Бумага особого назначения
Конференция по специальным бумагам (The Smithers PIRA-TAPPI Specialty Papers Conference) состоялась в октябре 2013 года в немецком городе Штутгарте. Конференция проводится в течение последних пяти лет попеременно в Европе и в Америке. По словам одного из организаторов, доктора Грахама Мора (Graham Moore), конференция имела большой успех: «Мы были поражены тем, как выросло количество участников конференции за эти пять лет. Наверное, причина в том, что программа конференции интересна для большинства специалистов данной отрасли». Большинство презентаций на данной конференции посвящены технологическим разработкам в сфере специальной бумаги, развитию инновационных проектов, а также представляют обзор рынка.
Несмотря на широкий спектр применения специальной бумаги, количество основных производителей не так уж велико, причем, по словам Грахама Мора, каждая из компаний занимает не более 5% рынка. Специальная бумага – это бумага для упаковки дорогостоящих продуктов, бумага для хранения продуктов, бумага с защитными метками, бумага со специальными свойствами и «умная бумага». Также из специальной бумаги создают мебель, конструкции для строительства и даже целые здания и мосты.
В своем докладе, посвященном развитию рынка специальной бумаги, Грахам Мор, стратегический консультант компании Smithers Pira, отметил, что основные производители специальной бумаги расположены в Европе (43%) и Северной Америке (23%), а также в странах Азии (31%). Оставшиеся 3% производств находятся в странах Латинской Америки, на долю остальных частей мира, по словам господина Мора, остается 0%.
«Европейские традиции в производстве специальной бумаги очень сильны, потому что именно в Европе зародился этот рынок, – говорит Грахам Мор. – Большое количество производственных компаний находится также в Северной Америке. Мы не ожидаем угрозы со стороны производителей из Китая или Индии, пока что там нет оборудования, на котором можно печатать специальную бумагу». По мнению экспертов, рынок специальной бумаги весьма стабилен и никаких изменений в ближайшем будущем не ожидается.
«Рынок специальной бумаги очень гибок, – говорит Бен Хансен (Ben Hansen), инженер американской компании Target, занимающейся розничной торговлей. – Производители быстро реагируют на требования рынка и покупателей. Как только один из сегментов становится невостребованным, они тут же ищут новые пути для применения специальной бумаги».
Экологичная бумага
Одно из главных современных требований к специальной бумаге, независимо от сферы ее применения, – это экологичность. «Раньше главным качеством новой разработки считалось инновационное решение, – говорит Бен Хансен, – теперь на каждую инновацию смотрят сквозь лупу экологической рациональности и ответственности – как это отразится на окружающей среде».
В каждой из прозвучавших на конференции презентаций была часть, посвященная экологичности нового продукта или технологии. Это касается переработки и вторичного использования субстрата, производства бумаги из восстанавливаемых волокон, а также и из отходов других индустрий, утилизации бумаги.
Компания Favini (производитель бумаги категории «люкс») представила бумагу, частично созданную из отходов различных фруктов и зерен. Крис Браун (Chris Brown), директор по маркетингу и продажам в Центральной Европе компании Favini, рассказал, что разработка бумаги с добавлением мякоти фруктов и зерен началась в 2011 году. Первоначальная идея называлась «Тутти фрутти», это была бумага с добавлением разных материалов. Такое решение, по мнению создателей бумаги, не только интересно для потребителей, но и экологично, так как позволяет заново использовать тонны отходов, выбрасываемых ежегодно на помойку.
Представляя данный продукт на конференции, Крис Браун привел следующие данные: для изготовления натурального сока требуется лишь 40% фрукта, остальные 60% – это отходы. Фруктовую мякоть используют в различных областях, но компания Favini предложила еще одно – создание специальной бумаги, которая наполовину состоит из пищевых отходов, а наполовину из древесины. Сырьевые материалы для бумаги, которая носит название Crush, – кофе, кукуруза, орехи, оливки, киви и цитрусы. Итоговый цвет бумаги соответствует продукту, из которого она изготовлена: коричневая бумага изготовлена из кофе, зеленая из киви и так далее. Кроме того, разные виды бумаги отличаются на ощупь.
«Эта бумага очень популярна, – говорит Крис Браун. – Ее можно использовать не только для печатной продукции, но и для создания дизайна, а также в индустрии моды, при обустройстве дома, в бизнесе и сфере образования».
По словам Криса Брауна, бумага Crush заняла свою нишу на рынке специальной бумаги благодаря своим техническим и эстетическим характеристикам, а также экологическому аспекту – в ней используется меньше древесины, и больше отходов.
Упаковка – бумажная защита
Одна из наиболее активных сфер применения бумаги – упаковка. Это не только подарочная упаковка, но и упаковка скоропортящихся продуктов, хлеба и кондитерских изделий. Упаковка класса «люкс» используется для товаров премиум-класса, таких, как дорогостоящие товары питания и напитки, парфюмерно-косметические товары, товары высокой стоимости (ювелирные украшения, часы, одежда), а также табак, медикаменты и фармацевтические товары и так далее. Для защиты продуктов и корма для животных используется упаковка с защитой от воды, запаха, жира, температуры и других воздействий.
«На сегодняшний день упаковка должна иметь следующие качества – быть легкой, крепкой, эффективной и экологичной, – говорит Хелена Стахле (Helena Stahle), проект-менеджер компании Sodra Innovation & Sustainability. – Много еды и других продуктов выбрасывают, потому что упаковка не обеспечивает их сохранность». Биосостав DuraPulp от компании Sodra имеет более устойчивую конструкцию по сравнению с бумагой: это комбинация бумаги и пластика. По словам Стахле, производители использовали лучшее из того, что есть в обоих компонентах.
Компания Stora Enso производит специальную упаковку для хранения морепродуктов, которая состоит из бумаги, сделанной из сахарного тростника, и тонкого слоя полимера. Упаковка имеет защитное покрытие. На разработку данного проекта ушло всего 4 месяца, и использование этой упаковки уже началось в Финляндии. Ханс-Джорг Ричтер (Hans-Joerg Richter), менеджер по инновационным продуктам в сфере специальной бумаги, подчеркнул, что работа по созданию технологии велась в тесном сотрудничестве с университетами Канады и Америки. В работе принимали участие более 20 ученых, инженеров и технических специалистов из отделов разработок и развития. Исследования проводились в странах Центральной Европы. Одна из задач, возникающая при реализации продукции из переработанных продуктов (Green PE), по словам Ханса-Джорга Ричтера, состоит в том, чтобы донести до покупателя информацию о том, что, покупая продукт по обычной стоимости, он может помочь окружающей среде.
Компания XYlophane AB из Швеции представила на конференции свою разработку – Skalax – изолирующий слой, который можно внедрить в бумагу, картон или пластик. Этот слой размещают между слоем бумаги и верхним слоем составного субстрата. Skalax мешает проникновению внутрь упаковки запахов, кислорода и жира, а также минерального масла и других субстанций. Также, по словам управляющего директора компании Xylophane AD Хакана Грубба (Hakan Grubb,) в бумаге или картоне, изготовленных из переработанных волокон, может сохраниться загрязнитель, например чернила. Skalax не позволяет таким загрязнителям попадать в продукт. Используемый для упаковки субстрат способен к биоразложению. «Мы хотим сделать защитную упаковку дешевле, но при этом дать покупателям дополнительный бонус – экологичность, – говорит Хакан Грубб. – Именно экологическая рациональность является основным двигателем в развитии рынка пакетирования».
Компания Smart Planet Tehnologies предлагает бумагу, состоящую из пластика и минералов. Такая бумага, по мнению разработчиков, может успешно применяться для упаковки пищевых продуктов и других чувствительных к воздействию товаров. Бумага Earthcoating®, по словам Криса Тилтона (Chris Tilton), главного технолога компании, также имеет два основных преимущества, которые столь ценятся на современном рынке: она дешевле обычной бумаги, так как минералы дешевле пластика, и экологична, так как легко перерабатывается.
Дэвид Гуерин (David Guerin), глава исследовательского отдела компании Centre Technique du papier, рассказал о химических исследованиях, которые привели к созданию водоотталкивающей бумаги. Эту бумагу ее создатели также предлагают использовать для упаковки.
Ассоциация Paint Research из Великобритании разработала свою концепцию экологичного покрытия для упаковки продуктов. Это покрытие характеризует натуральность происхождения, способность к биоразложению, пригодность для повторного использования.
В Итальянском институте технологии разработан нанотехнологичный процесс, который может сделать бумагу водонепроницаемой, магнитной, антибактериальной. В основе процесса – мономеры (мельчайшие структурные единицы полимера), которые объединяются со специальными наночастицами, формируя полимер. Результат соединения – полимерная матрица, которая состоит из комбинации наночастиц. Можно получить разные соединения: если наночастицы металла добавить в полимерную матрицу, то получится бумага с магнитными свойствами, если наночастицы серебра – бумага получит антибактериальные свойства. После формирования полимерная матрица внедряется в бумагу.
Электронная бумага: для защиты, бизнеса и развлечения
Компания De La Rue на данной конференции представила свои разработки по электронной бумаге. Речь шла о бумаге со встроенными RFID-метками, NFC-метками, антеннами и батареями. Такие технологии используются для защиты брендов и товаров – в алкогольной промышленности, в парфюмерии, медицине и других сферах.
Хани-Микаэль Куусисто (Jani-Mikael Kuusisto), глава бизнес-департамента компании Ynvisible из Финляндии, рассказал о многочисленных возможностях применения интерактивной графики в бумажной печати. «Времена меняются, и то, что может быть цифровым, – будет цифровым, – уверен господин Куусисто. – Печатная продукция может быть интерактивной, и этому помогает внедрение RFID- и NFC-меток, QR-кодов. Внутрь субстрата могут быть внедрены сенсоры, переключатели, ключи, мягкие панели. Снаружи это может быть дисплей, электронная бумага, свет, электрохром. С бумажным субстратом могут использоваться транзисторы, резисторы, чипы памяти, температурные метки, источники питания и источники сохранения энергии, тонкие пленочные батареи, а также солнечные батареи и другие источники энергии».
Среди примеров объединения бумаги с электроникой Хани-Микаэль Куусисто назвал электронную бумагу для дисплеев, а также электрохромную бумагу, где в бумажный субстрат встроено окно, на котором появляется электронная информация. Примером может служить проездной билет, в дисплейном окне которого высвечивается дата поездки и стоимость проезда. «Наша компания адаптирует привычные для покупателя цифровые возможности в печать на бумаге или других субстратах», – говорит Хани-Микаэль Куусисто.
В качестве примеров господин Куусисто представил на конференции закладку для книг с изменяющимся изображением, а также сенсор влажности для комнатных цветов. Сенсор представляет из себя табличку с нарисованным смайлом, которую необходимо поставить в землю рядом с цветком. Она наглядно покажет, когда земля в горшке высохла и цветок пора поливать. Один из последних проектов компании Ynvisible, внедренный совместно с парфюмерной компанией L’Oreal, – сенсорный советчик по выбору парфюма. Он помогает покупателю соотнести его пожелания с ассортиментом продукции.
В заключение своей презентации глава бизнес-департамента компании Ynvisible признался, что большинство проектов пока что связано с пластиком и цель его выступления на конференции по специальной бумаге – наладить более тесные деловые связи с производителями бумаги.
О защите товаров с помощью бумаги говорил и бизнес-менеджер по специальным бумагам компании Kelheim Fibres GmbH Себастьян Базель (Sebastian Basel). «Поддельная продукция – это большая проблема, причем не только для экономики страны, но и для ежедневной жизни людей, для их здоровья», – говорит Себастьян Базель.
Для производства своей бумаги компания Kelheim Fibres GmbH использует вискозные волокна. По словам Себастьяна Базеля, они легко поддаются окраске и в то же время легко разлагаются после использования товара.
Существует три уровня товаров, которые нуждаются в защите. Первый уровень – это товары ежедневного пользования. Для защиты упаковочной бумаги этой категории товаров используют голограммы, а также метки, легко различимые глазом. Второй уровень – это предметы роскоши. Для их защиты используют ультрафиолетовые метки или метки, которые видны при определенных условиях, а также скрытые защитные элементы. Такие защитные элементы сложнее подделать. Третий уровень – товары, от которых зависит безопасность и здоровье людей. Для защиты этих товаров используются уникальные люминесцентные пигменты и другие скрытые элементы, видимые только в лабораторных условиях.
«Умная» бумага
Компания Stora Enso Memori предложила новое решение, базирующееся на микрочипе, внедренном в бумажный субстрат. Такая «умная» бумага может использоваться в фармацевтике в качестве «умной подсказки» на коробке с таблетками. Пациент или медицинский персонал смогут пользоваться таким электронным расписанием приема медикаментов. Считывание информации происходит с помощью NFC-ридера. Преимущества данного решения в идентификации продукта, в том, что нет необходимости вручную сортировать медикаменты по дате и времени приема, а также в том, что с чипа можно считать информацию о предыдущих приемах данного лекарства.
Еще один пример «умной этикетки» – UWL Label от компании UWI Technology Limited. Такая этикетка, наклеенная на банку с продуктом, покажет, когда эта банка была открыта в первый раз, как долго она была открыта и, наконец, срок возможного потребления продукта.
В докладах прозвучали и другие возможности «умной» бумаги – например, бумага для детей, которая сможет разговаривать. В бумаге может появиться возможность запоминания и сохранения данных. Упоминался оптоактивный субстрат, который поможет бумаге изменять цвет. В презентациях говорили об электронных чернилах и бумаге для их применения.
Бумага: настоящее и будущее
Исчезнет ли бумага в будущем? Казалось бы, появление пластика, полимера и электронных устройств должно вытеснить бумагу из сферы потребления, но специалисты рынка специальной бумаги утверждают, что бумага и товары, которые из нее создаются, не исчезнут с рынка.
«Даже если один сегмент рынка исчезнет, будет найден другой, – уверены специалисты. – Это особенность специальной бумаги. Стоимость инновационных технологий изначально высока, но со временем она снижается, и технологии становятся востребованы на рынке». «Людям нравятся тактильные свойства бумаги, ее запах», – говорит Хелена Стахле из компании Sodra Innovation & Sustainability.
Одна из тенденций рынка – комбинирование бумаги с другими материалами, которые удешевляют конечный субстрат и привносят в бумагу свои качества. Это открывает новые сферы для ее применения, а возможность переработки и повторного использования бумаги становится все более важным фактором борьбы за экологию в современном мире.
«В 2050 году население Земли возрастет до 9 миллиардов человек, – сказал в своей презентации вице-президент по развитию компании BASF Томас Стаерфелд (Thomas Staehrfeldt). – Это означает, что количество природных ресурсов будет стремительно убывать».
Для сохранения экономической рациональности в сфере специальной бумаги необходимо уменьшить количество используемого древесного волокна, а также снизить количество потребляемой оборудованием энергии. Разработки в области химии помогут изобрести новые приложения в бумаге, тканях и упаковке. Новая бумага станет более прочной и непроницаемой для воды, испарений, воздуха. В будущем ожидается использование новых экологичных натуральных материалов и биополимеров.
«Бумага и сегодня имеет много различных применений, но в будущем область ее применения может стать еще шире», – уверена Вероника Бейль (Veronika Beil), проект-менеджер компании Papiertechnische Stiftung.
В автомобиле используется около 20 кг бумаги – это фильтровые системы, детали в сцеплении и прокладках, покрытия и ковры для настила. Также в автомобильной промышленности используется упаковка и бумага для логистики.
Однако, по мнению Вероники Бейль, в недалеком будущем могут появиться автомобили, которые целиком созданы из бумаги. Ведь уже сегодня конструкции из бумаги (бумажных волокон) используются при строительстве домов. Эти элементы легки и прочны. Бумага может быть использована для климат-контроля (температура и влажность), как пожарозащитный материал, для электромагнитного экранирования и иметь антибактериальные функции.
В строительстве зданий используется также керамическая бумага. Она применяется для создания мембран, прокладок, фильтров, температурной изоляции. Листы бумаго-металла также востребованы при строительстве и в дизайне зданий. Создаются комбинации разных волокон из бумаги и стекловолокна, полимера, карбона, базальта. Такие сочетания позволяют создавать прочные панели, которые термоустойчивы, долговечны и легковесны и, что немаловажно, изготавливаются из перерабатываемого сырья. Традиционно бумага разных видов используется в дизайне помещений.
Однако из бумаги строят и дома целиком. Вероника Бейль рассказала о творениях Шигеру Бана (Shigeru Ban). Он строит огромные сооружения из бумаги, первыми были строения в Японии в 1995 году и в Руанде в 1999 году. Затем он построил мост во Франции в 2007 году, а в 2013 году – кафедральную церковь в Новой Зеландии.
Мебель из бумаги создает и компания Sodra Innovation & Sustainability. Это разноцветные стулья для детской комнаты.
Впрочем, производители уверены, что возможны и другие применения бумаги. По словам Вероники Бейль, бумагу можно использовать в сочетании с иллюминацией и получить светящуюся бумагу, аудио-бумагу, ароматическую бумагу, а также бумагу, различающуюся тактильными свойствами.
Татьяна БАЛУЕВА
