Tablero de fibra corrugado - Corrugated fiberboard

Este artículo trata sobre el material a base de papel que se utiliza para hacer cajas. Para el producto hecho de fibras de madera, consulte tablero de fibra .
Tablero de fibra corrugado

El tablero de fibra corrugado es un material que consta de unahoja corrugada acanalada y uno o dos tableros de revestimiento planos. Se fabrica en "máquinas laminadoras de flauta" o "onduladoras" y se utiliza para la fabricación decajas de cartón . La lámina de medio ondulado y el cartón plano (s) están hechos de kraft de cartón corrugado , un cartón de material generalmente más de 0,01 pulgadas (0,25 mm) de espesor. El tablero de fibra corrugado a veces se llama cartón corrugado , aunque el cartón puede ser cualquier tablero pesado a base de pulpa de papel.

Historia

El papel corrugado (también llamado plisado) se patentó en Inglaterra en 1856 y se usó como forro para sombreros altos , pero el cartón corrugado no se patentó ni se usó como material de envío hasta el 20 de diciembre de 1871. La patente fue otorgada a Albert Jones de Nueva York City para cartón ondulado de una cara (una cara). Jones usó el cartón corrugado para envolver botellas y chimeneas de farolillos de vidrio. La primera máquina para producir grandes cantidades de cartón ondulado fue construida en 1874 por G. Smyth, y en el mismo año Oliver Long mejoró el diseño de Jones al inventar el cartón ondulado con láminas de revestimiento en ambos lados, inventando así el cartón ondulado como llegó a ser ser conocido en los tiempos modernos.

Robert Gair, nacido en Escocia, inventó la caja de cartón precortada en 1890: piezas planas fabricadas a granel que se doblaban en cajas. El invento de Gair fue el resultado de un accidente. Fue un impresor y fabricante de bolsas de papel en Brooklyn durante la década de 1870. Mientras estaba imprimiendo bolsas de semillas, una regla de metal que se usaba para doblar las bolsas cambió de posición y las cortó. Gair descubrió que cortando y plegando en una sola operación podía fabricar cajas de cartón prefabricadas. La aplicación de esta idea al cartón corrugado fue un desarrollo sencillo cuando el material estuvo disponible a principios del siglo XX.

La caja de cartón ondulado 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 se enviaran de la granja al minorista sin magulladuras, lo que mejoró el retorno a los productores y abrió los mercados de exportación.

Propiedades

Se pueden medir varias propiedades y características del cartón ondulado. Algunos de estos incluyen:

  • Contenido de humedad Va desde el 6,5-9,5%. Si la humedad está por debajo de cierto límite, provocará grietas en el cartón ondulado y, si está por encima, reducirá la resistencia a la compresión del cartón.
  • Prueba de aplastamiento del borde Mide la fuerza por unidad de ancho y predice la resistencia a la compresión de la caja. Se informa en KN / mo lb / pulgada.
  • Resistencia al estallido Es la presión necesaria para romper la chapa ondulada. Se informa en KPa o lb / pulgada2.
  • Resistencia a la compresión de la caja Es una medida directa del rendimiento de las cajas de cartón ondulado. Se reporta en kgf o N.
  • Ensayo de aplastamiento plano Mide la rigidez de las ranuras y se informa en KPa.
  • Resistencia a la flexión
  • Resistencia al impacto
  • Amortiguación, absorción de impactos
  • Resistencia al desgarro
  • El gramaje por metro cuadrado de cualquier material se denomina gramaje. Se informa en g / m2

El tablero de fibra corrugado es anisotrópico ; muchas de sus propiedades son altamente direccionales. Por ejemplo, las características de aplastamiento del borde, rigidez a la flexión, tracción y superficie son diferentes, según la orientación de las ranuras y la dirección de fabricación de la máquina.

Fabricación

Flautas principales para cartón ondulado

El cartón corrugado se fabrica en grandes líneas de maquinaria de alta precisión llamadas corrugadoras, que generalmente funcionan a aproximadamente 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 habituales en la producción de cartón ondulado, como el urdimbre y el lavado de tableros.

La materia prima clave en el corrugado es el papel, diferentes calidades para cada capa que componen la caja corrugada. 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 ondulado mantienen un inventario de bobinas de papel.

En la onduladora clásica, el papel se ablanda con vapor a alta presión. Una vez formado el tablero, se seca en el llamado extremo seco. Aquí, el cartón ondulado recién formado se calienta desde la parte inferior mediante placas calientes. En la parte superior, un sistema de carga aplica varias presiones en la correa.

El medio corrugado suele tener un peso base de 0,026 libras por pie cuadrado (130 gramos por metro cuadrado) en los Estados Unidos; En el Reino Unido, es común un papel acanalado de 90 gramos por metro cuadrado (0,018 lb / pie cuadrado). En la cara única, se calienta, humedece y se forma en un patrón estriado en ruedas dentadas. Este se une a un tablero de revestimiento plano con un adhesivo a base de almidón para formar un tablero de una sola cara. En el soporte doble, se adhiere un segundo cartón de revestimiento plano al otro lado del medio estriado para formar un cartón ondulado de pared simple. Los linerboards son revestimientos de prueba (papel reciclado) o cartón kraft (de varios grados). El revestimiento puede ser blanco blanqueado, blanco moteado, coloreado o preimpreso.

Los tamaños comunes de flauta son "A", "B", "C", "E" y "F" o microflute. 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 onduladores pueden variar ligeramente. Medir el número de estrías por pie lineal es un método más confiable para identificar el tamaño de las estrías que medir el grosor de la tabla, que puede variar debido a las condiciones de fabricación. El tamaño de flauta más común en las cajas de cartón ondulado es la flauta "C".

Flautas onduladas estándar de EE. UU.
Designación de flauta Flautas por pie Espesor de la flauta (pulg) Flautas por metro Espesor de flauta (mm)
Una flauta 33 ± 3 3 ⁄ 16 108 ± 10 4.8
Flauta b 47 ± 3 1 ⁄ 8 154 ± 10 3.2
Flauta C 39 ± 3 5 ⁄ 32 128 ± 10 4.0
Mi flauta 90 ± 4 1 ⁄ 16 295 ± 13 1,6
Flauta f 125 ± 4 1 ⁄ 32 420 ± 13 0,8

El tablero de fibra corrugado puede especificarse por la construcción (cara simple, pared simple, pared doble, etc.), tamaño de la flauta, resistencia al estallido, resistencia al aplastamiento del borde, aplastamiento plano, pesos base de los componentes (libras por mil pies cuadrados, gramos por metro cuadrado, etc. .), tratamientos y revestimientos superficiales, etc. Los métodos de prueba TAPPI y ASTM para estos están estandarizados.

La elección del medio corrugado, el tamaño de la ranura, la combinación de adhesivo y cartones de revestimiento se puede variar para diseñar un cartón corrugado con propiedades específicas que se adapten a una amplia variedad de usos potenciales. También se produce cartón ondulado de pared doble y triple para una alta resistencia al apilamiento y resistencia a la perforación .

La mayoría de las onduladoras son onduladoras 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 problema de material de corte .

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Proceso de fabricación de cajas

Diseño de caja

Artículo principal: diseño de caja corrugada
Contenedor ranurado regular
Cuadro en blanco que muestra las líneas de puntuación, las ranuras y la junta del fabricante

Los ingenieros de embalaje diseñan cajas de cartón ondulado 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 los 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. Normalmente, los colgajos mayores más largos se encuentran en el medio y los colgajos 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 junta del fabricante generalmente se une con adhesivo, pero también se puede pegar o coser. La caja se envía plana (derribada) al empaquetador que la prepara, la llena y la cierra para su 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 la manipulación de maquinaria o paletización). Las cajas generalmente se especifican y ordenan según las dimensiones internas.

Certificado del fabricante de cajas

Un certificado de fabricante de cajas (también conocido como "certificado de caja" o "certificado de caja de fabricante") es un sello impreso en una superficie exterior, normalmente en la parte inferior de la caja, que incluye información sobre la resistencia de la caja. El certificado no es obligatorio, pero si se utiliza, implica el cumplimiento de la normativa relacionada con el certificado. La información significativa incluye:

  • Prueba de rotura o prueba de aplastamiento de borde
  • Límite de tamaño (las dimensiones exteriores máximas de una caja terminada cuando se suman la longitud, el ancho y la profundidad de la caja)
  • Límite de peso bruto

Fabricación

Las cajas se pueden formar en la misma planta que la onduladora. Estas plantas se conocen como "plantas integradas". Parte del rayado y corte se realiza en línea en la onduladora. Alternativamente, se pueden enviar láminas de cartón ondulado a una instalación de fabricación diferente para la fabricación de cajas; a veces se denominan "plantas de láminas" o "convertidores".

El cartón ondulado se arruga o se marca para proporcionar una flexión controlada del cartón. La mayoría de las veces, las ranuras se cortan para proporcionar solapas en la caja. El marcado y ranurado también se pueden realizar mediante troquelado . Junto con la impresión que se produce en la caja en estas plantas. Estas conversiones se producen en diferentes máquinas, dependiendo de la conversión que se realice: "Flexo Plegadoras Encoladoras (FFG)", "Troqueladoras Rotativas (RDC)," Impresoras Ranuradoras "o" Prensas de Impresión ".

Laminado de una cara

Una limitación del material corrugado común ha sido la dificultad de aplicar la letra pequeña con fines informativos y de marketing. Las razones de esto se deben al 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 tosca con propiedades de registro sueltas.

Un desarrollo más reciente de uso popular es un producto híbrido que presenta los beneficios estructurales del cartón ondulado combinado con la impresión de alta calidad de la litografía que antes se limitaba a las cajas de cartón plegables. Esta aplicación, generalmente conocida como 'Laminado de una cara', comienza su proceso como un medio acanalado tradicional adherido a una placa de revestimiento única (una cara), pero en lugar de un segundo revestimiento de fibra larga, una hoja preimpresa de cartón como SBS ( sulfato blanqueado sólido ) se lamina al revestimiento exterior. A continuación, la hoja se puede convertir con los mismos procesos utilizados para otra fabricación de cartón ondulado en cualquier forma deseada.

Se necesita equipo especializado para la construcción de materiales de SFL, por lo que los usuarios pueden esperar pagar una prima por estos productos. Sin embargo, este costo a menudo se compensa con los ahorros de una funda de cartón separada y la mano de obra necesaria para ensamblar el paquete completo.

Reciclaje

Los contenedores viejos de cartón ondulado son una excelente fuente de fibra para reciclar. Se pueden comprimir y embalar para un transporte rentable. Las cajas empacadas se colocan en un hidropulpador, que es una gran tina de agua tibia para su limpieza y procesamiento. La lechada de pulpa se usa luego para fabricar nuevos productos de papel y fibra.

La chatarra de laminación y corrugadora, o rotura, es la fuente más limpia de 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, cribar, filtrar y tratar químicamente el papel reciclado.

Muchos materiales extraños se eliminan fácilmente. Los cordeles, flejes, etc. se retiran del hidropulpador mediante un "trapo". Las correas metálicas 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 eliminan juntos.

Los materiales que son más difíciles de eliminar incluyen revestimientos de cera en cajas de cartón ondulado y "pegajosos", partículas blandas de goma que pueden obstruir el fabricante de papel y contaminar el papel reciclado. Los adhesivos pueden tener su origen en encuadernaciones de libros, adhesivos termofusibles , adhesivos sensibles a la presión de etiquetas de papel , adhesivos de laminación de cintas engomadas reforzadas, etc.

Ahora se encuentran disponibles trituradoras de cartón ondulado que convierten el cartón ondulado postconsumo en materiales de embalaje / amortiguación mediante un proceso de trituración especializado.

Normas ASTM

Los siguientes estándares están en la práctica, entre otros:

  • D1974 Práctica estándar para métodos de cierre, sellado y refuerzo de cajas de cartón
  • Especificación estándar D4727 para láminas de cartón ondulado y sólido (grado de contenedor) y formas cortadas
  • D5118 Práctica estándar para la fabricación de cajas de envío de tableros de fibra
  • D5168 Práctica estándar para la fabricación y cierre de contenedores de cartón corrugado de triple pared
  • D5639 Práctica estándar para la selección de materiales de cartón corrugado y construcción de cajas según los requisitos de desempeño
  • Guía estándar D6804 para el diseño de orificios manuales en cajas corrugadas

Ver también

Referencias

Otras lecturas