نظراً لأنّ الكرتون مادة تغليف متعددة الاستخدامات، فإنه يتم استخدام الكثير من الأطنان كل عام لحماية المنتجات وعرضها، خلال عام 1992 تم إنتاج وتشكيل أكثر من 25 مليون طن من الكرتون المضلع في الولايات المتحدة، كما تم إنتاج 7 ملايين طن من الكرتون المقوى أو غير المموج لاستخدامها في طي الكراتين التي تصنّع.
مواد أولية لصناعة الكرتون:
الكرتون من المواد المتينة والقوية والخفيفة في وزنها وتتكون من ثلاث طبقات من ورق الكرافت البني، في عام 1884 طور الكيميائي السويدي (Carl F. Dahl) عملية لفك رقائق الخشب إلى ورق قوي يقوم بمقاومة الانقسام والانفجار أو الاختلال، سميت عملية الكرافت؛ بسبب إنتاج ورق قوي يقاوم التمزق والانفجار.
توفر أشجار الصنوبر سريعة النمو المواد الخام الأولية المستخدمة في صناعة الكرتون المضلع، تمتلك أكبر شركات التعبئة والتغليف آلاف الأفدنة من الأراضي؛ حيث تنضج الأشجار وتحصد وتحل محلها الشتلات، بعد حصاد الأشجار تجرد من أطرافها، ثم يتم شحن الأمتعة فقط بالشاحنات إلى مطحنة اللب، حيث تمتلك أكبر شركات التغليف أيضاً المصانع، كما يتم تحويل الأشجار إلى ورق كرافت.
في المصنع تخضع جذوع الأشجار المحصودة لعملية كرافت، المعروفة أيضاً باسم عملية الكبريتات بسبب المواد الكيميائية المستخدمة في تكسير رقائق الخشب إلى لب ليفي، بعد فصل الألياف والمعالجات الأخرى يتم إرسال الألياف مباشرة إلى آلة الورق، حيث يتم تشكيلها وضغطها وتجفيفها ولفها على نطاق واسع.
في مصنع التمويج هناك حاجة فقط إلى عدد قليل من المواد الخام الأخرى لصنع الصندوق النهائي، يستخدم غراء نشا الذرة لربط الوسط المموج بألواح البطانة، نظراً لاستخدام الكثير من الغراء تقوم عربات السكك الحديدية أو شاحنات الصهريج الكبيرة بتسليمها كمسحوق جاف، يتم تخزينه في صوامع ضخمة في مصنع التمويج حتى يتم الاحتياج إليه.
يتم سحب نشا الذرة الجافة من الصومعة مع الماء والمواد الكيميائية الأخرى، كما يتم ضخها في المموج ليتم نشرها على الوسط المموج مع إضافة طبقات البطانة، تستخدم المواد الخام الأخرى لإنهاء الكرتون المضلع بعد الإنتاج، يمكن استخدام الشمع المصنوع من البارافين أو الزيوت النباتية لصنع حاوية مقاومة للماء أو الشحوم للمنتجات الغذائية.
كيفية تصنيع الكرتون:
يتم وضع رقائق الخشب في خزان كبير عالي الضغط يسمى هضم دفعة، حيث يتم طهيها في محلول أو سائل مصنوع من هيدروكسيد الصوديوم والعديد من المركبات الأيونية الأخرى مثل الكبريتات والكبريتيدات، إذ تعمل هذه المواد الكيميائية القلوية القوية على إذابة الليغنين، وهي مادة تشبه الغراء تحافظ على ألياف الخشب الفردية معاً في جذع شجرة.
عندما يتم تحرير الضغط بعد عدة ساعات تنفجر رقائق الخشب مثل الفشار إلى كتل رقيقة من الألياف، وبعد خطوات التنظيف والتنقية الإضافية يتم ضخ ملاط ثابت من لب الخشب إلى آلة صنع الورق، المعروفة أيضاً باسم آلة (Fourdrinier)، وهي مضلعات مربعة كبيرة تصل إلى 600 قدم تحتوي هذه الآلات على شبكات من السلك يتم فيها تشكيل الورق في البداية.
بعد ذلك يتم تغذية الورق في بكرات ضخمة تعمل بالبخار وبطانيات واسعة من اللباد تزيل الماء، في النهاية يتم دحرجة الوسيط النهائي أو البطانة للشحن، كما تتوافر أربع لفات من ورق التمويج بعدة أحجام لتناسب عدَّة الإنتاج داخل مصانع التمويج، أحجام اللف المنتشرة هي 67 بوصة، حيث إنه ومن الممكن أن يصل وزن لفة الورق إلى 87 بوصة.
تمويج الكرتون:
باستخدام رافعات شوكية خاصة بالورق يقوم عاملوا المعدات المهرة باختيار ونقل وتحميل لفات من ورق الكرافت في أحد طرفي المموج، يتضمن تصنيع الكرتون 2 من الخطوات؛ أولاً صناعة ورق الكرافت وتمويج الكرتون، كما يتضمن ورق الكرافت إبعاد رقائق الخشب ثم تغذية مادة الورق التي تنتج من خلال بكرات بخار ضخمة تزيل الماء، يتم التمويج في آلة تستخدم بكرات ثقيلة.
يتم تحميل لفة واحدة من الوسيط للتشغيل من خلال بكرات المموج، كما يتم تغذية لفة من البطانة في المموج ليتم ربطها بالوسيط المموج، حيث تنتقل البطانة من لفة أخرى فوق لفائف التمويج على طول هيكل مسطح يسمى الجسر، سيتم لصق هذه البطانة على الوسط المموج لاحقاً في هذه العملية.
ولتشغيل إنتاج كبير يتم تحميل لفات إضافية في مفصلات آلية، تقوم أجهزة الكشف الحساسة بفحص لفات تغذية الورق في المموج، وعندما تكون البكرة فارغة تقريباً يبدأ نظام التحكم في المموج باستخدام أداة الربط، كما يتم ربط الورق من اللفة الجديدة بنهاية الورق الذي يمر عبر الجهاز، بالتالي فإنّ إنشاء الكرتون المضلع مستمر ولا يتم فقد سرعة الإنتاج.
تشكيل الفراغات في صناديق:
يستخدم عمال الإنتاج المهرة محطة كمبيوتر وطابعة لإعداد بطاقة عمل لكل مجموعة من الصناديق الفارغة التي ينتجها المموج، باستخدام بطاقة العمل يمكن للعمال توجيه المكدس إلى آلات التصنيع المناسبة، والتي تسمى فليكسوس، فليكسو عبارة عن آلة مسطحة عريضة تعالج الصناديق الفارغة، قوالب الطباعة وأنماط القطع القالبي يتم إعدادها في متجر النماذج على ألواح كبيرة ومرنة من المطاط أو القصدير.
يتم تحميل القوالب والأنماط على بكرات كبيرة في فليكسو، ويتم تغذية فراغات الصندوق تلقائياً من خلالها، عندما يمر كل فراغ من خلال بكرات فليكسو، يتم قصه وطباعته وتسجيله في مجلد طابعة أو غراء، كما يتم طيه ولصقه لتشكيل صندوق، ومن فليكسو يتم تكديس الصناديق النهائية تلقائياً وإرسالها إلى آلة ربط الشريط ليتم لفها للشحن.
تشتمل المعدات الأخرى في مصنع التمويج على قواطع لقوالب قائمة بذاتها وقواطع مع محطات طباعة، كذلك آلات تُعرف باسم أغطية الستائر التي تستخدم طلاء الشمع على حاويات الفاكهة والخضروات واللحوم ومربعات الفراغات.
مراقبة الجودة:
تبدأ مراقبة الجودة بموردي ورق الكرافت المستخدم في صناعة الكرتون المضلع، يجب أن يكون ورق الكرافت سلس وقوي جداً، بعد أن يمر الورق عبر المموج ويتم تحويله إلى فراغات صندوقية، يتم سحب الفراغات الفردية من كومة واختبارها، يقيس اختبار كوب الرطوبة في البطانة والوسط.
تحدد قوة الغراء وقوة الانفجار والضغط واختبارات الأبعاد عالية الدقة جودة عملية التصنيع، يحدد اختبار الالتواء استواء الصندوق الفارغ، مما يضمن أن كل فراغ سوف ينتقل بسلاسة عبر ماكينات فليكسو، ونظراً لأنّ العمال المهرة يقومون بتشغيل مجموعات من الصناديق الفارغة من خلال ماكينات فليكسو، فإنه يتم سحب الصناديق الفردية وتفتيشها.
يجب أن يكون التشذيب والقص والتسجيل صحيحاً، لا يسمح بإتلاف الورق المقوى، أيضاً يجب محاذاة طبقات الحبر الملون المختلفة المستخدمة في الطباعة الملونة بشكل تام.
