Typy papierów i ich wpływ na rodzaj oraz jakość opakowań tekturowych

Z czego powstaje papier?

Podstawowym składnikiem papieru są zawsze celulozowe włókna naturalne. Ich głównym źródłem są drzewa. Włókna mogą pochodzić także z innych roślin wieloletnich bądź jednorocznych np. z traw, kukurydzy lub słonecznika. Źródłem włókien mogą być także rośliny w formie suszu - np. słoma. Mogą wreszcie pochodzić z przetwórstwa wtórnego - z makulatury lub bawełny. Nie są to, co prawda, włókna pochodzące z natury, ale są naturalne. Jednak zawsze podstawowym i nadrzędnym surowcem będzie drewno. Tak naprawdę włókna celulozowe pochodzące z drewna są niezbędne do wyprodukowania papieru. Odpowiednio przygotowana masa celulozowa z mniejszą lub większą zawartością naturalnych włókien pochodzących z drewna, wylana na sito, wysuszona i sprasowana daje już papier.

Podstawowy produkt pochodzący z drewna nie wymaga żadnych dodatkowych substancji klejących i wiążących. Sama pilśń powstała na etapie odsączania wody, struktura naturalnie powiązanych, poskręcanych ze sobą włókien, posiada znaczną i całkowicie wystarczającą wytrzymałość. Kluczowe są jedynie - odpowiednia długość i elastyczność włókien. Ewentualne dodatki stosowane w procesie wytwarzania papieru z włókien pierwotnych mają na celu jedynie uszlachetnianie i poprawę jego konkretnych, pożądanych właściwości.

Włókna pierwotne i wtórne w produkcji papieru

Włókna papiernicze możemy podzielić na dwie podstawowe grupy: włókna pierwotne pochodzące bezpośrednio z natury oraz włókna wtórne, pochodzące z recyclingu, czyli procesu ponownego przetworzenia i odzyskania włókien z już wyprodukowanego papieru, niekiedy także z innych produktów zawierających roślinne włókna naturalne np. z bawełny. Rodzaj włókien i ich pochodzenie w dużej mierze determinują właściwości uzyskiwanego z nich papieru.

Papier makulaturowy jako główny składnik tektury

Papier jest surowcem świetnie nadającym się do recyclingu. Poziom jego przetworzenia w produkcji tektury falistej przekracza 90%. Można wręcz powiedzieć, że tekturę falistą produkujemy głównie z makulatury. Ta gałąź przetwórstwa papierniczego „konsumuje” praktycznie większość makulatury dostępnej na rynku. Proces powtórnego przetworzenia odpadu papierowego w papier nie pozostaje jednak bez wpływu na jego jakość. W procesie przygotowania masy papierniczej, mielenia i rafinowania - włókna każdorazowo się degradują, przez co ostateczny wyrób ma gorsze parametry i niższą wytrzymałość. Naturalnie długie i poskręcane włókna pierwotne, ulegają stopniowemu skracaniu i rozplątywaniu w kolejnych procesach recyklingowych. Im krótsze włókna, tym trudniej wytworzyć pilśń i papier. Przyjmuje się, że włókna drzewne można przetworzyć 6-7 razy. Później stają się zbyt krótkie aby powstał papier. Każdorazowy, kolejny proces wymaga coraz większej ilości wspomagających substancji chemicznych.

Papiery makulaturowe mają gorsze parametry wytrzymałościowe, są bardziej chłonne oraz charakteryzują się niższą estetyką i wartościami użytkowymi - pękają, kruszą się i pylą. Są jednak znacznie tańsze i bardzo ważne z punktu widzenia zrównoważonej gospodarki obiegu zamkniętego. I właśnie te dwie cechy sprawiły, że papier makulaturowy odgrywa tak istotną rolę w produkcji opakowań tekturowych - zwłaszcza wykonanych z tektury falistej.

Współczesne technologie i wieloletnie doświadczenia w produkcji papieru makulaturowego w Europie, pomogły w opracowaniu różnorodnych metod, które kompensują gorszą jakość włókien w nim zawartych. Dzięki takim zabiegom jak zaklejanie skrobią natywną, modyfikowanie w masie (Internal Sizing) i modyfikowanie powierzchniowe (Surface Sizing) klejami żywicznymi naturalnymi bądź syntetycznymi, wyraźnie podwyższono poziom parametrów papierów makulaturowych. Ich wytrzymałość na ściskanie jest niższa w porównaniu do odpowiedników z włókien pierwotnych jedynie o 10-15 %. Chłonność może pozostać nawet na tym samym poziomie.

Parametry dynamiczne związane z rozciąganiem - np. przepuklenie, nadal pozostają na znacząco niższym poziomie niż ma to miejsce w przypadku papierów z włókien pierwotnych. Ale i na ten mankament znaleziono sposób - szczególnie, że nie zawsze i nie we wszystkich zastosowaniach najwyższy poziom parametrów dynamicznych jest niezbędny.

Budowa tektury falistej

Jak wiadomo, tektura falista zdominowała masowy przemysł opakowaniowy. Jej budowa jest prosta - składa się ona zawsze z warstw płaskich - zwanych linerami, oraz warstw pofalowanych - zwanych flutingiem. To, co różni poszczególne tektury faliste to typ i jakość papieru użytego do produkcji poszczególnych warstw, ich ilość oraz gramatura.

Cechy, oznaczenia i symbole papierów używanych w produkcji poszczególnych rodzajów tektury falistej   

O papierach stosowanych w opakowaniach tekturowych można napisać wiele. Skupimy się na najważniejszych aspektach. Różnią się one kolorem, wykończeniem, surowcem, z którego są wykonane, gramaturą i procesem technologicznym, który wpływa podstawowe parametry. Zastosowanie danego papieru decyduje o tym, jakie powstaną z niego opakowania i odwrotnie - przeznaczenie opakowań determinuje wybór papieru do ich produkcji.

Oto najważniejsze typy papierów stosowanych do wyrobu warstw płaskich tektury falistej:

1. Kraftliner - jest to papier bazujący na włóknach pierwotnych, stosowany do produkcji warstw płaskich tektury falistej. W wersji naturalnej ma kolor brązowy. Oznaczony jest symbolem KLB - brown. Wytwarza się go z masy sosnowej, brązowej, powstałej w wyniku roztwarzana drewna sosnowego metodą siarczanową.
2. Biały Kraftliner - to odpowiednik Kraftlinera ale w kolorze białym. Oznaczony jest symbolem KLW - white.  
3. Testliner - to papier bazujący na włóknach wtórnych pochodzących z recyclingu. Oznaczony jest symbolem TL. Ma trzy zasadnicze warianty. W zależności od parametrów wytrzymałościowych oznacza się je numerami od 1 do 3 (TL1, TL2 i TL3), gdzie 1 oznacza wariant najmocniejszy a 3 najsłabszy.
4. Biały Testliner - to odpowiednik Testlinera ale w kolorze białym. Oznaczony jest symbolem TLW - white. 
   
   Testlinery są to generalnie papiery zaklejone, charakteryzujące się obniżoną chłonnością. Nadają się do druku metodą flexograficzną i mają relatywnie wysokie parametry wytrzymałościowe.
   
   
5. Schrenz - jest to odmiana papieru typu Testliner o niższych parametrach. Oznaczony jest symbolem SH. Wykonany z masy makulaturowej. Jest papierem niezaklejonym i charakteryzuje się dużo niższą jakością, ale też dużo niższą ceną.  
   
   

Do produkcji flutingu czyli warstwy pofalowanej tektury falistej stosuje się następujące typy papieru:

1. Wellenstoff - to papier, który pod względem jakości jest odpowiednikiem Testlinera. Oznaczony jest symbolem WL. Jest to papier w pełni makulaturowy i cieszy się dużą popularnością wśród producentów tektury.
2. Semi Chemical - to papier wyższej jakości, produkowany z włókien pierwotnych metodą półchemiczną z masy roztworzonej, głównie z drewna brzozowego. Oznaczony jest symbolem SC.

Papiery stosowane w produkcji tektury falistej są w większości dwuwarstwowe. Co to znaczy? Pomimo, że wyglądają jak monolit, powstają na dwoch niezależnych sitach. Dzięki temu, można mieszać skład surowcowy w ramach jednego papieru. Taka mieszanka nie tylko jest tańsza, ale pozwala uzyskiwać dobre parametry papieru bez konieczności zużywania włókna pierwotnego czyli drewna.

Najlepszym przykładem takiego podejścia są tzw. Toplinery oznaczone symbolem KTX. Są to papiery, w których warstwa wierzchnia bazuje na włóknie pierwotnym a warstwa wewnętrzna na wtórnym. Taki sandwich jest bardzo ciekawym rozwiązaniem, gdyż zewnętrzna warstwa gwarantuje stosunkowo wysoki wskaźnik przepuklenia, a warstwa makulaturowa daje grubość i wytrzymałość na ściskanie. Papier ładnie się prezentuje pod względem estetycznym, nie ma tendencji do pękania i utrzymuje relatywnie niską cenę.

Warstwy wykończeniowe papieru stosowanego w produkcji tektury falistej

Papiery typu Kraft stosowane w tekturze falistej nie są - w większości przypadków, wykonane w 100% z włókna pierwotnego. Z reguły zawartość włókien pierwotnych waha się w przedziale 60-80%. Właśnie dzięki stosowaniu dwóch warstw, papier wygląda i zachowuje się jakby był wykonany całkowicie z włókien pierwotnych. Dobrym przykładem są papiery białe - warstwa zewnętrzna pochodzi z masy pierwotnej bielonej, warstwa wewnętrzna - w większości przypadków - z masy makulaturowej niebielonej.

Ostatnim aspektem jest kwestia wykończenia papieru. Najpopularniejszy sposób to powlekanie tektur białych, nadające wyższą białość, gładkość i obniżoną chłonność.

Coated - to papiery powlekane, które pozwalają osiągnąć wysoki poziom estetyczny oraz jakość druku. Oznaczane są symbolami TLWC i KLWC.  

Tektura lita - budowa, zastosowanie i zalety w dziedzinie opakowań

Jest kilka ważnych aspektów, na które trzeba zwrócić szczególną uwagę wybierając typ tektury litej pod kątem jej zastosowania w opakowaniach.

1. Tektury lite, wbrew pozorom i nazwie, są wytworami wielowarstwowymi. Materiał nierzadko wyglądający jak monolit, ma w istocie bardzo skomplikowaną strukturę, w której warstwy zewnętrzne mogą być wykonane z pierwotnej, długowłóknistej celulozy siarczanowej lub sosnowej, zaś wnętrze - z krótkowłóknistej, spulchnionej masy półchemicznej, liściastej. Taka konstrukcja zapewnia wyższą sztywność, podobnie jak w tekturze falistej zbudowanej z warstwy płaskiej i falistej.
2. Tektura lita w przeciwieństwie do tektury falistej, którą to głównie stosuje się w opakowaniach, może mieć szereg innych zastosowań np. w poligrafii. Dlatego wybierając tekturę litą pod kątem opakowań - należy korzystać jedynie z rodzajów dedykowanych do produkcji pudełek. Szczególnie jeżeli mają one być większych rozmiarów. Z punktu widzenia konstrukcji i produkcji opakowań z tektury litej, kluczowym aspektem jest jej grubość. To ona determinuje sztywność samego materiału oraz w efekcie wytrzymałość i trwałość opakowania.

Zasada fizyczna w przypadku obu typów tektury jest podobna. Warstwy zewnętrzne wykonane z wyższej jakości papieru, o dłuższych włóknach pierwotnych, są odporniejsze na zginanie i rozciąganie. Warstwy wewnętrzne z niższej jakości papieru, wykonanego z krótszych włókien, są odporniejsze na ściskanie i dystansują warstwy zewnętrzne wspomagając dystrybucję naprężeń i tym samym wzmacniają wytrzymałość całej struktury.   

Rodzaje opakowaniowych tektur litych - oznaczenia, symbole i przeznaczenie

Właściwie rozróżniamy dwie grupy tektur litych, przeznaczonych do produkcji opakowań. Pierwszą z nich stanowią dwa typy tektur wykonanych z mieszanki włókien pierwotnych. Typ oznaczany symbolem FBB (Holding Box Board) i typ WLC (White Lined Chipboard). Każdy z typów ma swoje odmiany wytrzymałościowe oznaczane GC1 i GC2 dla typu FBB, oraz GD1, GD2 i GD3 dla typu WLC. Tektury te są przeznaczone do produkcji większych opakowań i pudełek.

Tektury bazujące jedynie na samym włóknie pierwotnym, sosnowym (długim), mają oznaczenia SBB i SUB. Pomimo wysokiej jakości papieru, z którego są zrobione i wynikającej z tego odporności na rozciąganie, nie mają odpowiedniej grubości, a co za tym idzie sztywności. Dlatego sprawdzą jedynie w małych pudełkach.

Worki papierowe i papier do owijania

W przypadku opakowań miękkich, czyli wszelkiego rodzaju worków i papierów przeznaczonych do pakowania lub owijania produktów i przedmiotów - zasady będą bardzo podobne. Papiery typu Kraft o długich włóknach, wykonane z pulpy pierwotnej, o wysokiej wytrzymałości pod względem rozciągania i zginania, będą zapewniały opakowaniu wyższą odporność na przebicie lub rozdarcie niż papiery makulaturowe. Papier makulaturowy świetnie sprawdzi się jako wypełnienie lub warstwa amortyzująca.