MATERIALES DE EMPAQUE, ENVASE, EMBALAJE MATERIALES CELULOSICOS CARTON CORRUGADO Se denominan generalmente cartones aquellos materiales cuyo peso base es mayor a 250 g/m2. Estos se identifican y comercializan por su peso base o por su calibre, dependiendo del productor. Se utilizan en la elaboración de cajas y de otros recipientes de variadas formas, como los del cuerpo cilíndrico plásticas o de cartón, y tapas metálicas.

Corrugador para cartón cara sencilla

Corrugador para cartón doble cara

Corrugador para cartón doble pared

Corrugador para cartón especial tipo embalaje PRINCIPALES APLICACIONES Los papeles, cartulinas y cartones producidos en el país, se transforman, generalmente en bolsas, sacos, cajas plegadizas, empaques corrugados, y otros recipientes. BOLSAS Y SACOS La principal utilización del papel en la industria de empaques se encuentra en la fabricación de bolsas y sacos. Estos últimos empaques presentan igual forma que las bolsas, pero diferente tamaño, capacidad y resistencia del material que los conforma. Los fabricantes producen diversos tipos de bolsas de papel, a partir de rollos, lo cual permite la fabricación de grandes cantidades de empaques a precios relativamente bajos. Las formas más usuales son las siguientes: bolsas con fondo plano, sin pliegues laterales (fuelle). Las uniones, en general, se realizan mediante adhesivos y algunas pocas cosidas. Sus capacidades varían desde 12 g hasta 12 kg. Las bolsas de capacidades superiores se consideran bajo la denominación de sacos. Los precios de las bolsas dependen de su forma, del tipo de papel, de la impresión y de la cantidad del pedido. En los sacos se utilizan papeles naturales y blancos de alta y baja elongación. En este caso, como las resistencias a los esfuerzos son determinantes en la conservación del contenido, las empresas aconsejan a través de sus técnicos los diseños y materiales más adecuados. Las formas más usuales son los sacos planos, con una costura longitudinal y una en el fondo, o con pliegues laterales y una costura en el fondo. CAJAS PLEGADIZAS Hacia el año 1840 se inició la utilización del cartón para la elaboración de cajas. pero debido a la gran cantidad de mano de obra que se requería en su fabricación, éstas tan solo se usaban para artículos muy lujosos. En el año 1879 se perfeccionó el método de grafar y cortar el cartón para darle forma al empaque. La compañía National Biscuit en Estados Unidos introdujo en el mercado una galleta de soda a la cual Ilamó Uneeda Biscuit. Para proteger su aroma y sabor, la nueva galleta fue empacada en una cajita plegable, la que se envolvió en un papel parafinado y todo el conjunto se cubrió con un papel bellamente impreso. Esto sucedió en el año 1897. El éxito fue resonante e inmediatamente los competidores siguieron el ejemplo. ¿Por qué? Porque unido a una simple estructura, la impresión de la marca, el nombre del producto y un mensaje publicitario, iba emparejando la eficiencia en la producción y empaque, ingredientes todos ellos de un acontecimiento histórico, dentro del proceso de comercialización y ventas. A partir de ese momento, las empresas dedicadas a la elaboración de empaques crecen día a día, crecimiento al cual ha contribuido el desarrollo tecnológico de las artes gráficas.

Entre las ventajas que tienen los plegables de cartulina se encuentra su bajo costo comparativo con otros empaques, la buena resistencia y la gran apariencia que la destaca fácilmente en las estanterías donde se exhiben. Además de lo anterior, son empaques cuyo costo de moldes o troqueles para su fabricación son económicos, lo cual permite que se fabriquen pequeños volúmenes. Otra ventaja es que su fabricación es muy precisa, lo cual permite que se utilicen equipos de muy alta eficiencia, para llenar y cerrar. A todo lo anterior se suma la gran variedad de estilos y formas que pueden fabricarse. En la fabricación de las cajas plegadizas se utilizan las cartulinas en una amplia variedad de gramajes, y calidades, o higiénicamente apropiadas para alimentos. Las compañías productoras aconsejan el diseño estructural y el tipo de cartulina más apropiado según el producto a empacar. En este tipo de empaques los factores que más interesan son la plegabilidad, la rigidez del material y la toxicidad de las tintas, las cuales deben ser autorizadas para emplearse en la impresión de los empaques para alimentos. Las cajas generalmente se forman mediante el pegado de las diferentes aletas y muy pocas o casi ninguna de las utilizadas con alimentos se cierran con ganchos. Las cartulinas empleadas en este tipo de empaques deben tener niveles adecuados de absorción de tintas, ya que éstas son sometidas a impresiones delicadas y complejas, donde estos tratamientos son en el aspecto comercial, muy importantes. Con las cartulinas se elaboran además de cajas plegadizas, vasos desechables, en diferentes formas, con asa o sin asa, impresos o no, para bebidas frías o calientes y para una gran variedad de productos. Como envases, se consideran aquí los empleados en la distribución de alimentos líquidos principalmente. En estos últimos envases se deben emplear cartulinas tratadas a laminadas, a fin de hacerlas resistentes al agua y/o a las grasas. El material impermeabilizante más utilizado en el país es el polietileno, sus envases se utilizan para conservar productos lácteos y jugos de fruta principalmente. CAJAS DE CARTÓN CORRUGADO Un tipo muy común de empaque para la distribución es la caja de cartón. La primera patente para hacer cartón corrugado se presentó en Inglaterra en el año 1856. En los Estados Unidos la patente para su fabricación fue presentada por A.L. Jones en 1871, él patentó una hoja plana adherida a una ondulada. Ese material se usó preferentemente para empacar piezas delicadas como vidrio, cerámica, etc. La primera caja que se fabricó con un material rígido o sea, con dos caras planas laminadas a una ondulada, fue para un cereal. A partir de ese entonces, 1903, el gobierno de los Estados Unidos oficializó el cartón ondulado como material para la fabricación de cajas. Después de la segunda guerra mundial, las cajas de cartón eran los empaques que más se utilizaban para el transporte de mercaderías hacia los centros de consumo.

En una época en que todo cambia tan de prisa, la caja de cartón se consolida como un empaque que contribuye a desarrollar todo el complejo sistema de distribución y almacenamiento, de un proceso fabril que cada vez se centraliza más. Contribuye, también, al mercadeo y venta de los productos cuando ella se utiliza como refuerzo esencial de la comunicación que dan los empaques puestos a la vista de los posibles clientes en los puestos de venta. El liderazgo de la caja de cartón se hace más patente

al observar la preocupación de las esferas gubernamentales por racionalizar sus características a través de normas elaboradas por los institutos de estandarización (ISO, TAPPI, ASTM). Esas normas establecen la relación que debe existir entre el peso del material y el tamaño de la caja y el contenido que puede soportar. Al igual que las cajas plegables, la caja de cartón puede diseñarse en variedad de estructuras para atender la diversidad de productos que existen en el mercado.

La flexibilidad en el proceso de fabricación, el bajo peso de las materias primas utilizadas en su fabricación, la resistencia al manejo durante el transporte, las posibilidades de mecanización, el aprovechamiento de sus caras para la comunicación gráfica y el bajo costo de producción, unido a la característica de ser reciclable, ha hecho de los envases y embalajes de cartón corrugado y cartulina los más apropiados, los más útiles y los más económicos para diseñar una estrategia de comercialización de productos de consumo alimenticio, confecciones, licores, diversión y en fin, toda aquella gama de productos susceptibles de venderse a través de cadenas de autoservicio, almacenes, tiendas, kioskos, etc. El cartón corrugado es uno de los materiales más conocido y empleado en el embalaje de productos en general; consta básicamente de dos capas, o liners y de un corrugado medio (onda), ubicado entre éstas y unido mediante adhesivos. El proceso de elaboración de las cajas corrugadas es relativamente sencillo. Las cintas o láminas que se obtienen de la máquina corrugadora, con cualquiera de las combinaciones de materiales anotados, pasan luego a la sección de cuchillas y "grafado", donde se cortan a las medidas exigidas, posteriormente, son troqueladas, impresas, engomadas o cosidas en sus aletas, dependiendo del tipo de caja. Estos empaques de cartón corrugado se comercializan de acuerdo con las claves que establece la normas estándar para cajas de cartón de pared sencilla" y las correspondientes a doble pared. Las compañías fabricantes prestan la asesoría técnica que se requiere en estos casos y diseña la estructura más adecuada con los materiales que dispone.

Diagrama de una maquina de fabricar kraft para corrugado

Papel Kraft para liner

CALCULO DE LA RESISTENCIA El cálculo de la resistencia de una caja corrugada depende de varios factores como su porcentaje de recuperado, la forma y cantidad de ondas. Pero para fines prácticos, en su cálculo, pueden utilizarse la fórmula de “PAINE” y la de “McKEE” como se describe a continuación:

FORMULA DE “PAINE” Con la ayuda de esta fórmula pueden calcularse la resistencia del ángulo de cartón y la resistencia total de la caja. Y = 3,2X + 51 Para corrugado de pared sencilla Y = 3,2X + 104 Para corrugado doble pared Donde Y equivale a la resistencia a la compresión en Kilogramos Donde X equivale a la carga en el ángulo diedro también en kilogramos El ángulo diedro es aquel formado en una esquina vertical de una caja corrugada. Ejemplo: Si la carga en el ángulo diedro de una caja de pared sencilla es de 40kg entonces la resistencia de toda la caja será igual a: Y = 3,2(40) + 51 = 179kg Y = 179kg FORMULA DE “McKEE” Esta fórmula sirve para calcular la resistencia a la compresión de una caja corrugada y se obtiene conociendo el calibre del kraft utilizado (Liner y médium) Y también el ancho y largo de la caja y de la presión en la columna (sección del cartón) C = 5,874 pm

HZ

Donde C equivale a la resistencia a la compresión en Kg Donde Pm equivale a la compresión de una columna en Kg Donde H es el grosor del cartón en cm Donde Z es el perímetro de la caja 2(largo + ancho) cm La compresión de la columna se refiere a la soportada por una sección del corrugado usado en la manufactura de la caja. Esta medida de la compresión es también denominada ECT o Edge Crush Test (Ver cuadro siguiente.) Medidas de la sección para la prueba de compresión Tipos de flauta A B C Ejercicio:

Dimensiones en cm 5,08cm X 5,08cm 3,81cm X 5,08cm 3,175cm X 5,08cm

Si tenemos una caja corruga con las siguientes medidas Largo 60cm X Ancho 40cm Por alto 20cm y una compresión en la columna de de 6,0 Kg/cm cual será la resistencia a la compresión de la caja? El calibre es de 3,5cm 35mm C = 5,874 pm

HZ

Pm = 6,0 Z = 2(60+40) = 200cm H = 0,35

C = 5,874 6,0

(0,35) (200)

C = (35,24) (8,36) = 294,83 kg C = 294,83 kg Cuando las cajas tienen separadores o avisperos incluidos, se deberá tener en cuenta la resistencia de estos, y adicionarse a la resistencia calculada del corrugado. Asi... Por ejemplo si la caja incluye un par de separadores con unas medidas de: Largo 60cm Ancho 40cm El perímetro de contacto con la caja será de 60 + 40 = 100cms en el caso de este ejemplo el calibre será el mismo, y la compresión en la columna será similar porque es el mismo material. Pm = 6,0 Z = 100cm H = 0,35 C = 5,874 (6,0)

(0,35) (100)

C = (35,24) (5,91) = 208,26 kg C = 208,26 kg C Completa es = 294,83 kg + 208,26 kg = 503,09kg APLICACIONES DE LAS CARTULINAS EN EMPAQUES CAJAS

ESTUCHES PLEGADIZOS APLICACIONES DE LOS CARTONES CORRUGADOS CAJAS CORRUGADAS LAMINAS DE CARTON ESTIBAS / PLATAFORMAS BANDEJAS Corrugadas para empaque de bebidas en vidrio y lata con termoencogible VIDEO: Se encuentra disponible un video aplicativo sobre fabricación del cartón corrugado y de las cajas corrugadas, en la plataforma elearning.

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Las plegadizas limitan su forma solo por la imaginación.

Fotografías de Diseños de envases de papel realizados por estudiantes de Diseño para el concurso PIDA en Suecia. ©2000-2009 Envapack