El diseño de cajas de cartón corrugado es el proceso de combinar los factores de diseño de las cajas de cartón corrugado (a veces llamadas cartón corrugado) o de plástico corrugado con los requisitos funcionales físicos, de procesamiento y de uso final. Los ingenieros de embalaje trabajan para cumplir con los requisitos de rendimiento de una caja mientras controlan los costos totales en todo el sistema. Las cajas de cartón corrugado son contenedores de envío que se utilizan para el embalaje de transporte y tienen importantes consideraciones funcionales y económicas. [1]
Además del diseño estructural, los códigos de barras impresos , las etiquetas y el diseño gráfico también pueden ser importantes.
Las cajas de cartón corrugado se utilizan con frecuencia como contenedores de envío . Las cajas deben contener el producto desde la fabricación hasta la distribución, la venta y, a veces, el uso final. Las cajas proporcionan cierta medida de protección del producto por sí mismas, pero a menudo requieren componentes internos como amortiguación , soportes y bloqueos para ayudar a proteger los contenidos frágiles. Los riesgos de envío dependen en gran medida del sistema logístico particular que se emplee. Por ejemplo, las cajas unificadas en una unidad de carga en un palé no experimentan manipulación individual, mientras que las cajas clasificadas y enviadas a través de parte de su ciclo de distribución como cargas mixtas o transportistas exprés pueden recibir golpes severos , patadas, etc. [2] [3] [4]
Los contenedores de envío comunes requieren impresión y etiquetas para identificar el contenido, brindar información legal y reglamentaria, y códigos de barras para el enrutamiento. Las cajas que se utilizan para marketing, comercialización y puntos de venta suelen tener gráficos de gran calidad para ayudar a comunicar el contenido. Algunas cajas están diseñadas para exhibir el contenido en el estante, lo que se conoce como "embalaje listo para la venta minorista". Otras están diseñadas para ayudar a distribuir el contenido. Populares por su resistencia, durabilidad, ligereza, reciclabilidad y rentabilidad, las cajas de cartón corrugado se utilizan para el envío de una variedad de artículos. Debido a la calidad y seguridad de los artículos de embalaje en cajas de cartón corrugado, se utilizan ampliamente en la industria alimentaria. Las cajas soportan la presión que conlleva el apilamiento, lo que las hace ideales para un fácil transporte.
Más del 95% de todos los productos en Estados Unidos se envían en cajas de cartón corrugado. El cartón corrugado representa más de la mitad de todo el papel reciclado en Estados Unidos.
Una de las funciones importantes de una caja de cartón corrugado es proporcionar resistencia al aplastamiento (protección del producto) y la resistencia adecuada para el apilamiento en almacenes. Si se espera un almacenamiento a largo plazo de cajas de cartón corrugado en condiciones de alta humedad, se requiere una resistencia adicional y resistencia a la humedad. El método de carga de las cajas en palés afecta en gran medida el apilamiento. Las columnas verticales proporcionan el mejor rendimiento de las cajas, mientras que los patrones de enclavamiento de las cajas reducen significativamente el rendimiento. La interacción de las cajas y los palés también es importante. [5] [6]
Se puede diseñar una caja optimizando el tipo de cartón corrugado, el diseño de la caja, la dirección de las ondulaciones y los soportes internos. El soporte del producto también proporciona "reparto de carga" y puede ser un factor importante. [7] Los cierres de las cajas a veces pueden tener efectos en la resistencia de apilamiento de las cajas. [8]
La prueba de compresión de cajas es un medio para evaluar cajas, pilas de cajas y unidades de carga en condiciones controladas. Las condiciones de campo de apilamiento y compresión dinámica no tienen el mismo grado de control. La resistencia a la compresión se puede estimar en función de la construcción, el tamaño y los parámetros de uso del contenedor: a menudo se realizan pruebas reales del paquete para verificar estas estimaciones.
Muchos artículos se envían individualmente (en parte o en su totalidad) por medio de un transportista exprés, correo u otros sistemas de logística mixta. Las exigencias de múltiples manipulaciones manuales, clasificación automatizada y apilamiento sin control en camiones o contenedores aéreos ejercen una gran presión sobre las cajas, los cierres de las cajas y el contenido. Las cajas diseñadas para la manipulación y el almacenamiento de cargas unitarias pueden no ser adecuadas para sistemas de logística mixta. El envío de cargas inferiores a un camión supone una mayor presión sobre los contenedores de cartón corrugado que el envío mediante cargas uniformes de palés en camiones o contenedores intermodales. A veces, las cajas deben tener una construcción más pesada para satisfacer las necesidades del sistema de distribución. Las pruebas de los paquetes suelen coincidir con los peligros previstos para el envío. Los protocolos de prueba de ASTM International y de la International Safe Transit Association reflejan esto. [9] [10]
Varios textos ofrecen orientación sobre el proceso de diseño de cajas. El Manual de tecnología de embalaje de Wiley [1] ofrece orientación sobre consideraciones y opciones. La norma ASTM D5639 Práctica estándar para la selección de materiales de cartón corrugado y construcción de cajas en función de los requisitos de rendimiento analiza las opciones de materiales y estructuras de cajas que pueden ser buenas opciones para el rendimiento de un paquete específico.
Dependiendo del contenido, algunas cajas de cartón corrugado necesitan una rigidez adicional o un tipo de cartón más pesado. [11] [4] Las cajas con orificios para las manos [12] o asas a veces necesitan un cartón de mayor resistencia, refuerzos adheridos con adhesivos o fibras incrustadas. [3]
Varios textos sobre embalajes analizan los factores que se deben tener en cuenta en el diseño de los paquetes. ASTM International tiene las normas D6198, Guía estándar para el diseño de embalajes para el transporte y D5639, Práctica estándar para la selección de materiales de cartón corrugado y construcción de cajas según los requisitos de rendimiento. Estas sugieren factores que incluyen el costo (materiales, mano de obra, capital), la utilidad, el rendimiento del paquete, la maquinabilidad, los requisitos de comercialización, los factores logísticos, los peligros del transporte (compresión, impacto, ruptura, humedad, condensación, temperatura, hurto), las regulaciones y otros.
Los ingenieros y diseñadores de embalajes comienzan con las necesidades del proyecto en particular: restricciones de costos, capacidades de la maquinaria, características del producto, necesidades logísticas, regulaciones aplicables, necesidades del consumidor, etc. A menudo, los diseños se realizan con programas de diseño asistido por computadora para el diseño estructural [los archivos se pueden descargar a mesas de toma de muestras automatizadas. [13] Se pueden considerar varias opciones de diseño y construcción. Las muestras a menudo se envían a pruebas de paquetes según ASTM u otros protocolos de prueba estándar como la Asociación Internacional de Tránsito Seguro. El diseño estructural se combina con el diseño gráfico . Para los diseños basados en el consumidor, el personal de marketing a veces utiliza grupos de enfoque o medios más cuantitativos para evaluar la aceptación. Los mercados de prueba se emplean para programas importantes. [14] [15]
El proceso comienza fabricando cartón corrugado en una línea de corrugado, una larga serie de máquinas interconectadas que pueden tener el tamaño de un campo de fútbol americano . Una pieza terminada de cartón corrugado de pared simple es una sola capa corrugada intercalada entre dos revestimientos.
Los trabajadores cualificados preparan órdenes de trabajo para cada pila de cajas en blanco y las envían a las máquinas de fabricación. Los troqueles y patrones de impresión se preparan en láminas grandes y flexibles de goma o estaño. Se cargan en rodillos y las cajas en blanco se introducen a través de ellos, donde cada una se recorta, se imprime, se corta, se marca, se dobla y se pega para formar una caja. Las cajas terminadas se apilan y se envían a una máquina enfajadora para envolverlas y enviarlas.
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 solapas principales se encuentran en el medio y las solapas menores no, a menos que el ancho sea igual a la longitud. El tamaño de una caja se puede medir para dimensiones internas (para el ajuste del producto) o externas (para maquinaria de manipulación o paletización). La unión del fabricante se realiza con mayor frecuencia con adhesivo, pero también puede estar pegada con cinta o cosida. La caja se envía plana (desmontada) al empaquetador que la monta, la llena y la cierra para el envío. El cierre de la caja puede ser con cinta, adhesivo, grapas, flejes , etc. Las cajas generalmente se especifican y ordenan por las dimensiones internas. Los estilos de caja en Europa generalmente se especifican con un código de 4 dígitos proporcionado por la Federación Europea de Fabricantes de Cartón Corrugado (FEFCO); un RSC se codifica 0201. [16]
Existen muchos otros estilos de cajas y estructuras de cartón corrugado. Una fuente común es la Asociación de Cajas de Fibra: [17]
Los minoristas suelen pedir que se les entregue la mercancía en contenedores de envío que permitan almacenar fácilmente cargas completas. El objetivo es colocar la caja directamente en los estantes y en los lugares de almacenamiento sin manipular individualmente los paquetes unitarios o los paquetes primarios. Los minoristas suelen exigir que los productos vengan en envases listos para su almacenamiento para reducir los costes de almacenamiento y ahorrar gastos de mano de obra. Hay disponibles varios diseños de cajas especializadas. [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26]
Muchos de los artículos que se suministran a los gobiernos se manipulan muy bien: las cajas se unifican, se envían en camiones cubiertos o contenedores intermodales y el almacenamiento se realiza en almacenes . Se aceptan las "cajas nacionales" normales y los embalajes comerciales. [27]
El material militar , los suministros de campo y la ayuda humanitaria suelen ser sometidos a una manipulación severa y a un almacenamiento sin control. A menudo se aplican especificaciones de cajas especiales para los envíos gubernamentales. Se necesitan tableros de fibra resistentes a la intemperie, construcción de cajas, cierre de cajas y unificación. [28]
El envío de mercancías peligrosas o materiales peligrosos está muy regulado. Con base en las normas modelo de las Recomendaciones de las Naciones Unidas sobre el Transporte de Mercancías Peligrosas , cada país ha coordinado los requisitos de diseño y rendimiento para el envío. Por ejemplo, en los EE. UU., el Departamento de Transporte tiene jurisdicción y publicó los requisitos en el Título 49 del Código de Regulaciones Federales . Las cajas de cartón corrugado se describen en los requisitos 4G. El rendimiento (prueba de caída severa, etc.) debe estar certificado para la caja y el contenido. [29] [30]
Algunos transportistas tienen requisitos adicionales.
El modo de cerrar una caja es un aspecto importante del diseño. Se ve afectado por los tipos de equipos disponibles en las líneas de producción, el rendimiento medido en el laboratorio, el rendimiento en el campo y la capacidad de los usuarios finales para abrir la caja de manera fácil y segura.
Los cierres de caja incluyen: [31]
![Caja de cartón con corte en las esquinas para latas de bebidas[19]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ce/Eco-Products_2010_(5345091717).jpg/1280px-Eco-Products_2010_(5345091717).jpg)
