Vlnitá lepenka je všestranný a široce používaný obalový materiál. Vlnitá lepenka se skládá z několika vrstev papíru, z nichž jedna tvoří zvlněnou strukturu a ostatní jsou hladké. Její struktura je perfektní pro zajištění ochrany zboží během přepravy. Proces výroby vlnité lepenky zahrnuje specializované stroje navržené tak, aby vytvořily rýhovanou strukturu, díky které je tento materiál tak jedinečný.
Historie a vývoj vlnité lepenky
Vlnitá lepenka vznikla v 19. století jako odpověď na potřebu lepšího ochranného obalu pro přepravu a skladování zboží. Její vývoj je spojen s několika klíčovými inovacemi v oblasti balení a materiálového inženýrství.
- První použití zvlněného papíru: Tento papírový materiál byl patentován v roce 1856 ve Spojeném království jako podšívka do klobouků. Patent na tento materiál získali Edward Charles Healy a Edward Ellis Allen.
- Skutečný průlom přišel v roce 1871, kdy Albert Jones z New Yorku obdržel patent na dvouvrstvou vlnitou lepenku, která sloužila k ochraně křehkých předmětů, jako jsou lahve.
- Masová výroba a komerční využití: První stroje na výrobu vlnitých lepenek byly vynalezeny v roce 1874.
- Popularizace a standardizace: V průběhu 20. století se kartonová lepenka stala dominantním materiálem pro balení a přepravu zboží. Byla levná, lehká a snadno recyklovatelná.
Suroviny pro výrobu vlnité lepenky
Doslovný význam vlnité lepenky, můžeme dešifrovat na dvě části, jedna je vlnitý papír, jedna je lepenka. Vlnitý papír je druh silné lepenky, jeho materiálem je dřevitá buničina a sběrový papír vlákna, po zpracování a vyrobení.
Papírové role slouží jako primární surovina pro výrobu vlnité lepenky. Výroba vlnité lepenky také vyžaduje použití sběrového papíru jako hlavní suroviny pro výrobu vlnité lepenky, ale také za účelem ochrany životního prostředí. Recyklace odpadového papíru může do značné míry snížit znečištění životního prostředí a lze také recyklovat zdroje. K recyklaci lze použít celý náš každodenní život různých novin, knih, kartonových krabic, papírových sáčků a tak dále výroba vlnité lepenky. Co potřebujeme vědět, je, že sběrový papír je nejdůležitějším materiálem pro výrobu vlnité lepenky.
Papír je pro skupinu THIMM nejdůležitější surovinou. Používáme různé druhy papíru. Pro výběr papíru v zásadě platí: Čím silnější je použitý papír, tím tužší je pozdější vlnitá lepenka kolmo ke směru vlny.
Čtěte také: Inovace ve výrobě obalů
- Kraftlinery: Velmi pevné a stabilní surové papíry pro výrobu vlnité lepenky jsou například kraftlinery. Skládají se minimálně z 80 procent z čerstvých vláken.
- Testlinery: Testlinery jsou naopak recyklované papíry, které jsou vyrobeny ze 100 % ze starého papíru.
Jako etablovaný výrobce vlnité lepenky získáváme zhruba tři čtvrtiny surového papíru z tuzemska. Zbytek dovážíme ze Skandinávie, jižní a východní Evropy. Jelikož tohoto papíru potřebujeme velké množství, můžeme ho přepravovat lodní dopravou, tedy ekologičtějším způsobem než je doprava kamionová. Surový papír pro výrobu vlnité lepenky, který používáme pro naše obalová řešení, získáváme téměř kompletně od dodavatelů, kteří jsou certifikováni alespoň podle standardu Controlled Wood nebo FSC®.
Stroje a proces výroby vlnité lepenky
Vlnitá lepenka je všestranný a široce používaný obalový materiál a její výroba zahrnuje specializovaný stroj známý jako stroj na výrobu vlnité lepenky.
Typy strojů v procesu výroby vlnité lepenky
Proces vytváření vlnité lepenky vyžaduje kombinaci strojů, které spolupracují na bezproblémové výrobní lince. Tyto stroje jsou navrženy tak, aby zvládly různé fáze výrobního procesu, od přípravy papíru až po vytvoření konečného produktu.
- Stroj na výrobu vlnitého papíru: je primární stroj používaný k vytvoření struktury vlnité lepenky. Začíná to papírovými rolemi, které se přivádějí do stroje a papír se pak zahřívá, stlačuje a tvaruje do žlábků. Jakmile jsou vytvořeny žlábky, papír se vlepí mezi dvě vložky, čímž vznikne hotová vlnitá lepenka.
- Stroj na výrobu sulfátového papíru: je nezbytný pro výrobu krycích lepenek. Kraftový papír je známý svou pevností a odolností, díky čemuž je ideálním materiálem pro ploché vrstvy vložky. Stroj na sulfátový papír používá k vytvoření tohoto pevného papíru dřevěnou buničinu, která se pak řeže a přivádí do zvlňovacího stroje, aby se vytvořil konečný produkt.
- Zvlňovací stroj: je stroj navržený speciálně pro vytváření rýhovaného papíru, který tvoří jádro vlnité lepenky. Proces vytváření fléten je složitý, protože vyžaduje přesnou kontrolu teploty a tlaku. Zvlňovací stroj zajišťuje, že rýhovaný papír má konzistentní tvar a velikost, což přímo ovlivňuje pevnost konečného kartonového produktu.
Klíčové komponenty a fáze výrobního procesu
Proces výroby vlnité lepenky zahrnuje několik klíčových součástí ve strojích. Tyto komponenty spolupracují, aby zajistily, že výroba je hladká, efektivní a výsledkem je vysoce kvalitní karton.
- Příprava surovin: Prvním krokem procesu zvlňování je vložení horní a spodní role krycí lepenky do stroje.
- Vlnité válce: Vlnité válce jsou centrální částí stroje na vlnitý papír. Tyto válce lisují papír do požadovaného tvaru drážky. Přesná regulace teploty a tlaku na válcích je zásadní pro zajištění dokonalého zvlnění papíru bez poškození materiálu. Vlnitý materiál je přiveden do vlnitého stroje, který se skládá ze série vyhřívaných válců.
- Adhezivní systémy: Jakmile je papír zvlněný, je třeba jej spojit s krycími deskami. K nanášení lepidla mezi vrstvy papíru se používají adhezivní systémy. Škrob se používá jako lepidlo k připevnění horní a spodní krycí desky k vlnitému médiu. Na vlnitý materiál se položí vrchní krycí karton, poté spodní krycí karton.
- Sušící část stroje: Poté, co je papír vytvořen a nalepen, musí být vysušen, aby se odstranila případná vlhkost. Sušící část stroje využívá teplo a cirkulaci vzduchu k zajištění úplného vysušení papíru před jeho navinutím do rolí. Tento krok je nezbytný pro zabránění oslabení nebo deformaci papíru po jeho výrobě.
- Navíjení a řezání: Jakmile je vlnitá lepenka vytvarována, ořezává se na požadovanou šířku a délku. Po vysušení se papír smotává do velkých rolí. Tyto role jsou poté nařezány na požadovanou délku a připraveny k použití při výrobě obalů. Nařezané a hotové vlnité desky se stohují a skladují ve svazcích nebo na paletách. Proces navíjení a řezání zajišťuje, že karton je správně dimenzován a připraven k použití v různých aplikacích.
Po operaci podélného rýhování a řezaní nastupuje operace příčného rozdělení pásu vlnité lepenky. Příčné řezání je provedeno elektronicky řízenými horními a dolními noži na principu střihu nůžkami. Při odebírání jsou na míru řezané tabule vlnité lepenky automaticky stohovány na válečkový dopravník. Jednotlivé stohy vlnité lepenky vždy odpovídají konkrétní zakázce.
Čtěte také: Použití asfaltových vlnitých desek
Vlnitou lepenku lze vyrábět v nejrůznějších rozměrech. Pokud role papíru došla nebo má být použita jiná šířka či typ papíru, role papíru se v systému vymění. U nového druhu papíru to pak zůstává například u kartonu z třívrstvé nebo vícevrstvé lepenky a zachován zůstává i profil vln vlnité lepenky.
Moderní pokroky a udržitelnost
Moderní stroje na výrobu vlnité lepenky se v průběhu let výrazně vyvinuly, staly se rychlejšími, efektivnějšími a šetrnějšími k životnímu prostředí. Jedním z největších pokroků ve strojích na výrobu vlnitého papíru je úroveň automatizace. Moderní stroje jsou vybaveny pokročilými senzory a řídicími systémy, které umožňují nepřetržité sledování a nastavování výrobního procesu. Výsledkem je vyšší účinnost, snížené množství odpadu a konzistentnější kvalita produktu. Mnoho moderních zvlňovacích strojů je navrženo s ohledem na energetickou účinnost. Nejnovější modely spotřebovávají méně energie a spotřebovávají méně zdrojů při zachování vysoké produkční rychlosti. To je důležité pro podniky, které chtějí snížit svou ekologickou stopu při zachování výrobní kapacity. Jako základní surovina se používá surový papír pro výrobu vlnité lepenky - v Německu převážně z recyklovaných papírů s podílem čerstvých vláken a škrobového lepidla.
Vzhledem k tomu, že poptávka po udržitelných obalových řešeních neustále roste, průmysl strojů na výrobu vlnité lepenky se vyvíjí, aby těmto výzvám čelil. Společnosti stále více investují do strojů na výrobu vlnitého papíru, které nejen zvyšují efektivitu výroby, ale také minimalizují odpad a snižují spotřebu energie. Budoucnost výroby vlnité lepenky bude pravděpodobně zahrnovat další inovace v automatizaci, manipulaci s materiálem a technologiích pro úsporu energie.
Typy vlnité lepenky a jejich vlastnosti
Vlnitá lepenka je materiál, který se skládá z několika vrstev papíru, z nichž jedna tvoří zvlněnou strukturu a ostatní jsou hladké. Její výroba spočívá v navinutí jedné papírové vrstvy na zvláštní válce, čímž vznikají charakteristické vlny. Následně se tyto vrstvy spojují dohromady, čímž vzniká materiál s vysokou pevností a pružností.
Druhy vlnité lepenky vycházejí z roztečné vzdálenosti vlny (t) a výšky vlny (h). Označení se řídí podle výšek vln, druhů papíru, plošných hmotností a rozdělení vln. V řezu vykazuje zvlněný papír většinou sinusovou křivku, která je definována rozpětím vln a jejich výškou.
Čtěte také: Vlastnosti a výhody bitumenových vlnitých desek
Typy vln
Vlnitou lepenku lze dělit dle typu zvlnění, které se liší „tloušťkou a pevností“. Je třeba zdůraznit, že typy vln lze upravit tak, aby byla dosažena co největší odolnost a pružnost, optimální pro konkrétní nároky daného zboží.
- Vlna A: tzv. hrubá vlna s rozpětím vln 7,9 - 10 mm a výškou vlny 4 - 5 mm. Vlna A je nejstarším typem vlny a dnes se používá jen zřídka.
- Vlna B: také označována jako jemná vlna s rozpětím vln 4,8 - 4,5 mm a výškou vlny 2,2 - 3,1 mm. Tato vlna je určena pro výrobu rozměrově přesných automatických obalů. Je také lépe potiskovatelná než vlnitá lepenka s vlnou C.
- Vlna C: je také označována jako střední vlna s rozpětím 6,5 - 7,9 mm a výškou vlny 3,1 - 4,0 mm. Vlna C má nepatrně nižší výšku než vlna A. Od počátku 70. let vlna C prakticky nahradila vlnu A.
- Vlna E: častěji ji známe pod pojmem mikrovlna s rozpětím vln 2,6-3,5 mm a výškou vlny 1,0-1,9 mm. V průběhu času získala E-vlna velmi na významu. Důvodem je ještě podstatně lepší potiskovatelnost než u vlny B.
- Vlna F: cca 0,6-1,0 mm.
- Vlna N: poměrně nový typ mikrovlnek, vysoký zhruba 0,5 mm, převážně využívaný u tzv. super lehké lepenky.
- Dalšími, ještě jemnějšími vlnami jsou vlny G.
Kombinace vln
Pro dosažení specifických vlastností se často kombinují různé typy vln.
- BC: (vlna B a vlna C) - Kombinace středně vysokých vln zajišťuje dobrou odolnost vůči tlaku a mechanickému poškození i dobrou potisknutelnost. Uplatňuje se v obalech pro zboží střední velikosti.
- AB: (vlna A a vlna B) - Silnější vlna A se spojuje s jemnější B, což poskytuje vysokou odolnost proti deformacím a solidní kvalitu potisku. Vhodná pro obaly vyžadující robustní ochranu.
- AC: (vlna A a vlna C) - Spojení vlny A a C dává vysokou odolnost vůči kompresi a mechanickému poškození.
- BCB: (vlna B, vlna C, vlna B) - Dvě vrstvy vlny B obklopují vlnu C, což zaručuje výjimečnou odolnost vůči tlaku a dobrou ochranu před poškozením. Využívá se pro velké, těžké produkty.
- EB: (vlna E a vlna B) - Kombinace vln E a B vytváří tenkou, ale pevnou lepenku s dobrou plochou k potisku. Používá se v lehkých maloobchodních obalech.
- EC: (vlna E a vlna C) - Spojení vln E a C zaručuje lehkou lepenku s dobrou odolností vůči tlaku a kvalitním povrchem pro tisk. Uplatňuje se u lehkých maloobchodních obalů.
- AAC: (vlna A, vlna A a vlna C) - Dvě vrstvy vlny A s vlnou C přinášejí výraznou ochranu před mechanickým poškozením a vysokou odolnost proti zatížení.
Dělení lepenky podle počtu vrstev
Dále se lepenka dělí rovněž podle počtu jejích vrstev. Vlnitá lepenka se vyrábí spojením rýhovaného středního papíru s jednou nebo dvěma plochými linerboardy. Tato struktura dává kartonu jeho pevnost a odolnost, takže je ideální pro přepravní krabice, balení a skladovací řešení.
Níže uvedená tabulka přehledně ilustruje charakteristiku různých typů vlnité lepenky podle počtu vrstev:
| Typ lepenky | Popis | Použití |
|---|---|---|
| Jednostranná | Přibližně jeden krycí pás a jedna vlna | Ochrana nábytku, balení různorodých předmětů |
| Dvouvrstvá | Jeden liner (horní vrstva) a jedna zvlněná lepenka (vlnitá vrstva) | Nejčastěji používaná v obalovém průmyslu. Ochrana křehkých předmětů, jako jsou lahve. |
| Třívrstvá | Tři pásy papíru, např. B vlna. Dva linery a jedna zvlněná lepenka. | Běžné použití. |
| Pětivrstvá | Např. BA vlna, se skládá ze dvou linerů a tří zvlněných lepenek. | Pro přepravu velkých a těžkých produktů. |
| Sedmivrstvá | Obsahuje tři zvlněné vrstvy a čtyři linery. | Velmi vysoká odolnost vůči mechanickým škodám, náročné obaly pro přepravu těžkých a citlivých produktů. |
Výroba klopových krabic a závěrečné procesy
Základním produktem z vlnité lepenky jsou tzv. tabule. Tyto výrobky jsou určeny buď jako polotovar k dalšímu zpracování v kartonáži nebo jsou dodávány zákazníkům k další výrobě. Klopové krabice jsou konstrukčně nejjednodušší typ obalů z vlnité lepenky. Používají se hlavně jako transportní obaly a velmi často jsou bez potisku.
Výroba klopových krabic na slotru a casemakeru
- Na slotru: Výroba klopových krabic na slotru předpokládá, že jsou archy vlnité lepenky řezány kolmo ke směru vlny přesně podle rozměrů. Protože je slotr většinou vybaven jedním nebo více tiskovými zařízeními, je procházející arch ihned také potištěn. Všechny tyto postupy probíhají v tomto zařízení rotujícím způsobem. Archy vlnité lepenky opouštějí slotr v plochém stavu.
- Na zařízeních typu casemaker: Výroba klopových krabic probíhá jiným způsobem. Tabule ze zvlňovacího stroje jsou dodávány do in-line zařízení, na kterých se vyrábí hotové obaly, jejichž objem představuje největší část produkce obalů z vlnitých lepenek. Tabule vlnité lepenky pro tento způsob výroby krabic jsou bez výjimky nerýhovány a nařezány na brutto rozměr. To znamená, že po výseku z tabule vzniká dokola přiměřený pruh odpadu.
Lepení a šití
Jedním ze závěrečných výrobních procesů je lepení, které se realizuje na speciálních linkách - lepičkách.
- Jednobodové lepicí stroje: jsou kompaktní poloautomatické jednotky. Jejich funkcí je lepení přířezů pojidly s tuhnutím za studena nebo tepla.
- Vícebodové lepení: je složitější technologický proces, kdy jsou automaty vybaveny rozšířenými lepicími a přehýbacími systémy. Tyto systémy pak umožňují aplikovat lepidlo na jedno, dvě, tři, čtyři i více míst najednou.
- Šití: V případě rozměrných obalů z vícevrstvých lepenek se používá další spojovací technologie - šití. Jedná se o obdobu klasického šicího stroje, kdy jsou jednotlivé části krabice spojovány ocelovými sponami, které jsou vysekávány z odvíjejícího se drátu.
- Taping: Šičky mohou být v některých případech nahrazeny lepením speciální páskou, tzv. taping. V tomto případě jsou spojované hrany krabice opatřeny lepicí páskou, která části krabice pevně spojí.
Volba vhodné vlnité lepenky a testování vlastností
Volba správného druhu lepenky pro obal záleží na několika faktorech, jako je druh přepravovaného předmětu, jeho hmotnost, choulostivost a požadavky na ochranu proti poškození. Vhodná vlnitá lepenka závisí na požadavcích na obalové řešení. Individuální obal pro nosné, těžké elektrické přístroje musí být například koncipován jinak než obal pro obal pro nenosné, lehké sáčky s chipsy.
Faktory ovlivňující výběr lepenky
- Hmotnost a rozměry produktu: Těžší a rozměrnější předměty, například domácí spotřebiče nebo nábytek, vyžadují použití lepenky s vyšší pevností. V takových případech jsou nejlepší vícevrstvé lepenky, například pětivrstvá (s vlnami BC či BCB), které poskytnou dostatečnou ochranu před promáčknutím a mechanickým poškozením.
- Druh produktu a jeho křehkost: Křehké produkty, například elektronika, sklo nebo farmaceutické výrobky, vyžadují důkladnější ochranu před mechanickým poškozením. V takových případech bude nejlepší volbou lepenka s více vrstvami, třeba sedmivrstvá, která dokáže maximálně tlumit nárazy a chrání před otřesy.
- Přepravní požadavky: Obal musí splňovat požadavky související s přepravou, např. odolnost vůči kolísání teploty, vlhkosti či otřesům, které se mohou během dálkového transportu vyskytnout. Při mezinárodní přepravě nebo dlouhodobějším uskladnění musí být lepenka uzpůsobena pro tyto podmínky. V takových případech je lépe volit např.
Výběr správné lepenky tedy vychází z individuálních potřeb produktu. Vhodná lepenka zaručí bezpečnost během přepravy a může se také stát reklamním faktorem, jenž zdůrazňuje kvalitu a vzhled obalu.
Testování fyzikálních vlastností vlnité lepenky
V průběhu dopravy, skladování a prodeje je obal z vlnité lepenky vystaven působení různých sil a vlivů. Aby byl obal spolehlivý ve smyslu ochrany baleného zboží, je třeba, aby vlnitá lepenka splňovala požadované parametry - odolnost, pevnost, zatížitelnost a další. Fyzikální vlastnosti rozdílných druhů vlnité lepenky jsou přesně určeny. Tyto vlastnosti jsou většinou výrobci uvedeny v jakostních listech.
- Stohovatelnost neboli odolnost proti stlačení - BCT (Box Compression Test): se testuje na uzavřeném, prázdném obalu, který je nejprve aklimatizován a umístěn mezi dvě kovové desky. Poté je krabice zatížena tlakem desky tak dlouho, dokud se nezbortí.
- Vzpěrová pevnost na hranu - ECT (Edge Crush Test): je definována jako maximální síla na délkovou jednotku, které může odolat zkušební proužek vlnité lepenky, je-li zatížen kolmo ve směru vln.
- Three-point-bending (TPB): je testovací metoda, která zjišťuje pevnost lepenky při ohybu. Její hodnota závisí na třech zásadních veličinách: pevnosti papíru v tahu, pevnosti papíru v tlaku a výšce vlny. I proto je TPB metoda přesnější v predikci BCT výsledného obalu (cca 97 % vs. cca 76 % u ECT).
tags: #vlnite #lepenky #stroj #principy #výroby