Diseño Estructural de Cartón Corrugado Lic

Diseño Estructural de Cartón Corrugado Lic. Salvador Antonio Morfín Jiménez
PAPEL INTRODUCCION Papel, material en forma de hojas delgadas que se fabrica entretejiendo
fibras de celulosa vegetal. El papel se emplea para la escritura y la impresión; es y ha sido un
material de envase y embalaje muy utilizado durante muchos años.
PAPEL El papel es un material básico para la civilización del siglo XX, y el desarrollo de maquinaria
para su producción a gran escala ha sido, en gran medida, responsable del aumento en los niveles
de alfabetización y educación en todo el mundo. El papel tal como lo conocemos se invento en
China, donde se desarrolló un proceso para su fabricación en el año 105 DC. si bien las fibras
inicialmente utilizadas eran de seda, posteriormente se utilizaron fibras vegetales provenientes de
la corteza de árboles así como trapos y viejas redes de pescar, el secreto de su manufactura se
guardó en secreto durante 500 años. El pueblo Japonés adquiere el conocimiento de la fabricación
del papel en el año 700 realizando su primera publicación masiva de un millón de copias de una
antigua oración budista en el año 770.
PAPEL En el año 751 los chinos atacan una ciudad árabe llamada Samarcanda, donde algunos
chinos fueron hechos prisioneros y obligados a revelar el secreto de la fabricación del papel, así
como elaborar un molino para el papel, de esta forma Samarcanda, se volvió el centro fabricante
de papel en el mundo árabe. Después de la invasión árabe a la península ibérica ocurrida en el
siglo VIII, se establece el primer molino de papel europeo en la provincia a Valencia en España en
el año 1150, a partir de estos molinos se empiezan a construir en diversos países europeos como
Italia en 1276, en Francia en 1348, Alemania en 1390, en Inglaterra den 1494. La primera fabrica
de papel en América fue instalada en Filadelfia, EUA en el año de 1690, hasta ese momento la
fabricación de papel se realizaba hoja por hoja, hasta el año de 1804 los hermanos Fourdrinier
(Inglaterra) fabricaron una maquina para proceso continuo, posteriormente Jhon Dickenson
desarrollo una maquina de cilindros la cual fue instalada en Filadelfia en el año de 1817.
PAPEL El papel y sus derivados no son los únicos materiales para envase y embalaje, pero su
empleo es extendido. Pese a que en ciertos usos ha sido desplazado por plástico, el papel se
mantiene vivo a lo largo del tiempo; especialmente hoy en día, cuando la preocupación por el
medio ambiente es cada vez mayor, ya que sus particularidades lo colocan por encima de los
materiales no degradables. A esta característica se suman sus propiedades de resistencia
mecánica, aptitud para la impresión, reciclabilidad, materia prima renovable, entre otras. De este
modo, la mitad del consumo local actual de papeles y cartones está dedicando a la producción de
diferentes tipos de envases, tales como las bolsas, cajas de cartón arrugado y estuches de
cartulina.
Estructura del papel El papel es generalmente elaborado a partir de fibras de celulosas vegetales
como: algodón lino caña de azúcar y otras. Si bien las fibras de la madera son de buena calidad,
existe el inconveniente de que en términos generales los árboles requieren de un tiempo largo de
cultivo para poder cortarlos y obtener los beneficios. Ya que la celulosa es la poseedora de la fibra,
una inquietud ha sido buscar la forma de “cultivar la celulosa”, por medio de un método rentable y a
corto plazo, de fibras no maderables, es decir no obtenidas a partir de la madera.
Estructura del papel Las alternativas que se muestran a continuación, resultan técnicas muy
atractivas ya que las fibras obtenidas son de alta calidad (fibras largas) y de corto tiempo en su
cultivo, entendiendo por este tiempo desde que se siembra hasta que puede ser cortado para
procesarse: 1. Caña de azúcar. 2. Bambú cultivado: Este puede dar hasta 30 toneladas por
hectárea al año. 3. Kenaf. Pequeños arbustos, que se cultivan actualmente en Brasil, Perú y
Tailandia. 4. Crotalaria. Arbusto que crece máximo en 90 días a una altura de 3 m.
LAS FIBRAS La principal materia para la fabricación de papel son las fibras vegetales compuestas
de celulosa, que es un polisacárido estructural compuesto por moléculas de carbohidratos. Las
fibras utilizadas provienen de diversas fuentes como: A) Fibras de frutos: algodón, Kapok, coco. B)
Fibras de tallos : fibras de maderas: gimnospermas y angiospermas fibras liberianas: plantas
maderables, herbáceas dicotiledóneas: lino, cáñamo y yute Haces vasculares de
monocotiledóneas: pajas de cereales, bagazo, bambú esparto, sábal, carrizos C) Fibras de hojas:
abacá, sisal, photmium, caroa, piña. Los métodos utilizados para la fabricación del papel dependen
del tipo de madera utilizada y el uso que se le dará al papel fabricado.
LAS FIBRAS Existen básicamente dos tipos de madera: “madera suave” que proviene de las
coníferas y la “madera dura”. En cuanto al tamaño de las fibras de cada tipo de madera: - las
maderas suaves tienen fibras largas de aprox. de 3 a 5 mm de largo y un grosor de 0.03 mm y se
obtienen de maderas como el cedro, pino y abeto.
- mientras que en la maderas duras las fibras son cortas de 0.5 a 3 mm de largo y un grosor de
0.02 mm y se obtienen de maderas como el encino, maple, eucalipto y del bagazo.
FABRICACIÓN MANUAL DE PAPEL El proceso básico de la fabricación de papel no ha cambiado
a lo largo de más de 2.000 años, e implica dos etapas: - trocear la materia prima en agua para
formar una suspensión de fibras individuales . - formar láminas de fibras entrelazadas extendiendo
dicha suspensión sobre una superficie porosa adecuada que pueda filtrar el agua sobrante. En la
fabricación manual de papel, la materia prima (paja, hojas, corteza, trapos u otros materiales
fibrosos) se coloca en una tina o batea y se golpea con un mazo pesado para separar las fibras.
Durante la primera parte de la operación, el material se lava con agua limpia para eliminar las
impurezas, pero cuando las fibras se han troceado lo suficiente, se mantienen en suspensión sin
cambiar el agua de la tina. En ese momento, el material líquido, llamado pasta primaria, está listo
para fabricar el papel.
La principal herramienta del papelero es el molde, una tela metálica reforzada con mallas
cuadradas o rectangulares. El dibujo de las mallas se puede apreciar en la hoja de papel terminada
si no se le da un acabado especial. El molde se coloca en un bastidor móvil de madera, y el
papelero sumerge el molde y el bastidor en una tina llena de esta pasta. Cuando los saca, la
superficie del molde queda cubierta por una delgada película de pasta primaria. El molde se agita
en todos los sentidos, lo que produce dos efectos: distribuye de forma uniforme la mezcla sobre su
superficie y hace que las fibras adyacentes se entrelacen, proporcionando así resistencia a la hoja.
Mientras se agita el molde, gran parte del agua de la mezcla se filtra a través de la tela metálica. A
continuación se deja descansar el molde, con la hoja de papel mojado, hasta que ésta tiene
suficiente cohesión para poder retirar el bastidor.
Una vez retirado el bastidor del molde, se da la vuelta a este último y se deposita con suavidad la
hoja de papel sobre una capa de fieltro. Después se coloca otro fieltro sobre la hoja, se vuelve a
poner una hoja encima y así sucesivamente. Cuando se han colocado unas cuantas hojas de papel
alternadas con fieltros, la pila de hojas se sitúa en una prensa hidráulica y se somete a una gran
presión, con lo que se expulsa la mayor parte del agua que queda en el papel. A continuación, las
hojas de papel se separan de los fieltros, se apilan y se prensan. El proceso de prensado se repite
varias veces, variando el orden y la posición relativa de las hojas. Este proceso se denomina
intercambio, y su repetición mejora la superficie del papel terminado.
La etapa final de la fabricación del papel es el secado. El papel se cuelga de una cuerda en grupos
de cuatro o cinco hojas en un secadero especial hasta que la humedad se evapora casi por
completo. Los papeles que vayan a emplearse para escribir o imprimir exigen un tratamiento
adicional después del secado, porque de lo contrario absorberían la tinta, y el texto y las imágenes
quedarían borrosas. El tratamiento consiste en conferirle apresto al papel sumergiéndolo en una
disolución de cola animal, secar el papel aprestado y prensar las hojas entre láminas de metal o de
cartón liso. La intensidad del prensado determina la textura de la superficie del papel. Los papeles
de textura rugosa se prensan ligeramente durante un periodo relativamente corto, mientras que los
de superficie lisa se prensan con más fuerza y durante más tiempo.
PROCESO MECANICO PARA FABRICACION DE PAPEL
Aunque los procedimientos esenciales de la fabricación mecanizada de papel son los mismos que
los de la fabricación manual, el proceso mecánico es bastante más complicado.
La maquinaria utilizada en la fabricación de papel es de dimensiones muy grandes.
PROCESO MECANICO PARA FABRICACION DE PAPEL En el proceso de fabricación se pueden
definir dos grandes etapas, que son las siguientes: A) Fabricación de la Pulpa: Obtención de la
fibra. Acondicionamiento de la fibra: -Proceso de pulpeo -Proceso de batido -Proceso de refinación
-Proceso de acondicionamiento de la pasta B) Elaboración de la hoja de papel: -Proceso de batido
-Dosificación y orientación de la fibra, en el equipo Fourdrinier, o en maquina de cilindros -Mesa de
formación de la hoja -Secado por prensas - Secado por cilindros de calor -Proceso de calandreado.
PULPA Una vez que las fibras de la celulosa han sido separadas y agrupadas nuevamente, se
tiene lo que se conoce como la pulpa, material que aun no tiene la orientación definida de las
fibras, lo cual lo hace un material sin dirección de hilo y con una resistencia mecánica al rasgado
similar en ambas direcciones. Un ejemplo común en la utilización de la pulpa son los contenedores
de huevo fabricados de este material, y que se presentan como un cartón no uniforme de color
gris, formado por moldeo, el cual tiene las propiedades de acojinamiento, aislante y absorción,
además de un bajo costo. Existen tres métodos para la obtención de la pulpa: El mecánico, el
químico y el semi-químico. PROCESO MECANICO: En este método la madera es procesada a
través de una piedra, que va devastando la madera, obteniendo de esta forma las fibras que
posteriormente se convertirán en pulpa al hidratarlas. Solo aplica a maderas suaves ya que las
duras tienden a hacerse polvo en el proceso. Conserva todas las propiedades de la madera y es la
pulpa virgen mas económica para ser utilizada donde no se requiere de brillantes ni de resistencia
mecánica, como el papel periódico y el papel Manila. PROCESO QUIMICO: Este método consiste
en procesar la madera con compuestos químicos, que eliminan los carbohidratos y lignina además
de otros compuestos de la madera, dejando prácticamente la celulosa. El primer proceso químico
utilizado fue el tratar la sosa cáustica (hidróxido de sodio) y carbonato de sodio, este es el método
más utilizado con pulpas de madera dura.
PULPA La pulpa obtenida por este proceso es mas resistente que la anterior, de ahí que este
papel obtenido se le denomine ”Kraft” que en alemán tiene una connotación de resistente.
PROCESO SEMI-QUIMICO: como su nombre lo indica es una combinación de los antes descritos
el cual consiste en primeramente devastar la madera por un proceso mecánico a partir de un disco,
posteriormente se agrega sosa cáustica ó sulfito de sodio, para suavizar la madera principalmente
los carbohidratos y la lignina, que son los que mantienen las fibras juntas. El papel obtenido por
este método tiene una buena resistencia y rigidez, y es utilizado en el médium de los corrugados.
Por lo expuesto anteriormente se puede concluir que la celulosa obtenida para la fabricación del
papel puede ser celulosa: pasta mecánica, a la sosa, al sulfato, al sulfito y semiquimica.
BLANQUEADO DE LA PULPA El proceso al sulfito produce las pulpas más blancas, sin embargo
en muchos casos es necesario realizar un proceso conocido como Blanqueo, ya que a pesar de
que a celulosa y la hemicelulosa son blancas como ya se mencionó se tornan amarillentas por
efecto de la luz y la oxidación, y en gran medida el elemento tiende a colorearse es la lignina, por
lo que el proceso de blanqueo tiende a completar la deslignificación, se conocen tres tipos: Cloración en medio ácido -Extracción alcalina -Blanqueo por hipoclorito
FABRICACION DE LA HOJA DE PAPEL Es conveniente mencionar que no todos los fabricantes
de papel parten de la elaboración de la pulpa, muchos de ellos parten de la celulosa previamente
obtenida por otra fabrica. La celulosa es procesada en una suspensión de agua, con una
proporción de 95% de agua y 5% de fibras, la cual es batida con el fin de romper las fibras a la vez
que son hidratadas. Existen dos tipos de maquina para lograr la hidratación de la fibra: la
Hidrapulper y la Hilopulper, siendo la única diferencia el hecho de que la segunda tiene en su
mecanismo un sistema de cuchillas que permite además de mezclar la fibra en el agua, el de cortar
la fibra. Posteriormente la pulpa pasa a la sección de batido, la batidora mas utilizada es la
Holandesa que consiste en un tanque elíptico con una pared divisora en el centro que permite
tener una mezcla homogeneizada. El batido de la pulpa juega un papel muy importante en el
establecimiento de las características del papel, ya que con un batido de poco tiempo se producirá
un papel altamente absorbente con una alta resistencia al rasgado pero una baja resistencia a la
explosión (Mullen) y a la tensión. Con mayor tiempo de batido el papel tendrá mas alto Mullen y
resistencia a la tensión pero con un decremento en la resistencia al rasgado.
FABRICACION DE LA HOJA DE PAPEL Es también en este punto donde son agregados ciertos
compuestos para dar mayor cuerpo tales como almidones, resinas y alumbre, los cuales darán al
papel resistencia al agua y propiedades para imprimir sobre su superficie, esta cantidad de
compuestos puede afectar la efectividad de los adhesivos utilizados en la fabricación de
empaques, otros materiales como el dióxido de titanio , silicato de sodio, caseína, cera y talco, se
adicionan con el fin de dar color, opacidad, rigidez y otras propiedades especificas. Así mismo es
agregado papel reciclado en un porcentaje mínimo del 35 al 40% en diferentes calidades como
son, papeles nuevos, papeles mezclados y viejos papeles de cajas corrugadas. Posteriormente la
pulpa tratada pasa a través de las maquinas de la fabricación de papel estas maquinas constan de
varias secciones, que son: A) Dosificadora y orientadora de la fibra, que son de dos tipos
básicamente, la maquina Fourdrinier y la maquina de cilindros. B) Mesa de formación de la hoja. C)
Prensas de secado. D) Cilindros de calor. E) Calandreado.
FABRICACION DE LA HOJA DE PAPEL
Dosificador
Fibra del papel
Tela metálica
FABRICACION DE LA HOJA DE PAPEL La maquina Fourdrinier trabaja a altas velocidades y es
utilizada para la fabricación de papel de pesos ligeros y medios. Por otra parte el ancho de las
bobinas en este proceso es de 0.76 m hasta 8.1 m La maquina de cilindros es mas lenta que la
Fourdrinier y la diferencia básica con esta última es el diseño de la etapa del acabado húmedo, por
otra parte el ancho máximo de la bobina es de 5.6 m, esta maquina esta considerada la mejor
fabricación de papeles pesados ya que el proceso permite la elaboración de cartoncillos de varias
capas pudiendo utilizar diferentes calidades de pulpa en cada una de ellas. Algunos tipos de papel
pueden ser fabricados en ambas maquinas, como por ejemplo el papel tissue y el papel Kraft, sin
embargo la mayoría de los papeles finos para escritura, papel periódico, para envolturas, para
libros, etc. están hechos en maquinas Fourdrinier, mientras que la mayoría de los cartoncillos
utilizados para plegadizas y cajillas están hechos en maquinas de cilindros. Al principio de este
proceso es donde se tiene una gran cantidad de agua presente en la composición del papel, se
reduce gradualmente en las diferentes etapas de la mesa de formación, prensa, cilindros de calor y
calandreado, hasta quedar un papel con tan sólo un 6-8% de humedad.
CALANDREADO
Algunos tipos de papel se distinguen por tener una superficie lisa, plana, con brillo y con una mayor
densidad. A este tipo de papeles se les pasa por un proceso conocido como calandreado, que
consiste en hacer pasar la bobina de papel ya fabricado, por una serie de cilindros que aplican
presión como temperatura, logrando una compactación de las fibras y un acabado superficial, terso
y con menos porosidades.
PAPELES Y CARTONCILLOS UTILIZADOS PARA EMPAQUE La distinción entre papel y
cartoncillo esta dada en función del espesor, en general todos los materiales con un grosor igual o
mayor a 0.012” (0.0305 mm) es considerado cartón sin embargo existen excepciones, ya que por
ejemplo el medium de los corrugados tiene menos de 0.012” de espesor. PAPEL KRAFT Fabricado
a partir de la pulpa sulfatada, puede ser sulfatada, puede ser blanqueado, semiblanqueado,
coloreado o utilizado sin blanquear. El Kraft natural esta considerado como el caballo de batalla de
los papeles para empaque. Este papel puede ser producido en diferentes pesos y espesores,
logrando desde tissues hasta cartones pesados. Una propiedad del papel Kraft es la excelente
resistencia, debido a la longitud de las fibras utilizadas, el método de fabricación y la combinación
de los compuestos químicos utilizados en la fabricación de la pulpa, estos últimos son también
responsables del familiar color café del papel Kraft. Debido a su resistencia el papel Kraft se utiliza
para la elaboración del papel tissue, papel para las bolsa, sacos multicapas, y papel para
envolturas. También es utilizado como papel base de laminaciones con aluminio plástico y otros
materiales.
PAPEL PERGAMINO VEGETAL Este tipo especial de papel posee propiedades de resistencia ala
humedad, mientras que otros tipos de papel pierden esta resistencia cuando se humedecen. El
papel vegetal puede ser remojado por días o hervido en agua sin perder su resistencia: Este papel
es de gran resistencia a las grasa y a los aceites. El papel vegetal se fabrica de la pulpa obtenida
por un proceso de sulfito, que como se mencionó es un proceso ácido, la acción de los ácidos
provoca en la celulosa un estado gelatinoso, el cual llena los poros y une fuertemente las fibras. El
papel vegetal es utilizado para envolver mantequilla, margarina, carne, quesos, etc. así como para
empacar aves y pescado, también se utiliza para envolver plata y metales pulidos. PAPEL
RESISTENTE A GRASAS Y PAPEL GLASSINE Estos papeles son muy densos y fabricados de
sulfitos, Kraft o pulpas semiquimicas, estos tienen un grado muy alto de resistencia al paso de las
grasas y los aceites. Este papel esta fabricado a partir de una pulpa batida por mucho tiempo, esto
ocasiona que las fibras absorban una gran cantidad de agua y se gelatinicen, se hidrata altamente
provocando una hoja excepcionalmente densa sin espacios entre fibras, mientras que el agua
absorbida por las fibras no puede escapar a la superficie, ambas situaciones brindan una buena
barrera a las grasas y aceite.
PAPELES TISSUE Son elaborados a partir de pulpas mecánicas o químicas, y en algunos casos
de papel reciclado, y puede ser hecho de pulpas blanqueadas, sin blanquear, coloreadas.
Comúnmente se encuentra en pesos de 8 a 18 libras, y puede ser fabricado ya sea en maquinas
Fourdrinier o de Cilindros, dependiendo de sus características. El papel tissue de utiliza para
proteger algunos productos eléctricos, envases de vidrio, herramientas, utensilios, envolver
zapatos, bolsas de mano, existen papeles de grado no corrosivo que son utilizados para envolver
partes metálicas altamente pulidas con lo que se conoce como acabado espejo.
PAPELES ENCERADOS Los papeles mas utilizados para la fabricación de papeles encerados
son: Sulfitos, glassine y Kraft. Los cuales pueden ser encerados por tres métodos: -Cera en
emulsión. Baja protección -Encerado en seco. Protección intermedia -Encerado en húmedo. La
mejor protección Los papeles encerados brindan una buena protección a la humedad en su fases
liquida y vapor. Estos papeles se utilizan bastante para empaques de alimentos. En especial el
mercado agrícola.
Propiedades generales En términos generales, los materiales celulósicos se caracterizan por
presentar una estructura heterogénea, anisótropa, hueca, porosa, higroscópica. La anisotropía
deriva del mismo proceso de fabricación (desarrollo de las bobinas). Esta se denomina usualmente
“dirección de máquina o longitudinal”, mientras que la coincidente con el ancho de la máquina se
conoce como “dirección transversal”. Ciertas propiedades de interés en envases como la
resistencia a la tracción, el estiramiento o elongación y la rigidez difieren significativamente entre
ambas direcciones. También se produce una distribución desigual de fibras y otras partículas en el
espesor del papel, con una mayor concentración de los elementos de menor tamaño hacia una de
las caras y los mayores hacia la opuesta. Este distribución puede darse en mayor o menor medida
de acuerdo con las materias primas usadas y la tecnología de producción (tipo máquina). En las
cartulinas y papeles de mayor gramada, constituidos por varias capas de papel unidas por
prensado en húmedo durante la fabricación, la heterogeneidad en el espesor es obviamente más
acentuada.
La porosidad tiene que ver con la existencia de espacios libres entres las fibras y dentro de ellas (
las fibras son huecas), y está dada por la relación entre el volumen de poros y volumen total. Sin
embargo, a los fines prácticos es de interés el pasaje de líquidos y gases a través del material, es
decir el desempeños como barrera a ciertos fluidos. Mientras que en las bolsas para cemento se
debe disponer de cierta permeabilidad al pasaje de aires, en otras (papeles resistentes a las
grasas) el material no debe ser poroso. Debido al carácter higroscópico de las fibras celulósicas y a
la porosidad de la estructura, los papeles y cartones intercambian vapor de agua con la atmósfera
que los rodea hasta llegar a un contenido de humedad de equilibrio. Este valor de equilibrio
depende, incluso, de las condiciones previas ya que se dan diferentes relaciones entre contenido
de humedad y humedad relativa ambiente (HRA) según si el material se encuentra en un proceso
de absorción o eliminación de agua. La mayoría de las propiedades depende del contenido de
humedad, de modo que es necesario tener en cuenta el acondicionamiento para los ensayos y
prever el efecto de la humedad en el desempeño del producto, especialmente en relación con la
resistencia y la estabilidad dimensional. Dadas estas propiedades generales, los ensayos de
caracterización son de naturaleza empírica. Los métodos de ensayo contienen especificaciones
sobre las características de los equipos, el acondicionamiento de las muestras y el corte y
manipulación de las probetas.
Sistema de envase y embalaje. Cuando un consumidor esta frente al anaquel de productos en un
supermercado no sospecha siquiera la larga cadena constituida por una serie de envases y
embalajes necesarios para realizar eficientemente la distribución de la mercancía. En la figura se
representan algunos de los mas utilizados. El envase (a) es una capsula contenedora primaria del
producto. El frasco (b) cumple con la función de contenedor aportando una verdadera barrera
contra el polvo, la humedad y, en ocasiones, contra los rayos ultravioleta de la luz. Debe tener
también un buen cierre para que en caso de contener elementos volátiles tales como el aroma y el
sabor, evite su fuga y la consecuente merma e inestabilidad de su contenido.
La caja plegadiza (c) sirve para resguardar al frágil envase de vidrio, evita la abrasión por
rozamiento entre unos envases con otros, amortigua en parte los efectos de la vibración durante la
transportación, identifica al producto, lo promueve mejor por tener mayor superficie de
comunicación impresa, facilita su exhibición y afianza su apilamiento. Junto con el envase interior,
el cual contiene a su vez el producto, constituye la unidad mínima de venta al menudeo. La caja
colectiva (d) como ya se dijo anteriormente tiene la triple función de contenedor envases menores,
de unificador de los mismos, y de exhibidor en el punto de venta. Gracias a esta pequeña y
practica cajas se gobiernan y controlan mejor los envases individuales, se logra una mejor y
ordenada presentación y exhibición en el anaquel y se puede utilizar la superficie de su tapa ( en
posición vertical) para una más eficiente comunicación gráfica promocional.
En este caso ocho cajas exhibidoras son colocadas para su distribución dentro de un embalaje de
cartón corrugado (e) y doce embalajes similares son depositados sobre una tarima (“pallet”) de
madera (f), de plástico o de fuerte cartón rígido para ser cargados, transportados, almacenados y
estibados durante la RUDA etapa de la distribución. En ocasiones se cubre y protege esta carga
con una película estirable o encogible de PVC, de polietileno o de polipropileno, la cual forma una
literal barrera contra el agua, humedad, el polvo, los insectos, roedores y ladrones. Además de
afianzar y unificar toda la carga evitando la caída y rotura de alguno de sus elementos, de su
desacomodo y desfasamiento. A esta carga envuelta, protegida y colocada sobre una tarima se le
suele llamar carga paletizada o “pallet”; y al material , equipo y maquinaria utilizados para tal efecto
se les llama, como consecuencia, elementos paletizadores. Algunos productos se comercializan
con otros envases y embalajes intermedios además de los ilustrados y al final son distribuidos en
grandes contenedores metálicos.
Por lo general cuando el producto a embalar es delicado, vulnerable al impacto o a la vibración se
recomienda utilizar elementos de amortiguación constituidos de espuma compacta o de esferas
sueltas de poliestireno o poliuretano, aire sellado dentro de pequeñas esferas de plástico flexible y
elementos de cartón corrugado con la función de proteger, afianzar, dividir espacios, amortiguar y
clasificar. Tanto el cartón plegadizo corrugado, la madera, la espuma o esferas de plástico, la
película paletizadora , encogible o estirable de PVC, PE PPBO (polipropileno bi-orientado) son
considerados materiales o elementos de embalaje.
Envase, empaque y embalaje Hay un poco de confusión en estas tres palabras. En México y
algunos países de América Latina el común de la gente llama envase al recipiente para contener
líquidos y empaque al contenedor para sólidos y la palabra embalaje no forma parte de su
vocabulario. De acuerdo a este valor semántico los líquidos se envasan y los sólidos se empacan;
de tal manera que en los directorios telefónicos de la ciudad de México se localizan muchas
empresas de la Ciudad de México se localizan muchas empresas envasadoras de bebidas y otras
tantas empresas empacadoras de alimentos sólidos y no hay un solo ejemplo de compañías
Embaladoras. ¿Cómo se debería llamar entonces a una lata? ¿envase o empaque? Si una lata
contuviera un refresco o jugo debería clasificarse como envase; pero si la misma lata contuviera
chícharos, cacahuates o sardinas debería llamársele empaque. ¿Cómo debe llamarse a una bolsa
de plástico que contiene leche? ¿envase? y si la misma bolsa contiene papas fritas ¿debe
llamársele Empaque? Para solucionar este problema se llegó en 1982 por parte de algunos
Institutos de Envase de países de habla hispana, ala conclusión de adherirse a la forma de hablar
de España y de la mayoría de los países latinoamericanos.
Envase, empaque y embalaje El preferir la palabra empaque con la connotación de contenedor se
debe también a que principalmente en países con una relación política o económica muy estrecha
con los Estados Unidos de Norteamérica se asocia con las palabras packaging y package, esto
puede confirmarse al ver que las empresas trasnacionales de origen norteamericano tienen
departamentos, áreas y gerentes de empaque y no usan las palabras envase ni embalaje. Es mas
algunas de ellas tiene registradas las palabras empaquetecnia y empacotecnia. Hasta 1973
algunas normas oficiales expedidas por la Dirección General de Normas (DGN) de México tenían
todavía la palabra empaque, pero desde ese mismo año se suprimió. De tal manera que ahora las
normas se expide como Normas Mexicanas de Envase y Embalaje. La NMX EE-72-1979 tiene
como titulo: Envases y embalajes de madera y la NMX EE-84-1980 se titula: Envase y embalaje de
papel y cartón. Las definiciones de envase y embalaje vienen aclaradas específicamente en la
Norma Mexicana de envase y embalaje No. 148 expedida y publicada en 1982 cuyo titulo es
”Terminología Básica”, en el inciso 3.1.13 dice: EMBALAJE: Todo aquello que envuelve, contiene y
protege debidamente los productos envasados que facilita, protege y resiste las operaciones de
transporte y manejo e identifica su contenido. En el inciso 3.1.14 la norma especifica: ENVASE:
Cualquier recipiente adecuado en contacto con el producto para protegerlo y conservarlo.
Resumen ENVASE PRIMARIO Contenedor en contacto directo con el producto. Debe tener
compatibilidad física y química entre continente y contenido. No debe haber interacción química
entre continente y contenido. En caso de ser contenedor ara alimentos su material debe estar
autorizado por las autoridades sanitarias. ENVASE SECUNDARIO Contenedor unitario o colectivo.
En el caso de ser caja plegadiza su función también es mercadológica: informa y promueve.
ENVASE TERCIARIO Este contenedor es, por lo general, colectivo. Contiene a varios envases
primarios y secundarios; los unifica, controla protege y promueve. ENVASE tradicionalmente es un
contenedor de un producto liquido, sólido o gaseoso; industrial o de consumo. EMPAQUE
Tradicionalmente es un contenedor para sólidos. Actualmente se trata de no utilizar esta palabra
para homologar conceptos. EMBALAJE Contenedor de expedición, unitario o colectivo, usado para
proteger la mercancía durante todas las rudas etapas de la distribución.
II. CARTON CORRUGADO
INTRODUCCION
Historia En 1856 se patentó en Inglaterra la forma de hacer papel corrugado. En 1871 que patenta
el primer empaque corrugado por Albert Jones de los Estados Unidos de Norteamérica y para
elaborar el corrugado , patente que es comprada por la firma Thompson & Morris. Al final de la
primera guerra mundial, el 20% de las cajas utilizadas para embalajes eran de cartón corrugado y
el 80% de madera, sin embargo al final de la segunda guerra mundial el porcentaje se invirtió y en
la actualidad se considera que el 90% de los embalajes utilizados son elaborados a partir de cartón
corrugado.
Por su costo y eficiencia es el material de embalaje mas usado, ya que además pueden lograrse
buenas impresiones sobre sus caras, dependiendo de los materiales utilizados, dando de esta
forma la posibilidad de desempeñar funciones no sólo de empaque sino también de exhibidor
ESTRUCTURA El cartón corrugado está compuesto por dos tipos de elementos: el liner y el
material de la flauta, también llamado medium, con el cual es formada la flauta.
Por su composición el cartón corrugado se puede fabricar en los siguientes tipos:
Se debe notar que en caso de los corrugados de doble y triple pared, las flautas son de diferente
tamaño esto es con el fin de brindar mayor resistencia mecánica.
TIPOS DE CARTÓN CORRUGADO CORRUGADO UNA CARA
CORRUGADO SENCILLO
CORRUGADO DOBLE
CORRUGADO TRIPLE
COMPONENTES DEL CARTÓN CORRUGADO
Orden de los componentes: Los papeles componentes de cualquier tipo de corrugado se
especifican siempre en secuencia iniciando con el liner exterior y terminando con el liner interior.
Los corrugados dobles y triples se clasifican y especifican por los tipos y secuencia de las flautas
que lo componen iniciando con la flauta exterior y terminando con la flauta interior.
FUNCIONES BÁSICAS DE LOS COMPONENTES DEL CORRUGADO Flautas Su función
principal comprende: Dar un grosor inicial al cartón y mantenerlo durante toda la vida del embalaje.
Proporcionar al cartón ondulado la propiedad “ amortiguadora “ en virtud de su forma, el ondulado
asegura una elasticidad relativa ante los problemas de aplastamiento en plano y resistencia a
impactos. Aporta resistencia a la compresión sobre el canto del cartón (fuerza paralela a los
canales) cada canal puede ser considerado como un “pilar”
Las caras de recubrimiento Las caras realizan una aportación importante a la resistencia del
embalaje: rigidez a la flexión, estallido, desgarre, resistencia al apilado y de protección a posibles
agresiones mecánicas. La cara exterior sirve, además, de base informativa (marcado),
identificación y publicidad para el producto contenido.
Tipos de Flautas N° de flautas en 10 cm
Tipo de Flauta
Espesor del cartón corrugado sencillo
4.76 mm
A
0.1875”
Altura de la flauta de 11 a 13
4.69mm
0.185”
El cartón de este tipo de flauta es el que mejor resiste a la compresión vertical, actualmente es
sustituido por la flauta C.
C
3.96 mm
0.1562”
de 13 a 15
3.61mm
0.142”
Este tipo de flauta es el mas común y con este se fabrican la mayoría de las cajas. B
3.18 mm
0.125”
de 16 a 18
2.46mm
0.097”
La característica de este cartón que tiene una mayor resistencia al aplastamiento plano y se utiliza
preferentemente en cajas troqueladas. E
1.58 mm
0.0625”
de 31 a 38
1.14mm
0.045”
Este tipo de flautas es de un grado mas fino y se utiliza para envases unitarios o para cajas de
exhibición (display) con una mayor cantidad de impresión.
LA FLAUTA
PROPIEDADES DE LAS FLAUTAS Flauta “ A” : Rígida, tiene un poder amortiguador y buena
resistencia a la compresión sobre el canto, en virtud del gran grosor del cartón. Se utiliza
principalmente en cajas grandes donde se puede aprovechar su mayor resistencia a la
compresión, o en casos donde se requiere un mayor acojinamiento de las paredes. Flauta “ B “:
Esta onda tiene una buena resistencia al aplastamiento en plano debido al numero de canales por
unidad lineal de medición, pero poca rigidez dado el reducido grosor que tiene. Sus usos mas
comunes son el empaque de latas por su mayor resistencia al aplastamiento plano, en cajas muy
pequeñas en donde la facilidad del doblado es importante o en charolas troqueladas y armadas
mecánicamente donde es el producto y no el empaque el que hace la estiba y por otro lado se
requiere mayor facilidad en el doblado. Flauta “ C “ : Cronológicamente es posterior a los
ondulados a y b , este tipo de onda apareció como una mejor adecuación entre precio/consumo de
papel/calidad (resistencia), dotada de una buena resistencia al aplastamiento en plano (flat crush) y
a la compresión vertical (BCT) de ahí su popularidad en Europa. Probablemente su mayor ventaja
sobre las otras flautas es su mejor balance de las diferentes propiedades requeridas en una caja,
ya que en la mayor parte de las ocasiones es imposible predecir el riesgo y trato al que estará
sujeta.
PROPIEDADES DE LAS FLAUTAS La flauta “A” tuvo su origen en las planchas para tela “goofer”
que existían en ese tiempo y cuyos rodillos fueron los primeros en ser utilizados para fabricar
corrugado, por lo que sus dimensiones fueron probablemente adoptadas sin cambio ya que estos
estaban disponibles y parecían mas o menos adecuados.
La flauta “B” fue creada debido a los problemas que la flauta “A” tenia en el empaque de lata
debido a su baja resistencia al aplastamiento, es importante notar que la altura de la flauta “B” es
exactamente la mitad que la de la flauta “A”. La flauta “C” fue diseñada buscando combinar las
ventajas de los dos tipos de flauta anteriores, cabe señalar que su altura es exactamente el
promedio de las flautas “A” y “B”.
COMO LOGRAMOS EL CORRUGADO
COMO LOGRAMOS EL CORRUGADO
COMO LOGRAMOS EL CORRUGADO
Mesa de Secado
Rodillos Guía
Rodillo de Tracción Snub Roll
Single Face Rodillos de Presión
Liner Inf.
Sistema de Levante
Rodillos de Presión
Planchas Calientes Snub Roll Rodillo de Tracción Sistema de Levante
Diseño “si deus magnus in magna, maximus in minima” San Agustín El ser humano desde su
aparición en la tierra siempre ha diseñado; uno de los atributos que lo diferencian de los demás
seres vivos es precisamente la habilidad de diseñar herramientas que lo auxilien en su
conformación diaria con el medio hostil que lo rodea. El diseño realizado por el hombre se inicia
cuando éste empieza a necesitar, imaginar y producir artefactos que le sirvan para sobrevivir. En la
elaboración de las piezas de diseño de todos los tiempos, desde una cazuela primitiva hasta una
computadora, se pueden distinguir dos fases sucesivas: 1.- la concepción creadora 2.- la
realización material La primera sin la segunda es paradójicamente estéril, la segunda sin la primera
es v prácticamente imposible. Estas dos fases a su vez son causadas por un por una necesidad
artística o utilitaria, individual o social, de crear un objeto real, tangible y visual. Los motivos que
tiene un diseñador para ejercer el diseño pueden ser varios: -primero el de sobrevivir -mejorar sus
condiciones de vida -por el puro placer estético de diseñar.
El envase existe desde antes de la presencia del hombre en la Tierra, el envase se ha dado por
siempre en la naturaleza. Cáscaras, cascarones, gajos, vainas, capsulas, bolsas, guajes y jícaras,
son bellos ejemplos que han servido de inspiración a los diseñadores modernos para resolver
estructuras biónicas * actuales. Podríamos analizar un sinnúmero de ejemplos en la historia del
envase, desde el hueco en la mano usado como vaso por el hombre primitivo hasta los sofisticados
envases usados por los astronautas en vuelos espaciales
III. TIPOS DE CAJAS CORRUGADAS
Tipos de cajas corrugadas TIPO CRR (CAJA REGULAR RANURADA)
La CRR es la caja de corrugado más común. Este estilo es conveniente para muchos productos y
situaciones del envío. Es económico porque puede ser producido con altos índices de
productividad. Todas las solapas de la CRR son de la misma longitud. Las solapas que son de la
misma longitud, llegan al centro de la caja. El espacio entre las solapas del ancho varía depender
de la relación de la longitud de la caja. La mayoría del las CRR son de abertura superior, pero
puede ser abertura lateral.
Category : 02 Slotted-type boxes consist of basically one piece with a glued, stitched or taped
manufacturers joint and top and bottom flaps. They are shipped flat, ready to use and require
closing using the flaps provided.
Description : 0201 Montage : M/A
TIPO CAJA CENTROS ESPECIALES
Las solapas internas y externas llegan al centro tanto del fondo como de la tapa. Las solapas no
son de la misma longitud. Una caja ranurada centro especial es similar a un CRR, excepto que es
más fuerte en la tapa y el fondo debidos a que se genera una doble pared de corrugado en forma
completa. Las solapas internas proporcionan un nivel extra de Protección al contenido de la caja.
Description : 0204 Montage : M/A
TIPO CAJA CON TRASLAPES Todas las solapas son de la misma longitud. Las solapas externas
se traslapan por una dimensión especificada para este estilo de la caja corrugada. Es similar a la
CRR regular, pero las solapas internas no traslapan. Esta caja se cierra fácilmente, generalmente
con grapas en el área del traslape. Se utiliza este estilo cuando la relación entre la longitud y la
anchura da lugar a un hueco excesivamente largo entre las solapas internas, haciéndolo
conveniente traslapar las solapas externas para evitar que se separen las solapas. En el caso de
polvos (jabones, gelatinas, etc.) resulta de uso común.
Description : 0202 Montage : M/A
TIPO CAJA CON TRASLAPE COMPLETO
Las solapas externas traslapan no menos que la anchura interior de la caja. Cuando este estilo de
caja es apilado en su panel superior, adiciona mayor fuerza el doble cartón corrugado de las tapas
y del fondo. Las solapas externas que se traslapan totalmente hacen esta caja inusualmente
resistente. Proporcionando un amortiguamiento agregado.
Description : 0203 Montage : M/A
TIPO CAJA MEDIA REGULAR La sección del cuerpo es una caja ranurada con un solo sistema de
solapa. Una media caja ranurada se utiliza con las combinaciones de una tapa, donde la cubierta
puede necesitar ser removida en varias ocasiones. La media caja del estilo invertida, se utiliza para
los refrigeradores, las lavadoras, el etc. En estos paquetes el fondo consiste en un marco de
madera. La media caja invertida cubre el producto y se sujeta con seguridad, a los rebordes del
fondo ya sea de cartón o incluso tarimas de madera. La mayoría de las medias cajas ranuradas
tienen una cubierta. Las cubiertas pueden ser en tres estilo básicamente.
Category : 02 Slotted-type boxes consist of basically one piece with a glued, stitched or taped
manufacturers joint and top and bottom flaps. They are shipped flat, ready to use and require
closing using the flaps provided.
TIPO CAJA MEDIA REGULAR CON CUBIERTA TIPO CHAROLA
En este estilo de cubierta es del tipo de charola, se utiliza para los productos donde se requiere
que el envase se abra y se cierre en varias ocasiones.
Description : 0312 Montage : M/A
CAJA TIPO BLISS Estas cajas se utilizan para armadoras. La construcción de estas cajas es tal
que ofrecen fuerza adicional de apilamiento. Se utilizan para los paquetes a granel, tales como
carnes; para los explosivos; para las frutas, vegetales frescos; y para los artículos del peso
concentrado. Las piezas se envían en pliego al usuario de empaque que monta la caja con el
equipo automático. Cuando la hoja del cuerpo de una caja se combina con los extremos de una
caja, la protección es doble obteniéndolo en los cuatro bordes verticales.
Description : 0610 Montage : M/A
TIPO CONTENEDOR (3 PIEZAS) Una banda con dos cubiertas de profundidad especificada. La
caja corrugada con cubierta doble es popular entre los fabricantes de los artículos que no se
pueden embalar fácilmente. El tipo de producto es inusualmente alto o pesado o porque la cantidad
de artículos que se enviarán varía. Este estilo de caja se utiliza a menudo para productos que
fluyen granulares como las preformas de Pet. El cuerpo de la caja se dobla completamente para el
envío al usuario de la caja. Las cubiertas o tapas, se pueden entregarse desplegadas.
Description : 0314 Montage : M
Description : 0325 Montage : A
TIPO WRAP - AROUND La caja es formada automáticamente, por un equipo especial en la planta
del fabricante de los productos. Funciona para envolver el contenido, podría ser latas, cartones de
leche de vidrio o de plástico, botella, etc. Al final de la armadora, en la etapa de envolver se cierra
la aleta con pegamento. Las ventajas de este sistema wrap-around es para sistemas
automatizados donde produce un paquete muy apretado que reduzca la posibilidad de dañar el
producto.
Description : 0406 Montage : A
TIPO FOLDER
Los folders se utilizan para envío de catálogos de libros, CD, de las piezas únicas, etc. Sobre todo
por el servicio postal de paquetes. Las cajas tipo Folders se almacenan fácilmente. También se
puede utilizar para los artículos que son relativamente largos, como es el caso, de lámparas
Description : 0401 Montage : M
Exhibidores (Displays) Exhibidores de corrugado se utilizan únicamente para la construcción de
exhibiciones temporales o semipermanentes, y son muy utilizados para este propósito. Deben
tener la característica de alto coloridos, para que pueda atraer al consumidor. Se pueden formar
modulares para que cada tienda los forme de la dimensión requerida de exhibición. La capacidad
del corrugado de ser impreso, cortado y montado fácilmente en el almacén crea una herramienta
distintiva de las ventas. Los gráficos fuertes, colores brillantes, las formas distintivas pueden hacer
que el exhibidor corrugado puede volverse un vendedor silencioso.
DIVISIONES El corrugado puede ser formado de muchas maneras que proporcionen aún más
protección para el producto que es embalado. Particiones o divisores; Las particiones o los
divisores proporcionan una célula separada para cada artículo en una caja y se utilizan
principalmente para el cristal, botellas de vidrio, loza de barro, u otros artículos frágiles.
El acojinamiento que se genera, como la estructura para la estiba da una protección mayor a las
cajas.
DIVISIONES
Separadores Internos con Dobleces Hay productos que requieren sean suspendidos en el interior
de la caja y que no tengan contacto con las paredes de la caja. Esto significa que para lograr esta
suspensión se debe de hacer uso de especie de cojines de corrugado. Esto se logra por medio de
separadores con dobleces. Estos separadores se pueden formar y doblar en una gran variedad de
posibilidades. El material de cartón corrugado pose una gran flexibilidad para generar este tipo de
productos.
CAJAS TROQUELADAS Las cajas troqueladas son todas aquellas que tienen algún corte diferente
a las descritas anteriormente y requieren de un herramental que lo haga. Dicho herramental se
conoce con el nombre de troquel.
Description : 0774 Montage : M
ARMADO SEMI-AUTOMATICO Existen pasos de fabricación que exigen procesos especiales y
tienen un costo superior al de otros tipos. Gran parte de estas cajas plegables o auto armables no
necesitan el cierre lateral o inferior o superior, pues su armado, denominado cierre automático, está
hecho por medio de trabas. En este tipo de caja se utiliza también cierre con adhesivos, grapas o
cinta adhesiva. En tanto, para productos que necesiten de características especiales (ventilación,
asas, etc.) este tipo de caja es la más aconsejable.
Description : 0701 Montage : M
IV. DISEÑO ESTRUCTURAL
FACTORES DE PERDIDA EN LA COMPRESION DE LAS CAJAS •
POBRE FORMACION DE FLAUTAS
•
CALIBRE INCONSISTENTE
•
POBRE ADHESION ENTRE LINERS Y MEDIUM
•
EXCESO DE APLASTAMIENTO EN IMPRESIÓN Y ACABADO
•
BAJO HUNDIMIENTO EN MARCADORES
•
MAL CORTE DE RANURAS
•
CAJAS DESCUADRADAS
ALMACENAMIENTO Y PALETIZADO INAPROPIADO • PERDIDA POR ESQUINA DAÑADA 60% --80% • PERDIDA POR ABERTURA EN TARIMAS 7%---15% • PERDIDA POR ACOMODO
CRUZADO O INTERLOCK
50%
• PERDIDA POR TARIMA DE MENOR TAMAÑO 29%--45% • PERDIDA POR MAS DE 180 DIAS
CON CARGA 50% • PERDIDA POR EXCESO DE HUMEDAD MAS DE 70%
• DE HUMEDAD RELATIVA 75% • CHOQUES Y GOLPES • VIBRACIONES
• FATIGA
Armado de Cajas El armado de cajas se puede realizar en dos formas principalmente de forma
manual. Donde un operador armara la caja de acuerdo a los dobleces que tenga marcado el
corrugado, ó por medio de maquinas armadoras automática.
Armado de Cajas
La distribución es la manera de llevar al producto desde el lugar donde se fabrica hasta el lugar
donde el cliente o usuario final puede adquirirlos. Pasando en algunas ocasiones por distribuidores
intermediarios que le agregan valor a la transacción de intercambio. La manera adecuada de
manipular los productos en esta cadena es lo que garantizará un buen estado de la mercancía. El
conocer todos los pasos y controlarlos le dará al fabricante la seguridad de que su producto será
consumido, por estar en condiciones optimas para su venta.
Armado de Cajas El sistema de "Empaque Mecanizado" conlleva el desarrollo de una infinita gama
de diseños estructurales, para obtener con ello ahorros de materiales de empaque y de consumo,
así como de mano de obra. Resultando un empaque más homogéneo, de mejor presentación, más
barato y resistente. El diseños de "Empaque Mecanizado" ha sido desarrollados en diferentes
mercados. Pero en el mercados agrícolas a tenido un gran desarrollo para consumo local y de
exportación; también en el ramo industrial desde una simple charola hasta cajas compuestas de
alta resistencia y compresión, incluyendo cajas exhibidoras, etc.
Armado de Cajas/Tipo BLISS Máquina armadora de cajas con diseños y combinaciones con dos o
tres piezas de cartón
1.-Bliss con refuerzos.
10.Bliss con esquineros diagonales.
2.-Bliss "Divisor H" con refuerzos.
5.-Charola Bliss.
6.-Bliss con cubierta HSC.
13.-Bliss Fibra Sólida.
18.- Bliss Sellado Lateral.
21.- Bliss Con o SIn solapa.
Armado de Cajas/Tipo WRAP- AROUND
ELEMENTO DE CIERRE Un elemento que debe definirse en el diseño de una caja de cartón
corrugada, es como se unir la ceja de unión, ya que esta puede unirse por adhesivos o engrapada,
la forma engrapada es utilizada cuando se carga un peso excesivo, mientras que en cargas
normales se utiliza adhesivos, siempre teniendo en cuanta aspectos como afectación de la
humedad o temperatura ya que en el caso del adhesivo como el hot melt a muy altas temperaturas
puede reblandecerse y despegarse, estas temperaturas pueden presentarse sobre todo en la
transportación en caja cerrada.
DIMENSIONES Las dimensiones definen la capacidad de una caja corrugada. Las dimensiones
son directamente proporcionales al volumen.
TAMAÑO El tamaño de un envase es determínate en la comercialización de las diferentes
presentaciones de un producto. Es uno de los primeros aspectos a definir.
ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA CRR 1a SOLAPA LARGA SUPERIOR
1a SOLAPA CORTA SUPERIOR
2a SOLAPA LARGA SUPERIOR
2a SOLAPA CORTA SUPERIOR
1er PANEL LARGO
1er PANEL CORTO
2° PANEL LARGO
2° PANEL CORTO
1a SOLAPA LARGA INFERIOR
1a SOLAPA CORTA INFERIOR
2a SOLAPA LARGA INFERIOR
2a SOLAPA CORTA INFERIOR
DOBLEZ, SCORE, ENDIDO LONGITUDINALES
RANURA
CEJA DE CIERRE
DOBLEZ, SCORE, ENDIDO TRASVERSALES
RANURA
PRINCIPIO BASICO No.1 DE DESARROLLO
Y
X
e Y – e/2 X- e
Cuando una hoja de cartón es marcada y doblada a lo largo de dos líneas paralelas , la distancia
entre los dos paneles doblados a 90º del panel central , es menor que la distancia original entre las
marcas en una cantidad aproximada al espesor del cartón. El cartón corrugado al igual que otros
materiales , tienden a doblarse aproximadamente sobre su eje central .
MEDIDA INTERIOR Y EXTERIOR CALIBRE DEL CARTON
LARGO INTERNO LARGO CON DESARROLLO LARGO EXTERNO
De acuerdo con el principio No. 1 para obtener una medida interior deseada de largo (L) ancho (A)
en la caja , se deberá agregar a estas el espesor del cartón para así obtener las dimensiones
necesarias entre marcas . Bajo el mismo principio No. 1 las dimensiones exteriores de largo y
ancho de la caja serán iguales a las medidas interiores respectivas , más dos veces el espesor del
cartón .
TAPAS EXTERIORES DE LA CRR
A/2 + e/2
A/2 + e/2
A/2
A/2
A
PRINCIPIO BASICO No.2
ALTURA EXTERNA
ALTURA INTERNA
ALTURA CON DESARROLLO
X – 2e
X = Doblez a Doblez
Cuando una estructura dada interpone uno o varios espesores de cartón entre las dos caras
paralelas , la dimensión marca a marca debe ser incrementada.
Si aplicamos este principio a la distancia entre marcas en las tapas de una caja regular ranurada ,
encontraremos que una dimensión debe ser considerada ya que ambas tapas, interior y exterior
doblan sobre una misma marca. Debido a la flexibilidad del cartón corrugado , la tapa interior
tiende a doblar ligeramente hacia adentro de su posición normal y la tapa exterior ligeramente
hacia fuera .La combinación de estos dos dobleces da como resultado una dimensión cara a cara
entre las tapas interiores que se aproxima mas a la medida marca a marca menos dos veces el
espesor del cartón, que a las tres que originalmente pudiéramos esperar.
ALTURA DE LA CAJA
H + 2e
H
Marca a marca
De acuerdo al principio No. 2 , para obtener una medida interior deseada (H) en la caja , se deberá
agregar a estas dos veces el espesor del cartón para así obtener las distancias necesarias entre
marcas Bajo el mismo principio , la dimensión exterior de profundidad de la caja será igual a la
medida interior respectiva más cuatro veces el espesor del cartón
UNION POR DENTRO O POR FUERA
DIMENSION DEL PANEL EN LA UNION L + A + 11
6 mm
Para determinar la medida del panel que forma la unión del fabricante es necesario considerar el
ancho de las cuchillas ranuradoras empleadas en cada máquina . La dimensión final será igual a la
dimensión marca a marca calculada para el panel opuesto menos la mitad del ancho de la ranura .
L+5 3 mm
A+3
1/2A+
L+
A+
A+
L+
H+
1/2A+
Aumento para Dobleces FLAUTA
B C D/C
RESIST.
7...14 16...24.5 7...14 16...24.5 11...19 21...32
(Kg./cm2)
Dim. Pliego
Costado y Cabeceras Ancho Cuerpo y Tapas A+ L+ A+ L+ Aleton 1/2A+ H+ 1/2A+ A+H+ 1 4 4 4 35
2 8 2 2 5 5 5 35 3 9 3 2 5 5 5 35 3 9 3 3 6 6 6 35 3 10 3 5 8 8 8 41 5 16 5 6 9 9 9 41 6 18 6
Largo 2L+2A+ 12 15 15 16 26 30
48 52 52 56 70 74
L+
A+
A+
L+
H+
1/2A+
Aum e nto pa ra D o ble c e s F L A U TA
B C D /C
RES IS T.
7 . .. 1 4 1 6 . . .2 4 . 5 7 . .. 1 4 1 6 . . .2 4 . 5 1 1 . . .1 9 2 1 . . .3 2
( K g ./c m2 )
D im . P lie go
C u e rp o y F o n d o C o s t a d o y C a b e c e ra s A nc ho L a rg o A + L + A + L + A le t o n H + 1
/ 2 A + 1 /2 A + H + 2L+ 2A + 1 4 4 4 35 4 2 6 2 5 5 5 35 5 3 8 2 5 5 5 35 5 3 8 3 6 6 6 35 6 3 9 5 8
8 8 41 8 5 13 6 9 9 9 41 9 6 15
48 52 52 56 70 74
Ventajas del cartón corrugado como material de embalaje: . Bajo costo, alto beneficio. . Optimo
para unificar envases individuales menores. . Insustituible como material protector ecológico
durante las rudas etapas De la distribución. . Anclaje- El cartón es muy buen sustrato para recibir
confirmeza y durabilidad las tintas de impresión y adhesivos. Tanto las bolsas y sacos de papel
como las cajas de cartón presentan una superficie más amplia para la impresión de comunicación
gráfica comercial al consumidor que ias botellas y latas cilíndricas . No es conductor térmico- Esta
propiedad se puede considerar positiva para efectos de protección del contenido. . El cartón
corrugado es susceptible de recibir recubrimientos de barniz, cera, parafina, asbesto asfalto,
enriqueciendo notablemente sus propiedades de resistencia, estabilidad, barrera e
impermeabilidad. . El cartón es muy versátil para servir como elemento afianzador dentro del
embalaje tanto de productos de forma homogénea (botellas de vino) como de productos y
accesorios de forma irregular (aspiradoras, computadoras, herramientas). El cartón se puede
reforzar significativamente, si se complementa con elementos amortiguadores o divisiones de
cartón colocados en angulos y en lados vulnerables de la caja. El cartón puede mejorar su
impermeabilidad o repelencia al agua si se le agrega una resina a su formulación.
Desventajas . Casi nula barrera a gases y al vapor de agua. . No tiene resistencia química. .
Permeable al agua y a grasas. . Puede perder su resistencia estructural con un elemento tan
simple y común como lo es el agua. . Hay envases cilíndricos compuestos de cartón y otros
materiales: base de lámina, cuerpo de cartón recubrimiento interior de aluminio y tapa de plástico
esta combinación suma las propiedades de sus diferentes materiales y abate los costos y el peso
pero tiene problemas de aceptación desde el punto de vista ecológico. . Si el problema de la
fabricación de envases de vidrio es la energía, el problema de la fabricación de envases de papel y
de cartón es el agua. . En México, el consumidor que compra en los autoservicios prefiere bolsas
de plástico y no de papel para llevar la compra a su domicilio porque puede llevar tan sólo dos
bolsas grandes de papel como máximo, usandolas Dos manosy hasta ocho bolsas de plástico, tipo
camiseta ,cuatro encada mano. Además prefiere la bolsa de plástico para reusarla al tirar la
basura.
Ecología El papel y el cartón son 100% reciclables .Son totalmente aceptados por las autoridades
aduanales, siempre y cuando no estén recubiertos con materiales que dificulten su separación
,clasificación y reciclaje. Los fabricantes de envases de cartón laminado con varias capas de
polietileno y una película de aluminio tienen varios argumentos que aclaran la verdadera situación
de este material compuesto dentro del marco ecológico.
1- Un envase aséptico de cartón de un litro contiene 1,4 gramos de aluminio, cantidad bastante
menor qu ela utilizada para las tapas metálicas de las botellas. El impacto sobre el medio ambiente
del polietileno que se utiliza para impermeabilizar el cartón de los envases es mínimo, tanto si el
cartón se incinera como si e deposita en rellenos sanitarios. 2- Se necesitan menos de dos
camiones para transportar un millón de envases de cartón vacíos para su entrega a clientes (se
suministra en rollos compactos).En cambio,hacen falta 52 camiones para suministrar un número
igual de envases de metal o de cristal. Este último sistema genera un consumo de combustible 26
veces mayor, además de las consecuentes emisiones contaminantes..
3- Contrario a lo que suele creerse los envases de cartón para alimentos representan menos del
1% de los residuos domésticos.
4- Un envase aséptico de cartón deun litro pesa28 gramos; las botellas de cristal para leche,
también de un litro, pesan más de 360 gramos.
5- Es común pensar que los envases de cartón para alimentos no pueden reciclarse por estar
compuestos de varios materiales. Esto no es verdad. En los últimos años se han desarrollado
nuevas tecnologías para reciclar materiales compuestos Es verdad qué el material resultante no
podrá ser utilizado para elaborar nuevos envases en contacto con alimentos pero si pueden
convertirse en productos finales útiles y aprovechables tales como suelas de zapatos maderas
sintéticas, material para construcción y para asfaltado de carreteras.
V. DISEÑO GRAFICO
SISTEMAS DE IMPRESION
En la actualidad los sistemas de impresión (Flexografía, offset ó litografía, etc.) Se han desarrollado
bastante y se han adaptado a las necesidades del Mercado. Por lo tanto la variedad de opciones y
calidad de gráfica depende del Mercado que quiera abordar cada Empresa. La mayoría de
Empresas dedicadas ala fabricación de cajas corrugadas cuenta con un sistema de impresión
Flexo gráfico. Pero, existen empresas que adaptan sistemas no aptos para corrugados y que
posteriormente se “laminan” en corrugado y asi elevan la calidad gráfica, seria el caso del sistema
offset. Como podrán observar, las opciones para el Diseño Grafico es ilimitado; sin olvidar que el
objetivo de una caja es informar al usuario final sobre su contenido, forma de estiba, numero de
piezas por cada caja, etc.
VI. METODOS DE MEDICION
METODOS DE MEDICION CON OBJETO DE DETECTAR FALLAS DE CALIDAD EN EL PAPEL Y
PREDECIR EL COMPORTAMIENTO DE LAS CAJAS, SE REALIZAN LAS SIGUIENTES
PRUEBAS ALEATORIAS: PESO O GRAMAJE: TAMAÑO A UN DÉCIMO DE METRO CUADRADO
CON BASCULA DE PESO DIRECTO A GRAMOS POR METRO CUADRADO CALIBRE:
GROSOR DEL PAPEL EN MILÉSIMAS DE PULGADA. MULLEN: RESISTENCIA A LA
EXPLOSIÓN EN LIBRAS POR PULGADA CUADRADA O KILOGRAMOS POR CENTÍMETRO
CUADRADO. RING CRUSH: EVALUAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL PAPEL EN
EL SENTIDO CONTRARIO A LA ORIENTACIÓN DE LA FIBRA. CMT: CORRUGAR EL PAPEL
MÉDIUM Y COMPRIMIR LAS FLAUTAS EN SENTIDO HORIZONTAL. COBB: MEDICIÓN DEL
VOLUMEN DE AGUA ABSORBIDO POR LA MUESTRA DURANTE UN LAPSO DE TIEMPO EN
QUE SE MANTIENE EN CONTACTO CON CIEN MILILITROS DE AGUA. HUMEDAD: MEDIR LA
CANTIDAD DE HUMEDAD QUE CONTIENE UNA MUESTRA DE 1/10 DE M² SECANDO EN
ESTUFA DURANTE 15-20’ Y COMPARANDO SU PESO ANTES Y DESPUÉS.
PARA QUE MEDIR
MEDIR Tener determinada dimensión . Comparar una cosa con otra .
PRUEBA Examinar si algo guarda las debidas proporciones . Experimentar las cualidades de algo .
Medir y efectuar pruebas en un laboratorio de la Planta nos permitirá :
1.Comprobar las características adecuadas, para la fabricación de los insumos (papel, almidón,
tintas, adhesivos, flejes, alambre para grapas, y otros). 2.Colaborar en el proceso de producción
con los datos reales y actuales de los insumos en operación. 3.Verificar los valores adecuados de
los procesos intermedios (calibre del cartón, pH de las tintas, viscosidad de las tintas, punto de Gel
del adhesivo, viscosidad de los adhesivos, medidas de las dimensiones del empaque) 4. Indicar a
la planta productiva que se tiene y fabrican productos con una calidad evidente de forma continua.
5. Experimentar nuevas técnicas de producción que disminuyan mermas y costos e incrementen la
productividad de la planta.
La finalidad de las pruebas de laboratorio es satisfacer los parámetros indicados para el adecuado
proceso de cada planta .
RESISTENCIA AL ESTALLAMIENTO (MULLEN)
•
Esta prueba fue desarrollada en 1887 por j. W. Mullen la cual mide la fuerza necesaria para
fracturar una muestra de papel o cartón en un área dada (7.793 cm²) forzando glicerina a la
cámara de presión bajo el diafragma a una razón estable de 170+-16ml/min. El resultado de esta
prueba se mide en mide en lbs/pulg², kgs/cm² o kpa
RESISTENCIA A LA COMPRESION DE CANTO (Edge Crush Test)
Esta prueba mide la fuerza máxima de compresión paralela a las flautas que una muestra de
cartón soporta antes de fallar dicha fuerza es aplicada entre dos placas paralelas a una velocidad
de 13mm/min. Existen cuatro métodos diferentes para realizar esta prueba, los cuales difieren
básicamente en el tamaño y forma de la muestra. El resultado se mide en lbs/pul, kgs/cm o kn/m.
RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO PLANO (Flat Crush Test)
Ring Crush Test (RCT)
Pin Adhesion Test
RESISTENCIA DE LA CAJA A LA COMPRESION (Box Compression Test)
Mide la fuerza máxima de compresión tapa-fondo, que una caja de cartón soporta antes de fallar,
dicha fuerza es aplicada entre dos placas paralelas a una velocidad de 13mm/min. El resultado se
mide en lbs, kgs ó kn.
Reglamentación para la transportación de empaques de cartón y fibra sólida Antecedentes La caja
de regular ranurada CRR fue desarrollada alrededor del año de 1871 en los Estados Unidos, sus
primeros usos fue en la transportación de productos de cereal. Durante esta época los productos
se transportaban en contenedores de madera. En 1906 los ferrocarriles del oeste de Estados
Unidos publican el 1o. de Agosto la primera autorización para la transportación de productos de
empaques de corrugado y fibra sólida (llamado cartón de paja), sujetos a un cargo oficial de un
10% en las tarifas de transportación. En 1907 las líneas de ferrocarril del oeste de Estados Unidos
incluyen la prueba de Mullen (reventamiento) como parte de las especificaciones de Cartón de
Paja. En 1912 una compañía de los Angeles llamada R.W. Pridham, entabla una demanda contra
los ferrocarriles del Pacifico por trato discriminatorio contra los empaques de cartón. En 1914 la
Comisión Interestatal de Comercio decide que no existe diferencia en el transporte de los
Productos Empacados en Madera o en Cartón y da instrucciones para igualar las tarifas. En 1919
desaparecen las reglas de Clasificación Regionales y se Edita el 30 de Diciembre de 1919 La
Clasificación del Transporte para el Cartón, conocida como Regla 41 Después de toda una serie de
modificaciones a la Regla 41 hasta 1943, y aunado al gran crecimiento alcanzado en la fabricación
de papel virgen Kraft, y la industria durante la 2a. Guerra Mundial, el 15 de Enero de 1945 se
cambia el requisito de espesor de los papeles que había operado hasta entonces, por el peso
mínimo de los mismos, para que la Regla 41 quedara casi tal como se encuentra actualmente.
Regulaciones de Transporte Las cajas de cartón corrugado son usadas como material de empaque
para la transportación de productos por avión, ferrocarril o transporte vía carretera. Las
regulaciones en este ramo imponen normas para aceptar los empaques que se transporten en
ellos. Estas regulaciones se reservan el derecho para rechazar artículos que puedan estar
inadecuadamente empacados Por mas de 50 años la terminología y los requerimientos de
materiales usados en estas reglamentaciones están orientados a estándares de fabricación para
corrugado y cajas de fibra sólida. Las reglamentaciones de transportación únicamente están
asociadas al modo de transportación, no al almacenamiento, exhibición o distribución de productos
ya empacados Existen dos publicaciones de Transportación por Carretera y tren The National
Motor Freight Classification (NMFC) Uniform Freight Clasificación (UFC) Estas publicaciones
contienen el detalle de la reglamentación aplicadas al empaque.
Item 222 y Regla 41 

Cuando los artículos de empaque se clasifican en reglamentación son conocidos normalmente
como cajas. Esta reglamentación esta basada en sus características dimensiónales, de resistencia,
de materiales y del articulo que deben contener. La reglamentación mas conocida en los Estados
Unidos y en Nuestro País, es el Item 222 de NMFC y la Regla 41 sus requerimientos son idénticos
y se aplican a las divisiones de transporte que les corresponden.
Item 222 / Regla 41 (Reproducción parcial)
Estados UnidosRegla 41 y 222 Clasificación unificada de transporte PESO MAXIMO DE LA CAJA
Y CONTENIDO ( lbs)
DIMENSIONES MAXIMAS EXTERIORES (largo, ancho y altura sumados) ( pulg)
PESO MINIMO COMBINADO DE LOS PAPELES ( lbs/ M.pie²)
RESISTENCIA MINIMA AL ESTALLAMIENTO DEL CARTON ( lbs/pulg²)
RESISTENCIA MINIMA A LA COLUMNA (ECT) (Lbs/in)
Corrugado Sencillo
20 35
40 50
52 66
125 150
23 26
50 65 80
60 75 85
75 84 111
175 200 250
29 32 40
95 120
95 105
138 180
275 350
44 55
80 100 120 140 160 180
85 95 105 110 115 120
200 275 350 400 500 600
42 48 51 61 71 82
240 260 280 300
110 115 120 125
700 900 1100 1300
67 80 90 112
Corrugado Doble
92 110 126 180 222 270 Corrugado Triple 168 222 264 360
Reglamentación Actual Regla Alterna 41 y 222 (Reproducción parcial)


CORRUGADO SENCILLO
DOBLE CORRUGADO
CORRUGADO TRIPLE
PESO MAXIMO DE CAJA Y CONTENIDO ( lbs)
MAXIMAS DIMENSIONES INTERIORES ( largo, ancho altura sumados) ( pulg )
RESISTENCIA MINIMA A LA COMPRESION DE CANTO DEL CARTON (E C T) (lbs/pulg)
RESISTENCIA MINIMA A LA COMPRESION DE CANTO DEL CARTON (E C T ) (lbs/pulg)
RESISTENCIA MINIMA A LA COMPRESION DE CANTO DEL CARTON (E C T) (lbs/pulg)
20 35 50 65 80 95 100 120 140 160 180 240 260 280 300
40 50 60 75 85 95 95 105 110 115 120 110 115 120 125
23 26 29 32 40 44 55
42 48 51 61 71 82 67 80 90 112
ESTA REGLA FUE APROBADA POR EL COMITÉ NACIONAL DE FERROCARRILES DE CARGA
Y POR EL COMITÉ NACIONAL DE CLASIFICACIÓN DE AUTOTRANSPORTE COMO UNA
REGLA ALTERNA A LAS EXISTENTES Y ENTRO EN VIGOR COMO REGLA 41 EL DIA 26 DE
ENERO DE 1991 Y COMO REGLA 222 EN MARZO 30 DE 1991. LOS PROCEDIMIENTOS DE
PRUEBA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN (ECT) UTILIZAN EL
MÉTODO TAPPI T811 a SEIS ESPECIMENES DEBEN SER PROBADOS. SOLO UNO ES
PERMITIDO QUE CAIGA ABAJO DE LA RESISTENCIA MÍNIMA REQUERIDA. EL CARTÓN QUE
FALLA LA PRUEBA ANTERIOR SERÁ ACEPTADO, SI EN UNA PRUEBA DE 24 ESPECIMENES,
NO MAS DE 4 CAEN ABAJO DE LA RESISTENCIA MÍNIMA REQUERIDA, EN CUALQUIERA DE
LOS CASOS NINGÚN ESPÉCIMEN DEBERÁ TENER UNA RESISTENCIA INFERIOR AL 10%
ABAJO DEL MÍNIMO REQUERIDO.
Regla 41 (Reproducción parcial)
Alternativas de la Regla 41 REGLA ORIGINAL
ECT
( MULLEN )
VALORES
125
23
150
26
175
29
200
32
250
40
275
44
350
55
Regla 41 (Reproducción parcial)

Las cajas que cumplen con esta reglamentación deben de llevar un sello circular conocido como
Box Manufacturer’s certificate (BMC)
THIS
THIS
SINGLE WALL
SINGLE WALL BOX MEETS ALL CONSTRUCTION REQUIREMENTS OF APPLICABLE
FREIGHT CLASSIFICATION
23 LBS/IN GROSS WTLT
40 20
INCHES LBS
BURSTING TEST
200 84 75 GROSS WTLT 65
LSB PER SO INCH LBS PER MSO FT INCHES LBS