Современные тенденции в технологии мелованных видов бумаги и картона

Л. Г. Махотина




СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ТЕХНОЛОГИИ МЕЛОВАННЫХ ВИДОВ БУМАГИ И КАРТОНА



Монография




















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 676.28
ББК 35.77
     М36

Рецензент:
доктор химических наук, профессор, профессор кафедры технологии лесохимических продуктов, химии древесины и биотехнологии
Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета им. С. М. Кирова РощинВ. И.



    Махотина, Л. Г.
М36       Современные тенденции в технологии мелованных видов бумаги и
     картона : монография / Л. Г. Махотина. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 92 с.: ил., табл.
          ISBN 978-5-9729-1197-4


          Описаны теоретические основы производства и современные тенденции в технологии мелованных видов бумаги и картона. Рассмотрены пигменты, применяемые при меловании, технологические добавки, полимеры, применяемые в качестве связующих, а также свойства меловальной суспензии.
          Для специалистов целлюлозно-бумажной промышленности, упаковочной и полиграфической отрасли.


УДК 676.28
ББК 35.77















ISBN 978-5-9729-1197-4

     © МахотинаЛ. Г.,2023
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

                ВВЕДЕНИЕ





     Мировая целлюлозно-бумажная промышленность, несмотря на локальные снижения как спроса, так и производства в отдельные годы, динамично развивается. Производство бумаги и картона в мире с 2015 до 2019 года оставалось примерно на уровне 420 млн тонн в год (рис. 1). По экспертной оценке Euler Hermes, падение мирового производства бумаги и картона из-за лок-даунов в связи с пандемией COVID-19 составило 1,8 % в 2019 году и 2,3 % в 2020 году. Однако уже в 2021 году выросло на 1,4 % по сравнению с 2020 годом и составило 408,6 млн тонн. По данным экспертов Euler Hermes, мировое производство бумаги продолжает восстанавливаться и к концу 2022 года достигнет 416 млн тонн [1].


Рис. 1. Мировой ВВП и производство бумаги в мире (физический объем, динамика, г/г). Источники: Copacel, Cyclope, оценки Euler Hermes

3

     Наиболее массовыми видами продукции являются тароупаковочные бумага и картон и бумага для печати. Причем если спрос на печатные виды бумаги падает (доля всех видов печатной бумаги (включая газетную) на мировом рынке снизилась с 31 %в2015 году до26 %в2019 году), то спрос на высококачественные мелованные виды бумаги и картона для производства упаковки и рекламной продукции возрастает (табл. 1, рис. 2) [2]. Эксперты Euler Hermes ожидают, что на долю картона к концу 2022 года будет приходиться две трети мирового бумажного производства (до пандемии COVID-19 приходилось только 50 %).
Таблица 1

Производство и потребление бумаги и картона в странах CEPI (Конфедерации Европейской бумажной промышленности)

Бумага и картон,        Производство               Потребление          
      млн т        2019   2020   изменения    2019   2020   изменения  
                                2020/2019, %               2020/2019, %
Бумага для печати 29 235 23 750    -12,3     22 412 18 412    -17,8    
 Тароупаковочные                                                       
   виды бумаги    48 594 49 631     2,1      41 351 41 298    ---0,1   
    и картона                                                          

     В Северной Америке производство бумаги и картона в 2020 году сократилось на 3,5 % до 74,9 млн тонн. Производство бумаги для печати сократилось в 2020 году на 24,0 % (до 12,8 млн тонн), а упаковочных материалов выросло на 0,6 % до 51,8 млн тонн. Потребление упаковочных материалов выросло на 0,3 % до 45,8 млн тонн; картонной упаковки - на 2,2 % до 6,4 млн тонн; и упаковочных материалов - на 2,6 % до 32,2 млн тонн [3].
     В Китае производство бумаги в 2020 году достигло 112,6 млн тонн, увеличившись на 4,6 % по сравнению с 2019 годом, а потребление составило 118,3 млн тонн, увеличившись на 10,5 % [3].


4

             ■   Газетная бумага
             ■   Бумага для печати и писчая бумага
             ■   Г офрированный картон
                Картон
             ■   Бумага санитарно-гигиенического назначения
             ■   Прочая бумага

400 -

350

300

2015       2016       2017      2018       2019       2020       2021       2022

Рис. 2. Мировое производство бумаги и картона по видам продукции (млн тонн).

Источники: Copacel, оц-eHKu.AllianzResearchu.Eu.lerHermes


     Российская ЦБП имеет четко выраженный экспортно-ориентированный характер. При этом в мировых потоках российская ЦБП позиционируется как поставщик «северных армирующих хвойных волокон» и как поставщик картона и газетной бумаги из первичных волокон. Важнейшими импортерами российской продукции являются Китай, Индия, Корея.
     Анализ показателей деятельности целлюлозно-бумажной промышленности в динамике свидетельствует, что отрасль достаточно устойчива даже в таких чрезвычайных обстоятельствах, как пандемия COVID-19. Производство бумаги и картона в 2020 году выросло на 4,2 % и достигло 9,54 млн тонн. С января по октябрь 2021 года объем выпуска бумаги и картона возросли на 6,9 % -до7,67 млн тонн [4].

5

     Производство мелованной бумаги и картона для упаковки в последние десятилетия входит в число наиболее динамично развивающихся секторов мировой целлюлозно-бумажной промышленности.
     За 90-е годы емкость мирового рынка мелованных видов бумаги и картона возросла с 23 до 37 млн тонн, или на 60 %. При этом общая емкость мирового рынка бумажной продукции увеличилась только на 30 %. Примерно 40 % всех видов бумажно-картонной продукции полиграфического назначения (за вычетом газетной бумаги) в настоящее время имеет меловальное покрытие. Среднее потребление мелованных видов бумаги и картона на душу населения в мире составляет 6,2 кг, в промышленно развитых странах - 18,5 кг [5].
     Быстрые темпы роста потребления мелованных видов бумаги и картона отмечаются также и в России.
     В соответствии со статистическими данными Всемирной организации UNECE/FAO [6, 7], производство мелованной бумаги и картона в настоящее время размещается в 39 странах мира. Максимальный выпуск мелованной продукции был достигнут в 2007 г. и составил 48,87 млн тонн. В период глобального кризиса 2008-2009 гг. объемы стали снижаться, причем основной спад производства на15% пришелся на 2009 год.
     До 2011 г. первое место по выпуску мелованной бумаги и картона занимали США. В 2011 г. Китай увеличил производство этого вида продукции за год на 13 % и обогнал США. За десять лет Китай почти вчетверо увеличил производство мелованной бумаги и картона, и в 2019 г. на КНР приходилось почти 18 % общемирового объема выпуска этой продукции [8].
     В России увеличение роста потребления мелованных видов бумаги и картона началось с 1999 г. (табл. 2) [8].

6

Таблица 2
Динамика потребления мелованных видов бумаги и картона вРФ

  Потребление,    1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2005
     тыс. т        97   29   31   60   56  135  190  316  400 
Потребление, кг   0,6  0,2  0,2  0,4  0,4  0,8  1,3  2,2  2,8 
в год на человека                                             

     Источник: по данным Госкомстата и Таможенного комитета РФ.
     До 1990 г. уровень потребления мелованных видов бумаги и картона в России был сравнительно невысоким и не превышал 0,6 кг на душу населения в год. В первой половине 90-х годов, после перехода России к рынку, и без того невысокое потребление мелованных видов бумаги и картона существенно сократилось. Стабилизация экономики в 1997 г. сопровождалась существенным ростом емкости данного рынка, а с 1998 г. на нем отмечается постоянный рост потребления. В 1999 г. емкость рынка возросла более чем в два раза и почти вдвое превысиладореформенный уровень (табл. 3).
Таблица 3

Тенденции изменения объемов потребления мелованной бумаги и картона в различных секторах российского рынка с 1997 по 2005 гг.

         Виды мелованной бумаги и картона          1997 1999  2000  2005 
                                                   Потребление, тыс. т    
Книжно-журнальная                                  35   65    75    140  
Для рекламной продукции, беловых товаров, этикеток  9   29    40    105  
Для тары и упаковки                                13   38    65    125  
Для прочих видов мелованной продукции               3     3   10     30  
Итого                                              60    135   190  400  

     Источник: расчеты сделаны ВНИКИ на основании информации о достигнутом уровне потребления мелованной продукции в различных секторах потребления РФ.


7

     Самое высокое потребление мелованной бумаги в Российской Федерации наблюдалось в 2012 г., составило 235 тыс. т и было обеспечено исключительно за счет импорта. При этом производство мелованной бумаги в России постоянно снижалось из года в год. Так, по данным Росстата, в 2000 г. выпуск мелованной бумаги составлял около 2000 т, в 2009 г. - 942 т, а в 2010 г. было выпущено всего 4 тонны этой продукции [8]. Такое снижение в основном связано с тем, что производство мелованной продукции осуществлялось на старом оборудовании по устаревшим технологиям. Полиграфические компании вынуждены были увеличить импорт мелованной бумаги как из Европы, так и из Азии. За последние годы основными поставщиками мелованной бумаги в Россию стали Финляндия, Китай и Германия.
     Ситуация с производством мелованной бумаги в России постепенно меняется, импортные поставки снижаются за счет АО «Группа «Илим», которая запустила в филиале ОАО «Группа «Илим» в г. Коряжме первое в России предприятие по выпуску чистоцеллюлозной мелованной бумаги. Вклад в снижение импорта также внесен за счет ООО «Кама» (г. Краснокамск), где производится легкая мелованная бумага LWC, и в 2021 году состоялся запуск производства упаковочного мелованного картона FBB.
     Основной сегмент, обеспечивающий спрос на мелованную бумагу и картон, - это коммерческая печать рекламной продукции и производство упаковки.
     Тара из бумаги и картона является наиболее экологически чистым видом упаковки, занимает во всем мире ведущее положение. Свыше 40 % мирового потребления бумаги и картона приходится на тароупаковочные виды [2, 3].
     Основным потребителем картонно-бумажной тары и упаковки является пищевая промышленность (рис. 3). На ее долю приходится 65 % от всего рынка.

8

Рис. 3. Глобальное потребление упаковки по типу материала (млн долл. США). Источники: SmithersPira, Bloomberg, AllianzResearch, EulerHermes

     Одним из главных требований на рынке упаковки сегодня является «экотренд», а бумажная упаковка считается одним из самых экологических видов. Причем все большее количество тароупаковочных видов картона (лайнера, коробочного картона FBB, картона для упаковки жидких продуктов и др.) производится с меловальными покрытиями [9]. Агентство «DISCOVERY Research Group» провело исследование рынка картонно-бумажной тары в России, которое показало, что доля упаковки из высококачественных мелованных видов бумаги и картона выросла ив2019 году составляла 47 %.
     Современная упаковка из бумаги, коробочного и гофрокартона должна обеспечивать не только сохранные функции, но также и продавать товар, неся на себе информационную и художественную функции. Печать должна быть многоцветной, красочной, что возможно только при использовании материала с хорошими оптическими и печатными свойствами. В связи с этим тароупаковочные виды бумаги и картона должны отвечать требованиям, предъявляемым как к материалам для упаковки, так и к материалам для печати. Это воз

9

можно только при использовании современных тенденций в технологии этих материалов.
     Современные тенденции в технологии бумаги и картона [10]:
     •       использование в составе бумаги и картона большого количества вторичного волокна, механической (древесной) массы;
     •       производство бумаги и картона в нейтральной и слабощелочной средах;
     •       использование большого количества минеральных компонентов (наполнителей, пигментов);
     •       увеличение потребления карбоната кальция;
     •       поверхностная проклейка, мелование;
     •       высокие скорости производства.
     В Европе использование вторичного волокна (в процентном соотношении) превысило использование первичного волокна в 2005 г. [11]. В отдельных видах бумаги и картона содержание вторичного волокна из макулатуры составляет 100 %. Этому способствовало создание технологических линий по переработке макулатуры с удалением печатной краски, позволившее повысить качественные показатели вторичного волокна, в первую очередь - белизну.
     Значительно увеличилось содержание древесной (механической) массы, что стало возможным благодаря появлению высококачественной беленой химико-термомеханической массы.
     Анализ рынка минеральных наполнителей и пигментов показывает, что за последние 30 лет резко увеличилось их использование при производстве бумаги и картона. Содержание наполнителя в газетной бумаге может достигать 15 %, в суперкаландрированной бумаге (СК) 29-38 %, в офсетной и офисной бумаге 18-28 %, а в бумаге с меловальным покрытием содержание минеральных компонентов доходит до 40-50 %.
     Использование в композиции бумаги и картона большого количества вторичного волокна, древесной массы и минеральных наполнителей приводит к снижению физико-механических свойств и прочности поверхности бумаги, ухудшению оптических и печатных свойств. Снижение физико-механических

10