Технология гофрокартона

А. С. СМОЛИН            В. К. ДУБОВЫЙ 

В. И. КОМАРОВ          Я. В. КАЗАКОВ 

В. И. БЕЛОГЛАЗОВ

ТЕХНОЛОГИЯ
ГОФРОКАРТОНА

Учебное пособие

Санкт-Петербург
Издательско-полиграфическая ассоциация 
высших учебных заведений

2019

Изд. 2-е, испр. и доп.

В настоящем учебном пособии изложены материалы по истории 
возникновения гофрокартона, требования к современному гофроящику, данные по типу гофр и гофроящиков, развитию конструкций 
гофроагрегатов, характеристики материалов для гофрокартона.
Учебное пособие имеет целевую аудиторию пользователей: студенты, аспиранты, преподаватели и научная общественность, чьи 
интересы связаны с гофроиндустрией, а также специалисты фирм 
и организаций, производящих исходные материалы, гофрокартон  
и гофротару.

Смолин А.  С., Дубовый В.  К., Комаров В.  И., Казаков Я.  В., 
Белоглазов В. И. Технология гофрокартона: учебное пособие. — 
Изд. 2-е, испр. и доп. — СПб.: Издательско-полиграфическая 
ассоциация высших учебных заведений, 2019. — 412 с.

© Смолин А. С., Дубовый В. К., 
Комаров В. И., Казаков Я. В., 
Белоглазов В. И., 2019
©  Издательско-полиграфическая 

ассоциация высших учебных 
заведений, 2019
ISBN 978-5-91155-072-1

УДК 676.274
ББК 37.2
С 51

Р е ц е н з е н т :
Вураско Алеся Валерьевна — доктор технических наук, профессор, 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный лесотехнический университет», заведующая кафедрой «Технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров»

Авторы выражают особую благодарность за содействие в издании 
данного учебного пособия коллективу ООО "Полотняно-Заводская 
бумажная мануфактура" и д.т.н. Дулькину Дмитрию Александровичу.

ВВЕДЕНИЕ

Трудно представить современный товарооборот без упаковки. Как правило, стоимость упаковки крайне незначительна 
в сравнении с упакованным товаром. Однако барьерная, информационная и эстетическая роль упаковки весьма велика, 
поэтому функциональные характеристики упаковки требуют 
тщательного изучения и искусного воспроизведения.
Бумага и картон имеют многолетнюю историю использования для упаковки. Следует признать, что бумага как оберточно-упаковочный материал проигрывает конкурентную борьбу полимерным материалам. Полимеры легче, технологичнее  
в создании упаковки. Их лучшие барьерные свойства связаны 
главным образом с минимальной гигроскопичностью, воздухопроницаемостью, ароматосохранностью и гидростойкостью. 
Современное состояние полиграфии позволяет достигнуть 
уровня информации и эстетического восприятия по крайней мере не хуже, чем при использовании бумажной основы. 
Главный недостаток полимерной упаковки — экологическая 
уязвимость. Эта проблема пока не имеет удовлетворительного 
решения, но весомое преимущество полимеров по сравнению  
с традиционными материалами розничной упаковки — бумагой и стеклом — позволяет полимерам выигрывать конкурентную борьбу. Иные «взаимоотношения» с полимерными 
материалами у картонной упаковки, основу которой составляет гофрокартон. Гофрокартон должен быть высшего качества, полностью подходить для современных условий своими 
свойствами, экологической безопасностью, практичностью, 
сравнительной дешевизной, при этом используются возобновляемые ресурсы при рециркуляции большой части отходов 
для производства множества высококачественных защитных  
и каркасных ящиков с многокрасочной печатью.
Результатом конкурентной борьбы с полимерными материалами является отнюдь не вытеснение гофрокартона из упаковочной индустрии, а скорее, в ряде случаев, симбиоз картонной 

и полимерной упаковок, сочетающий преимущества обоих материалов. Хотелось бы надеяться, что содержание этого учебного пособия поможет развитию гофроиндустрии, увеличению 
успешности и доходности промышленных предприятий, будет 
способствовать их функционированию с должным коммерческим успехом.
Ряд глав пособия составлен по материалам книги Т. Пиннингтона «Гофроиндустрия. В поисках совершенства» (T. Pinnington. The Corrugated Industry. In Pursuit of Excellence). Книга 
Т. Пиннингтона о гофрокартоне — вероятно, лучшая за последние годы. К сожалению, из-за высокой цены это издание 
малодоступно, не адаптировано для студентов и, естественно, 
не рассматривается как учебное пособие. Пособие необходимо 
для подготовки специалистов, работающих в гофропроизводстве, дефицит которых уже сейчас ощущается, так как гофроиндустрия — одна из наиболее динамично развивающихся отраслей ЦБП.

ГЛАВА 1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ 
ГОФРИРОВАННОГО КАРТОНА

Любой обзор, охватывающий двухсотлетнюю историю, неизбежно базируется на материалах из архива и многих источников.
Эта глава отслеживает историю развития гофрированной 
упаковки приблизительно до начала 80-х гг. прошлого столетия, ее непосредственного изготовления на гофроагрегатах, 
а также сопутствующих этому процессу факторов. Глава начинается с краткого освещения истории происхождения бумаги 
и картона.

1.1. Бумага и картон

Бумага первоначально изготовлялась из шелкового волокна 
китайцами с 123 г. до н.э. Первая бумага из целлюлозного волокна была изготовлена из коры тутового дерева в Китае в 105 г. 
Тогда Цай Лунь, которому приписывают изобретение бумажного производства, наливал смесь волокна с водой в форму, состоящую из деревянной рамки с тканевой основой. Поскольку вода 
проходила через основу, на ней оставалась бумажная структура 
из волокон. Влажный лист удалялся с помощью сукна, а затем 
вместе с другими аналогичными листами укладывался в стопу и подвергался 
прессованию. После этого 
листы разделялись и сушились, чтобы окончательно 
превратиться в бумагу.
Ручное 
формование 
первоначально было основным методом изготовления 
бумаги. На рис. 1.1 показан мужчина, опускающий 
Рис. 1.1. Ручное формование

деревянную рамку с тканевой основой в целлюлозную массу, находящуюся в чане. Выполняющий функцию гауч-вала (couch от 
фр. coucher — процесс переворачивания листов бумаги ручного 
отлива с сетки на сукно) крайний левый участник процесса удаляет бумажный лист из формующей рамки. Справа, на заднем 
плане, показано прессование листов, переложенных кусками 
сукна. Листы высушиваются на стойках (в глубине помещения).
Техника была улучшена через какое-то время и распространилась по древнему шелковому пути через Самарканд в 751 г.  
и из него далее в Аравию, приблизительно 50 лет спустя попадает в Багдад и Дамаск. Потребовались еще 350 лет, чтобы технология через Марокко достигла берегов Европы. В Испании 
она распространяется приблизительно с 1150 г., а в других странах Европы — еще через 250–300 лет. Для производства бумаги 
тех времен практически использовали лишь тряпье из льняных 
и хлопковых волокон.
М. Реомюр во Франции первым стал рассматривать древесину в качестве источника сырья для производства бумаги, 
поскольку стала ощущаться нехватка тряпья. Он выдвинул эту 
идею в 1719 г., после наблюдений за осами, делающими бумажные гнезда из смеси древесины с собственными секреторными 
выделениями. Другой француз Николас Луис Робер из Ессоны 
в 1799 г. разработал первую непрерывно действующую бумагоделательную машину (БДМ), которая была улучшена Генри Фурдринье и его коллегами в Англии и запатентована там  
в 1801 г. Сегодня она известна как машина Фурдринье. Брайан 
Донкин сделал первую такую машину в Англии и установил ее 
в США. В течение столетия машина Фурдринье использовалась для производства бумаги и картона.
В Англии Джон Дикинсон изобрел формующий цилиндр  
в 1809 г. Его конструкция была сначала успешно применена на 
БДМ, использующей соломенную целлюлозу и установленной 
Джорджем Шреком в 1831 г. около г. Чамберсбурга, США. Только в 1851 г. в Англии было изобретено устройство для намотки 
полотна бумаги, позволившее расширить сферы использования ее в промышленности, например для контейнеров (США, 
1869 г.) и железнодорожных вагонов.

Производство картона для коробок возросло с пуском 
многоцилиндровой машины Джорджа Шрека в Чамберсбурге  
в 1870 г.
В 1827 г. Вильям Макгоу в Медвилле, США, развивал коммерческий метод производства целлюлозы из соломы пшеницы химическим способом. Это был всего лишь один из многих 
примеров производства бумаги с использованием древесного 
материала для практической выгоды. В 1840 г. Келлер в Германии изготовил бумагу из механической древесной массы. Хью 
Барджесс в Англии запатентовал щелочной метод производства 
химической целлюлозы из древесины, а вскоре после него Бенджамен Тильгман, США, разработал кислотный (сульфитный) 
процесс. Щелочной сульфатный метод обязан Далю из Данцига, который в 1879 г. развил метод Хью Барджесса, получивший 
широкое применение на заводах крафт-бумаги благодаря его 
способности производить прочные и длинные волокна из быстрорастущих мягких сортов древесины.
Первая бумажная мельница в России появилась в XVI в., однако производство бумаги в России до эпохи Петра I почти не 
развивалось. В царствование Петра I были построены крупные 
мануфактуры — Полотнянозаводская и Ярославская. К концу 
XVIII в. в России было 60 мануфактур, производящих бумагу 
методом ручного отлива.
В 1817 г. в России, на Петергофской гранильной фабрике, 
смонтирована первая бумагоделательная машина, позднее 
установленная на Красносельской бумажной фабрике. В 1850 г. 
бумагоделательные машины были установлены на 50 фабриках 
России. К 1885 г. число бумагоделательных машин достигло 135 
штук.

1.2. Появление гофрированного картона

Первый патент по гофрированию бумаги был зарегистрирован в 1856 г. Эдвардом Чарльзом Хили и Эдвардом Эллисом 
в Англии, полученный материал использовали для украшения 
шляпок. В 1871 г. Альберт Джонс зарегистрировал патент на 
изготовление гофрированной бумаги с использованием рифленых валов, и он же первым в США 19 декабря того же года 

изготовил гофрированную бумагу для использования в качестве защитной обертки для хрупких товаров. Оливер Лонг 
предложил покрытие на лицевую сторону гофрированного 
слоя, которое он запатентовал в 1874 г. Это изделие, с его комбинацией упругих свойств, горизонтальной гибкости и вертикальной прочности, было подходящим первичным защитным 
упаковочным материалом для стеклянных фляг, ламп и керамических изделий. Все эти изделия (упаковки) были изготовлены с использованием бумажных листов из соломенной целлюлозы, которая применялась в те времена для производства 
упаковочной бумаги.
Изготовление двухслойного (двойного) 
гофрированного картона началось в 1875 г. 
Робертом Томпсоном и параллельно с ним 
— Генри Норрисом в 1878 г., который тогда был в партнерских отношениях с Томпсоном. Они вскоре оказались втянутыми  
в десятилетний конфликт с Робертом Гэйром 
(США), который усовершенствовал резку  
и фальцовку (сгибание) картона под давлением. Первый патент на двухслойный картон в США был зарегистрирован в 1889 г.,  
а впервые картон произведен в 1895 г. В том 
же самом году кульминацией развития тары 
стало патентование гофрированной бумажной обертки для бутылки, которая позже 
использовалась для защиты стекол керосиновых ламп при транспортировке. Обертка 
сыграла роль основы в разработке концепции гофрированной упаковки для защиты 
товаров от повреждения при их транспортировке по железной дороге (рис. 1.2).
Чарльз Лэнгстон, инженер-конструктор, эмигрировавший 
из Уэльса в Филадельфию в 1888 г., основал машиностроительную компанию. Его первыми проектами были слоттеры 
режущего типа (продольно-режущие станки), работающие на 
ролевой бумаге. Лэнгстон был единственным уполномочен
Рис. 1.2. Упаковка 
для бутылки — 
кульминация 
развития 
производства тары 
того времени

ным лицом на производство машин для гофрирования от David 
Weber Company в США в 1895 г. Он известен как первый изготовитель машин, которые применялись в производстве гофрированного картона.
Еще в 1895 г. производственная компания Sefton (г. Андерсон, США) установила свою машину для изготовления гофрированного картона, выпущенную Джефферсоном Феррисом.
Она имела обогрев полотна газовым пламенем, и, как утверждалось, в ней впервые был реализован непрерывный процесс гофрирования, запатентованный в 1895 г.
Способ нагрева являлся небезопасным, был модернизирован 
в 1900 г. с введением нагревания паром, но резка по-прежнему 
осуществлялась мальчиком с линейкой и острым ножом в руках. 
Максимальная скорость составляла чуть более 3 м/мин. Рабочая 
ширина машины была приблизительно 450 мм.
Джордж Свифт разработал первый ротационный гофроагрегат. В первом десятилетии двадцатого столетия ширина 
гофроагрегата увеличивается до 1 м. 
В Великобритании первооткрывателями были Томпсон  
и Норрис из английской компании гофрированного картона 
(Corrugating Paper Company) с центром в Бристоле и Bristol Only 
the English Corrugating Paper Company, созданная в 1908 г. и являющаяся семейным предприятием, все еще действующим под 
тем же самым названием. Они и в настоящее время являются 
вторыми по величине производителями оборудования в Великобритании.
Компания Thompson and Norris была реорганизована в 1950 г. 
(компания SCA Packaging Ltd.), приобретена Smurfit в 1970 г., 
работает на прежнем месте до настоящего времени.
В Северной Америке распространению контейнеров из гофрированного картона оказывалось сопротивление, в первую 
очередь со стороны деревообработчиков, которые не сумели 
предвидеть преимуществ объединения усилий в развитии нового направления в тароупаковке.
Гофрированная тара обнаружила множество явных преимуществ перед традиционными деревянными ящиками. Ее можно складывать в виде плоских заготовок на малой  площади, 

легко транспортировать и хранить в больших количествах. Она 
намного легче, обладает лучшими амортизационными свойствами, эффективнее защищает содержимое, превосходит деревянную тару по продолжительности хранения, цене и конкурентоспособности (никому в голову еще не приходила мысль  
о достоинствах рециркуляции тары). Тем не менее производители гофрированной тары вели реальную борьбу с производителями деревянной тары вплоть до Второй мировой войны, 
для того чтобы доказать превосходство гофротары над ящиками, сколоченными из досок.
Использование гофротары устойчиво росло до Второй мировой войны, когда такое производство представляло интерес для армии как производитель упаковочного материала для 
артиллерии и оправдало себя в полной мере даже в ситуациях 
хранения тары на открытом воздухе при неблагоприятном климате. Тогда после войны, в условиях увеличивающихся цен на 
древесину, и произошло десятикратное увеличение производства в период 1940–1980-х гг. Например, в этот период в Великобритании увеличение было с 0,125 до 1,500 млн т в год.

1.3. Развитие процесса гофрирования

На ранней стадии производства гофрированного картона процессы приклеивания плоских слоев, продольная резка, фальцовка (сгибание), поперечная резка заготовок картона были отдельными стадиями. Поперечные колебания отдельных склеиваемых 
полотен приводили в процессе транспортировки по плоским нагревательным элементам к взаимной расклейке и деформации 
листов. Агрегаты имели ширину около 1 м, и готовые листы могли 
быть со складками, что обусловливало необходимость их ручной 
сортировки перед операцией высечки заготовок. Конечно, были 
многочисленные разновидности конструкций агрегатов, но общий принцип оставался одним и тем же.
Ранее при отсутствии прижимного вала гофрирование флютинга, нанос клея на гофры и приклеивание лайнера выполнялись как отдельные операции, так что неизбежно были сравнительно широкие колебания в высоте гофра, допустимые лишь 
при малой скорости и использовании адгезива, способного за