный картон.

Описание наиболее широко применяемых сортов упаковочного картона в немецкой терминологии представлено в таблице.

Российский ГОСТ на коробочный картон выделяет такие его марки, как:

• М — картон мелованный по верхнему слою из беленой целлюлозы;
• MHO — картон мелованный по небеленой основе;
• НМ — картон немелованный с покровным слоем из беленой целлюлозы;
• А — картон с верхним слоем из беленой целлюлозы;
• Б — картон с верхним слоем из небеленой целлюлозы;
• В — картон с ненормируемым составом по волокну;
• Г — картон из полуфабрикатов и прочих полуфабрикатов.

Сорта упаковочного картона согласно немецкой терминологии

Производство картона

Сегодня картон изготавливают на современных сеточных картоноделательных машинах. Картон бывает однослойным и многослойным. Внутренние слои многослойного картона обычно отливают из более дешевых композиций, а наружные — из более прочного и дорогого волокна. В качестве сырья для производства картона, как правило, используют вещества с более грубыми и жесткими волокнами — бурую древесную массу, полуцеллюлозу, сульфатную целлюлозу и макулатуру.

При производстве картона основные технологические операции: размол, отлив, прессование и сушка — принципиально не отличаются от операций при производстве бумаги. В общем случае процесс состоит из нескольких технологических операций:

1. Приготовление волокнистой массы (пульпы) — до того как волокна подаются в КДМ, они механически обрабатываются, разбавляются водой и к ним добавляются функциональные химикаты. Механическая обработка совершается для того, чтобы улучшить прочностные свойства. Высокая степень разбавления необходима для достижения равномерного распределения волокон. Функциональные добавки используются, например, для получения картона с необходимой водостойкостью (внутренняя проклейка).
2. Отлив (формирование многослойной структуры картона в сеточной части КДМ) — первый слой волокна формируется в секции нижней сетки, где вода стекает через ее отверстия. В последующих слоях вода удаляется вакуумированием сверху. Процесс отлива обеспечивает равномерное распределение волокна, его прочное межслойное скрепление, плоскостность, гладкость и прочность листа.
3. Прессование — сырое картонное полотно, расположенное между фильтрами (так называемые мокрые сукна), проводится между стальными валами, которые механически отжимают воду.
4. Сушка — картонное полотно огибает ряд обогреваемых паром горячих полированных стальных цилиндров (сушильные цилиндры), которые интенсивно удаляют влагу за счет нагревания. Операция сушки тщательно контролируется для обеспечения оптимальной влажности и равномерного распределения влаги в листе.
5. Поверхностная проклейка — крахмальный раствор, иногда пигментированный, наносится либо на одну, либо на обе стороны картона на клеильном прессе (size­press). Поверхностная проклейка препятствует выщипыванию волокон с немелованной поверхности, повышает прочность, гладкость и улучшает печатные свойства.
6. Каландрирование — в ходе этого процесса картон пропускается между стальными валами, что придает полотну равномерную толщину и гладкость поверхности.
7. Мелование — меловой слой наносится в виде жидкой массы, разглаживается лезвием и высушивается с одной или обеих сторон в зависимости от типа картона. Преимуществом мелованного картона является белизна, равномерное восприятие краски и лака, гладкость.
8. Обработка поверхности — для улучшения печатных свойств и лакируемости картона его полируют щетками или обрабатывают в суперкаландре.
9. Намотка готовой продукции — картонное полотно наматывается на большую стальную гильзу в количестве от 10 до 20 т в зависимости от сорта. Каждая партия получает особый идентификационный код, по которому можно отследить место производства.
10. Контроль — в процессе производства на КДМ осуществляется постоянный контроль массы 1 м2, толщины, влажности и веса покрытия для достижения постоянства свойств и качества картона.
11. Намотка и резка — большие рулоны режут на рулоны меньшего диаметра и ширины. Листорезальная машина режет картон на листы стандартного формата или по специальным заказам покупателя. При резке учитывают направление преимущественной ориентации волокон в листе (продольное, то есть машинное, — MD), которое обычно совпадает с длинной стороной листа.

Для изготовления картона для плоских слоев гофрокартона и бумаги для гофрирования используют макулатуру марок МС­6 (старый гофрокартон или обрезки) и МС­7 (смешанный картон) или целлюлозу. В композиции допускается и остальная макулатура, но желательно не более 10­15%. Всё зависит от требуемых качественных характеристик получаемого картона. В лучшем случае с потоком подготовки макулатуры можно установить поток подготовки небеленой или беленой хвойной целлюлозы в количестве до 30%. Подавая 30% целлюлозы на покровный слой, мы добиваемся улучшения качества картона по цвету и прочности. В массу может дополнительно вводиться клей и сернокислый алюминий (глинозем). Количество зависит от многих параметров (качества воды, температуры, необходимой степени проклейки, наличия поверхностной проклейки на машине и т.д.). Примерные нормы расхода: глинозем — 1,2 кг/т, клей — 4,5 кг/т, нейтральный крахмал — 4 кг/т.

Рис. 4. Сколько бутылок с алкоголем уцелело благодаря изобретению гофрокартона!

Схема изготовления картона для плоских слоев гофрокартона и бумаги для гофрирования будет повторять все основные стадии общей схемы производства картона:

1. Макулатура и/или целлюлоза распускается и очищается на оборудовании для подготовки массы, потом поступает на картоноделательную машину. Роспуск макулатуры производится в гидроразбивателе при концентрации массы 10­14%. Из гидроразбивателя масса насосом перекачивается через смесительный ящик в бассейн. Концентрация массы в бассейне — 3,0­3,5%.
2. Из бассейна масса подается на вихревой очиститель высокой концентрации, где производится очистка от крупных включений, а далее на гидроразбиватель (турбосепаратор) сортирующий тройного действия, на сортировку и дорос­пуск. На этом этапе происходит очистка от скотча, пленок и т.д. Отходы от гидроразбивателя сортирующего отводятся на вторую ступень сортирования — вибрационную сортировку. После гидроразбивателя сортирующего масса поступает во второй массный бассейн, из которого насосом подается на пульсационную мельницу на дороспуск. Далее масса подается на дополнительное сортирование. Сортирование производится на напорной сортировке, имеющей сито с щелевыми отверстиями шириной 0,3­0,35 мм. Отходы от напорной сортировки отводятся на вторую ступень сортирования — вибрационную сортировку. Отсортированная масса подается в композиционный бассейн. В этом бассейне в массу вводятся крахмал и канифольный клей. Из композиционного бассейна масса поступает для окончательного размола на две последовательно установленные дисковые мельницы. После мельниц масса подается в машинный бассейн.
3. Из машинного бассейна через бак постоянного уровня масса поступает на смесительный насос, где разбавляется до концентрации 0,6­0,8%, и подается на систему вихревых конических очистителей, на которых производится очистка от мелких включений неволокнистого характера.
4. В напорный ящик картоноделательной машины масса с дополнительно введенным глиноземом поступает через узлоловитель, на котором производится очистка от мелких волокнистых включений. Сортирование выполняется на узлоуловителе, имеющем сито с отверстиями диаметром 2,2 мм.
5. На картоноделательной машине происходит формование картонного полотна, его обезвоживание и сушка.

Гофрокартон

История использования гофрированного картона насчитывает более ста лет. Появление гофрированного картона было связано с необходимостью создания не просто упаковочного материала, а материала, обеспечивающего защиту товара от механического воздействия (рис. 4). Гофрированная бумага была запатентована в 1856 году в Великобритании и применялась как подкладка под шляпы. С этого момента началось ее массовое производство, постепенно распространившееся на весь мир. В том же году впервые был произведен трехслойный гофрокартон. Тем не менее гофрокартон в сегодняшнем понимании этого слова был запатентован 25 годами позже. Тогда американец Альберт Джонсон, который искал подходящий материал для упаковки стеклянных колб и бутылок, впервые определил возможность применения для этой цели гофрированной бумаги. Первый патент на использование нового материала для упаковки был зарегистрирован 19 декабря 1871 года. Спустя три года был запатентован двухслойный гофрокартон. Владельцем патента стал американец Оливер Лонг, предложивший приклеивать к гофрированному картону плоский слой бумаги. А всего через десятилетие, в 1881 году, в США была выпущена первая машина с механическим приводом для изготовления двухслойного гофрокартона и сматывания его в рулоны. Еще год спустя американский подданный Роберт Томпсон запатентовал трехслойный гофрокартон. В 1916 году появилась пятислойная, а в 1953­м — семислойная версия материала. С течением времени изменялись виды и размеры гофров. И поныне рынок постоянно диктует всё новые и новые требования к гофроупаковке.

Первая машина для гофрирования бумаги была очень примитивной. Ее рифленые валы, для изготовления которых использовались два старых пушечных ствола, приводились в движение вручную. Их нагрев, первоначально осуществлявшийся газом через газовые горелки, в связи с частым возгоранием бумаги вскоре был заменен паровым обогревом. Длина пушечных валов составляла 660 мм и длительное время определяла ширину выпускаемого гофрированного картона и бумаги.

Оборудование для производства гофрированного картона первоначально изготавливалось в небольших мастерских, а в дальнейшем — на крупных машиностроительных предприятиях, которые частично или полностью специализировались на его выпуске.

Для создания из листов гофрированного картона заготовок ящиков первоначально использовались имевшиеся картонажные и переплетные машины, тем более что ширина полотна гофрированного картона сначала составляла 660 мм, увеличившись впоследствии до 850­1000 мм, а картонные ящики были малого размера, поэтому машины с большой рабочей шириной не требовались. Это были рилевочно­резательные машины, рубильные машины и др. Для вырезки прорезей применялись дисковые пилы.

Наряду с этим происходило совершенствование гофрировальных машин, приведшее к созданию гофрировального агрегата, включающего все процессы — от размотки рулонов картона и бумаги до получения трех­, пяти­ и семислойного гофрированного картона в листах и двухслойного в рулонах. Одновременно возрастала и рабочая скорость гофрирования. Если в 1895 году максимальная скорость гофрирования составляла 3 м/мин, то в 1910­м она была уже 10, в 1920­м — 20­25, а в 1930­м достигла 100 м/мин.
Преодоление барьера в 60 м/мин долго тормозилось тем, что для поперечной отрезки листов гофрированного картона в состав агрегатов была включена резательная машина гильотинного типа, что вызывало постоянную задержку полотна гофрированного картона при отрезании каждого выходящего листа. Совершенствование этого узла агрегата привело в 1940 году к выпуску непрерывно действующей поперечно­резательной машины, являющейся прототипом современных машин.

Несмотря на значительные изменения, современная гофротара не сильно отличается от первых образцов. Именно благодаря несложной конструкции гофрокартон остается наиболее выгодным современным упаковочным материалом, из которого можно создавать тару любой конфигурации, прочности и отделки. Более того, гофрированный картон является одним из самых экологически чистых упаковочных материалов.
Кроме относительной простоты изготовления, гофрокартон отличается универсальностью. Этот материал востребован во многих областях промышленности — именно его выбирают для упаковки своей продукции производители продуктов питания, ликероводочной продукции, бытовой и оргтехники, канцелярских товаров и пр. Таким образом, можно утверждать, что гофрированный картон занимает огромную нишу на рынке упаковочных материалов.

В наше время производство гофрированного картона стало непрерывным процессом. Скорость современных гофрировальных агрегатов достигает 200 м/мин. Благодаря использованию новых технологий в машиностроении на рынке оборудования для производства и переработки гофрированного картона появилась новая ниша — выпуск высокопроизводительного, относительно недорогого и небольшого по размерам оборудования, ориентированного на малый и средний бизнес.

В настоящее время производители различных товаров предпочитают сами налаживать производство гофрированного картона и тары из него для последующего ее использования в собственных нуждах. Открытие такого производства позволяет избежать существенных затрат на приобретение и доставку готовой тары из гофрированного картона. Благодаря этому существенно повышается гибкость применения различной гофротары в процессе упаковки выпускаемой продукции независимо от поставщиков.

Таким образом, широкое использование сегодня гофрокартона обусловлено следующими факторами:

• это один из упаковочных материалов, который обладает уникальной совокупностью свойств при сравнительно низкой цене, так как его производство требует относительно небольших затрат электроэнергии и других ресурсов;
• тара из гофрокартона очень легкая. Это значит, что при транспортировке товара не придется много переплачивать. Например, ящик из гофрокартона в три­четыре раза легче пластмассового такого же объема и примерно в три раза легче деревянного;
• гофрокартон может применяться как индивидуальная упаковка и транспортная тара;
• увеличение объемов выпуска продуктов питания;
• высокие темпы развития рекламы, требующие применения легкой, надежной, эстетичной упаковки, оформленной рекламной печатью;
• полный развал сети производства дощатой тары многоразового использования для бакалейного и консервного производства привел к образованию ниши, которую заполнили ящики из гофрокартона;
• гофротара подлежит стопроцентной утилизации;
• последняя важная особенность — возможность нанесения на гофрокартон различными способами (шелко­ и флексографией, офсетом) цветного изображения, которое играет большую роль при распознавании продукта на прилавках магазинов.

Картонная тара для жидкостей

Интересна история создания одноразовой картонной тары для жидких продуктов.  Уже в начале ХХ века в Европе и Америке стали задумываться о том, что тяжелые и дорогие выдувные стеклянные бутылки ручного изготовления (литровая бутылка весила примерно 500­600 г), использовавшиеся, например, для молока, можно заменить более дешевой одноразовой картонной упаковкой весом примерно 25­35 г. Первые проекты предполагали создание круглых емкостей, имитирующих по форме стеклянные бутылки и герметизированных изнутри твердым парафином или другими химическими продуктами. Патенты на картонные бутылки соответствующей формы были выданы, среди прочих, немцам Густаву Тюрку (1882 г.), Освальду Шмидту (1906 г.), американцам Джорджу Максвеллу (1906 г.) и Олдену Б. Старру (1909 г.).

Одна из главных проблем заключалась в том, чтобы сделать бумажный сосуд непроницаемым для жидкости. Попытки, предпринимаемые для этого, не всегда были успешными. Например, в 1882 году Густаву Тюрку из Кронштадта был выдан имперский патент на промышленный образец бумажной тары для жидких продуктов. Ее любопытной особенностью была пропитка бумаги и пакета смесью из дефибринированной (то есть избавленной от сгустков при сворачивании) свежезаготовленной крови (60%), тонкого известнякового порошка (35%) и оксида алюминия (5%). Однако эта упаковка не нашла практического применения.

Рис. 5. Только в статьях о расходных полиграфических материалах информация о бальзамировании трупов может органично соседствовать с данными о молочных продуктах… А идеи изготовления молочной упаковки современного образца появились во времена Великой депрессии…

В 1906 году Джорджу В. Максвеллу и Алонзо Кингсбери из Сан­Франциско был выдан патент на круглую бумажную бутылку, действительно пригодную для розлива молока. Впервые молоко в картонной упаковке, изготовленной именно в соответствии с этим патентом, появилось в 1906 году. Для того чтобы сделать упаковку непроницаемой для жидкости, с внутренней стороны она покрывалась парафином.

В 1909 году Олдену Б. Старру из Нью­Йорка в Германии был выдан патент на бумажную тару для расфасовки молока в виде бутылки, верхняя часть которой имела встроенное уплотнение с прокладкой из фольги. Правда, это не влияло на срок хранения продукта, а лишь позволяло придать бутылке более жесткую форму.

Разумеется, были предложены и другие конструкции. Но фантазия изобретателей еще не шла дальше замены одного материала на другой: стекла — на бумагу или картон. Форма сосудов по­прежнему была близка к сфере или цилиндру, хотя являлась не слишком практичной при пользовании и технологичной при изготовлении.

Наконец, американцу Джону Р. ван Уормеру из Толедо (шт. Огайо) был выдан патент США № 1 157 462 на картонный пакет для жидких продуктов (заявка на патент была подана в декабре 1914 г.). Пакет собирался из предварительно вырезанной заготовки, что облегчало его сборку. В описании Уормер указывал, что разовый пакет повышает удобство пользования тарой для потребителей.
В 1915 году Джон Р. ван Уормер выпустил первую упаковку для жидких продуктов, которая изготавливалась из вырезанной из картона заготовки. Упаковка имела цельное основание, верх и носик. В 1928 году American Paper Bottle Company купила патент (№ 1 157 462) у Уормера. Одновременно компания приобрела бренд Pure Pak и разработала машины для розлива молока в пакеты (рис. 5). На молочном заводе пакеты разворачивались, собирались, заполнялись и запечатывались. По сравнению с предыдущими системами, включавшими предварительно собранные пакеты, это было большим преимуществом. За период с 1929­го по 1934 год было выпущено шесть машин для формирования, наполнения и запечатывания упаковки. Таким образом, пакет приобрел вполне современную форму более 70 лет назад.
В начале 1930­х годов компания American Paper Bottle Company выпустила собственную упаковку для молока Pure Pak. Пакеты делались непроницаемыми для жидкости снаружи и изнутри путем погружения материала в горячий парафин, после чего склеивался боковой шов. На молочных заводах пакет собирался, наполнялся, затем формировалась его верхняя часть, которая скреплялась скобами и запечатывалась под давлением с применением нагрева. Выпускались пакеты различной вместимости — от 240 до 950 мл. В 1936 году компания Ex­Cell­O приобрела права на Pure Pak и установила новую разливочную машину с производительностью 24 пакета в минуту. В 1937 году Ex­Cell­O продала в США 42 млн пакетов. Упаковочный бизнес Ex­Cell­O, а вместе с ним и всемирные права на Pure Pak были приобретены в 1987 году норвежской компанией Elopak (до этого действовавшей в качестве агента Ex­Cell­O в Европе). В 1938 году нью­йоркская корпорация Sealcone International Corporation подала патентную заявку на собственную картонную тару для расфасовки молока. Пакеты для напитков также предлагались компаниями Seal­right из Фултона, Canco Packaging/American Can, International Paper и монреальской компанией Griswold.

Тем временем в Германии эволюция упаковки шла своим путем. В 1929 году немецкая фирма — производитель машинного оборудования Jagenberg из Дюссельдорфа подала патентную заявку на так называемую упаковку Perga Pack.

Для этого вида упаковки — предварительно собранной картонной емкости — имелись разливочные машины различной мощности, благодаря чему система Perga Pack была доступна мелким расфасовочным компаниям. Успех этой системы был недолгим — экономический и политический кризис, разразившийся в начале 1930­х годов, положил конец ее распространению в Европе. В 1958 году компания Jagenberg открыла завод PKL по производству бумаги и клеящих составов в г.Линнихе (Германия), который в 1988 году перешел в собственность фирмы SIG.

Кроме того, в Германии в 1935 году инженер Генрих Фридерикс из г.Борстеля (близ г.Штендаля) изобрел очередную разновидность пакета, изготавливавшегося из вырезанной заготовки.

Пакеты для молока выпускались также английской компанией Satona из Лидса и норвежской фирмой Erling Stockhausen.

В период до Второй мировой войны рост производства картонных упаковок для жидких продуктов в США, а затем и в Европе был головокружительным. В итоге, согласно статистическим данным, количество проданных упаковок выросло с 84 млн единиц в 1934 году до более 4 млрд в 1947­м и около 12 млрд в 1955­м (доля рынка — 50%). Выходит, что уже более 50 лет назад половина негазированных напитков продавалась в картонной упаковке.

Сегодня же пакеты для напитков выпускаются в тысячах вариантов и лидируют в секторе выпуска негазированных напитков. Рассмотрим некоторые их виды.

Sealright — бумажная бутылка для яблочного сидра. Эта изготовленная из вощеной бумаги бутылка для яблочного сидра была представлена еще до Второй мировой войны компанией Sealright & Symons Paper Co из г.Гарднера (США). Для формирования верхней части использовалось кольцо из белой жести.

Патентная заявка немецкой фабрики бумажных бутылок Reinhold Leibfahrt (г.Мёцинген) была подана в 1930 году. Патент относился к бумажной бутылке для жидких продуктов и включал прокалываемую дырочку для питьевой соломинки. Как видите, даже у соломинки, приклеенной к вашему пакету с соком, весьма почтенная родословная.

Perga Pack (1929 г.). Интересно, что совсем недавно компания Elopak преподнесла как новинку картонный пакет iCone, который при ближайшем рассмотрении оказался весьма похожим на старый добрый Perga Pack (конечно, тогда еще не было закручивающихся крышек).

Круглое дно пакета, по уверению производителя, очень удобно для использования в автомобилях, в которых предусмотрена соответствующая подставка. Воистину, всё новое — это хорошо забытое старое.

Bowater Perga (1950­1960 гг.). Поскольку компания Jagenberg поставляла машины и материалы, упаковка Perga Pack могла выпускаться и другими производителями. В верхней части английского варианта упаковки Perga Pack имелось запатентованное выдавливаемое отверстие для питья.

Pergabloc. Система Pergabloc, выпускавшаяся PKL, представляла собой предварительно собранный бумажный пакет, аналогичный классической упаковке Perga Pack. Запечатанный картонный пакет (с вариантами из полиэтилена), который применялся для расфасовки всевозможных видов продукции, выпускался небольшими партиями до 1990 года.

Tetra Pak. Основной принцип системы Tetra Pak описан в патентной заявке от 1944 года. Материал вытягивается из рулона, раскраивается и обертывается вокруг втулки для придания ему цилиндрической формы. Два края склеиваются. Цилиндр заполняется с помощью наливного патрубка, находящегося внутри втулки, поворачивается на 90°, запечатывается по диагонали и отрезается.

В 1944 году швед Рубен Раусинг запатентовал идею дешевого четырехгранного пакета, изготавливаемого из рулона (патент № 131599). Эта идея появилась у него в результате изучения рынка, которое он проводил в период обучения в США в 1930­х годах. По мнению Раусинга, американские машины были слишком дорогими. Он предложил формировать цилиндр из рулонного картона с водонепроницаемым покрытием, спрессовывать его по краям и в конце запечатывать. В результате получался четырехгранный пакет, который получил фирменное наименование Tetra Pak в 1950 году, когда была учреждена фирма Tetra Pak как дочерняя компания фирмы Akerlund & Pausing. Первые четырехгранные упаковки появились на шведском рынке в 1952 году.

Tetra Classic. Четырехгранник является оригинальной формой упаковки Tetra Pak и предлагается на рынке для расфасовки молока с 1952 года. Название компании происходит от слова «тетраэдр» (на греческом так называется трехгранная пирамида с четырьмя одинаковыми гранями). Именно такие пакеты отечественного производства много лет назад были предложены советским покупателям.

Приверженность делу и большое упорство позволили Tetra Pak выдвинуть новые идеи и оформить право собственности на концепции расфасовочных машин, в результате чего новый упаковочный материал начал свой путь к глобальному успеху. За упаковкой в виде тетраэдра последовала прямоугольная — Tetra Brik, а затем и другие формы, такие как Tetra Rex, Tetra Top и Tetra Prisma, способствовавшие тому громадному прорыву, который был сделан компанией в области производства пакетов для напитков в целом. В 1996 году сын изобретателя Tetra Pak Рубена Раусинга продал свою долю в бизнесе фирме Tetra Laval за 7 млрд долл. и стал одним из самых богатых людей в мире.
Упаковка Tetra Rex, собиравшаяся из заготовки, впервые была продемонстрирована в 1963 году и представляет собой модификацию Pure Pak. С тех пор все ведущие компании поставляют на рынок такие системы.

Blocpack — это название, присвоенное компанией Papier + Klebstoffwerk Linnich (в настоящее время — SIG Combibloc) новой упаковке для молока в 1960­х годах. Уже в то время эта прямоугольная упаковка имела выдвижное наливное отверстие и изготавливалась из картона и полиэтилена. Размеры упаковки были рассчитаны с учетом ее укладки на европоддоны.

Рис. 6. Современная новогодняя упаковка от российского производителя (фото сделано на выставе «Росупак 2012»)

До возникновения компании Tetra Pak картон и готовая упаковка в основном герметизировались с помощью твердого парафина. Испытания, начатые в Чикаго компанией H.P. Smith примерно в 1940 году, и напряженные усилия Tetra Pak по разработке картона, покрытого полиэтиленом, дали первые результаты в 1956­м. Материал представлял собой специально разработанный чистый шведский крафт­картон, обладавший высокой твердостью и проявлявший хорошие эксплуатационные свойства при придании ему различных форм. Это достижение позволило создать новое поколение пакетов для молока, которые впоследствии были усовершенствованы за счет добавления слоя из алюминиевой фольги. Дополнительный тонкий слой алюминия значительно повышал качество запаковывания и герметичность. Эти разработки дали возможность расфасовывать новые виды продукции, такие как пастеризованное и сгущенное молоко, соки, соусы и вино, что резко повысило спрос на картонные пакеты.

В Германии за 1997 год в пакетах типа «кирпич» было реализовано около 3,237 млрд литров негазированных напитков (примерно 50­процентная доля рынка). В Европе ежедневное потребление пакетов для упаковки жидких продуктов составляет свыше 70 млн единиц.

В странах ЕС безалкогольные напитки запрещено продавать в стеклянных емкостях, поэтому перспективы картонной упаковки там весьма благоприятные.
Пакеты для напитков имеют самую большую долю рынка среди упаковок для жидких продуктов в категории негазированных напитков и демонстрируют хорошие темпы роста. Эта упаковка подвержена переработке, обеспечивает прекрасную защиту содержимого, ее поверхность хорошо подходит для нанесения первоклассной печати, а с точки зрения логистики она удобна в укладке и перегрузке.

Картонная коробка

Об истории картонной коробки нам тоже известно не много (рис. 6), хотя изготовление коробок из картона и дерева стало отдельным ремеслом в США и Европе еще в конце XVIII — начале XIX века. Заготовки из картона вырезались и складывались вручную. Готовые коробки, как правило, имели круглую или овальную форму, потому что этот гибкий материал легче было изогнуть, чем придать ему квадратную форму. Подобные коробки заказывали  ювелиры, аптекари, производители кондитерских изделий. В картонных коробках нуждались  все изготовители той или иной продукции.

 Однако коробки, поставляемые заказчику в собранном виде, занимали на складах готовой продукции много места. Проблему со складированием упаковки отчасти удалось решить, когда в 1850 году появилась первая складная коробка. Проект был не слишком удачен, поскольку продавцу приходилось самому делать коробку из заготовки непосредственно в присутствии покупателя, сгибая картон вокруг деревянной формы.

Известно, что круглое изделие занимает больше места, чем квадратное или прямоугольное, поэтому перевозить товары в круглых или овальных коробках крайне невыгодно. Кроме того, круглые упаковки очень непрочные, в то время как прямоугольная упаковка при перевозках на большое расстояние практически не разрушается, поскольку обладает повышенной устойчивостью при сотрясениях на неровной дороге. Однако картонная коробка в привычном нам виде, то есть прямоугольная (рис. 7), появилась нескоро.

По­настоящему удобная складная коробка была изобретена в 1879 году Робертом Гейром, владельцем бруклинской типографии, которая специализировалась на печати на пакетах. Однажды в его типографии случилась неполадка — металлическая линейка печатного станка стала делать ровные прорези в пакетах. Это навело Гейра на мысль, что отточенные штампы можно использовать для вырубки картонных коробок, а тупые — для бигования картона для обеспечения ровного сгиба. В результате Гейр совместил печатный процесс с процессом производства коробок, что позволило ему производить около 7500 коробок в час. Первым продуктом, упакованным в складную картонную коробку, стала «Квакерская овсянка», появившаяся спустя семь лет после изобретения Гейра.

Улучшить качество картинки на картонной упаковке позволило изобретение и внедрение в производство белого древесного картона. Это произошло в 1865 году во Франции. Высококачественная полиграфия сделала картонную коробку лидером упаковочной индустрии.

Складная картонная коробка является одним из самых распространенных видов упаковки потребительских товаров. Причины столь широкого ее использования очевидны: экономичный материал, относительная дешевизна производства и сборки упаковки, а также удобство хранения и транспортировки.

Прессованный картон до сих пор является одним из самых распространенных и практичных видов упаковки. Первые упаковочные коробки из картона имели форму овала или круга и изготавливались с помощью деревянного шаблона.

На картонных коробках могут выполняться высококачественная печать и тиснение изображений, благодаря чему упаковка становится более заметной, а ценность и привлекательность продукции повышается. Упаковка из картона находит применение в самых разных сферах. В нее упаковывают пищевые (в том числе замороженные) продукты: кондитерские изделия, чай, кофе, шоколад, печенье, готовые завтраки, а также сигареты, парфюмерно­косметическую продукцию, лекарства, бытовую химию, обувь, игрушки и пр.

Универсальные возможности картонной упаковки заключаются в многообразии размеров и конструкций коробок. Кроме того, такая упаковка может изготавливаться с дополнительными деталями и приспособлениями, что весьма незначительно отражается на ее себестоимости.

Картон — это материал, испытанный прошлым и проверенный настоящим, а значит, это  материал будущего!

КомпьюАрт 10'2012