Cartón ondulado
Historia
El papel corrugado (también llamado plisado) se patentó en Inglaterra en 1856 y se usó como revestimiento para sombreros de copa, pero el cartón corrugado no se patentó ni se usó como material de envío hasta el 20 de diciembre de 1871. La patente se emitió a Albert Jones de la ciudad de Nueva York para cartón corrugado de una sola cara (single-face). Jones usó el cartón corrugado para envolver botellas y chimeneas de lámparas de vidrio. La primera máquina para producir grandes cantidades de cartón corrugado fue construida en 1874 por G. Smyth, y en el mismo año Oliver Long mejoró la de Jones' diseño al inventar el cartón ondulado con láminas de revestimiento en ambos lados, inventando así el cartón ondulado como se conoce en los tiempos modernos.
Robert Gair, nacido en Escocia, inventó la caja de cartón precortada en 1890: piezas planas fabricadas a granel que se doblan en cajas. El invento de Gair resultó de un accidente. Fue un impresor y fabricante de bolsas de papel de Brooklyn durante la década de 1870. Mientras estaba imprimiendo bolsas de semillas, una regla de metal utilizada para doblar las bolsas cambió de posición y las cortó. Gair descubrió que cortando y doblando en una sola operación podía hacer cajas de cartón prefabricadas. Aplicar esta idea al cartón corrugado fue un desarrollo sencillo cuando el material estuvo disponible a principios del siglo XX.
La caja de cartón corrugado se utilizó por primera vez para envasar recipientes de vidrio y cerámica. A mediados de la década de 1950, el caso permitió que la fruta y los productos agrícolas se enviaran de la granja al minorista sin magulladuras, mejorando el retorno para los productores y abriendo los mercados de exportación.
Propiedades
Se pueden medir varias propiedades y características del cartón ondulado. Algunos de estos incluyen:
- Contenido de humedad rangos de 6,5 a 9,5%. Si la humedad está por debajo de un determinado límite causará cracking en el tablero ondulado y si está por encima de entonces reducirá la fuerza de compresión del tablero.
- Prueba de trituración de borde mide fuerza por ancho de unidad y predice Fuerza de compresión de caja. It is reported in KN/m or lb/inch.
- Fuerza de entierro es la presión necesaria para romper la hoja ondulada. It is reported in KPa or lb/inch2.
- Fuerza de compresión de caja es la medición directa del rendimiento de cajas onduladas. It is reported in kgf or N.
- Prueba de trituración plana mide la rigidez de las flautas y reportado en KPa.
- Resistencia a la venta
- Resistencia al impacto
- Cojín, absorción de choque
- Resistencia al desgaste
- Grammage es el peso por metro cuadrado de cualquier material. It is reported in g/m2
El tablero de fibra corrugado es anisotrópico; muchas de sus propiedades son altamente direccionales. Por ejemplo, el aplastamiento de los bordes, la rigidez a la flexión, la tracción y las características de la superficie son diferentes, según la orientación de las estrías y la dirección de fabricación de la máquina.
Fabricación
El cartón corrugado se fabrica en grandes líneas de maquinaria de alta precisión llamadas corrugadoras, que normalmente funcionan a unos 500 pies por minuto (150 m/min) o más. Estas máquinas, con el tiempo, se han vuelto muy complejas con el objetivo de evitar algunos problemas comunes en la producción de cartón corrugado, como la urdimbre y el lavado.
La materia prima clave en el corrugado es el papel, diferentes grados para cada capa que compone la caja de cartón corrugado. Debido a consideraciones de escala y cadena de suministro, el papel se produce en plantas separadas llamadas fábricas de papel. La mayoría de las plantas de corrugado mantienen un inventario de bobinas de papel.
En la corrugadora clásica, el papel se ablanda con vapor a alta presión. Después de que se forma el tablero, se seca en el llamado extremo seco. Aquí, el cartón ondulado recién formado se calienta desde abajo mediante placas calientes. En la parte superior, se aplican varias presiones mediante un sistema de carga en la correa.
El medio corrugado suele tener un peso base de 0,026 libras por pie cuadrado (130 gramos por metro cuadrado) en EE. UU.; en el Reino Unido, es común un papel acanalado de 90 gramos por metro cuadrado (0,018 lb/sq ft). En la cara única, se calienta, se humedece y se forma en un patrón estriado sobre ruedas dentadas. Esto se une a un cartón de revestimiento plano con un adhesivo a base de almidón para formar un cartón de una sola cara. En el respaldo doble, se adhiere un segundo cartón de revestimiento plano al otro lado del medio acanalado para formar un cartón corrugado de una sola pared. Los liners son liners de prueba (papel reciclado) o cartón kraft (de varios grados). El soporte puede ser blanco blanqueado, blanco moteado, de color o preimpreso.
Los tamaños de flauta comunes son "A", "B", "C", "E" y "F" o microflauta. La designación de la letra se relaciona con el orden en que se inventaron las flautas, no con los tamaños relativos. El tamaño de la flauta se refiere al número de flautas por pie lineal, aunque las dimensiones reales de la flauta para diferentes fabricantes de onduladoras pueden variar ligeramente. Medir el número de canales por pie lineal es un método más confiable para identificar el tamaño del canal que medir el grosor del tablero, que puede variar según las condiciones de fabricación. El tamaño de flauta más común en las cajas de cartón corrugado es "C" flauta.
Flutos corrugados estándar EE.UU. Designación de fluidos Flutos por pie Espesor de flujo (en) Flutos por metro Espesor de flujo (mm) Una flauta 33 ± 3 3.16 108 ± 10 4.8 B flute 47 ± 3 1.8 154 ± 10 3.2 C flute 39 ± 3 5.32 128 ± 10 4.0 E gripe 90 ± 4 1.16 295 ± 13 1.6 F flute 125 ± 4 1.32 420 ± 13 0,8
El tablero de fibra corrugado se puede especificar según la construcción (una cara, una sola pared, doble pared, etc.), el tamaño del canal, la resistencia al estallido, la resistencia al aplastamiento de los bordes, el aplastamiento plano, los pesos base de los componentes (libras por mil pies cuadrados, gramos por metro cuadrado metro, etc.), tratamientos superficiales y recubrimientos, etc. Los métodos de prueba TAPPI y ASTM para estos están estandarizados.
La elección de corrugado mediano, tamaño de canal, combinación de adhesivo y cartulinas puede variar para diseñar un cartón corrugado con propiedades específicas para adaptarse a una amplia variedad de usos potenciales. También se produce cartón corrugado de pared doble y triple para una alta resistencia al apilamiento y a la perforación.
La mayoría de las corrugadoras son corrugadoras de dos cuchillas, lo que significa que pueden producir dos longitudes de hoja diferentes una al lado de la otra. Esto conduce a un problema de optimización, conocido como el problema del material de corte.
Proceso de fabricación de cajas
Diseño de caja
Los ingenieros de embalaje diseñan cajas de cartón corrugado para satisfacer las necesidades particulares del producto que se envía, los peligros del entorno de envío (golpes, vibraciones, compresión, humedad, etc.) y las necesidades de marketing de minoristas y consumidores.
El estilo de caja más común es el Contenedor Ranurado Regular (RSC). Todas las solapas tienen la misma longitud desde la ranura hasta el borde. Por lo general, las aletas principales más largas se encuentran en el medio y las aletas menores no. Sin embargo, con el auge del comercio electrónico y un entorno minorista más competitivo, los diseños de cajas se están volviendo más dinámicos y funcionales, alejándose de los diseños típicos de cajas de envío.
La unión del fabricante suele estar unida con adhesivo, pero también puede estar pegada o cosida. La caja se envía plana (desmontada) al empaquetador, quien prepara la caja, la llena y la cierra para el envío. El cierre de la caja puede ser con cinta, adhesivo, grapas, flejes, etc.
El tamaño de una caja se puede medir para las dimensiones internas (para el ajuste del producto) o externas (para el manejo de maquinaria o paletización). Las cajas generalmente se especifican y ordenan por las dimensiones internas.
Certificado de fabricante de cajas
El certificado del fabricante de la caja (también conocido como "certificado de la caja" o "certificado del fabricante de la caja") es un sello impreso en una superficie exterior, generalmente la parte inferior de la caja, que incluye información sobre qué tan fuerte es la caja. No se requiere el certificado, pero si se utiliza, implica el cumplimiento de las normas relativas al certificado. La información significativa incluye:
- Prueba de Bursting o Prueba de Crush Edge
- Límite de tamaño (las dimensiones exteriores máximas de una caja terminada cuando se agregan la longitud, la anchura y la profundidad de la caja)
- Límite de peso bruto
Fabricación
Las cajas se pueden formar en la misma planta que la corrugadora. Estas plantas se conocen como "plantas integradas". Parte del marcado y corte se realiza en línea en la corrugadora. Alternativamente, las hojas de cartón corrugado pueden enviarse a una planta de fabricación diferente para la fabricación de cajas; a veces se les llama "plantas de láminas" o "convertidores".
El cartón corrugado se pliega o raya para proporcionar una flexión controlada del cartón. La mayoría de las veces, se cortan ranuras para proporcionar solapas en la caja. El marcado y el ranurado también se pueden lograr mediante troquelado. Junto con la impresión que se produce en la caja en estas plantas. Estas conversiones se producen en diferentes máquinas, según la conversión que se realice: "Flexo Folder Gluers (FFG)", "Troqueladoras rotativas (RDC), "Impresoras ranuradoras" o " Prensas de Imprenta".
Laminado de una cara
Una limitación del material corrugado común ha sido la dificultad de aplicar letra fina gráfica con fines informativos y de marketing. Las razones de esto provienen del hecho de que las láminas onduladas prefabricadas son relativamente gruesas y esponjosas, en comparación con la naturaleza delgada e incompresible del papel de fibra sólida como el cartón. Debido a estas características del corrugado, se ha impreso principalmente mediante un proceso flexográfico, que por naturaleza es una aplicación basta con propiedades de registro sueltas.
Un desarrollo más reciente popular en el uso es un producto híbrido que presenta los beneficios estructurales del cartón corrugado combinado con la impresión de litografía de gráficos altos que antes estaba restringida a las cajas plegables de cartón. Esta aplicación, generalmente conocida como 'Laminado de una sola cara', comienza su proceso como un medio acanalado tradicional adherido a un solo cartón de revestimiento (de una sola cara), pero en lugar de un segundo revestimiento de fibra larga, un La hoja de cartón preimpresa como SBS (sulfato sólido blanqueado) está laminada en la cara exterior. Luego, la hoja se puede convertir con los mismos procesos utilizados para la fabricación de otros corrugados en cualquier forma deseada.
Se necesita equipo especializado para la construcción material de SFL, por lo que los usuarios pueden esperar pagar una prima por estos productos. Sin embargo, este costo a menudo se ve compensado por los ahorros en una funda de cartón separada y la mano de obra necesaria para ensamblar el paquete completo.
Reciclaje
Los contenedores viejos de cartón corrugado son una excelente fuente de fibra para reciclar. Se pueden comprimir y embalar para un transporte rentable. Las cajas empacadas se colocan en un hidrodespulpador, que es una gran tina de agua tibia para limpieza y procesamiento. La suspensión de pulpa se utiliza luego para fabricar nuevos productos de papel y fibra.
La chatarra de molino y onduladora, o la chatarra, es la fuente más limpia para el reciclaje. Las altas tasas de reciclaje posconsumo reflejan la eficiencia de las plantas de reciclaje para limpiar y procesar los materiales entrantes. Hay varias tecnologías disponibles para clasificar, tamizar, filtrar y tratar químicamente el papel reciclado.
Muchos materiales extraños se eliminan fácilmente. Cordeles, flejes, etc. se retiran del hidrodespulpador con un "ragger". Las correas de metal y las grapas se pueden filtrar o quitar con un imán. La cinta sensible a la presión con respaldo de película permanece intacta: el adhesivo PSA y el respaldo se retiran juntos.
Los materiales que son más difíciles de eliminar incluyen revestimientos de cera en cajas de cartón corrugado y "pegajosos", partículas blandas de goma que pueden obstruir la máquina de papel y contaminar el papel reciclado. Los adhesivos pueden provenir de encuadernaciones de libros, adhesivos termofusibles, adhesivos sensibles a la presión de etiquetas de papel, adhesivos de laminación de cintas adhesivas reforzadas, etc.
Ahora hay disponibles trituradoras de cartón ondulado que convierten el cartón ondulado posconsumo en materiales de embalaje/amortiguación mediante un proceso de trituración especializado.
Estándares ASTM
Los siguientes estándares están en práctica, entre otros:
- D1974 Standard Practice for Methods of Closing, Sealing and Reinforcing Fiberboard Boxes
- D4727 Especificación estándar para el stock de láminas de cartón ondulado y sólido (Grado de contenedor) y formas de corte
- D5118 Standard Practice for Fabrication of Fiberboard Shipping Boxes
- D5168 Standard Practice for Fabrication and Closure of Triple-Wall Corrugated Fiberboard Containers
- D5639 Standard Practice for Selection of Corrugated Fiberboard Materials and Box Construction Based on Performance requirements
- D6804 Guía estándar para el diseño de mangueras en cajas corrugadas
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