El diseño de cajas de cartón corrugado es el proceso de hacer coincidir los factores de diseño de cajas de cartón corrugado (a veces llamado cartón corrugado) o de plástico corrugado con los requisitos físicos funcionales, 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 ondulado son contenedores de envío que se utilizan para el embalaje de transporte y tienen importantes consideraciones funcionales y económicas. [1]
Además del diseño estructural que se analiza en este artículo, los códigos de barras impresos , las etiquetas y el diseño gráfico también son vitales.
Las cajas de cartón corrugado se utilizan frecuentemente 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 brindan cierta protección al producto por sí mismas, pero a menudo requieren componentes internos como amortiguación , refuerzo y bloqueo para ayudar a proteger el contenido frágil. Los peligros del envío dependen en gran medida del sistema logístico particular que se emplee. Por ejemplo, las cajas unificadas en una unidad de carga en una plataforma no enfrentan manipulación individual, mientras que las cajas clasificadas y enviadas durante parte de su ciclo de distribución como cargas mixtas o transportistas exprés pueden recibir fuertes golpes , patadas, etc. [2] [3] [4]
Los contenedores de envío comunes requieren impresión y etiquetas para identificar el contenido, proporcionar información legal y regulatoria y códigos de barras para el enrutamiento. Las cajas que se utilizan para marketing, comercialización y punto de venta suelen tener gráficos altos para ayudar a comunicar el contenido. Algunas cajas están diseñadas para la exhibición del contenido en el estante conocido como "Retail Ready Packaging". Otros están diseñados para ayudar a dispensar 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 del embalaje de artículos en cajas de cartón ondulado, se utilizan ampliamente en la industria alimentaria. Las cajas soportan la presión que conlleva el apilamiento, lo que las hace ideales para transportarlas fácilmente.
Más del 95% de todos los productos en los 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 resistencia adecuada para el apilamiento en almacenes. Si se espera un almacenamiento prolongado de cajas de cartón corrugado en condiciones de alta humedad, se requiere mayor resistencia y resistencia a la humedad. El método de carga de cajas sobre palés influye mucho en el apilamiento. Las columnas verticales proporcionan el mejor rendimiento de las cajas, mientras que los patrones entrelazados de las cajas reducen significativamente el rendimiento. También es importante la interacción de las cajas y los palets. [5] [6]
Se puede diseñar una caja optimizando la calidad del cartón corrugado, el diseño de la caja, la dirección de las ranuras y los soportes internos. El soporte del producto también proporciona "compartición de carga" y puede ser un factor importante. [7] Los cierres de cajas a veces pueden tener efectos en la resistencia al apilamiento de las cajas. [8]
La prueba de compresión de cajas es un medio para evaluar cajas, pilas de cajas y cargas unitarias 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) mediante transportista urgente, correo u otros sistemas logísticos mixtos. Las exigencias de múltiples manipulaciones manuales, clasificación automatizada y apilamiento incontrolado en camiones o contenedores aéreos ejercen una gran presión sobre las cajas, sus cierres y su contenido. Las cajas diseñadas para el manejo y almacenamiento de cargas unitarias pueden no ser adecuadas para sistemas de logística mixta. El envío con menos carga que un camión ejerce más presión sobre los contenedores de cartón corrugado que el envío con cargas de paletas uniformes en camiones o contenedores intermodales. A veces, las cajas necesitan tener una construcción más pesada para satisfacer las necesidades del sistema de distribución. Las pruebas de paquetes a menudo se relacionan con los peligros esperados del envío. Los protocolos de prueba de ASTM International y de la Asociación Internacional de Tránsito Seguro reflejan esto. [9] [10]
Varios textos ofrecen orientación sobre el proceso de diseño de cajas. El Manual Wiley de tecnología de embalaje [1] ofrece orientación sobre consideraciones y opciones. La práctica estándar ASTM D5639 para la selección de materiales de tableros de fibra corrugada y construcción de cajas basada en requisitos de rendimiento analiza las opciones de materiales y estructuras de cajas que pueden ser buenas opciones para el rendimiento del paquete específico.
Dependiendo del contenido, algunas cajas de cartón corrugado necesitan rigidez adicional o un cartón más pesado. [11] [4] Las cajas con orificios para las manos [12] o asas a veces necesitan tableros de mayor resistencia, refuerzos unidos con adhesivos o fibras incrustadas. [3]
Varios textos sobre envases analizan los factores a considerar en el diseño de envases. ASTM International cuenta con las normas D6198, Guía estándar para el diseño de embalajes de transporte y D5639. Práctica estándar para la selección de materiales de tableros de fibra corrugada y construcción de cajas según los requisitos de rendimiento. Estos sugieren factores que incluyen costo (materiales, mano de obra, capital), utilidad, rendimiento del paquete, maquinabilidad, requisitos de marketing, factores logísticos, riesgos de transporte (compresión, impacto, ruptura, humedad, condensación, temperatura, hurto), regulaciones y otros.
Los ingenieros y diseñadores de envases comienzan con las necesidades del proyecto en particular: limitaciones 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 conectados a mesas de fabricación de muestras automatizadas. Se pueden considerar varias opciones de diseño y construcción. Las muestras a menudo se envían a pruebas de paquetes basadas en ASTM u otros protocolos de prueba estándar , como la Asociación Internacional de Tránsito Seguro. El diseño estructural se combina con el diseño gráfico . Para diseños basados en el consumidor, el personal de marketing a veces utiliza grupos focales o medios más cuantitativos para evaluar la aceptación. Los mercados de prueba se emplean para programas importantes. [13] [14]
El proceso comienza con la fabricación de cartón ondulado en una línea de ondulado, 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.
Trabajadores calificados preparan fichas de trabajo para cada pila de cajas en bruto y las envían a las máquinas de fabricación. Los troqueles y patrones de impresión se preparan en láminas grandes y flexibles de caucho o estaño. Se cargan en rodillos y los espacios en blanco de las cajas se introducen a través de ellos, donde cada uno se recorta, imprime, corta, marca, dobla y pega para formar una caja. Luego, las cajas terminadas se apilan y se envían a una máquina enfajadora para ser envueltas y enviadas.
El estilo de caja más común es el contenedor ranurado regular (RSC). Todas las solapas tienen la misma longitud desde la puntuación hasta el borde. Normalmente, los colgajos mayores se encuentran en el medio y los menores no, a menos que el ancho sea igual al largo. El tamaño de una caja se puede medir tanto en dimensiones internas (para ajuste del producto) como externas (para manipulación de maquinaria o paletizado). La unión del fabricante suele estar unida con adhesivo, pero también se puede pegar con cinta adhesiva o coser. La caja se envía plana (derribada) al empaquetador, quien la prepara, la llena y la cierra para el envío. El cierre de las cajas puede realizarse mediante cinta, adhesivo, grapas, flejes , etc. Las cajas generalmente se especifican y ordenan según las dimensiones internas. Los estilos de cajas en Europa generalmente se especifican mediante un código de 4 dígitos proporcionado por la Federación Europea de Fabricantes de Cartón Corrugado (FEFCO). ); un RSC tiene el código 0201. [15]
Hay muchos otros estilos de cajas y estructuras corrugadas disponibles. Una fuente común es la Fiber Box Association: [16]
Los minoristas a menudo solicitan que se les entregue la mercancía en contenedores de envío que permiten almacenar fácilmente cajas completas. El objetivo es colocar la caja directamente en los estantes y lugares de almacenamiento sin manipular individualmente los paquetes unitarios o los paquetes primarios. Los minoristas a menudo exigen que los productos vengan en envases listos para vender para reducir los costos de almacenamiento y ahorrar gastos de mano de obra. Hay varios diseños de cajas especializados disponibles. [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24]
Muchos artículos que se suministran a los gobiernos se manejan muy bien: las cajas se unifican, se envían en camiones cubiertos o contenedores intermodales y el almacenamiento se realiza en almacenes . Se aceptan "cajas domésticas" normales y embalajes comerciales. [25]
El material militar , los suministros de campaña y la ayuda humanitaria a menudo se enfrentan a una manipulación severa y un almacenamiento incontrolado. A menudo se aplican especificaciones de cajas especiales para envíos gubernamentales. Se necesitan tableros de fibra resistentes a la intemperie, construcción de cajas, cierres de cajas y unificación. [26]
El envío de mercancías peligrosas o materiales peligrosos está altamente regulado. Con base en las recomendaciones de las Naciones Unidas sobre el reglamento modelo de transporte de mercancías peligrosas, cada país ha coordinado los requisitos de diseño y desempeño para el envío. Por ejemplo, en EE. UU., el Departamento de Transporte tiene jurisdicción y requisitos publicados en el Título 49 del Código de Regulaciones Federales . Las cajas de cartón corrugado se describen en los requisitos 4G. Es necesario certificar el rendimiento (prueba de caída severa, etc.) de la caja y el contenido. [27] [28]
Algunas compañías tienen requisitos adicionales.
La forma de cerrar una caja es un aspecto importante del diseño. Se ve afectado por los tipos de equipos disponibles para las líneas de producción, el desempeño medido en el laboratorio, el desempeño en el campo y la capacidad de los usuarios finales para abrir la caja de manera fácil y segura.
Los cierres de cajas incluyen: [29]
![Cartón cortado en esquinas para latas de bebidas[17]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ce/Eco-Products_2010_(5345091717).jpg/1280px-Eco-Products_2010_(5345091717).jpg)
