stringtranslate.com

Конструкция гофрированной коробки

Частично перекрывающаяся коробка с блокировочными прорезями для временного закрытия коробки
Гофрированный пластиковый ящик, используемый в качестве многоразовой упаковки

Проектирование гофроящиков — это процесс согласования факторов проектирования коробок из гофрированного картона (иногда называемого гофрированным картоном) или гофрированного пластика с функциональными физическими, технологическими и конечными требованиями. Инженеры по упаковке работают над тем, чтобы соответствовать эксплуатационным требованиям коробки, контролируя общие затраты по всей системе. Гофрированные коробки — это транспортные контейнеры, используемые для транспортной упаковки, и имеют важные функциональные и экономические соображения. [1]

Помимо структурного дизайна, важное значение также могут иметь печатные штрих-коды , этикетки и графический дизайн .

Функции

Папка-штамп для плоских изделий, таких как пицца

Гофрированные коробки часто используются в качестве транспортных контейнеров . Коробки должны содержать продукт от производства до распространения, продажи и иногда конечного использования. Коробки сами по себе обеспечивают некоторую степень защиты продукта, но часто требуют внутренних компонентов, таких как амортизация , распорки и блокировка, чтобы помочь защитить хрупкое содержимое. Опасности при транспортировке во многом зависят от конкретной используемой логистической системы. Например, коробки, объединенные в единицу груза на поддоне, не подвергаются индивидуальному обращению, в то время как коробки, отсортированные и отправленные через часть своего цикла распределения в качестве смешанных грузов или экспресс-перевозчиков, могут получать сильные удары , пинки и т. д. [2] [3] [4]

Обычные транспортные контейнеры требуют печати и этикеток для идентификации содержимого, предоставления правовой и нормативной информации и штрих-кодов для маршрутизации. Коробки, которые используются для маркетинга, мерчандайзинга и точек продаж, часто имеют высокую графику, помогающую сообщать о содержимом. Некоторые коробки предназначены для демонстрации содержимого на полке, известной как «упаковка, готовая к розничной продаже». Другие предназначены для облегчения выдачи содержимого. Популярные благодаря своей прочности, долговечности, легкости, пригодности для вторичной переработки и экономичности, гофрированные коробки используются для перевозки различных товаров. Благодаря качеству и безопасности упаковки товаров в гофрированные коробки они широко используются в пищевой промышленности. Коробки выдерживают давление, возникающее при штабелировании, что делает их идеальными для легкой транспортировки.

Более 95% всех товаров в США отправляются в гофрированных коробках. Гофрированный картон составляет более половины всей перерабатываемой в США бумаги.

Прочность при штабелировании

Одной из важных функций гофроящика является обеспечение устойчивости к раздавливанию (защита продукта) и достаточной прочности для штабелирования на складах. Если предполагается длительное хранение гофроящиков в условиях высокой влажности, требуются дополнительная прочность и влагостойкость. Метод загрузки ящиков на поддоны сильно влияет на штабелирование. Вертикальные колонны обеспечивают наилучшую производительность ящиков, в то время как схемы взаимного расположения ящиков значительно снижают производительность. Взаимодействие ящиков и поддонов также важно. [5] [6]

Коробку можно спроектировать, оптимизировав сорт гофрированного картона, конструкцию коробки, направление гофры и внутренние опоры. Поддержка от продукта также обеспечивает «распределение нагрузки» и может быть важным фактором. [7] Затворы коробки иногда могут влиять на прочность коробки при штабелировании. [8]

Испытание на сжатие коробок — это способ оценки коробок, штабелей коробок и грузовых единиц в контролируемых условиях. Полевые условия штабелирования и динамического сжатия не имеют одинаковой степени контроля. Прочность на сжатие можно оценить на основе конструкции контейнера, его размера и параметров использования: для проверки этих оценок часто проводятся фактические испытания упаковки .

Прочность при обработке

Конструкция коробки должна соответствовать ее логистической системе. Упаковки, предназначенные для контролируемых поставок однородной поддонной нагрузки (слева), могут не подходить для смешанных поставок с экспресс- перевозчиками (справа)

Многие товары отправляются по отдельности (частично или полностью) экспресс-перевозчиком, почтой или другими смешанными логистическими системами. Требования многократной ручной обработки, автоматизированной сортировки и неконтролируемого штабелирования в грузовиках или воздушных контейнерах оказывают сильное давление на коробки, их затворы и содержимое. Коробки, предназначенные для обработки и хранения единичных грузов , могут не подходить для смешанных логистических систем. Доставка менее чем на грузовике оказывает большее давление на гофрированные транспортные контейнеры, чем доставка однородными поддонами в грузовиках или интермодальных контейнерах. Иногда коробки должны иметь более тяжелую конструкцию, чтобы соответствовать потребностям системы распределения. Тестирование упаковки часто сопоставляется с ожидаемыми опасностями при транспортировке. Протоколы испытаний ASTM International и Международной ассоциации безопасного транзита отражают это. [9] [10]

Другие факторы

Несколько текстов предлагают руководство по процессу проектирования коробок. Справочник по упаковочным технологиям Wiley [1] предлагает руководство по соображениям и вариантам. Стандартная практика ASTM D5639 по выбору материалов из гофрированного картона и конструкции коробок на основе требований к эксплуатационным характеристикам обсуждает выбор материалов и конструкции коробок, которые могут быть хорошими вариантами для указанных эксплуатационных характеристик упаковки.

В зависимости от содержимого, некоторым гофрированным коробкам требуется дополнительная жесткость или более тяжелый сорт картона. [11] [4] Коробки с отверстиями для рук [12] или ручками иногда требуют более прочного картона, армирования с помощью клея или встроенных волокон. [3]

Процесс

Лабораторные испытания на падение для определения способности выдерживать грубое обращение

В нескольких текстах по упаковке обсуждаются факторы, которые следует учитывать при проектировании упаковок. У ASTM International есть стандарты D6198, Standard Guide for Transport Packaging Design и D5639. Standard Practice for Selection of Corrugated Fiberboard Materials and Box Construction Based on Performance Requirements. Они предлагают такие факторы, как стоимость (материалы, труд, капитал), полезность, производительность упаковки, обрабатываемость, маркетинговые требования, логистические факторы, опасности при транспортировке (сжатие, удар, разрыв, влажность, конденсация, температура, хищение), правила и другие.

Инженеры и дизайнеры упаковки начинают с потребностей конкретного проекта: ограничения по стоимости, возможности оборудования, характеристики продукта, потребности в логистике, применимые правила, потребности потребителей и т. д. Часто проекты создаются с помощью программ автоматизированного проектирования для структурной компоновки [файлы можно загрузить в автоматизированные таблицы изготовления образцов. [13] Можно рассмотреть несколько вариантов дизайна и конструкции. Образцы часто отправляются на тестирование упаковки на основе ASTM или других стандартных протоколов испытаний, таких как Международная ассоциация безопасного транзита. Структурный дизайн сопоставляется с графическим дизайном . Для потребительских проектов сотрудники отдела маркетинга иногда используют фокус-группы или более количественные средства оценки приемлемости. Для крупных программ используются тестовые рынки . [14] [15]

Процесс начинается с изготовления гофрированного картона на гофрированной линии, длинной серии связанных машин, которая может быть размером с поле для американского футбола . Готовый кусок однослойного гофрированного картона представляет собой один гофрированный слой, зажатый между двумя лайнерами.

Квалифицированные рабочие готовят рабочие наряды на каждую стопку заготовок коробок и направляют заготовки на производственные машины. Печатные штампы и шаблоны готовятся на больших, гибких, резиновых или жестяных листах. Они загружаются на ролики, и заготовки коробок подаются через них, где каждая из них обрезается, печатается, режется, бигуется, складывается и склеивается, образуя коробку. Готовые коробки затем укладываются и отправляются на обвязочную машину для упаковки и отправки.

Дизайн

Регулярный слотированный контейнер (RSC)
Заготовка для RSC с указанием линий надреза, прорезей и соединения производителя

Наиболее распространенный стиль коробки — это обычный контейнер с прорезями (RSC). Все клапаны имеют одинаковую длину от надреза до края. Обычно основные клапаны сходятся посередине, а второстепенные — нет, если только ширина не равна длине. Размер коробки можно измерить либо по внутренним (для подгонки продукта), либо по внешним (для погрузочно-разгрузочного оборудования или паллетирования) размерам. Стык производителя чаще всего соединяется клеем, но также может быть заклеен или прошит. Коробка отправляется в разобранном виде (сбитой) упаковщику, который устанавливает коробку, заполняет ее и закрывает для отправки. Закрытие коробки может осуществляться лентой, клеем, скобами, обвязкой и т. д. Коробки обычно указываются и заказываются по внутренним размерам. Стили коробок в Европе обычно указываются 4-значным кодом, предоставленным Европейской федерацией производителей гофрированного картона (FEFCO); RSC имеет код 0201. [16]

Доступны многие другие стили гофрированных коробок и конструкций. Один из распространенных источников — Fibre Box Association: [17]

Примеры конструкций контейнеров

Розничная витрина

Розничные торговцы часто просят доставлять им товары в транспортных контейнерах, которые позволяют легко размещать полные партии товара. Цель состоит в том, чтобы разместить товар непосредственно на полках и в местах хранения, не занимаясь индивидуальной обработкой отдельных упаковок или первичных упаковок. Розничные торговцы часто требуют, чтобы товары поставлялись в готовой к выкладке упаковке, чтобы сократить расходы на складирование и сэкономить на рабочей силе. Доступно несколько специализированных конструкций коробок. [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26]

Правительство, армия и экспорт

Многие товары, поставляемые правительствам, обрабатываются очень хорошо: коробки унифицированы, отправляются на крытых грузовиках или интермодальных контейнерах , а хранение осуществляется на складах . Приемлемы обычные «внутренние коробки» и коммерческая упаковка. [27]

Военные материалы , полевые принадлежности и гуманитарная помощь часто сталкиваются с суровым обращением и неконтролируемым хранением. Для правительственных отправлений часто применяются специальные спецификации коробок . Требуются стойкие к погодным условиям древесноволокнистые плиты, конструкция коробок, закрытие коробок и унификация. [28]

Опасные и вредные грузы

Двустенный ящик с разделителями для перевозки четырех бутылок с едкой жидкостью

Перевозка опасных грузов или опасных материалов строго регламентируется. На основе Рекомендаций ООН по типовым правилам перевозки опасных грузов каждая страна скоординировала требования к конструкции и эксплуатационным характеристикам для перевозки. Например, в США Министерство транспорта имеет юрисдикцию и опубликовало требования в Разделе 49 Свода федеральных правил . Гофрированные коробки описаны в требованиях 4G. Эксплуатационные характеристики (испытание на сильное падение и т. д.) должны быть сертифицированы для коробки и ее содержимого. [29] [30]

У некоторых перевозчиков есть дополнительные требования.

Закрытие коробки

Способ закрытия коробки является важным аспектом дизайна. На него влияют типы оборудования, доступные для производственных линий, измеренные лабораторные характеристики, эксплуатационные характеристики в полевых условиях и способность конечных пользователей легко и безопасно открывать коробку.

Закрывающие устройства включают в себя: [31]

Ссылки

  1. ^ ab Foster, GA (22 сентября 2009 г.), «Коробки, гофрированные», в Yam, KL (ред.), Encyclopedia of Packaging Technology , Wiley (опубликовано в 2010 г.), стр. 162–178, ISBN 978-0-470-08704-6
  2. ^ Сингх, СП; Берджесс (ноябрь 2001 г.). «Характеристики упаковки для гофрированных коробок с тяжелыми текучими продуктами в отдельных посылках». Журнал испытаний и оценки . 29 (6): 570. doi :10.1520/JTE12403J.
  3. ^ ab Han, Jongkoo; Park, Jong Min (январь 2007 г.). «Конечно-элементный анализ конструкций вентиляционных/ручных отверстий для коробок из гофрированного картона». Packaging Technology and Science . 20 (1): 39–47. doi :10.1002/pts.741. S2CID  135760649.
  4. ^ ab Lee, Myung Hoon (сентябрь 2004 г.). «Жесткость на изгиб отдельных гофрированных конструкций». Packaging Technology and Science . 17 (5): 235–294. doi :10.1002/pts.663. S2CID  137700468.
  5. ^ Malasri, S (февраль 1980 г.). «Прочность штабелирования гофрированных коробок». Труды конференции IESTOC 2022 г. Перекрестная ссылка: 10.23953/Cloud.iestoc.515 . 20 (1) . Получено 18 марта 2023 г. .
  6. ^ Whitish, WJ (1972). "ВЛИЯНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ШТАБЕЛИРОВАНИЯ, Проект 2695-9" (PDF) . Институт химии бумаги . Получено 18 марта 2023 г. .
  7. ^ Конинг, Дж. (ноябрь 1966 г.). «Скользящая прокладка, вертикальное выравнивание увеличивают прочность при штабелировании на 65%». Контейнеры из коробочного картона .
  8. ^ Шихан, Р. (август 1988 г.). «Коробка и закрытие: партнеры в производительности». J. Packaging Technology . 2 (4). Technical Publications Inc.
  9. ^ ASTM D4169. Испытания производительности транспортных контейнеров и систем.
  10. ^ ASTM D7386. Тестирование производительности упаковок для систем доставки отдельных посылок.
  11. ^ «Гофроящики с тяжелыми сыпучими продуктами в отдельных посылках». Журнал испытаний и оценки . 29 (6): 570. doi :10.1520/JTE12403J.
  12. ^ Сингх, Дж. (2008), «Влияние вентиляции и отверстий для рук на потерю прочности при сжатии в гофрированных коробках», J Applied Packaging Research , 2 (4): 227–238 , получено 2 апреля 2018 г.
  13. ^ Хенке, М. (2011), «Использование программного обеспечения ArtiosCAD на курсах по проектированию гофрированной упаковки» (PDF) , Technology Education Journal , 13 , North Carolina A&T State University , дата обращения 12 октября 2024 г.
  14. ^ Twede, D (2001). Картоны, ящики и гофрированный картон (PDF) (Второе издание). Институт специалистов по упаковке.
  15. ^ Хэнлон, Дж. Ф. (1998). Справочник по проектированию корпусов (3-е изд.). CRC. Press. С. 18–29.
  16. ^ Международный кодекс по древесноволокнистым плитам, FEFCO, 2007 г.
  17. ^ Справочник Fibre Box (75-е изд.). Ассоциация Fibre Box. 2016.
  18. ^ de la Fuente*, Javier (2011), «Исследование прочности на сжатие коробок из гофрированного картона BlissStyle», Journal of Applied Packaging Research , 10 (4): 45–64 , получено 12 октября 2024 г.
  19. ^ "Kirin's Corner Cut Carton будет выставлен в MoMA". Kirin Holdings (пресс-релиз). 7 октября 2005 г. Архивировано из оригинала 1 августа 2014 г. Получено 12 октября 2018 г.
  20. ↑ US 6073833, Desrosiers, Marc; Jette, Luc & Tremblay, Jean-Pierre et al., «Shelf ready shipping container», опубликовано 2000-06-13, передано McNeil-PPC Inc. 
  21. ↑ US 5881884, Подосек, Эдвард, «Транспортная и демонстрационная картонная тара и заготовки для нее», опубликовано 16 марта 1999 г., передано Avery Dennison Corp. 
  22. ^ US 8342335, Couture, David G., «Система отображения товаров для отправки на полках», опубликовано 01.01.2013, передано Rock-Tenn Shared Services LLC 
  23. ↑ Заявка США 20050184139, Gasior, Wayne, «Дело, готовое к показу», опубликовано 25 августа 2005 г., передано Georgia Pacific Corp. , с тех пор отклонено. 
  24. ↑ US 6523692, Грегори, Джеймс У., «Складывающаяся пополам транспортная/демонстрационная коробка», опубликовано 25.02.2003, передано Fort James Corp. 
  25. ↑ US 5372299, Эджертон, младший, Эрик; Дженноне, Джон Д. и Уилан, Кеннет и др., «Комбинированная транспортная и демонстрационная коробка для продукции», опубликовано 13 декабря 1994 г., передано BASF Corp. 
  26. ↑ US 5657872, Лефтич, Роберт Блейк; Мэтьюз, Линда Сьюзан и Бурда, Тимоти Пол, «Контейнер для транспортировки/демонстрации», опубликовано 19 августа 1997 г., передано The Procter and Gamble Company и Stone Container Corp. 
  27. ^ Стандарт ASTM D3951 — Стандартная практика для коммерческой упаковки
  28. ^ Maloney, JC (июль 2003 г.). «История и значение военной упаковки» (PDF) . Группа политики в области оборонной упаковки . Агентство оборонной логистики. Архивировано из оригинала (PDF) 2018-09-15.
  29. ^ ISO 16104 - 2003 Упаковка. Транспортная упаковка для опасных грузов. Методы испытаний.
  30. ^ Программа обучения упаковке опасных материалов (второе издание). Ассоциация Fibre Box. 2022.
  31. ^ ASTM D1974, Стандартная практика закрытия гофрированных коробок.

Книги, общие ссылки

Стандарты ASTM