Проектування тари з гофрокартону

Для найбільш економічного забезпечення необхідної кубатури коробка повинна мати співвідношення розмірів сторін 2: 1: 2 (тобто довжина вдвічі більше ширини, а висота дорівнює довжині). Коли випускається має такі пропорції коробка з чотирма рівновеликими клапанами, певний обсяг тари забезпечується при мінімальній витраті картону, незважаючи на те що при цьому ми не враховуємо витрати на матеріал, необхідний для з'єднання фабричного шва. Цим принципом можна керуватися при проектуванні будь-яких коробок, за винятком дуже маленьких.

Коробки, довжина яких удвічі більше ширини, мають ще й ту перевагу, що під час штабелювання їх можна ставити з перекриттям, що забезпечує більшу стійкість штабеля. Кожна коробка може ставитися перпендикулярно коробкам нижнього ряду. Протягом довгого часу найбільш невідповідною для складування формою коробки вважався правильний куб, який абсолютно неможливо укласти в штабелі з перекриттям, але в наші дні, завдяки поширенню розтягуваних і термозбіжних плівок для фіксації вантажу на піддоні, стало можливим використання коробок, що укладаються вертикально. Щоб важкі товари не транспортувалися всередині ящика, слід використовувати обгортковий матеріал відповідної товщини. Легкі вироби можуть утримуватися плівковою обгорткою, натягиваемой поверх кутів піддонів з виступами (в цьому випадку вантаж фіксується безпосередньо на піддоні) або за допомогою похилих кутових підпірок, закріплених плівкою, що розтягується.

Якщо у виробника тари є можливість вибирати спосіб розташування вмісту всередині коробки, бажано уважно проаналізувати, якими мають бути пропорції коробки з точки зору максимально ефективного використання місця на складі і в транспортних засобах під час перевезення. Найбільш підходяща форма коробки визначається з урахуванням ширини конвеєра, розмірів корисного об'єму вантажних автомобілів і залізничних вагонів, а також розмірів піддонів; від цих чинників залежить і вибір одного зі стандартних розмірів поддона- наприклад, досить широко поширений розмір 42 × 48 дюймів (106,7 на 121,9 см). Бажано, щоб яруси коробок ставилися з перекриттям і при цьому відхилення (виступ за лінію вертикальних стінок коробок) становила трохи більше одного дюйма (2,5 см), а незаповнений простір було б мінімальним.

Деякі види товарів можуть щільно притискатися один до одного всередині коробки, тоді як при упаковці крихких предметів або таких, на поверхні яких не повинно залишитися подряпин, потрібно використовувати амортизуючі прокладки або роздільники з гофрокартону, показані на рис. 14.7.

вибір гофра

Вибір гофра визначається тим, які вироби будуть упаковані в коробку; особливо важливо врахувати крихкість, щільність і стійкість цих предметів. У випадках, коли важливо забезпечити міцність на стиск у вертикальному напрямку (наприклад, при упаковці товарів, що не мають стійкості всередині упаковки, що зберігаються на складі в штабелях дуже великої висоти) найбільш підходить гофр А. Гофрокартон цього профілю добре підійде і для амортизації тендітних виробів - крім виробів, що мають велику щільність, упаковка яких повинна мати більш високим опором площинному стисненню (див. табл. 14.3).

Гофрований папір профілю В має більше ліній зіткнення з картоном плоского шару, тому такий картон краще підійде в тих випадках, де потрібна велика міцність до роздавлювання. Крім того, такий гофрокартон більш міцний в області риловочно ліній, які часто розриваються, коли в ящик упаковані консерви в металевих банках, і має більший опір раздавливанию в вертикальному напрямку. Гофрокартон профілю В легше складається, завдяки чому коробки маленького розміру мають більш акуратний вигляд.

Мал. 14.7. Для амортизації тендітних предметів використовуються різні види прокладок, блоків і підпірок, виготовлених з гофрокартону. Перегородки типів Л, В і С використовуються підприємствами, що виробляють скляні вироби, які підлягають подальшій обробці

Досить поширеним матеріалом, який поєднує d собі гідності гофров Аі В, є гофр С. Цей матеріал володіє досить хорошим опором стисненню і цілком прийнятний по міцності. Гофр З випускається повсюдно, тому проблем з його придбанням не виникає; він добре підходить для упаковки багатьох видів товарів.

Гофр А підходить для внутрішніх деталей упаковки завдяки більшій товщині і найкращим амортизирующим властивостями, але при цьому повинна враховуватися щільність упаковуваного товару, оскільки під дією його ваги гофри можуть сплющуватися. В даний час для внутрішніх перегородок і фіксації товарів всередині упаковки іноді також використовується гофр Е. Такі перегородки займають менший об'єм і при упаковці виробів невисокий ступінь крихкості відокремлюють їх один від одного, захищаючи від подряпин.

напрямок гофра

Як правило, гофри спрямовані вертикально, так як в цьому випадку забезпечується максимальний опір стисненню. Гофрокартон внутрішніх деталей коробки також має вертикально спрямовані гофри, але напрямок гофров у картону прокладки іноді буває горизонтальним, так як це захищає вміст від поштовхів при спуску по лотку або жолобу, транспортуванні на конвеєрі або при трясці в вантажних вагонах. Насправді міцність гофрокартону з горизонтальним або вертикальним напрямком гофров відрізняється ненабагато. На основі наведених нижче даних видно, що гофрокартон профілю В більший опір стисненню має в горизонтальному напрямку.

Опір стиску гофров горизонтального напрямку або в разі штабелювання в горизонтальному положенні складає:

горизонтальний гофр А = 80% від опору вертикального гофра А;

горизонтальний гофр В = 120% від опору вертикального гофра В;

горизонтальний гофр С = 90% від опору вертикального гофра С;

горизонтальний гофр Е = 150% від опору вертикального гофра Е.

На висікаються коробках друк можна досить економічно здійснювати за допомогою гумового друкованого штампа одночасно з висікання клапанів і нанесенням вертикальних ліній рілевкі. Машина, що використовується в цьому випадку, називається друковано-висікально верстатом. На такому верстаті найчастіше здійснюється одно- або двоколірний друк, але існують і моделі, розраховані на друк зображення чотирьох і більше квітів. На гофрокартоне можна друкувати зображення з використанням напівтонів і кольору, що отримується накладенням фарб, але при цьому потрібно досить складна налагодження устаткування, яка окупається тільки в разі випуску великої партії коробок. Крім того, висока якість надрукованого на коробці зображення можна забезпечити за допомогою запечатування зовнішнього листа плоского шару на стандартному друкованому пресі перед наклеюванням його на гофрований шар.

опір стиску

На практиці в разі необхідності довгострокового зберігання коробок необхідно визначати допустиму безпечну навантаження, рівну чверті міцності на стиск порожньої коробки. Наприклад, якщо при випробуванні на стиснення порожня коробка з запечатаними клапанами мнеться під впливом 800 фунтів ваги (363 кг), то максимальне навантаження під час штабелювання для коробки нижнього ярусу в нормальних умовах зберігання на складі складе 200 фунтів (90,7 кг).

При більш точному способі наближеного обчислення міцності на стиск в розрахунок приймається і показник втомної міцності, залежить від передбачуваної тривалості зберігання коробок, після чого враховується фактор вологості, залежить від кліматичної зони і пори року. Щоб визначити опір стисненню за допомогою цього методу, спочатку подивіться на графік (рис. 14.9). Підрахуйте периметр коробки (внутрішня довжина + ширина х 2), результат випробування на продавлювання по Мулленом і тип гофра. Числа, зазначені на графіку, відповідають вантажу, який коробка може витримати протягом декількох днів. Результат слід помножити на зазначений в табл. 14.5 відсоток, відповідний передбачуваному терміну зберігання. Потім в табл. 14.6 слід знайти показник максимальної вологості, можливої ​​протягом періоду зберігання, і помножити на нього отриманий раніше результат, відповідний максимальному навантаженні, безпечної з точки зору міцності нижньої коробки в штабелі; при цьому, природно, мається на увазі, що коробка зроблена досить якісно. При обох методах приблизного підрахунку мається на увазі, що вміст не має власної стійкістю, і все навантаження припадає на коробку.

Все ж слід відзначити, що результат традиційного випробування на продавлювання по Мулленом, який використовується в вищенаведеної формулі, в дійсності має мало спільного з опором стисненню, властивому даній коробці. Дослідникам було потрібно багато років, щоб розробити прийнятний спосіб випробування на торцеве стиснення (Edgewise Compression Test, ЕСТ). Тільки порівняно недавно цей метод був визнаний в якості можливого способу вимірювання міцності гофрокартону; він є найбільш зручним в сучасних умовах транспортування і зберігання товарів на складах.

Одним з перших відкриттів в цій області став той факт, що навантаження розподіляється на різних ділянках стінок і ребер коробки нерівномірно. Найбільше навантаження зосереджена в області вертикальних кутів. На середні ділянки ребер доводиться тільки від половини до двох третин навантаження, яка працювала в області кутів коробки.

Мал. 14.9. Хоча на цьому графіку, що показує стандартне опір стисненню коробки з чотирма рівновеликими клапанами, складна послідовність обчислень представлена ​​дещо спрощено, в більшості випадків більш точних обчислень не потрібно. У високих вузьких коробок, а також коробок, на яких досить велике місце займає надруковане зображення, опір стисненню на 10% нижче. Міцність слойного гофрокартона на 50% більше, ніж у тришарового з того ж матеріалу

Розробці технології проведення випробувань, на які не впливали б ці та інші відхилення характеристик гофрокартону, заважало і те, що картон профілю А, В і С має різний межа міцності при стисненні. Нарешті, все ж вдалося розробити таке випробування на торцеве стиснення (ЕСТ) пробних екземплярів, при якому одна і та ж формула підходить для гофров будь-якого розміру. Все що використовуються зразки гофрокартону мають ширину 2 дюйма (51 мм), але відрізняються по висоті: гофр А має висоту 2 дюйма (51 мм), гофр В - 1,25 дюйма (31,8 мм), а гофр С - 1,5 дюйма (38 мм). Верхня і нижня сторони зразка на чверть дюйма (6,35 мм) занурюються в віск, за допомогою чого надається жорсткість відкритим зрізах вертикально спрямованих гофров.

Опір стиску протягом багатьох років досліджувалося групою фахівців американського Інституту хімії паперових матеріалів (Institute of Paper Chemistry).

Таблиця 14.4. втомна міцність

Тривалість зберігання вантажу

В результаті була створена формула, названа по імені Р. С. Маккі (R.С. МсКее), керівника цього колективу. Розроблена тоді формула Маккі, що дозволяє обчислити межа міцності гофрокартону при стисненні, досить складна і застосовується у випадках, коли необхідна особлива точність, тоді як найчастіше пакувальним підприємствам досить результатів обчислення за спрощеною формулою, розробленої дещо пізніше:

де С- межа міцності на стиск при штабелировании, фунтів; Рт - міцність при торцевому стисненні, фунтів на дюйм; h - товщина гофрованого шару, дюйми; Z - периметр коробки (2L + 2W), дюйми.

Фахівці з пакувальним технологіям повинні особливо уважно поставитися до визначення того, яку межу міцності на стиск повинна мати коробка. На пакувальних підприємствах вантаж не штабелюються на піддонах більш ніж в два яруси, тоді як власники складів транзитних товарів, а також оптових і оптово-роздрібних складів в даний час прагнуть уникнути будівництва нових приміщень, розміщуючи товар на своїх складах якомога вищими штабелями. На багатьох сучасних складах піддони штабелюються, як мінімум, в чотири яруси. Крім того, слід враховувати, що в південних областях більшу частину часу зберігаються висока вологість і температура. Крім цих трьох основних ворогів транспортної тари існує і четвертий - транспортні засоби, що застосовуються для доставки вантажів.

Керівництво підприємств часто висловлює невдоволення надмірною вартістю транспортної тари і постійно прагне знизити ці витрати, але в дійсності вони помиляються, так як через невідповідну або недостатньої упаковки при транспортуванні і зберіганні продукції підприємства несуть значно більших збитків. Саме за рахунок зниження таких втрат можна збільшити прибуток від поставки і продажу будь-якої продукції.