Автор: Артем Потапенко

Как показывает практика, производство даже самых простых видов коробок — процесс сложный и многоступенчатый. И кажется, что когда «на руках» уже имеется серый квадратный предмет, самая трудоемкая часть дела завершена. Однако это не так. С выпуском коробки жизнь товарной упаковки только начинается. Не менее важный и трудный этап — правильная упаковка товара. А если упаковка фигурная? А если товаров — тысячи, и цикл упаковки сокращен до максимума? В общем, целая наука, если присмотреться повнимательнее. Присмотримся?..

Быстрота и производительность

Упаковкой товара в тару могут заниматься многие. Самый простой и потому распространенный вариант — это когда коробки из картона и гофрокартона собирают, наполняют и упаковывают уже на предприятиях, изготавливающих ту или иную продукцию.   Такие предприятия зачастую еще называют «конечным потребителем коробки» или «предприятиями-фасовщиками-упаковщиками». Между тем, некоторые компании предпочитают отдавать упаковку товара «на сторону» - существует масса фирм, выполняющих фасовку товара по договору или контракту. Понятно, каждая фирма стремится расширить список предоставляемых услуг — включая и упаковку в картонную тару. Это особенно удобно, если учесть, какие серьезные требования к продвижению товара и маркетингу предъявляются сегодня на рынке.

Картонные коробки — наиболее распространенный «упаковочный» вариант. «Одежка» для товара может быть прилажена вручную, частично механизированным способом или целиком автоматически. Скорость упаковочных операций варьируется от 10 до 1000 коробок в минуту, хотя скорость выше 500 коробок в минуту используется весьма редко. Если при механизированной упаковке на стадии фасовки используется ручной труд, то скорость составляет от 40 до 60 коробок/мин. Полностью автоматизированные фасовочно-упаковочные машины, использующие складные коробки, работают на скоростях, превышающих «человеческие» - от 60 шт/мин. К слову, большинство производителей подобного оборудования уже предлагает агрегаты, с легкостью выдерживающие темп в 120-240 коробок/мин.

Для некоторых изделий, например, при упаковке сигарет, возможны и гораздо более высокие скорости фасовки (240 — 400). Пачки на 20 сигарет из особого  типа картонных заготовок с откидной крышкой и трехсторонним внутренним каркасом, упаковывают на скоростях в 400 — 700 пачек, а новому поколению упаковочных машин же доступны и скорости в 1000 пачек в минуту.

Тем не менее, какими бы ни были скорости работы машин и производительность конкретной упаковочной операции, следует выбирать оборудование исходя из конкретных потребностей каждого предприятия. Из его особенностей. Например, некоторые фирмы предпочитают вместо одной машины, чья производительность составляет 180 коробок в минуту, иметь три машины с номинальной мощностью в 60 штук в минуту.

В целом же, при выборе оборудования желательно руководствоваться несколькими критериями:

• расположение цехов и особенности технологического процесса;
• потребность одновременно упаковывать изделия разного размера;
• потребность одновременно упаковывать разные изделия;

Вообще же, в упаковочной линии последовательно выполняются следующие операции:

• подача заготовок и их последующая сборка;
• заполнение коробки изделием;
• закрывание коробки;
• контрольное взвешивание и обнаружение металлических инородных тел (в зависимости от изделия);
• финишная обработка упаковок и подготовка их к реализации.

Как показали данные исследований различных видов упаковочных линий, расположенных на разных производственных участках крупной межнациональной корпорации по выпуску товаров широкого потребления, наиболее распространенной причиной неполадок являются проблемы в секции подачи заготовок коробок.

Коробки с клееным боковым швом

Среди прочих коробок особое место занимают коробки с клееным боковым швом. По понятным причинам, процесс их обработки усложняется.

Итак, коробки, с клееным боковым швом помещаются в загрузочное устройство, из которого они поочередно извлекаются вакуумными присосками. Заготовки извлекаются из загрузочного устройства, а также собираются двумя основными методами. В первом случае присоски захватывают заготовку за одну сторонку и переносят ее в движущиеся лотки секционного конвейера. Длина каждого лотка, регулируемая секциями конвейера, автоматически уменьшается до ширины коробки, и при этом коробка формируется за счет давления на два противоположных бортика. Такой метод называют «диагональной загрузкой».

Суть второго метода заключается в том, что присоски захватывают соседние бортики, которые растягиваются в противоположных направлениях так, что картонная коробка к моменту ее сбрасывания в лоток секционного конвейера становится прямоугольной в сечении. Этот метод получил название «ротационной загрузки». При другом способе механического раскрывания используют ножи, вставляемые с обеих сторон, которые пи опускании коробки на секционный конвейер в режиме диагональной загрузки изгибаются.

При помощи методов моделирования диагональной и ротационной загрузки с измерением силы раскрывания коробок довольно подробно изучалось открытие бокового шва клееных коробок. Например, имеются сведения о склеивании картонных коробок, предварительной фальцовке и изменении силы открывания картонной коробки в зависимости от продолжительности хранения заготовок.

Добавим несколько слов о появившемся в последнее время крое картонных коробок и пачек с самоскладывающимся дном. Пачки с самоскладывающимся дном для автоматического фасования применяются редко, хотя имеют хорошие перспективы: операции по заделке дна пачек здесь не требуется . Исключается часть автомата, «отвечающая» за дно пачки — а значит, сокращаются размер и вес оборудования. Правда, при этом усложняется операция раскрытия кроя. При такой пачке, из-за ее сопротивляемости раскрытию, вакуумные захваты с раскрытием могут не справиться. Помощь потребуется от более сложного механического устройства, нежели  использующегося при раскрытии обычного кроя.

Исследования показали, что при диагональной загрузке сила раскрывания коробки после склеивания и фасования производителем коробки быстро возрастает в течение первых 6 суток хранения заготовок и стабилизируется через 2-3 месяца. При ротационной загрузке не происходит серьезного увеличения момента силы раскрытия коробки в течение хранения. Вот почему считается, что данный метод сборки коробок лучше. При указанных методах сборки основное сопротивление раскрыванию оказывают предварительно сфальцованные линии биговки, что подтверждает важность операции фальцовки-склеивания.

Существует еще один аспект работы фальцофочно-склеивающей линии. Это действие обжима в сфальцованных линиях биговки, который можно оценить за счет измерения высоты заданного количества заготовок коробок в конце операции склеивания. Чем больше давление сжатия, тем эта высота меньше  и больше вероятность того, что коробку будет сложно раскрыть на упаковочной линии.

С другой стороны, если сжатие слишком мало, адгезия в боковом шве может оказаться пониженной, и кроме того, коробки будет трудно загружать в загрузочное устройство фасовочной машины. На практике эта высота должна поддерживаться  для заданной коробки в пределах диапазона, устанавливаемого на основе корреляции с задаваемым диапазоном высоты на этапе фасования в коробки, то есть после хранения. Эту характеристику высоты также называют упругостью.

Одна из главных причин, из-за которых возникают проблемы при подаче коробок на стадии фаования — это деформация сложенных коробок. Она происходит периодически при хранении заготовок. Это относится к такому изменению формы коробок, которое называют еще «бананом» или «креслом» - и коробку в таком случае раскрыть уже практически невозможно.

Другой вид деформации придает коробке S-образную форму. Заготовки рекомендуется хранить, устанавливая их на кромку и исключая давления кипы заготовок в групповой таре из гофрокартона. Получающиеся ряды заготовок не должны быть слишком плотными. Для расчета внутренней длины ящика для заготовок лучше всего использовать суммарную толщину ряда. Она рассчитывается как произведение утроенной толщины картона (то есть толщина клеевого клапана) и количество коробок плюс 15%.

Учет силы раскрывания коробки в некоторых случаях ведет к изменению системы нанесения клея на заготовку. Чтобы достичь наилучшего соотношения «цена-качество» при крупных сериях, на картонные коробки можно наносить печать и фальцевать их большими партиями. Склеивание, однако же, производится значительно меньшими партиями, - чтобы минимизировать риск увеличения силы, необходимой для раскрывания картонной коробки, а также деформации при хранении.

Нанесение клея может производиться (в зависимости от того, на горизонтально или вертикально расположенные поверхности наносится, в движении поверхности или при ее остановке) валиками и секторами, которые при своем вращении получают клей от валов, окунающихся в клеевую ванну; пористым материалом при контакте его с картоном, клей на поверхность пористого материала подается из емкости, в которой создается избыточное давление; форсунками. Само склеивание обеспечивается за счет приложения усилия к створкам пачки. При неподвижной пачке к ним прижимается специальная губка, для ускорения процесса, нагретая. При движении пачки (как правило, дно пачки) склеивание может производиться проводом пачки по подпружиненной площадке. Дополнительно, для лучшего качества склейки, готовые пачки на выходе из автомата проводят между двумя ленточными конвейерами.

В некоторых случаях склеивание производят практически «под заказ» с использованием мощностей, удаленных от изготовителя коробки, но расположенных как можно ближе к месту фасования. Можно также применять фасовочные машины с расположенным у механизма загрузки простым устройством для склеивания бокового шва.

В зависимости от фасуемого изделия, коробки с клееным боковым швом можно заполнять горизонтально или вертикально. Для дозирования своободнотекучего продукта под действием силы тяжести используют весовой дозатор с большим числом дозирующих головок. Дозатор такого типа позволяет постепенно наполнять вертикально расположенные картонные коробки при движении дозирующих головок по полукольцевой траектории. Производительность подобных дозаторов весьма велика — до сотни коробок в минуту.

Также многие упаковочные машины снабжены устройством подачи с предварительной нагрузкой, служащим для увеличения времени, отведенного на раскрытие коробки в регулируемых условиях. Полукольцевое устройство подачи с предварительной загрузкой монтируют вдоль устройства подачи упаковочной машины, и с его помощью в лотки упаковочной машин передаются уже раскрытые коробки.

При склеивании створок дна или верха пачки прижимом к ней нагретой губки можно тиснением наносить переменные реквизиты (дата фасования, номер смены, срок годности и т. п.). Обязательная операция нанесения реквизитов (еще ее называют маркировкой пачки) кроме этого способа может производиться нанесением реквизитов краской, продавливанием сквозь красящую ленту, принтером, печатной головкой.

Отгиб и подгиб узких створок пачки чаще производится специальными лапками. Существует конструкция автомата, где подгиб узких створок производится кулачком, который при повороте загибает одновременно по одной узкой створке впереди идущей и следом идущей в операционном конвейере пачки. Подгиб передней створки при движении пачки может осуществляться неподвижной лапкой, «набегая» на которую и подворачивается створка.

Оборудование для упаковки свободно текучих продуктов картонные коробки с вертикальным дозированием может включать средства взвешивания картонной тары и контроля дозирования по уровню. Это позволяет достигать высокой точности массы расфасованного продукта (при фасовании коробок дорогими изделиями это дает весомые выгоды). Коробки с клееным швом закрывают путем термосваривания подгибаемыми клапанами или замковыми язычками. Чтобы облегчить открывание, в средствах укупорки обычно предусмотрены специальные приспособления — их конструкция зависит от того, предусматривается ли возможность повторной укупорки данной упаковки.