guia papelão ondulado, Manuais, Projetos, Pesquisas de Produção Gráfica

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Guia

Prático

Em

Papelão

Ondulado

ÌNDICE

1 – Embalagem ............................................................................................

Introdução

Tipos de Embalagens

Embalagens de Papelão Ondulado

2 – O Papelão Ondulado .............................................................................

Matéria-Prima

Tipos de ondas

Chapa de papelão

3 – Caixas de papelão ondulado................................................................

Tipos de caixas

Tipos de acessórios

4 – Dimensionamento ................................................................................

Compensações

Dimensões Internas – Caixas Normais

Dimensões Internas – Caixas Corte-Vinco

5 – Desenvolvimento de nova embalagens ............................................

Resistência a compressão

Cálculo de tara

6 – Controle de Qualidade .......................................................................

Controle de papéis

Controle de chapas

Testes físicos

7 – Produção de uma embalagem ...........................................................

Onduladeira

Clichês

Formas Corte e vinco

Palletização

8 – Acondicionamento,Manuseio e Estocagem ....................................

Tipos de Arranjos

Estocagem

9 – Fator de Segurança ...........................................................................

Fatores de perda resistência de uma caixa papelão ondulado

Como calcular o fator de segurança e a resistência da caixa

2 – O PAPELÃO ONDULADO

O papelão ondulado é a estrutura em forma de placa composta por um ou dois elementos ondulados (miolos)

fixados a um ou mais elementos planos (capa), por meio de adesivo aplicado no topo das ondas em equipamento

automático.

O processo de fabricação das chapas de papelão ondulado chama-se ondulação.

A composição do papelão ondulado é obtida através das várias combinações de papéis capa e miolo,

definidas através de testes físicos os quais determinarão o desempenho que se espera da embalagem projetada.

Estas “receitas” de qualidades de papelão ondulado estão descritas em nossa tabela de especificação (Anexo 01)

que define ainda as gramaturas e respectivos testes de resistência física para cada composição existente.

É comum relacionar a coloração do papelão com sua eficiência. É importante salientar que as

tonalidades dos papéis capa são conseqüências dos diferentes tipos de matéria-prima e processo de fabricação,

não implicando em conceito de qualidade, pois é possível obter papéis com variação de tonalidades com as

mesmas características físicas e vice-versa.

Capa Externa

Miolo

Capa Interna

MATÉRIA-PRIMA

Como descrito anteriormente, as embalagens de transporte papelão ondulado

são utilizadas em praticamente todos os seguimentos da indústria e vem ganhando

espaço em substituição de outros tipos de embalagens que utilizam matéria-prima de

extração como é o caso da madeira ou que contaminam o meio ambiente, podemos

citar o isopor e o plástico. Mesmo a extração com reflorestamento, interfere no

equilíbrio ambiental, pois se trata de um processo cíclico não permitindo o

desenvolvimento de espécies nativas de forma contínua.

Tem sido cada vez mais difundida a idéia de utilização de embalagens que

possam ser recicladas e utilizadas como insumo na fabricação de novas embalagens

e no desenvolvimento de alternativas para a substituição de matérias-primas

tradicionais.

A Paraibuna desenvolve um papel que possui como alternativa em sua

composição a reciclagem de papel. Por mês, reutilizamos cerca de 7 mil toneladas

de aparas, deixando de derrubar 150 mil árvores.

A cada 1 tonelada de papel reciclado e biodegradável deixam de ser cortadas 15 a

20 árvores adultas, o que poupa 400 m³ de água e economiza mais de 500 kwh de

energia.

Todos estes números contribuem também para o desenvolvimento sócio-econômico,

na geração de três mil empregos indiretos, além da oportunidade de reinserção

social e profissional.

O esquema a seguir demonstra de forma bem simplificada a formação da chapa na onduladeira onde

são combinados os papéis da composição a ser produzida. A máquina possui cilindros corrugadores para

formação de onda “B”, onda “C”,onda “ E “ e a chapa parede dupla onda “BC” é a junção destas duas ondas + a

capa intermediária que é colada entre as duas ondas.

As chapas com parede múltipla, podem ser fabricadas em onduladeira com mais cabeçotes de

corrugadores ou com a colagem sucessiva entre face simples e uma parede simples.

O processo de corrugação do miolo é a moldagem do papel por ação do calor, os cilindros corrugadores

trabalham a uma temperatura de 160 a 180 graus secando o papel e induzindo a formação da onda.

Na saída da onduladeira existe o processo de corte e vincagem da chapa, nesse estágio é onde se

determina o comprimento e largura da chapa.

Miolo

Face

simples

Capa

Face

simples

Cilindro

Prensa

Cilindros

Corrugadores

Miolo

Cilindros

Corrugadores

Esquema com Cilindro Prensa Esquema com Cinta

Belt

3 – CAIXAS DE PAPELÃO ONDULADO

O critério utilizado na classificação dos diferentes estilos de caixas de papelão ondulado foi dar a cada

caixa um número, de acordo com norma ABPO-PO/C1 de 1995. Comercialmente para as caixas normais foram

definidos nomes conforme a posição e dimensão de abas, que foram abaixo descritos.

CAIXAS TIPO NORMAL – GRUPO 02

São as caixas mais utilizadas no transporte de produto de qualquer segmento da indústria. É designada

deste modo devido a ser a forma mais simplificada de transformação de uma chapa de papelão em uma

embalagem tridimensional utilizando os recursos básicos de produção dentro do processo de fabricação de

embalagens de papelão ondulado.

Dentro as caixas normais as mais conhecidas são:

(0200) MCN – Meia caixa normal

(0201) CN – Caixa normal (as abas externas se encontram na parte superior e

inferior da caixa)

(0202) CNSP – Caixa normal com sobreposição parcial ou total de abas

(0205) CNAII – Caixa normal com abas internas igualadas

(0209) CNAR - Caixa normal com abas reduzidas

CAIXAS TIPO GAVETA – GRUPO 05

Consistem de várias cintas que se introduzem em diferentes direções, umas nas outras. Este grupo

também inclui cintas externas para outras caixas.

CAIXAS TIPO RÍGIDO – GRUPO 06

São caixas de duas peças separadas para formação das testeiras e um corpo que requerem

grampeamento, ou operação semelhante, para montagem da caixa. Normalmente são caixas grandes que

ultrapassam os limites de fabricação de chapa.

(

( c

c o

o d

d 0

0 5

5 1

1 2

2 )

)

CAIXAS TIPO PRÉ-MONTADO – GRUPO 07

São caixas basicamente de uma peça com fundo automático ou semi-automático. Estas

caixas podem ter ou não junta de fabricação e são fabricadas com a utilização de ferramentas corte-

vinco. A colagem do fundo é feito manualmente ( Sob consulta ).

ACESSÓRIOS INTERNOS – GRUPO 09

ACESSÓRIOS

Normalmente as embalagens possuem acessórios que tem a função de auxiliar na resistência da caixa,

separar as embalagens intermediárias ou melhorar a acomodação do produto. Qualquer que seja a sua função é

importante conhecer bem a nomenclatura dos acessórios para facilitar o seu dimensionamento e determinação

do sentido de onda, que é responsável da resistência do acessório.

Estes acessórios são produzidos com a utilização de vincadores, máquinas sloteadeiras ou facas corte-

vinco quando se tratar de um calço com encaixes e cortes peculiares ao produto.

( (ccoodd 00771122 ))

Igualador de Abas

( (ccoodd 00990000 ))

Tabuleiro

c

c o

o d

d 0

Separador altura-largura

c

c o

o d

d 0

4 – DIMENSIONAMENTO

O dimensionamento de caixas de papelão ondulado, seja para normais ou corte-vinco sempre terá como

base a transformação do sistema tridimensional ( comprimento, largura e altura internos ) em um sistema de

coordenadas ( comprimento e largura de chapa), ou seja planificando a caixa e a transformando em chapa com

os respectivos ajustes e compensações.

Todo o processo produtivo da embalagem de papelão ondulado já está dimensionado para ter como

base estas duas dimensões, porém é importante salientar que sempre teremos como ponto de partida as

medidas internas da embalagem.

COMPENSAÇÕES

Ao dobrar-se uma chapa de papelão ondulado, a medida interna resultante não é a mesma medida entre

os vincos marcados na chapa plana, isso porque nos vincos, o amassamento que se verifica, leva o ponto de

vincagem (P) para o interior da espessura da chapa. Em virtude disso, na chapa plana, é necessário que a

dimensão de vinco a vinco na chapa seja maior que a medida interna desejada. Esse acréscimo na medida da

chapa planificada, é denominado compensação. Por convenção o valor da compensação para cada dobra na

chapa de papelão corresponde a ½ espessura dessa mesma chapa. Por conseqüência um painel de uma caixa

qualquer que é formado por duas dobras consecutivas terá acrescido em sua medida planificada o valor de (01)

uma espessura. Observe desenho abaixo.

Essa análise é feita para todo dimensionamento de embalagem, seja ela corte-vinco ou normal. Uma vez

planificada a caixa com a junção de todos os painéis que compõe a embalagem já com as respectivas

compensações é determinada à área liquida da caixa ( comprimento de chapa × largura de chapa ). O

comprimento da chapa é obtido pela somatória das dimensões compensadas (de vinco a vinco) de cada painel

que compõe esta dimensão de chapa. Para a largura da chapa é utilizado o mesmo processo. Quando se tratar

de uma embalagem corte-vinco o dimensionamento origina um desenho técnico da embalagem que será utilizado

para determinação do custo da ferramenta de corte que normalmente é incluído no primeiro pedido do cliente.

DIMENSÕES INTERNAS - CAIXAS NORMAIS

O dimensional interno da caixa que origina todo o dimensionamento pode ser obtido através de uma

amostra fornecida pelo cliente, que atualmente é o mais usual, ou pelo fornecimento do produto a ser embalado.

Em alguns concorrentes é comum a obtenção do dimensional interno da caixa medindo as arestas das abas que

determinam o entalhe (sloter) da caixa e as considerando como comprimento e largura internos. Porém em nossa

análise as diferenças entre as espessuras das facas de sloteamento e as variações das compensações de

fabricante para fabricante nos leva a crer que este não é o procedimento mais adequado para a obtenção destas

dimensões. E até mesmo a altura interna da caixa segue critérios que estaremos discutindo mais adiante.

A obtenção das dimensões em caixas normais tomando como base a amostra do concorrente é feita da

seguinte maneira na Paraibuna.

1- Desmontagem da junta de fabricação da caixa para fazer o dimensionamento com a embalagem

planificada.

2- Identificação do tipo de onda que a embalagem será dimensionada. Se houver dúvidas de qual é a onda da

amostra do concorrente, utilize a tabela da página 04 e observe a quantidade de ondas existentes em 100

mm e qual a onda correspondente.

3- Comprimento interno – Com a caixa planificada, considere os dois painéis centrais da embalagem, o maior

corresponde a lateral da caixa (comprimento), obtenha a dimensão de vinco a vinco com a escala

posicionada paralelamente aos vincos das abas da caixa, e subtraia o valor da compensação que

corresponde a uma espessura da chapa conforme observado no item 2.

4- Largura interna – Considere o mesmo procedimento, porém medindo o painel menor que corresponde a

testeira (largura).

5- Altura interna – Para esta dimensão é necessário observar que após a montagem da caixa as abas internas

ocupam espaço na altura, por isso a compensações nesta dimensão é maior que na outras dimensões.

Considere as seguintes compensações onda ”B” =5 mm, onda ”C” =7 mm, onda ”BC” =12 mm. Pois bem,

obtenha a distância entre os vincos das abas, posicionando a escala paralelamente aos vincos verticais da

caixa, depois subtraia o valor da compensação correspondente de acordo com o tipo de onda da chapa.

Observe abaixo o desenho da planificação da caixa normal com nomenclatura das partes que a compõe.

ENTALHES

DIMENSÕES INTERNAS CAIXAS CORTE-VINCO

A obtenção das medidas internas das caixas corte-vinco, são obtidas de maneira semelhante, porém considerando os

painéis da caixa que melhor representam estas dimensões depois da montagem. A importância da definição das dimensões

internas para as corte-vinco é a possibilidade de utilização das ferramentas de corte já existentes na fábrica em referências de

novos clientes que tenham dimensional semelhante.

5 - DESENVOLVIMENTO DE NOVAS EMBALAGENS

Altura

ABAS INFERIORES

TESTEIRA

LATERAL

Comprimento

No tópico anterior vimos como é realizado o dimensionamento da embalagem considerando as grandezas escalares

para fabricação da caixa. Agora incluiremos em nossa análise grandezas vetoriais relacionadas à resistência física, umidade,

temperatura e tempo.

O objetivo do desenvolvimento é projetar a embalagem que assegure a integridade do produto durante o transporte e

tempo de armazenagem nas diversas condições climáticas e inúmeros manuseios desta embalagem. Para isto, o projetista

deverá conhecer todas as variáveis necessárias para elaboração de um bom projeto.

• Característica do produto: tipo, dimensões, peso, quantidade, arranjo.
• Condições de armazenagem e transporte da embalagem com produto.
• Empilhamento : quantidades de caixas no deposito, no transporte e no destino.
• Condição de estocagem das embalagens vazias.
• Meio de transporte : rodoviário, aéreo ou marítimo.
• Mercado a que se destina : doméstico ou exportação
• Condições climáticas : antes, durante a até após o transporte.
• Condições de movimentação : mecânica ou manual.
• Montagem e fechamento das caixas : mecânica ou manual.

RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO

A resistência da caixa á compressão é atualmente um dos parâmetros mais utilizados para

determinação do material que deve ser constituída a embalagem. A determinação desta resistência, depende

basicamente do peso a ser embalado e da quantidade de caixas que serão empilhadas na estocagem com

produto até o ponto de venda.

Podemos utilizar o auxílio de equipamento para teste de compressão em amostras com a composição a

ser indicada e fazer a verificação da resistência desta embalagem. Ou ainda, dimensionar a resistência da caixa

através de calculo teórico conhecido como Fórmula de Mackee.

RC = K. C. Raiz(e. P)

RC

C = ---------------------

K. Raiz( e. P)

Onde: RC = Resistência à compressão..........................................(kgf)

K = Constante 5,6 para onda B ou C / 4,9 para onda BC

C = Resistência de coluna ..............................................(kgf/cm)

E = Espessura do papelão....................................................(cm)

P = Perímetro da caixa ( 2 x C + 2 x L ).............................(cm)

Quando se deseja encontrar o valor da resistência à coluna ao invés a resistência à compressão, deve-

se levar em conta a quantidade de embalagens a serem empilhadas no armazenamento do produto e o peso que

a embalagem comporta. Estes dois valores multiplicados resultam no peso que a pilha de caixas terá, e será

considerado valor da RC para cálculo da coluna, que posteriormente será utilizado para definir o papelão mais

adequado para a embalagem a ser desenvolvida por intermédio de nossa tabela de composições de papelão

ondulado.

É bom lembrarmos que o valor da RC estimado em função do peso do conteúdo e quantidade de

empilhamento não são os únicos fatores que interferem na performance da embalagem como já vimos

anteriormente. Por isso mesmo é que a RC, no cálculo para determinação da coluna (C), deve ser

( C x L ) x G

T (LÍQ) = -------------------

1, 025

T (LÍQ) =[ ( C x L )-Aentalhes ] x G

Onde : T(LIQ)= Tara líquida da caixa...................................................(g)

C = Comprimento da chapa sem refile...................................(m)

L = Largura da chapa sem refile............................................(m)

G = Gramatura da chapa...................................................(g/m²)

Aentalhes = Somatória das áreas dos entalhes e furos ...........(m²)

1,025 = Fator que corresponde a – 2,5% de entalhes e sobras

O fator de – 2,5% utilizado no desconto de entalhes para caixas normais é referente a uma média

encontrada em nossa produção, o valor correspondente à tara da caixa normal utilizando este cálculo varia entre

6 – CONTROLE DE QUALIDADE

A diferença básica existente entre os papéis está no processo de fabricação.

Os papeis de “vida curta”, tais como papel jornal, lenço, guardanapo e os sanitários, são fabricados pelo

processo mecânico, ou seja, os vegetais utilizados na fabricação do papel são cozidos lentamente e em seguida,

mecanicamente, são moídos até se transformarem em uma pasta para a transformação do papel.

Alguns produtos necessitam de papéis mais resistentes porém com custo baixo para seu embalamento.

É o caso, por exemplo, de sacos para cimento, sacolas para uso diverso, pacotes para mantimentos, e o próprio

papelão ondulado. Esses papéis são fabricados a partir de um rápido cozimento das fibras vegetais, e adiciona-

se ao seu processo produtos químicos. Daí o nome, químico ou semiquímico.

Na fabricação do papelão ondulado, esses papéis precisam ter certas características que garantam um

produto final de acordo com as especificações do cliente. Por isso passam pro vários ensaios de laboratório, para

verificação de não-conformidades.

CONTROLE DE PAPÉIS

Abaixo são descritos os testes que normalmente são feitos em recebimento do papel. Os procedimentos

dos testes realizados não serão descritos aqui, pois este manual tem o objetivo de fornecer conhecimentos

genéricos, caso haja interesse as normas da ABPO para estes ensaios estão disponíveis no Setor de Controle de

Qualidade.

Compressão de caixas - Teste efetuado para medir a resistência á compressão da embalagem de

papelão ondulado. O resultado é expresso em Kgf, N , kN.

Gramatura – Peso de um metro quadrado (m²) de papel expresso em gramas(g) , é utilizado para este

ensaio um corpo de prova que corresponde a um décimo desta área para facilitar a pesagem da amostra. A

unidade desta grandeza é expressa em (g/m²).

Umidade – Quantidade de água contida em um metro quadrado do papel expressa em porcentagem. Esse

ensaio é realizado com a utilização da balança analítica e da estufa para secagem do papel, a diferença entre as

pesagens, antes e depois da estufa, determina a umidade do papel.

Caixa

Força

Norma: NBR 11950

Norma: NBR 6739