Как определить плотность картона?

Под определением “плотность картона” понимают 2 показателя:

1. Массу на единицу объема (кг/м³ или г/см³), удельный вес. Показатель используют при техническом анализе материала, например, для проектирования упаковки с заданной нагрузкой или защитными свойствами.
2. Масса на единицу площади (г/м²). На самом деле это граммаж. Наиболее распространённый показатель, которым оперируют производители и покупатели упаковки. Именно он используется при заказе, определении стоимости, выборе подходящего картона для упаковки разных товаров и оптимизации логистики.

В статье мы будем говорить и про удельный вес (плотность картона в кг/м3), и про массу на единицу площади.

От чего зависит плотность?

Она определяется тем, из чего делается картон (какой тип целлюлозных волокон используется, добавлены ли покрытия) и способом производства (степенью прессования, структурой, количеством слоев). Попробуем объяснить.

Тип сырья

Картон делается из волокон целлюлозы. Лист из первичной целлюлозы, химической или древмассы, получается более гладким, жестким и прочным благодаря длинным и чистым, плотно переплетенным волокнам. Полотно такого же размера и толщины, сделанное из вторичного сырья или отходов производства будет более рыхлым, гибким. Сырье влияет и на граммаж — образец из макулатуры будет легче целлюлозного при одинаковых размерах и толщине.

Способ производства

Многие виды картона, в частности упаковочный (из него делают картонные коробки для капкейков, подарков, цветов и прочую потребительскую тару), выполняется из нескольких слоев целлюлозы или переработанной бумаги. Слои прессуют и склеивают. Чем выше давление при прессовании, тем плотнее сжимаются волокна, уменьшаются пустоты, повышается плотность и вес на единицу площади. На этапе сушки удаляется лишняя влага, и волокна "склеиваются" между собой. Более интенсивная и равномерная сушка способствует уплотнению.

Дополнительные покрытия или клеевые слои уменьшают пустоты между волокнами, повышая общую плотность.

Наличие добавок

В состав разных видов картона часто вводятся добавки (крахмал, каолин или смолы) - они обеспечивают необходимые свойства продукции и влияют на плотность. Лист с мелованием будет плотнее, чем без, при прочих равных (что значит мелованный картон можете прочитать по ссылке). Слой мелования может добавить 10–20 г/м², а ламинация — до 30 г/м² и более. Производители обязательно учитывают граммаж таких покрытий при расчётах.

От типа гофры

Параметр относится к плотности гофрокартона: она точно так же зависит от типа сырья, количества слоев, наличия ламинирования, мелования и т.д., но еще — от типа гофры.

Гофра, или флютинг, — это волнистый слой, проклеенный между двумя плоскими лайнерами. Он придаёт конечному листу прочность на сжатие и изгиб, поглощает удары и распределяет нагрузку, что делает материал более устойчивым к проколу, давлению (при транспортировке или складировании грузов) и ударам.

Однако флютинг создаёт пустоты между слоями, что снижает общую плотность. При том на показатель влияет высота и шаг волны гофры, определяющие марку гофрокартона:

• Гофра типа "А" с высотой 4,5–5 мм делает лист более гибким, но менее плотным. Это позволяет улучшить амортизационные свойства, но уменьшает жесткость.
• Марка «Е», «G», «N» (микрогофрокартон) получается намного плотнее за счёт мелкой волны с минимальной высотой (1–2 мм). Он тонкий, но жёсткий, с высокой прочностью на торцевое сжатие.

Мы делаем из микрогофрокартона, например, картонные коробки для тортов, которые должны выдерживать до 10-20 кг при небольших размерах.

Как и зачем нужно знать граммаж?

Эта характеристика картона указывает, сколько граммов весит один квадратный метр. Если в описании указано 235 г/м², это означает, что лист размером 1×1 метр будет весить ровно 235 граммов.

Именно граммаж принято называть “плотностью”. Это устоявшийся стандарт в полиграфии, упаковочной индустрии и торговле картоном. Универсальный показатель, понятный как производителям, так и покупателям.

Зная, какая плотность у картона, необходимого для их задач, заказчик может прикинуть толщину, вес и прочность и легко сравнить образцы. Показатель упрощает выбор и позволит не переплатить за ваши картонные коробки для пирожных втридорога.

Стоит однако учитывать, что при одинаковом граммаже лист разных производителей может иметь разную толщину из-за особенностей сырья, структуры и степени прессования.

Для заказчика это имеет значение, потому что толщина влияет на свойства готового изделия. Так, плотность картона для печати не так важна как толщина. Толщина определяет, как материал будет чувствоваться в руках, насколько качественно на него ляжет печать и как он поведет себя при фальцовке или биговке.

Таким образом, два полотна с одинаковой плотностью могут давать совершенно разные результаты в зависимости от их толщины, поэтому заказчику важно учитывать этот параметр. Зная плотность и толщину картона, заказчик может выбрать материал под свои задачи: чтобы обеспечить прочность, снизить вес упаковки и оптимизировать затраты.

Как узнать плотность (граммаж) картона заказчику/потребителю?

Обычно эта информация указана в технической спецификации. Ее можно запросить у производителя.

Если этой информации нет:

• Сначала взвешиваете лист в граммах.
• Затем измеряете его длину и ширину, чтобы вычислить площадь в квадратных метрах (например, для листа 30 см × 40 см площадь будет 0,12 м²).
• Делите вес листа на его площадь в квадратных метрах, чтобы получить граммаж.

Иногда полезно проверить показатель самостоятельно, чтобы убедиться в его соответствии заявленным характеристикам.

Еще можно проверить полученный материал со стандартами, принятыми в Украине и мире при классификации картона различных типов.

Стандарты, регулирующие плотность, прописаны в ряде документов, включая:

• ДСТУ 3146-95 (технические условия для картона и бумаги для упаковки);
• ДСТУ ISO 536:2003 (методика определения массы на единицу площади для бумаги и картона);
• EN ISO 536:2012 (международный стандарт для измерения плотности бумаги и картона);
• EN 22130:2003 (стандарт для “гофры”, определяющий плотность);
• EN 643:2014 (классификация бумаги и картона для переработки, с указанием параметров плотности для различных типов материала).

Эти стандарты обеспечивают единые методики измерения массы на площадь и могут быть использованы для контроля соответствия.

Зачем знать удельный вес картона, и как его рассчитывают в “Карт Пак”

Цифра чаще используется в технических расчетах:

• Для контроля качества и оптимизации процесса производства.
• При проектировании упаковки, (для расчета прочности на сжатие или других механических свойств).

Для расчета нужно знать два параметра: граммаж и толщину листа. Формула расчета выглядит так:

Плотность = (граммаж (г/м²) / толщина картона (мм)) × 1000

Для измерения толщины используйте микрометр.

Пример расчета:

Граммаж: 300 г/м².
Толщина: 0,5 мм.

Плотность = (300 / 0,5) × 1000 = 600 кг/м³.

Что мы учитываем при расчете плотности гофроматериала

Удельный вес или плотность гофрокартона (кг/м3) считается по аналогичной формуле, но с учетом его многослойной структуры и особенностей. Граммаж гофрокартона — это сумма граммажа всех его слоев: лайнеров, флютинга и дополнительных покрытий (мелового слоя, ламинированной пленки и т.п.).

Пример расчета:

• Гофрокартон состоит из двух лайнеров по 150 г/м² каждый и флютинга 120 г/м².
• Общий граммаж: 150 + 150 + 120 = 420 г/м².
• Толщина: 4 мм.

Подставляем в формулу:
Плотность = (420 / 4) × 1000 = 105 кг/м³.

Напомним, “Карт Пак” - это производитель картона и картонной упаковки в Украине. Мы разработаем и изготовим коробки оптом под заказ, учитывая Ваши задачи, требования к плотности, размерам, качеству печати, грузоподъёмности и т.д. Предлагаем выгодные цены, поддержку и доставку в любой город с действующими почтовыми отделениями.