4. Konstrukce lepenkových obalů

KONSTRUKCE LEPENKOVÝCH OBALŮ

47

4. Konstrukce lepenkových obalů Přesnost a správnost konstrukce lepenkových obalů je základním předpokladem řešení jejich tvarů a výchozím požadavkem pro přípravu výroby. Na přesnosti a správnosti konstrukce závisí fyzikálně mechanické vlastnosti lepenkových obalů. Jsou to zejména: odolnost proti mechanickému namáhání kontinuálním tlakem na hranu, která se uplatňuje při stohování krabic naplněných zbožím ve skladech, odolnost proti dynamickému namáhání uplatňující se při dopravě a manipulaci dynamickými složkami tlakové síly, při rázu, při pádu, překlopení a při vibracích, které vedou ke zborcení hran, k deformacím krabic a k jejich poškození. Odolnost obalů proti namáhání, které se při skladování, manipulaci a při dopravě baleného zboží běžně vyskytují, není dána jen vlastnostmi použité lepenky pro jejich výrobu, ale do značné míry také přesnou a správnou konstrukcí. Konstrukční pravidla pro lepenkové obaly nemohou být odvozována jen podle geometrických zásad, jako je tomu u konstrukce výrobků z některých jiných materiálů. Při konstrukci se musí přihlížet k vlastnostem a chování různých druhů lepenek při jejich zpracování, např. při vytváření linek ohybu nebo při jejich tvarování. Důležité je ekonomické hledisko a proto je nutné hledat optimální vztah mezi hmotností použité lepenky a žádoucími vlastnostmi krabice, která z ní bude vyrobena. Zlepšování neuspokojivých mechanických vlastností krabice není nutné řešit jen volbou lepenky o vyšší plošné hmotnosti nebo kvalitnějšího druhu, ale také přesnou a správnou konstrukcí. Problematikou konstrukce lepenkových obalů se v Evropě zabývala řada odborníků. Jsou známa konstrukční pravidla a vzory pro kartonáže z různých druhů lepenek. Tyto vzory a pravidla jsou v některých prvcích shodné, v některých se mírně liší. Příčiny rozdílů zpravidla ovlivňují rozdílné fyzikálně-mechanické vlastnosti lepenky. Proto je nutné odvozovat konstrukční pravidla pro určité druhy použitých lepenek. V ČR byly vydány konstrukční návody různých druhů obalů z lepenek používaných v naší výrobě. Tyto konstrukční návody byly důkladně ověřeny v přesnosti rozměrů konstruovaných krabic i podle jejich fyzikálně mechanických vlastností. Pro konstrukci lepenkových krabic obecně platí:

! Konstrukčním řešením musí být zabezpečeny přesné vnitřní rozměry a objem krabice. Proto se musí zvětšovat vnitřní rozměry a prostor, který např. zmenšují klopy uzávěru a dna krabice při jejich složení (zejména jsou-li vyrobeny z tlustých nebo vlnitých lepenek).

! Rozměry lepenkových přířezů na krabice určitých rozměrů se musí v některých případech zvětšovat o určité přídavky, úměrné zmenšení rozměrů lepenky provedenými linkami ohybu. Zmenšení rozměrů je rozdílné u jednotlivých druhů

48


lepenek a podle rozdílných způsobů provádění linek ohybu.

! Rozměry některých částí krabic se musí zmenšovat z důvodu zachování geometrického tvaru (např. u přiklápěcího zásuvného víka skládačky, které by se bez zmenšení vyklenulo).

! U některých druhů konstrukcí skládaček se musí tzv. přesazovat linky ohybu, kterými se dosáhne přesnější geometrický tvar i funkce (např. u zásuvných klop). Kromě těchto obecných pravidel jsou některá zvláštní, která řeší přesné vazby rozměrových proporcí uzávěru, vhodné řešení zámků uzávěru, ale i efektivní využití plochy lepenky vhodným řešením tvaru přířezu na krabici ve vztahu k výtěžnosti lepenky, která významně ovlivňuje cenu obalu. Z hlediska mechanických vlastností je důležité přesné dodržení vnitřních rozměrů krabic. Jestliže je krabice menší, než je požadovaný objem, dochází při násilném vtěsnání zboží do krabice k deformacím bočních stěn a hran. Klopy uzávěru k sobě nedoléhají, krabice se při namáhání trhá ve hranách i v přelepu, příp. ve spoji. Zmenšuje se její ochranná funkce. V případě, že přídavky na rozměry jsou větší, než je nutné, vložené zboží nevyplní objem krabice. Při stohování krabic pak dochází ke zborcení stěn a hran krabice, k prohýbání stěn, k odlepování pásky uzávěru, klopy uzávěru k sobě nedoléhají, ale přečnívají, což způsobuje další potíže. Mechanickou pevnost ovlivňuje rovněž způsob spojení krabice sešitím, slepením nebo přelepením lepící páskou, případně kombinované slepování a sešívání. V některých případech se musí respektovat směr výroby lepenky. To souvisí se zachováním geometrického tvaru obalu, což je např. požadováno u skládaček určených pro balení na balicích automatech. Je-li směr výroby lepenky kolmý k výšce krabice, zachovává tato rovné boční stěny a lépe uchová geometrický tvar. Taková krabice však má menší odolnost proti tlaku při stohování. Je-li směr výroby lepenky souběžný s výškou krabice, dochází k vydutí bočních stěn a k deformaci geometrického tvaru. To souvisí s vlastností lepenky, jejíž tuhost a odolnost proti průhybu je větší v podélném než v příčném směru výroby. Z hlediska technologie výroby je nutné rozlišovat technologická pravidla pro konstrukci obalů podle druhu lepenek použitých na jejich výrobu. To souvisí především s různými způsoby vytváření linek ohybu u jednotlivých druhů lepenek. Z tohoto hlediska rozlišujeme:

! Ruční a slepované lepenky s plošnou hmotností nad 1000 g.m-2, u nichž se linky ohybu provádí drážkováním, nebo rýhováním kolmým a šikmým kotoučem proti pevnému nástroje (systém Bobst-Deritend).


49

! Při těchto způsobech vytváření linek ohybu se zmenšuje rozměr přířezu stažením lepenky do reliéfně vytvořené drážky o délku, která je úměrná reliéfu drážky.

! Vlnité lepenky v různých tloušťkách (A, B, C, E, F, pětivrstvé a sedmivrstvé), u nichž se linky ohybu vytváří rýhováním profilovými rýhovacími nástroji nebo planžetovým rýhovacím nástrojem.

! Strojní lepenky o plošné hmotnosti do 900 g.m-2, u nichž se linky ohybu provádějí rýhováním nebo nařezáváním.

! Skládačkové lepenky a kartóny, u kterých se linky ohybu tvoří rýhováním (někdy také nařezáváním nebo perforováním), při kterém jsou rozměry roztečné vzdálenosti dvou linek ohybu shodné s vnitřním rozměrem krabice rozložené do prostorového stavu. U lepenkových skládaček určených pro balení na automatech se zvyšují nároky na přesnost rozměrů přířezů, přičemž tolerance přesnosti rozměrů je + 0,5 mm. Tato tolerance odpovídá tloušťce lepenky o plošné hmotnosti 300 g.m-2, což je nejčastěji používaná plošná hmotnost ve výrobě skládaček. V tom případě se skládačky určené pro automatické balení musí konstruovat s ohledem na tloušťku a druh lepenky. Výrobci balicích automatů zpravidla předepisují požadavky na přesný tvar a rozměrovou přesnost skládačkových přířezů i skládaček. Konstrukční prvky jsou však u jednotlivých výrobců rozdílné. Liší se tvarem a tolerancí přesností rozměrů i způsobem promítání tloušťky lepenky do konstrukčního řešení přířezu. Teoreticky lze odvodit konstrukční model přířezu na skládačku s rozměry vykazujícími přesnost v toleranci kolem + 0,2 mm (což je menší hodnota, než je tloušťka

s f

B-s

s

s

g H

H + 2s

s

H L

L

B H

B

Obr. 1 Rozměry skládačky se zásuvnou klopou a jejich označení: L - délka , B - šířka, H - výška, s - tloušťka lepenky g - výška stranové klopy, f - výška zásuvné klopy

50


L

Obr. 2 Roztečná vzdálenost os dvou linek ohybu je shodná po složení do prostorového tvaru s vnitřním rozměrem skládačky L

L

lepenky) podle těchto dnes již v praxi ověřených zásad:

! musí být zachovány vnitřní rozměry skládačky (obr. 1) přičemž výjimku tvoří prostor, který zabírá zásuvná klopa a spojovací záložka;

! vnitřní rozměry skládačky jsou shodné s osami linek ohybu tvarovanými na přířezu (obr. 2) - Rozměrové přídavky na vytváření linek ohybu se odvozují od tloušťky, druhu a směru rýhované lepenky, rozměrových proporcí rýhovacích nástrojů a geometrie s

15°

s

g

5-10

s

3-6

B-2s

15°

2s

12-40

f

3-10

s

s

s

H L

B

15°

15°

2s

15°

10-12

s

s

s

L

s

B-1

Obr. 3 s

Konstrukční model přířezu na skládačku pro balicí automaty: L - vnitřní délka, B - vnitřní šířka, H - vnitřní výška s - tloušťka lepenky, g - výška stranové klopy f - výška zásuvné klopy rozměry označené čísly jsou v mm a jsou shodné s rozměry uvedenými v konstrukčním modelu skládačky se zasouvacím uzávěrem uvedeným v další kapitole

s


51

rýhy provedené na lepence,

! pro zasouvání klopy uzávěru musí být vytvořen dostatečný prostor tak, aby tření mezi hranami klop při uzavírání bylo minimální a nekladlo odpor zasouvacím mechanismům balicích automatů (obr. 3). Zvláštní pozornost je třeba věnovat výšce zásuvné klopy, která ovlivňuje mechanické uzavírání skládačky. Doporučují se tyto rozměrové proporce: Výška zásuvné klopy f je závislá na rozměru strany B. V závislosti na straně B lze výšku zásuvné klopy odvodit podle těchto vztahů (tab.1):

! je-li B < 12 mm, pak f = ! je-li B > 12 mm, pak f = ! je-li B > 37 mm, pak f =

0,41 B + 2,6 mm 0,3 B + 4,5 mm 16 mm ( konstantně).

Rozměry strany B skládačky mm

Výška zásuvné klopy f mm

8-9

6

10 - 11

7

12 - 13

8

14 - 16

9

17 - 19

10

20 - 23

11

24 - 26

12

27 - 29

13

30 - 33

14

34 - 36

15

nad 37

16

f

B

Tabulka 1

Podobně je třeba přihlížet k výšce stranových klop uzávěru. Pokud není výrobcem automatu určen jiný rozměr, uplatňuje se hospodárná úprava, umožňující sestavení přířezů na archu tak, aby zásuvné klopy jednotlivých přířezů zasahovaly do výřezů protilehlé strany přířezů sousedních. To je jedna z předností tohoto typu skládačky. Přitom platí: 2g = f + B - s

52


kde g f

je výška stranové klopy

je výška zásuvné klopy

s je tloušťka lepenky Výška zásuvné klopy je pak určena vztahem: g = 0,5 (f + B - s) Tuto dispozici lze uplatnit za předpokladu, že g < 0,5 L. U některých balicích automatů vznikají potíže, když se hrany stranových klop dotýkají nebo když přečnívají v rozsahu 0,5 až + 2 mm. V takovém případě se doporučuje volit výšku stranové klopy g = 0,5 L - 2 mm. U těchto druhů se zhoršuje využití lepenky a ztěžuje se vylupování odpadu při vysekávání přířezu. Pokud výrobce balicích strojů nepředepisuje jiné požadavky, lze tyto konstrukční dispozice, které zohledňují tloušťku lepenky, analogicky uplatnit i u jiných typů skládaček, např. u skládatelných přířezů, které jsou sestavovány do prostorového stavu na tvarovacích strojích. (Přířezy na skládačky zohledňující v konstrukčním řešení tloušťku lepenky se v běžné praxi označují jako skládačky s přesazenými linkami ohybu). Kromě těchto konstrukčních pravidel týkajících se kartonáží z lepenek existuje ještě celá řada specifických konstrukčních pravidel a podmínek, které platí pro sekundární tvarování (tažení, lisování), pro vinutí trubic i pro další technologické postupy. Tato konstrukční pravidla jsou uvedena u jednotlivých technologických postupů. Konstrukce obalů z papíru je vzhledem k malé tloušťce založena na přesné geometrii a nemá specifické konstrukční problémy.

4.1 Konstrukční modely a návody Konstrukční modely a návody jsou zpracovány pro různé druhy obalů z lepenek. Zahrnují uvedená obecná pravidla konstrukce i podmínky výroby. Konstrukční modely a normy usnadňují určování správných a přesných tvarů obalů při dodržení všech konstrukčních pravidel zabezpečujících jak přesnost vnitřních rozměrů, tak i optimální fyzikálně-mechanické vlastnosti. (Konstrukční návody na lepenkové obaly vydala v roce 1991 redakce časopisu Papír a celulóza pod názvem "Konstrukční řešení lepenkových obalů" autor Ing. J. Macháň. Střední odborná škola a Vyšší odborná škola obalové techniky připravuje nové vydání,

KONSTRUKČNÍ MODELY A NÁVODY

53

Tab. 2 -2

Přepravní krabice z plné lepenky nad 1 000 g.m

l1 = e3 + 2e4

E

l2 = 2(e1 + e2)+ e5

H

l3 = e1 + e2+ e5

B

A jednodílný přířez

B

e1

e2

e1

e2

e3 e4

e4

l1

e3

e4

e4

t

přířez na krabici ze dvou dílů

e5

e1

e2

e5

l3

l2 SA = [2(e1 + e2) + e5] . (e3 + 2e4) - (e5 . 2e4 + 6e4 . t) SB = (e1 + e2 + e5) . (e3 + 2e4) - (e5 . 2e4 + 2e4 . t)

e1

e2

e5 směrná hodnota

e4 k = 0,5

k=x

k=1

e3

x = E/B

tloušťka lepenky

přídavek na drážky z+)

do 1,0

0,75

do 1,5

1,0

šířka drážky směrná hodnota

šířka průseku t

30 L+z

B+z

35

B/2 + z XB + z

B+z

6 4

H + 2z do 2,0

1,5

8

do 2,5

1,75

10 8

40 + ) případně na rýhu

do 3,0

2,0

12

do 3,5

3,0

15

10

všechny rozměry jsou v mm

l1

L

54


Tab. 3 Krabice s klopovým uzávěrem z vlnité lepenky

H L

B

e4

e3 b

e4

t

e5

e1

e2

e1

e2

a

Označení Délka krabice

L

Šířka krabice

B

Výška krabice

H

Délka přířezu

a

2(e1 + e2) + e5

Délka přířezu

a1

e1 + e2 + e5

Šířka přířezu

b

2e4 + e3

Rozměry rýhování

e1

L+s

e2

B+s

e3

H + 2s

e4

B+t 2

e5 t

30 až 40 mm podle tloušťky lepenky

KONSTRUKČNÍ MODELY A NÁVODY

55

Tab. 4 Dvoudílná krabice z plné lepenky nad 1 000 g.m-2

a1 = e1 + 2e3

a2 = e4 + 2e3

b1 = e2 + 2e3

b2 = e5 + 2e3

H B L

e3 < e5 / 2

přířez na víko

a2

e3 e4

a1

e1

e3

přířez na spodní díl

t

e3

e3

t

e3

e3

e3

e2

b2

b1

e1

e2

L + s + z B +2s + z

e3

e5

e3

e4

e5

tloušťka lepenky s

přídavek na drážky z +)

šířka drážky

do 1,0

0,75

4

do 1,5

1,0

6

do 2,0

1,5

8

do 2,5

1,75

10

do 3,0

2,0

12

do 3,5

3,0

15

směrná hodnota

šířka průseku t

4

H + s + z L + 5s + z B + 7s + z 8

+ ) případně na rýhu

10


56


Tab. 5 Skládačka se zasouvací klopovým uzávěrem

Uzávěr

e7 e10

15°

e1 - 1,5 s

e8

e11

r1

e7

e5

A

e6 e12 e9

r2

15°

r2

e11

r2

e1 - 1,5 s

e7

B e7 e3

e2

e1

e2

e4

Skupina 2

1 e1 e2

přes 16 - 25

10 - 16 od 10 od 20

3

od 16 od 32

přes 20

4

přes 25 - 40 od 25 od 50

přes 32

e3

přes 50

přes 40 - 60 od 40 od 80

přes 80

přes 60 - 100 od 60 od 120

přes 120

e1 - 1

+)

e4

10

(8) 10

12

12

e5

šíře nánosu lepidla podle vybavení stroje

e6

libovolný rozměr

e7

5

10

12

e8

12

16

16

20

20

12

25

25

30

pro B (e1 + e7):2 + 2

pro A (e1 + e7):2

e9

0

2

2

3

3

4

4

5

5

6

e10

0

0

0

5

5

6

6

8

8

10

+ ) Je-li e1 nebo e2 menší než 12 volí se e4 8 mm. A

e7

10

12

16

20

25

30

e11

3

4

5

6

8

10

r1

12

16

20

25

32

40

5

6

8

B

e12 r2

e2 / 4 2


3

4

ROZMĚRY OBALŮ A JEJICH NÁVAZNOSTI

57

doplněné metodikou konstrukce lepenkových obalů využitím počítačové techniky).

4.2 Rozměry obalů a jejich návaznosti U všech druhů lepenkových obalů se vždy určují vnitřní rozměry. Vnitřní rozměry určují objem obalu, který je rozhodující pro zabalení určité dávky zboží při objemovém balení i pro vložení baleného výrobku určitých vnějších rozměrů nebo určitého množství balených jednotek (např. spotřebitelsky balených potravin) v seskupení určitých vnějších rozměrů. Rozměry pravoúhelníkových obalů se určují v mm ve sledu délka (L), šířka (B) a výška (H) a značí se L/B/H (např. 300/180/40 mm). U dvoudílné krabice s víkem se jako další rozměrový údaj uvádí výška víčka (např. 300/180/40/20 mm). Pro ložení baleného zboží v krabicích na normalizované přepravní palety, které umožňují mechanizovanou manipulaci při dopravě a skladování, a pro optimální využití jejich ložné plochy (evropsky normalizované 1200 x 800 mm) jsou rozhodující vnější rozměry krabic. Optimální využití plochy normalizované palety má ve svých důsledcích vliv na využití skladovacích prostorů, ložných prostorů dopravních prostředků a tím i na spotřebu pohonných hmot a energií potřebných na přepravu a manipulaci. Mezinárodní normalizace rozměrů obalů ve vztahu k rozměrům europalety (určenou

600 400

1200 x 400 1200 x 800

MODUL

MODUL 600 x 400 12

00

800 x 600 80

400 x 200

400 x 150

12

400 x 300

00

0

600 x 200

80 0

600 x 133

300 x 200

200 x 200

B B S

200 x 150

Obr. 4 Znázornění modulového systému ve vztahu k normalizované paletě.

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Příklad uspořádání přepravních obalů s pravoúhlým půdorysem na paletě o rozměrech 800 x 1200 mm (půdorys)

Tabulka 6

20 24

219 200

15

246

18

13 266

226

12

11

294 277

8

6

351 320

6

3

484

400 370

2 4

600 při H = 800 při H = 400

4

1 2

800 při H = 1200 při H = 600

435

Počet obalů v jedné vrstvě na paletě, ks

Vnější průměr obalu v mm

ukládají se naležato

ukládají se naležato

Způsob uložení obalů na paletě

Příklady uspořádání kruhových přepravních obalů na paletě 800 x 1200 mm (půdorys)

58 KONSTRUKCE LEPENKOVÝCH OBALŮ

ROZMĚRY OBALŮ A JEJICH NÁVAZNOSTI

a

b

c

d

e

f

59

Obr. 5 Varianty možnosti uložení obalů s pravoúhlým půdorysem do přepravních krabic s pravoúhlým půdorysem

evropskou normalizační organizací ISO) je založena na modulovém systému, který vychází z násobků nebo podílů půdorysných rozměrů (LB) jednotek skládaných na paletu (obr.4). Uložení zboží ve spotřebitelských obalech do přepravních s pravoúhlým půdorysem má podle počtu stran šest variant (obr. 5). Různé polohy uložení baleného zboží do přepravního obalu, ovlivňuje jeho vnitřní a tím i vnější rozměry. Tyto rozměry ovlivňují geometrický tvar přepravního obalu, který u stejného konstrukčního typu má rozdílnou plochu přířezu na krabici, při stejném vnitřním objemu. To má přímý vliv na spotřebu lepenky. U přepravních nebo skupinových obalů, jejichž rozměry lze měnit různým vnitřním uspořádáním, resp. seskupením balených jednotek, je třeba volit takové seskupení, při kterém se poměry vnějších rozměrů co nejvíce přibližují poměrům hran krabice, při nichž je plošný obsah přířezu na krabici nejmenší - minimální.

60


H L B

A

B

C

Obr. 6 Znázornění tří variant seskupení 24 kusů spotřebitelských obalů skládaček pro uložení do přepravního obalu - krabice s klopovým uzávěrem k = 0,5 (bez spojovací záložky)

Příklad rozdílných vnějších rozměrů seskupení obalů o rozměru 110/40/150 mm ve třech variantách, je znázorněný na obrázku č. 6. Seskupení 24 kusů spotřebitelských pravoúhlých obalů do přepravní krabice stejného konstrukčního typu tj. přepravní krabice s klopným uzávěrem (bez spojovací záložky), podle výpočtů potřebné plochy přířezu na krabici ukazuje, že spotřeba je u variant: a - 100%, b - 137,9% a c - 114,9% Kromě uvedených tří variant jsou možní další tři, jak znázorňuje ob. č. 5.

VLIV TYPŮ KRABIC NA SPOTŘEBU

61

Z porovnání je patrné, že rozdíly jsou velmi podstatné. Zjišťuje se, že nejmenší plochu přířezu přepravní krabice má seskupení varianty b, jejíž vnější rozměry se velmi přibližují poměrům hran 2 : 1 : 2. Uvedené poznatky je třeba uplatňovat při navrhování a konstrukci kartonážních obalů a šetřit tak spotřebu lepenky a tím i výrobní náklady na materiál, které významně ovlivňují ceny obalů. Zjišťování nejvhodnějších poměrů stran obalu ve vztahu k minimální spotřebě materiálu nelze provádět pokusně nebo náhodným výběrem. Jsou známé metody výpočtů nejvhodnějších rozměrů geometricky pravoúhlých obalů u kterých je plocha jejich pláště, pro určitý objem - minimální. Touto matematickou metodou se pak pro daný druh a objem krabice vypočítává konstrukční řešení poměrů stran, při kterém je plocha přířezu lepenky na jeho výrobu minimální. Tento poměr se pak použije nebo se proporce rozměrů upravují tak, aby se mu co nejvíce přiblížily a tím minimalizovaly spotřebu materiálu na jeho výrobu. Metoda minimálních výpočtů spotřeby lepenek při výrobě kartonáží představuje samostatnou kapitolu této učebnice a je zařazena v její závěrečné části. Plochu přířezu na krabici a tím i spotřebu lepenky na jeho výrobu ovlivňuje také konstrukční typ krabice.

4.4 Vliv typů krabic na spotřebu lepenky

a

b

Obr. 7 a - skládací krabice s plně přečnívajícími klopami a její přířez b - dvoudílná krabice skládající se z víka a spodku a její přířez

62


Rozdílné typy krabic hranolovitého tvaru stejného objemu a stejných vnitřních rozměrů mají rozdílný plošný obsah přířezu a tím i rozdílnou spotřebu lepenky pro jejich výrobu. Příklady 1.

Skladovací krabice s přiléhajícími klopami (k=0,5) bez spojovací záložky (obr. 7a) má rozměry: délku 30 cm, šířku 20 cm, výšku 15 cm, objem 9000 cm3. Vypočítejte plošný obsah přířezu.

L = 30 cm B = 20 cm H = 15 cm V = 9000 cm3 S=? S = 2 (L+B) (H + B) S = 100 . 35 cm2 = 3500 cm2 Plošný obsah přířezu krabice s přiléhajícími klopami je 3500 cm2. 2.

Jaký je plošný obsah přířezu krabice stejných rozměrů i stejného objemu v provedení s plně přesahujícími klopami (obr. 7a)? S = 2(L + B) (H + 2B) S = 100 . 55 cm2 = 5500cm2 Plošný obsah přířezu krabice s plně přesahujícími klopami je 5500 cm2

3.

Jaký je plošný obsah přířezu krabice skládající se z víka a spodku (obr. 7b) při stejném objemu jako obě předcházející krabice i při stejných rozměrech?

Krabice

Měrná spotřeba Sm

Minimalizovaná měrná spotřeba Sm min

s přiléhajícími klopami k = 0,5

0,39 cm2 × cm-3

0,34 cm2 × cm-3

s plně přečnívajícími klopami k=1

0,61 cm2 × cm-3

0,43 cm2 × cm-3

dvoudílná krabice víko a spodek

0,67 cm2 × cm-3

0,54 cm2 × cm-3

POTISKOVATELNOST

63

S = 2 (L + 2H) (B + 2H) S = 2 . 3000 cm2 = 6000 cm2 Plošný obsah přířezu dvoudílné krabice skládající se z víka a spodku je 6000 cm2 Rozdíly jsou značné a zůstávají i při minimalizovaném řešení. Uvedené rozdíly nabádají k tomu, aby ve všech případech byla důkladně zvážena volba typu krabice pro daný účel s přihlédnutím k rozdílným nárokům, na spotřebu lepenky.

4.5 Povrchové vlastnosti obalů 4.5.1 Hladkost a koeficient tření U některých obalů se sleduje také jejich schopnost dobře klouzat na ploše, např. při jejich vedení v balicích automatech nebo při posunování na vodorovných nebo širokých dopravních drahách během manipulace a skladování. V těchto případech je třeba, aby tření mezi povrchovou plochou obalu a dopravní plochou bylo co nejmenší a aby hladkost povrchových ploch obalů byla co největší. U jiných obalů (zejména u přepravních) se naopak požaduje, aby tření mezi povrchovou plochou a jinou plochou byla co největší a aby hladkost povrchu bylo co nejmenší. Tento požadavek se uplatňuje především při stohování (např. naplněných papírových pytlů nebo přepravních krabic). Zvýšení tření mezi plochami stohovaných obalů usnadňuje stohování, zmenšuje klouzavost stohovaných jednotek a zvětšuje stabilitu stohů. Zvětšení tření se u některých druhů obalových materiálů upravuje, např. u pytlových papírů jemným strojním krepováním nebo i povrchovou úpravou chemickými prostředky. Koeficient tření je ovlivněn různými faktory, např. silou tření ploch při různém zatížení i relativní vlhkosti materiálu. Schopnost klouzání po vodorovné rovině a koeficient tření se zjišťují zkušební metodou, kterou určuje státní norma. Zkouší se koeficient tření dvou stejných nebo různých povrchových ploch obalových materiálů při jejich klouzání po sobě při stálém zatížení.

64


4.5.2 Potiskovatelnost Potiskovatelnost obalových materiálů (příp. i obalů) a možnost reprodukce náročných grafických úprav jsou závislé na komplexu povrchových vlastností, které ovlivňují kvalitu potisku. Z hlediska kvality reprodukce grafických úprav se uplatňují především:

! hladkost povrchu a jeho uzavřenost i lesk, ! nasáklivost, přijímavost kapalin, vsákavost a vnikání barvy do vláknité struktury papíru (lepenky)

! stupeň bělosti jako důležitý činitel reprodukce tónového rozsahu barevných obrazů ! povrchová pevnost ! stupeň nečistot ! rozměrová stálost Na těchto vlastnostech závisí přilnavost barev, vybarvenost souvislých ploch, ostrost vybarvení tisku v drobných detailech, hladkost a lesk potištěných ploch, rychlost schnutí barev, stálost potištěných ploch, přesnost soutisku barev i znečištění tiskovou barvou. Vedle povrchových vlastností obalového materiálu se při potiskovatelnosti uplatňují vlastnosti barvy, tiskové formy a tiskové techniky, např. tloušťka vrstvy barvy na tiskové formě, tisková rychlost (čas kontaktu tiskové formy a barvy s potiskovaným materiálem), viskozita, tokové (reologické) vlastnosti barvy. Klimatické podmínky prostředí mají rovněž vliv na vlastnosti potiskovaného materiálu i na tokové vlastnosti barev. Při výrobě obalů musí být potiskovány materiály, které mají vhodné obalově funkční vlastnosti, jejichž význam je pro řešení obalu prioritní, protože plní základní funkce obalu. Tyto materiály nejsou vždy dobře potiskovatelné. Některé druhy obalových materiálů ani potiskovat nelze. Proto jsou voleny způsoby nepřímého potiskování, jako je polepování lepenky potištěnou krycí vrstvou, příp. i polepování obalů přebalem nebo etiketou.

4.5.3 Bělost Stupeň bělosti je u obalů z papíru a lepenky opticky velmi působivý nejen pro vyvolání pocitu čistoty a hygieničnosti (především u potravin), ale je významný zejména pro kvalitní reprodukci, kde je součinitelem tónové gradace při reprodukci černobílé a barevné fotografie i jiných tónových obrazů. Je významným prvkem kontrastu a působivosti barev.

KONTROLNÍ OTÁZKY

65

Pod pojmem bělost se rozumí stupeň přiblížení k ideální bělosti, která je fyzikálně přesně definována. Podle ČSN se určuje v procentech v porovnání k bělosti povrchu kysličníku hořečnatého (MgO) při definovaných podmínkách osvětlení. Papír, kartón i lepenka mají nepříjemnou vlastnost, že při působení světla, vzduchu a teploty žloutnou. Dlouhodobějším působením slunečních paprsků ztrácejí bělost a žloutnou zejména ty papíry kartóny a lepenky, které obsahují dřevovinu. Žloutnou i dřevaprosté papíry v důsledku přítomnosti pryskyřice.

4.5.4 Lesk Lesk má i u obalů mimořádnou působivost a vizuální přitažlivost. Leskem se rozumí schopnost povrchu obalového materiálu odrážet co největší množství dopadajícího světla v úhlu přibližně stejném, jako je úhel dopadu a způsobilost zrcadlení. Lesk závisí na optické hladkosti povrchu a je měřitelný zkušebními přístroji. Zvýšení lesku se dosahuje povrchovou úpravu (pigmentovými nátěry) hlazením, leštěním i lakováním a případně i kalandrováním potištěných materiálů na speciálních kalandrech.

4.6 Kontrolní otázky: 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7.

Charakterizujte konstrukční pravidla kartonážních lepenkových obalů ! Co rozumíme pod pojmem konstrukční modely a návody a jak je ve výrobě využíváme? Jaké rozměrové návaznosti se sledují u lepenkových obalů ve vztahu k normalizovaným přepravním paletám? Co rozumíme pod pojmem minimální spotřeba lepenky na prostorový obal? Který typ krabice má nejvyšší měrnou spotřebu lepenky a proč? (porovnání krabic s přiléhajícími klopami, s plně přečnívajícími klopami a dvoudílné krabice sestávající z víka a spodku) Které povrchové vlastnosti u lepenkových obalů sledujeme z hlediska manipulace s obalem a proč? Které povrchové vlastnosti jsou důležité pro potiskovatelnost?

66


4.7 Úvod k technologickým procesům výrob jednotlivých výrobních skupin obalů z papírů, kartónů a lepenek. Schématické znázornění technologického procesu zpracování papíru a lepenek ve výrobě obalů, znázorněné v úvodu této učebnice, pokračuje po znázornění různých druhů materiálů, které do výrobního procesu vstupují, úsekem navrhování a výboj výroků. Tento úsek byl charakterizován v kapitolách Obalový design, Grafická úprava obalů a Konstrukce lepenkových obalů. Návazně pokračujícím je úsek Příprava výroby. V rámci přípravy výroby, na kterou se zaměřuje jedna z dalších úvodních kapitol, jsou zajišťovány tiskové formy pro potiskování a nástroje pro další zpracování potištěných materiálů na obaly. Reprodukční podklady pro výrobu tiskových forem jsou zajišťovány v rámci obalového designu a návrhu na grafickou úpravu obalů. Podle těchto podkladů schválených objednavatelem obalů, výrobce zajišťuje výrobu tiskových forem ve vlastních dílnách reprodukční přípravy, nebo je nakupuje od specializovaného výrobce. Technologie výroby tiskových forem pro všechny tiskové techniky, patří do oboru tiskových technik a jsou vyučovány v předmětu tiskové techniky a pojednány v učebnicích pro tento předmět. Proto se na ně tato učebnice nezaměřuje. Stejně tak pokud jde o nástroje na tvarování obalů, poskytuje výstupní podklady úsek obalového designu a konstrukce obalů. Tyto podklady slouží pak pro výrobu nástrojů ve vlastních dílnách, nebo pro objednávky nástrojů u profesionálních, moderně vybavených výrobců nástrojů. Protože technologie výroby nástrojů přímo souvisí s technologickými postupy zpracování papírů a lepenek, byl způsob jejich výroby pojednán v I. dílu - Výroba obalů. Ve druhém dílu se již vychází ze znalostí obsahu I. dílu. Proto se technologie výroby nástrojů v této učebnici dále nerozvádí (viz úvodní schéma procesu). Pokud jde o technologické postupy, uváděné v určitém řazení v úvodním základním schématu Technologické postupy, jejichž popisy, znázornění a principy, jsou všechny s výjimkou skupiny potiskování, pojednány v prvním díle. Potiskování se provádí tiskovými technikami, které se vyučují v předmětu tiskové techniky. Popis tiskových technik je obsahem jiných učebnic. Protože tiskové postupy jsou řazeny ve výrobních procesech na výrobu potištěných obalů, jako jejich jeden z dílčích výrobních postupů, nebo tiskové jednotky jsou součásti kombinovaných výrobních strojů, nebo automatizovaných výrobních linek, zařazují se

POTISKOVÁNÍ

67

tiskové postupy do výrobních procesů ve schématických charakteristikách procesů a obrazově se znázorňují s nejnutnějším charakterizujícím popisem. Předpokládá se, že v osnovách výuky předchází nauka o tiskových technikách, výuce technologie výroby obalů a že studující zná a umí charakterizovat jednotlivé tiskové jednotky, různých tiskových technik. Protože potiskování obalů má svoji specifickou historii a vývoj, které se liší od historie a vývoje tiskových technik používaných pro tisk novin, časopisů, reklamních prostředků, knih a jiných tiskovin, a protože se tiskové techniky stále více integrují do výrobních procesů obalů, je potiskování věnovaná samostatná kapitola. V odborné literatuře se stále častěji setkáváme s názvem obalové tiskové techniky, které mají poněkud odlišné trendy technického rozvoje, než mají ostatní tiskové techniky.

4.8 Potiskování Grafická úprava obalů z papírů, kartónů a lepenek se provádí potiskováním obalových materiálů a jejich následným zpracováním na spotřebitelské, skupinové a přepravní obaly, nebo na kombinované-přepravní-skupinové-výstavní a prodejně propagační obaly - displaye. Potiskování se provádí tiskovými technikami na tiskových strojích řazených do výrobních procesů, nebo dnes již častěji tiskovými jednotkami vřazenými do kombinovaných tiskových a zpracovatelských strojů, nebo do automatizovaných výrobních linek. V používaných tiskových technikách pro potiskování obalů z různých druhů obalových materiálů, představuje koncem století v Evropě největší podíl, flexotisk (více něž 50%), druhým v pořadí je hlubotisk (více než 30%) a třetím je ofsetový tisk (nad 10%). Zbývajících 10% představují sítotisk, nepřímý tisk z výšky a ostatní tiskové techniky (tisk ražebními fóliemi, tampónový tisk a tryskový tisk). Ve výrobě obalů z papírů, kartónů a lepenek, zůstává v uvedených pořadích podíl flexotisku na stejné úrovni a bude se dále zvyšovat. Podíl hlubotisku je na méně než poloviční úrovni a podíl ofsetového tisku, na více než dvojnásobné úrovni. Rozdíly jsou ovlivněny technickými možnostmi uvedených tiskových technik, vzhledem k potiskovatelnosti papírenských obalových materiálů i vzhledem k možnostem jejich kombinace s mechanickými postupy zpracovatelských strojů. Charakteristika jednotlivých tiskových technik z hlediska jejich vhodnosti použití ve výrobě obalových materiálů a obalů, z papírů, kartónů a lepenek je uvedena v závěrečné části této kapitoly.

68


Z hlediska technologických procesů výroby potištěných obalových materiálů a obalů, na které se tato učebnice zaměřuje, je třeba alespoň stručně charakterizovat postupný vývoj použití tiskových technik v těchto výrobách. Historický vývoj technologie opatřování obalů grafickou úpravou - potiskem, začínal povrchovými úpravami používanými v knihařském řemesle a výrobě. Ve vývoji spotřebitelských obalů, např. krabiček na balení klenotů a bižuterie, i dárkových obalů na různé zboží, se lepenkové krabice původně polepovaly plátnem, některé se vybavovaly textilními fixačními i ozdobnými vložkami. K výrobě se využívalo knihařských řemeslných poznatků. Obaly se jednoduše potiskovaly ozdobnými obrázky, značkami, firemními znaky, nejčastěji na knihařských zlaticích lisech. Drahé plátno bylo postupně nahrazováno zušlechťovanými natíranými, natíranými a raženými papíry, velurovanými papíry. Zavádí se výroba luxusnějších obalů např. na mýdlo, parfémy, skleněné a keramické výrobky. Krabice z dřevitých lepenek se povrchově polepovaly-potahovaly, různými potahy. Tyto postupně doplnily a nahradily potištěné dekorační papíry a potištěné, pro tvar krabice graficky upravené a kvalitně potištěné potahy. Rozvíjí se způsoby nepřímého potiskování - výroby potažených kartonáží. Potahování umožnilo použití nepotiskovatelných, nebo obtížně potiskovatelných lepenek na výrobu graficky upravených, spotřebitelských obalů. Rozvíjí se výroba potažené spotřebitelské kartonáže. Typické obaly vyráběné v potažených kartonážích byly bonboniery, dárkové kazety, krabice na vánoční kolekce, kazety na dopisovou konfekci, obaly na hračky a dětské hry, na kancelářské potřeby, obaly na gramofonové desky, postupně na elektrospotřebiče a další. Potažené kartonáže, jako spotřebitelské obaly se vyrábějí, i když v omezené míře, dodnes. Byly zaváděny výroby jednoduchých spotřebitelských obalů z lepenek, vybavované pro označovací účely, potištěnými etiketami, např. krabice na boty. Způsob polepování nepotiskovatelných obalových materiálů potištěnými materiály, byl v padesátých letech použit také pro výrobu obalů z jemnovlnných vlnitých lepenek. Ofsetovou tiskovou technikou kvalitně potištěný kartón, se přilepoval v arších na dvouvrstvou vlnitou lepenku, která se dále zpracovávala na náročné spotřebitelské obaly, např. na elektrospotřebiče, sklo, keramiku apod. Tato technologie se bez dalších technických zdokonalení používá dodnes. Nepřímé způsoby vybavování obalů grafickými úpravami pomocí etiket se rozšířily i do výroby lepenkových vinutých obalů, (včetně spirálově vinutých), do lepenkových tažených obalů a zejména do výroby spotřebitelských obalů z jiných materiálů, jmenovitě skleněných, plechových i plastových. Etiketování přepravních obalů pro konsignační a logistické účely, se rozšířilo do celé obalové techniky.

POTISKOVÁNÍ

69

V průběhu tohoto vývoje se postupně zavádí jednoduchý přímý potisk lepenek v arších, na knihtiskových, ojediněle i kamenotiskových strojích. Potištěné archy se dále zpracovávaly na krabice. Ve druhé polovině století výrazně vzrůstají požadavky na lepenkové obaly pro balení spotřebního zboží zejména saponátů, potravin, mýdla, cigaret apod. Ve výrobě spotřebitelských, skládatelných obalů z lepenek se postupně rozšiřuje výroba tzv. skládaček, využívající převážně archový ofsetový tisk. Pro potiskování levných balicích papírů vzniká koncem minulého století tisková technika - válcový gumotisk (postupně zvaný anilinový tisk, flexografický tisk, dnes flexotisk). Flexotisk, zásluhou velmi rychle schnoucích barev, pružných tiskových forem, umožnil potiskovat jinak velmi obtížně potiskovatelné balicí a obalové papíry. Měl však zpočátku některé nedostatky v kvalitě tisku. Především tzv. zdvojené okraje tištěných ploch i písma, způsobované deformacemi pružných gumových tiskových forem, tiskovým tlakem. Nestejnoměrnost vybarvení souvislých ploch ovlivňovaná anilinovými barvami, které byly na světle nestálé, i jiné. Byl proto využitelný jen pro velmi jednoduchý tisk, bez nároků na jeho kvalitu. Na rozhraní století byly vynalezeny první kombinované stroje na výrobu sáčků, které jednoduše anilinovým tiskem potiskovaly papír odvíjený z kotoučů a následně ho skládaly a slepovaly na sáčky, kornouty, později i na papírové pytle. Tak vznikají v historii obalových tiskových technik první kombinované a zpracovatelské stroje. Stroje tradičních tiskových technik používané ve výrobě tiskovin (knihtisk, přímý i nepřímý, ofsetový tisk i hlubotisk), se postupně vřazují do výrobních procesů obalů, jako dílčí technologické postupy. Výrobci tiskových strojů některé typy konstrukčně přizpůsobují, pro potisk zejména archů lepenek na výrobu potištěných obalových polotovarů (archový ofset), nebo i na balicí a obalové papíry (hlubotisk, flexotisk). Pro potisk plných lepenek byly zavedeny jedno i vícebarvové tiskové stroje na potiskování archů plných lepenek, které tiskly přímým tiskem z výšky gumovými tiskovými formami. V dalším vývoji se tiskové jednotky stávají součástí kombinovaných strojů. Začínají se používat vysekávací a tiskové stroje na výrobu potištěných skládačkových přířezů využívající až čtyři tiskové jednotky, pracující technikou nepřímého tisku z výšky, později i ofsetového tisku. Pro omezenou variabilitu tiskové délky těchto tiskových technik, jsou vysekávací stroje předřazovány před tisk. Začíná se používat i hlubotisk umožňující řadit vysekávání jako následnou operaci po tisku. V poslední době se začíná využívat v této kombinaci i moderní flexotisk. Pro potisk obalů z vlnitých lepenek se z počátku uplatňovaly tiskové a vysekávací stroje tzv. tiskové slotry, které byly vybaveny tiskovými jednotkami přímého tisku z výšky, gumovými tiskovými formami.

70


Tato kombinace byla poměrně rychle nahrazena flexotiskem, jehož modernizovaný tiskový systém se velmi rychle rozšířil do všech kombinovaných strojů a výrobních linek ve výrobě obalů z vlnitých lepenek. V poslední čtvrtině století dochází k významné integraci tiskových technik do technologie výrob, které mechanizují část výrobního procesu obalových polotovarů nebo i celý výrobní proces obalů. Moderně vybavené tiskové jednotky zejména flexotisku a hlubotisku, vřazené do kombinovaných výrobních linek na výrobu obalových polotovarů a obalů, mají hlavní zásluhu na výrazné modernizaci technologických procesů výroby obalů a její ekonomické efektivnosti. Tiskové techniky umožňují nejen potiskovat obalové materiály, ale současně v jednom výrobním postupu je povrchově zušlechťovat, pro obalově funkční vlastnosti (odolnost proti vlhkosti, nepropustnost pro tuky a páry, spojovatelnost tlakem a teplem a další). Postupně vznikaly nové tiskové techniky z nichž některé jsou používány především pro potiskování obalových prostředků. Jsou to nepřímý tisk z výšky na potiskování prostorových obalů z fólií plastů (na jogurty, rostlinné tuky aj.) a z plechů (na spotřebitelské dávky nápojů - piva, limonád aj.). Koncem devatenáctého století se zavádí i nepřímý tisk z hloubky zvaný tamponový tisk, na potiskování a označování tvarovaných obalů a obalových prostředků. Ve druhé polovině století se začíná ve výrobě obalů uplatňovat také sítotisk, zejména na potisk lepenek pro výrobu obalů ve velmi malých výrobních sériích, pro dárkové účely, nebo i pro potiskování prostorových obalů. Pro označovací potiskování všech druhů obalů se zavedlo používání tryskového tisku, který pracuje bez tiskové formy a tryskovými paprsky označuje na obalech měnitelné údaje, řízené počítačovými systémy. Používá se jak pro označování spotřebitelských obalů (data výroby, spotřeby apod.), tak i pro logistické účely (adresy odběratelů, informace o datech apod.). Koncem století se začíná ve výrobě obalů z papíru a lepenek uplatňovat digitální tisk. Lze předpokládat, že brzy najde širší uplatnění pro jeho mimořádnou operativnost, jak v přípravných časech, tak i v obsahové variabilitě grafických úprav obalů v rámci tisku výrobní série. Tyto vlastnosti neměly a nebudou mít ostatní tiskové techniky. Tato učebnice se tiskovými technikami podrobněji nezabývá a v technologiích jednotlivých výrob obalů z papíru a lepenek zahrnuje tiskové techniky jako technologické postupy do sledu výrobních procesů, znázorňuje tiskové jednotky v sestavách kombinovaných strojů a podrobně je nepopisuje. Vychází z toho, že pro tiskové techniky jsou k dispozici učebnice zaměřené na technologii tisku, od zpracování předloh grafických úprav obalů na podklady pro výrobu tiskových forem, přes výrobu tiskových

POTISKOVÁNÍ

71

forem, až po tiskové principy jednotlivých tiskových technik a jejich tiskových jednotek tiskových strojů. Rozvoj obalové techniky koncem století, automatizace balení zboží a samoobslužné formy prodeje zboží, zvýraznily nároky na grafickou úpravu a prodejně propagační funkce obalů v tržním hospodářství. Potištěné obaly se zařadily do kategorie nejmasovějších vizuálně komunikačních prostředků. Tiskové techniky používané ve výrobě obalů se kategorizují v odborné terminologii na - obalové tiskové techniky, které jsou charakterizovány určitou specifičností. Ve výrobě potištěných obalů z papírů, kartonů a lepenek k těmto specifičnostem patří:

! materiály pro výrobu obalů se volí především podle obalově funkčních vlastností, které obalům zajistí jejich základní obalové funkce. Potiskovatelnost materiálu je až druhotná,

! náročnost grafické úpravy z hlediska kvality její reprodukce, musí v některých

případech vymezit potiskovatelnost použitého obalového materiálu a použité tiskové techniky.

! grafická úprava a její tisk se u většiny obalů soustavně opakuje (někdy i několik let) a

kvalita reprodukce a tisku musí být u opakované výroby identická (to je jeden ze základních požadavků velkoodběratelů na všechny výrobce),

! kombinace tiskových jednotek se zpracovatelskými stroji, které zpracovávají

potištěný materiál na polotovary, nebo hotové obaly, vystavuje potisk mechanickému namáhání, rychlost schnutí barev ovlivňuje výkon výrobní linky, musí zajišťovat rozměrové raportové návaznosti, ovlivňuje doby přípravy a přestavby, zpravidla vysocevýkonných kombinovaných strojů a výrobních linek a vyžaduje náročnou odbornou obsluhu. Potištěné obalové materiály bývají vystaveny chemickému působení při dalším zušlechťování pro zajištění obalově funkčních vlastností (lakováním, impregnováním, vrstvením),

! musí být dodržována zdravotní nezávadnost všech použitých materiálů a prostředků,

zejména ve výrobě obalů na balení potravin, léčiv a kosmetiky, musí být vyloučeny všechny pachy, které by narušovaly aromatické vlastnosti při balení koření, kávy, tabáku, kosmetiky apod.,

! mimořádné jsou rovněž nároky na přesnost reprodukce čárových kódů, významně racionalizujících formy obchodu.

Tiskové techniky v této části se ještě stručně hodnotí z hledisek vhodnosti použití pro výrobu potištěných obalů z papírů, kartonů, lepenek. V hodnocení jednotlivých tiskových technik, se porovnávají jejich přednosti a některé nevýhody. Nevychází se z historie jejich úloh v minulosti, ale ze současného stavu jejich technického rozvoje.

72


4.8.1 Tisk z výšky V technologii tisku z výšky je nejrozšířenější flexotisk. Jeho hlavními výhodami jsou:

! pružná fotopolymerová tisková forma umožňuje potisk všech druhů papírů, kartonů, lepenek, včetně vlnitých lepenek,

! variabilita rozměrů tiskového raportu v podélném i příčném směru výroby při potiskování kotoučových materiálů,

! rychleschnoucí barvy (teplem, UV vytvrzováním) ! dobrá kvalita tisku při správném provedení preventivních opatření v přípravě tisku, redukujících negativní vlivy zvětšování tiskového bodu (deformačním vlivem tiskové formy, nebo penetrací barvy do oklní pórovité struktury potiskovaného materiálu),

! možnost potisku kotoučů i archů, ! vysoká rychlost tisku u kotoučových strojů až 365 m/min.

Tisk z výšky knihtiskovými barvami se dnes používá jen ojediněle. K nevýhodám, které ho vyřadily z používání patřily nízké výkony a náročná příprava tisku i při použití gumových, nebo fotopolymérových tiskových forem. Nepřímý tisk z výšky se dnes používá jen ojediněle na zastaralých kombinovaných vysekávacích a tiskových strojích. K nevýhodám, které ho vyřadily z používání patřil nízký výkon, nákladné tiskové formy a neuspokojivá kvalita tisku. (Nepřímý tisk z výšky na moderních tiskových strojích se úspěšně uplatňuje při potiskování prostorových spotřebitelských obalů z fólií plastů a plechů)

4.8.2 Tisk z plochy (ofsetový tisk) Ofsetový tisk představoval v minulosti, představuje dnes a bude představovat i v budoucnosti tiskovou techniku, která významně pomáhala a pomáhá zvyšovat úroveň grafických úprav obalů. Jeho úloha při potiskování papíru, kartonů a lepenek ve výrobě obalů bude významná i v další perspektivě. Zásluhou nepřímého přenosu barvy přes pružný ofsetový přenosový válec, umožňoval i v minulosti kvalitnější potisk ne zcela dostatečně hladkých, povrchově neupravených papírů, kartónů a lepenek, ve výrobě potištěných spotřebitelských obalů. Umožňuje nepřímý potisk krycích vrstev mikrovlnitých lepenek, potisk potahů na výrobu potažené kartonáže, potisk archů papíru

TISK Z HLOUBKY - HLUBOTISK

73

na výrobu plochých sáčků s náročnou grafickou úpravou. Ofsetovým tiskem lze dnes přímo potiskovat třívrstvou vlnitou lepenku s minivlnou N nebo F. Dalšími výhodami jsou relativně nízké náklady na zhotovení tiskových forem, možnost lakování potisku přímo ve stroji, při výkonech až 15 000 archů za hodinu, při maximálním pracovním formátu až 130 x 160 cm. Je využitelný jen pro potiskování archů. Kotoučový ofsetový tisk má vymezenou tiskovou plochu na potiskovaném pásu, kterou lze využitelně měnit pouze v pracovní šíři. V radiálním (podélném) směru, je tisková délka neměnná, dána průměry tiskových válců a přerušovaná plochou potřebnou pro upnutí tiskové formy. Z toho důvodu nelze rotačním ofsetovým tiskem potiskovat tzv. nekonečnou grafickou úpravou, nebo měnit tiskový raport v uspořádání obalových přířezů na ploše potiskovaného pásu. V současné době již existují ofsetové stroje (až se sedmi tiskovými jednotkami) u nichž je možnost měnit u všech tiskových jednotek formové a přenosné válce kazetovým způsobem (s mechanizačním zařízením výměny). Tím se řeší variabilnost v radiálním směru i u ofsetového tisku. Stroj může být vybaven lakovací i hlubotiskovou jednotkou pro obalově funkční zušlechťování potištěné lepenky.

4.8.3 Tisk z hloubky - hlubotisk Hlubotisk je v moderních technických podmínkách stabilní tisková technika poskytující velmi dobrou, až vynikající kvalitu tisku v celém rozsahu výrobní série a má velmi dobré podmínky pro zajištění stejné kvality tisku při opakované výrobě potištěných obalů. Hlubotisk lze však použít jen pro potisk materiálů s hladkým a uzavřeným povrchem. K jeho rozšířenému použití ve výrobě potištěných obalů z různých druhů obalových materiálů dochází v šedesátých letech po zavedení autotypického a poloautotypického principu. Poté se velmi výrazně rozšiřuje při potiskování fólií plastů a kovů. K výhodám patří možnost libovolné změny tiskového raportu v radiálním směru i v pracovní šíři stroje (stejně jako u flexotisku), potiskování tzv. nekonečných grafických úprav obalových materiálů, vysoká životnost tiskových forem využívatelných pro opakovanou výrobu, a také možnost návazného zušlechťování potištěného pásu, nejen pro vzhledové, ale i pro obalově funkční vlastnosti potiskovaného materiálu. K přednostem v porovnání k ostatním tiskovým technikám patří vysoký výkon tiskových strojů (až 50 000 otáček za hodinu). Určitou nevýhodou v porovnání k flexotisku a ofsetovému tisku, je nezbytná dokonalá uzavřenost a hladkost potiskovaného materiálu i poměrně vysoké náklady na zhotovení tiskových válců.

74


Archový hlubotisk se ve výrobě obalů z papíru, kartonů a lepenek nepoužívá. Nepřímý hlubotisk - tamponový tisk se také nepoužívá.

4.8.4 Průtisk - sítotisk Sítotisk se začínal používat ve výrobě potištěných obalů z papíru a lepenek v šedesátých letech. Používal se a dodnes se používá ve výrobě malých výrobních sériích obalů. K jeho přednostem patří relativně nízké náklady na výrobu tiskových forem, snadná možnost vlastní výroby tiskových forem, přímý potisk nejrůznějších materiálů, včetně vlnitých lepenek (umožňuje i potisk prostorových obalů). Přenáší největší tloušťku nánosu barvy a dobře pokrývá tištěné plochy. K nevýhodám patří nízké výkony tiskových strojů, tisknoucí zpravidla jednu barvu s následným sušením. Poměr relativně nízkých nákladů na výrobu tiskových forem a vysokých nákladů na vlastní tisk v důsledku nízkých výkonů tiskových strojů, ekonomicky vymezuje sítotisku efektivní oblast pro výrobu velmi malých výrobních sérií.

4.9 Kontrolní otázky 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Co předcházelo přímému potiskování obalů? Která tisková technika je typickou obalovou tiskovou technikou a ve výrobě obalů má největší podíl? Proč je flexotisk typickou obalovou tiskovou technikou? Čím se v zásadě liší obalové tiskové techniky od ostatních tiskových technik? Které nevýhody a výhody má ofsetový tisk ve výrobě obalů? V čem spočívají výhody a nevýhody uplatnění hlubotisku při potiskování obalů a obalových materiálů? V čem spočívají hlavní výhody sítotisku pro potiskování obalů? Jaké rozdílné podmínky pro potisk mají obalové materiály v porovnání k materiálům, které se potiskují v tiskovém průmyslu? Kterými tiskovými technikami můžeme potiskovat kotoučové obalové a balicí materiály?

TECHNOLOGICKÝ PROCES VÝROBY OBALŮ

75

4.10 Technologický proces výroby obalů Technologickému procesu výroby obalů z papíru, kartónů a lepenek, předchází velmi důležitá úvodní etapa přípravných činností, které představují členitou oblast přípravy výroby. Jsou to především obchodní aktivity zaměřené na vztah výrobce k zákazníkům, a to z reagování na získanou poptávku na určitý druh a množství obalů. Následuje technické vyjasnění, upřesnění druhu materiálu použitého na výrobu, určení výrobního postupu, zhotovení vzorků, zpracování a projednání návrhu grafické úpravy, zpracování kalkulací cen, až po zpracování nabídky a sjednání a potvrzení zakázky pro výrobu. Tyto aktivity vykonávají obchodní manažeři jejichž profesionalita, operativnost a znalost výrobních podmínek výrobce, jsou v tržním hospodářství základní podmínkou pro úspěšnost v soutěži s ostatními výrobci obalů na trhu. V této etapě vychází obchodní manažeři ze spolupráce s útvary kalkulace, vzorkování, nákupu materiálu na výrobu, u potištěných obalů s útvary přípravy a výroby tiskových forem a útvarem přípravy a výroby potřebných nástrojů na výrobu. Větší výrobci potištěných obalů jsou vybaveni vlastními vzorkovnami, útvary obalového a grafického designu, které vytváří všechny potřebné podklady pro potřeby manažerů, které pak také slouží potřebám přípravy výroby. Pokud výrobci obalů kooperují s externími ateliéry obalového designu, pak jsou zpravidla vybavení vzorkovnou a vzorkovacím zařízením (ploterem), pro vzorkování obalů běžných konstrukcí, nebo pro změny ve standardních konstrukcích a pro zpracování potřebných výkresů a podkladů pro kooperace v zajišťování tiskových forem a nástrojů. Postup je členitý zejména u nových druhů náročně potištěných obalů volné, nebo kreativní konstrukce. Podstatnou část výrobních programů výrobců obalů představuje opakovaná výroba, při které se opakovaně využívají podklady pro výrobu tiskových forem, nástrojů, někdy i samotné nástroje a tiskové formy. V těchto případech jsou všechny podklady pro výrobu soustřeďovány v útvaru přípravy výroby, podle případných změn se aktualizují a tvoří tak základnu podkladů pro výrobu. Cílem aktivit obchodních manažerů v uvedené členité kooperaci je potvrzení nabídky zákazníkem, tj. uzavření objednávky na nabízené obaly. Výrobce obalů tak získává zakázku. Teprve pak se ujímá dalších komplexních aktivit útvar přípravy výroby. Ty zahrnují materiální zajištění zakázky, přípravu a výrobu tiskových forem, přípravu a výrobu potřebných nástrojů a jiných kooperačních vztahů. Komplexní připravenost zakázky pro výrobu, je podmínkou pro zařazení zakázky do výrobního programu strojů a výrobních linek závodu.

76


Při opakované výrobě, vychází útvar přípravy výroby (který je zpravidla přímo podřízen vedoucímu výroby závodu) z vlastních archivovaných podkladů. Vztahy pojednaných předpřípravných aktivit a přípravy výroby znázorňuje schéma IV. V rámci útvaru přípravy výroby se vypočítává a určuje spotřeba materiálu na jednotku výroby, na zakázku, na výrobní sérii. Ve struktuře výrobních nákladů na výrobu, představují u převážné většiny obalů z papíru, kartonů a lepenek největší podíl. Ovlivňuje tedy nejvýrazněji ceny obalů. Cena materiálů v nákladech představuje podíl 65 - 85%. Z toho vyplývá, že správnost volby materiálů a jejich stupeň využití ve výrobních procesech má z ekonomických hledisek mimořádný význam. Ukazatelem využití materiálu na určitý druh obalu (na výrobní jednotku, zakázku, sérii), je výtěžnost materiálu. Výtěžnost materiálu vyjadřuje procentní podíl čisté spotřeby materiálu, na hrubé spotřebě materiálu (viz. I. díl učebnice). Procento výtěžnosti je v přípravě výroby orientujícím ukazatelem správnosti volby rozměrů materiálů a mnohde výhodnosti konstrukčního řešení obalů, pro dané výrobní podmínky. Je ovlivněna vztahem rozměrů zpracovávaných archů nebo kotoučů papírů a lepenek k pracovní šíři papírenských strojů výrobců, u kterých se materiály nakupují. Je rovněž závislá na úrovni organizace materiálového zabezpečení výroby obalů tak, aby podle výrobních programů byly vždy včas k dispozici nejvhodnější druhy potřebných materiálů. To je v závodě na výrobu obalů s členitým výrobním programem náročný, obchodně organizační úkol. Výtěžnost materiálu je také ovlivněna kvalitou materiálů, zejména standardními fyzikálně mechanickými vlastnostmi. Ty více, nebo méně ovlivňují zmetkovitost při výrobě, zejména na moderních, vysoce výkonných automatech. Výtěžnost materiálu je rovněž ovlivněna způsobem nakládání s materiálem při jeho manipulaci v dopravě a skladování. Poškození zejména kotoučů při nedbalém zacházení způsobuje ztráty představující mnohdy několik procent.

TECHNOLOGICKÝ PROCES VÝROBY OBALŮ

77

Schéma IV. Schéma předpřípravných obchodních aktivit a přípravy výroby

Prodej

Nákup

- POPTÁVKA - technické vyjasnění - výkresy - potřeby nástrojů - grafická úprava (nátisk) - stanovení výrobního postupu - kalkulace, stanovení ceny - NABÍDKA - VZOREK - OBJEDNÁVKA

Vzorkování

Zhotovení vzorku - standardní konstrukce - změněná konstrukce - volná konstrukce - kreativní konstrukce

Kalkulace

- zhotovení výkresů - zpracování grafické úpravy

- stanovení výrobního postupu - výpočet spotřeby materiálu - KALKULACE, URČENÍ CENY

Kooperace s externím designovým centrem

Vlastní oddělení - designu - graf. úpravy - konstrukce

CAD/CAM DTP

PŘÍPRAVA VÝROBY

Vzorkovací (nátiskový) ploter

Výrobní podklady - spotřeba materiálu - časy vytížení strojů

Materiál

Nákup od specializ. výrobců

Vlastní výroba

Tiskové formy

VÝROBNÍ PROCES

Nástroje

78


4.11 Výpočty ve výrobních procesech Pro programování výroby a pro výpočty výrobních nákladů potřebných pro cenové kalkulace se vypočítávají výkony jednotlivých strojů nebo výrobních linek ve výrobním procesu. Výkon stroje nebo výrobní linky je maximální množství výrobků, nebo polotovarů, které může stroj, nebo výrobní linka vyrobit za daných výrobních podmínek v určité časové jednotce (časovou jednotkou je hodina, směna, pracovní den). Na výrobní náklady jednotlivých variant výrobních postupů a procesů má významný vliv čas po který se jednotlivé stroje, kombinované stroje, nebo výrobní linky zaměstnávají výrobou výrobní série obalů. Tento čas se rozděluje na čas přípravný a čas výrobní. Čas přípravný na výrobu výrobní série (zakázky) stanovený v minutách, je čas potřebný na komplexní přípravu stroje pro výrobu určité série obalů (zakázky). Začíná ukončením výroby předcházející zakázky na stroji, nebo výrobní lince a končí přestavbou a komplexní přípravou stroje a zahájením výroby následující zakázky. Čas přípravný bývá delší u kombinovaných strojů, které vykonávají společně v jednom postupu více technologických postupů i výrobních linek, které mechanizují podstatnou část, nebo i celý výrobní proces. Relativně dlouhé přípravné časy vedou výrobce vysocevýkonných kombinovaných strojů k různým řešením úprav strojů a doplňujících zařízení pro výrazné zkrácení přípravných časů. Jsou to například u horizontálních vysekávacích listů mimostrojní přípravy a seřízení vysekávacích a tvarovací nástrojů se zařízením na rychlé vysunutí používaných nástrojů ze stroje a rychlé vsazení seřízených nástrojů na další výrobní sérii, v několika minutách. Jsou to také modulové soustavy řezacích a rýhovacích nástrojů, které se seřizují za provozu stroje dálkovým ovládáním a seřízené se nastavují do pracovní polohy přetočením břevna tj. odstavením soustavy, rozměrově seřízené na předcházející výrobní sérii. Přestavba se provede v několika vteřinách. Je to kupříkladu modulový systém záměny zvlňovacích válců na zvlňovacím stroji, (viz technologické postupy v I. dílu učebnice). Do mimostrojní přípravy se řadí také tiskové jednotky vysunuté mimo kombinovaný stroj, pro provádění přípravy za plného provozu výrobní linky a některé další, pojednané v příslušných kapitolách této učebnice. Zkracování přípravných časů kombinovaných strojů a výrobních linek významně zlepšuje jejich ekonomickou efektivnost a zvyšování jejich výkonů.

VÝPOČTY VE VÝROBNÍCH PROCESECH

79

Čas výrobní, je čas při kterém stroj nebo, výrobní linka vyrábí a dosahuje výkonu za časovou jednotku odpovídající průměrném výkonu, se kterým se v programování výroby počítá. V tomto reálném výkonu je počítáno s podmínkami za kterých stroj pracuje. Jsou to: a) kvalita zpracovaného materiálu, b) stupeň kvalifikace a zapracovatelnosti obsluhy, c) stav stroje a jeho opotřebení, d) poruchovost stroje, e) udržování a kontrola seřízení, dodatečné seřizování, kontrola průběhu výrobního procesu, elektronické a dálkové ovládání změn v seřízení, f) plynulost přísunu materiálů a odsunu polotovarů a hotových výrobků, g) úroveň organizace řízení výroby, h) využití pracovní doby a některé další vlivy. Praktický výkon stroje - výrobní linky se pohybuje mezi 50 a 95% maximálního výkonu udávaného výrobcem stroje a je rozdílný podle ovlivňujících podmínek. Porovnávání variant výrobních procesů a volba ekonomicky nejefektivnější varianty pro velikost výrobní série. Jednotlivé druhy obalů stejného provedení a též kvality lze vyrobit několika variantami výrobních postupů na různých strojích na jednoduchých a kombinovaných strojích, nebo na automatických výrobních linkách, které mechanizují celý výrobní proces. Příklad: Čtyřbarevně potištěný lepenkový přířez, tvarovaný výsekem a tvorbou linek ohybu, ze kterého vznikne slepením spotřebitelský obal - skládačka, lze v rámci vybavení závodu vyrobit třemi variantami výrobních procesů (I.,II.,III., viz schématická znázornění na obr. č. 8). Charakteristika variant: 1.

Ofsetový tiskový stroj se dvěma tiskovými jednotkami, horizontálně vysekávací a rýhovací lis, bez mechanického vylupování odpadu, ruční vylupování odpadu. Technologický postup 1. Potisk sestavy přířezů na archu dvěmi barvami, 2. Potisk archů dalšími dvěmi barvami na témže stroji, 3. Vysekávání a tvarování linek na potištěných arších na horizontálním vysekávacím lisu s vykládáním vyseknutých archů včetně odpadu, 4. Ruční nebo mechanické vylupování odpadu z archu. Výslednými produkty jsou čtyřbarevně potištěné, vysekávané a rýhované skládačkové přířezy ve stozích (pro další slepování na hotové skládačky).

80

2.

3.


Ofsetový tiskový stroj se čtyřmi tiskovými jednotkami, horizontální vysekávací lis vybavený pro vysekávání, rýhování a mechanické vylupování odpadu. Technologický postup 1. Potisk sestavy přířezů na archu čtyřmi barvami. 2. Vysekávání, rýhování a mechanické vylupování odpadu. Výslednými produkty jsou čtyřbarevně potištěné, vysekané a rýhované skládačkové přířezy ve stozích (stejné jako ve variantě I.) Kombinovaný hlubotiskový stroj, který čtyřbarevně potiskuje skládačkovou lepenku odvíjenou z kotouče, vysekává a tvaruje linky ohybu na výsekové části kombinovaného stroje, vylupuje odpad a vykládá ve stozích čtyřbarevně potištěné skládačkové přířezy (stejné jako ve variantě I. a II.)

Ze stručné charakteristiky vyplývá, že výrobní procesy mají rozdílné počty výrobních postupů a tím i rozdílné náklady na přípravu výroby, na tiskové formy a nástroje. Podle rozdílných výkonů strojů v jednotlivých variantách, mají i rozdílné náklady na vlastní výrobu při výrobě stejně velké výrobní série obalů. Jednotlivé varianty se liší použitím rozdílného strojního zařízení. Každá varianta zpravidla vykazuje při výrobě stejného výrobku v určité výrobní dávce (sérii) rozdílný ekonomický výsledek tj. rozdílné výrobní náklady, rozdílnou produktivitu výroby, rozdílnou délku výrobního cyklu tj. času potřebného na vyrobení série (zakázky) i produkci připadající na investiční náklady použitého strojního zařízení. Tato rozdílnost je ovlivněna typy používaných strojů v jednotlivých výrobních linkách, stupněm mechanizace a automatizace výrobních postupů, pracovními rozměry strojů, rozdílnými náklady na nástroje a tiskové formy a jejich životností. Důležitými činiteli, které ovlivňují ekonomiku výrobních procesů, jsou časy potřebné na přípravu strojů a zařízení a samozřejmě výkony strojů. Proto při operativním řízení výroby a rozmísťování výrobních programů na výrobní linky, nejsou rozhodující pouze hlediska technologická, ale i hlediska výrobně ekonomická. Stejně tak při pořizování nových strojů a zařízení, při projektování nových výrobních kapacit a při porovnávání ekonomické efektivnosti nových investic se musí přihlížet k ekonomickým proporcím výrobních procesů a jejich relaci ke struktuře výrobního programu podle sortimentu výrobků. Ekonomická hlediska jsou při těchto činnostech stejně důležitá a ovlivňující jako hlediska ryze technologická. Při volbě výrobního postupu je rozhodující technické provedení výrobku, nároky použitého materiálu na technické provedení výrobku a velikost výrobní dávky, ve které bude výrobek vyráběn. (Ve výrobní praxi působí ještě celá řada dalších vlivů, které jsou z hlediska charakteristiky výrobního procesu druhotné). Vychází-li se z toho, že technické provedení obalu, jakož i respektování požadavků, které na technologii výroby klade použitý materiál, je záležitost technická, určená technologickými předpisy a že daný výrobek lze vyrobit více variantami výrobních

VÝPOČTY VE VÝROBNÍCH PROCESECH

81

Varianty: I.

Archový ofsetový stroj, 2 tiskové jednotky

II.

III.

Archový ofsetový stroj, 4 tiskové jednotky

Hlubotiskový stroj, 4 tiskové jednotky Vysekávací lis Vylupovací jednotka

Horizontální vysekávací lis

Horizontální vysekávací lis s vylupováním odpadu

Výrobní postupy:

Potisk archů 2 barvy


Potisk lepenky odvíjené z kotouče, 4 barvy


Vysekávání a vylupování odpadu

Vysekávání Vylupování odpadu

2 výrobní postupy

1 výrobní postup

Vysekávání na lisu Ruční vylupování odpadu

4 výrobní postupy Obr. 8

Sestava strojů pro 3 varianty výrobních procesů I. Jednoúčelové stroje II. Kombinované stroje III. Mechanizovaná výrobní linka

82


postupů, pak ekonomickou efektivnost výrobních procesů a jejich vzájemnou relaci bude přímo ovlivňovat velikost výrobní série, ve které bude výrobek vyráběn. Ve výrobě obalů jsou náklady na jeden obal (nebo na výrobní jednici) rozdílné podle toho, v jak velké sérii byl obal vyroben a podle toho, která varianta výrobního postupu byla k výrobě použita. Proto je důležité znát ekonomickou charakteristiku jednotlivých variant výrobních postupů a výrobních linek ve vztahu k velikosti výrobní série. Ekonomická charakteristika výrobního postupu výrobní linky je dána poměrem výrobních nákladů, které jsou vzhledem k velikosti výrobní série stálé (fixní) k výrobním nákladům, které jsou proměnlivé (variabilní) úměrné velikosti výrobní série. Stálé (fixní) náklady (K) Stálé náklady jsou závislé na přípravném čase (Tp), na nákladech na tiskové formy (F) a na nákladech na nástroje a přípravky (N). Čas přípravný je doba, ve které se strojní zařízení upravuje podle technických požadavků výroby určitého druhu výrobku. U jednotlivých typů strojů je rozdílný. Bývalo pravidlem, že čím byly stroje složitější a výkonnější, tím byl čas přípravný delší. V současné době umožňuje využití procesorů a mechanizace seřizování funkčních orgánů stroje výrazné snížení přípravných časů i u složitých kombinovaných strojů nebo celých výrobních linek. Ve vztahu k velikosti výrobní série jde o čas stálý (neměnný), který je u stroje nebo u výrobní linky stejný pro různě veliké série až do určitého množství, kdy je přípravu třeba opakovat. Náklady na přípravu stroje (Atp) se vypočtou, jestliže se čas přípravný (Tp) násobí náklady souvisící s činností zařízení připadající na l hod. (A). Pod pojmem náklady související s činností zařízení se rozumí podíl nákladů připadající na jednu hodinu provozu stroje. Jsou to: podíl odpisů stroje, podíl odpisů budov podle velikosti potřebné výrobní plochy, spotřeba elektrické energie, mzdy obsluhy včetně příspěvku na sociální zabezpečení a doplňkových mezd, náklady na opravu strojů, náklady na pomocný materiál, náklady na otop a tzv. ostatní náklady. Zajišťují se pro každý jednotlivý stroj a jsou rozdílné podle druhu stroje a podle počtu hodin jeho provozu v časovém období v jednosměnném, dvousměnném nebo třísměnném provozu. Náklady na tiskové formy (F) představují v případě vlastní výroby tiskových forem celkové výrobní náklady na zhotovení všech tiskových forem potřebných na výrobu daného obalu, nebo v případě nákupu od jiného výrobce představují fakturovanou cenu dodávek. Tiskové formy jsou jednoúčelové, zhotovované pro konkrétní obal a jeho výrobní dávku, nepoužívané při opakované výrobě. Náklady na tyto tiskové formy se počítají celou hodnotou na danou výrobní sérii.

NÁKLADY NA NÁSTROJE

83

Tiskové formy jsou rovněž opakovaně použitelné, tj. takové, jejichž tzv. životnost určená počtem tlaků je větší než velikost výrobní série (např. tisková forma pro knihtisk, hlubotisk nebo flexotisk). V těchto případech se počítá do nákladů na přípravu výroby určité výrobní série podíl z celkového rozsahu životnosti tiskové formy, úměrný velikosti výrobní série. (Samozřejmě za předpokladu jistoty, že se výrobek bude opakovaně vyrábět, jinak se bez ohledu na životnost tiskové formy promítá celková cena tiskové formy do nákladů na přípravu výroby dané série).

4.11.1 Náklady na nástroje Nástroje - jsou buď univerzální, kterými jsou některé jednodušší stroje vybaveny a které jsou setříditelné na různé rozměrové proporce obalových polotovarů. Univerzální nástroje patří do vybavenosti strojů a rozměrově i provedením vymezují rozsah druhů postupů, které na nich lze provádět. Výrobní náklady ovlivňují dobu potřebnou pro jejich seřízení k výrobě jakkoliv velké výrobní série i při opakované výrobě. Druhou skupinu představují jednoúčelové nástroje, které musí být zhotovovány pro konkrétní tvarový účel a jsou použitelné zpravidla jen pro jeden druh obalu. Náklady na jejich zhotovení (pořizovací nebo nákupní cena) se počítají do výrobních nákladů na výrobní sérii, bez ohledu na její velikost. Výrobní náklady také ovlivňuje doba potřebná na vestavění a seřízení nástrojů ve stroji. Při menších výrobních sériích mohou být nástroje opakovaně používány až do jejich opotřebení a nepouživatelnosti. Stejně tak je tomu u nástrojů a přípravků. Například blokové nástroje na vysekávání lepenek mají životnost 2 mil. tlaků a poté je lze broušením a obnovou některých částí zvýšit o další l mil. tlaků. Planžetový nástroj má životnost podle druhu vysekávaného materiálu cca 500 000 tlaků a může být výměnou planžetových nožů zvýšena až na 700 000 tlaků. Při neopakované výrobě se do nákladu na výrobní sérii zahrnuje celková cena nástroje, bez ohledu na jeho životnost, při opakované výrobě podíl připadající na výrobní sérii. Mezi náklady na drahé nástroje (nebo na tiskové formy) s dlouhou životností a mezi náklady na nástroje (tiskové formy) s krátkou životností, je při opakované výrobě určité hranikční množství ve velikosti série obalů. Do této velikosti série je účelnější opakovaně pořízovat levné nástroje (tiskové formy). Od této velikosti série je ekonomičtější pořízovat nástroje s větší životnosti (zpravidla dražší). Určení hranice ovlivňují nejen náklady na nástroje a tiskové formy, ale i výkony strojů, které je používají a i rozdílné jejich časy potřebné na přípravu.

84


Stálé náklady na výrobní postupy ve výrobním procesu ve vztahu k výrobní serii, jsou součtem nákladů na časy přípravné u jednotlivých strojů (přípravné časy výrobní linky) a nákladů na tiskové formy a nástroje (nebo podílů těchto nákladů, připadajících na výrobní serií, při možnosti opakovaného použití nástrojů a tiskových forem). K = ATp + F + N ( nebo ATp1... ATpx + F + N ) Proměnlivé, variabilní výrobní náklady ( M ) Proměnlivé, variabilní výrobní náklady jsou odvislé od výrobního času (Tv) a od nákladů souvisejících s činností výrobních strojů a zařízení (A). Variabilní výrobní náklady narůstají s velikosti výrobní serie rozdílně. Ty jsou odvislé především od výkonů strojů, nebo výrobních linek. Vyšší výkony (strojů, linek) zkracují potřebné výrobní časy na vyrobení výrobní serie a tím také náklady na výrobu. Vyšší výkony zkracují výrobní časy potřebné na výrobu výrobní serie a kompenzují také vyšší výrobní náklady na hodinu činnosti stroje (výrobní linky), které jsou důsledkem vyšších odpisů dražších strojů, vyšších spotřeb energií, náročnější obsluhy, větších výrobních prostor, režijních nákladů a dalších vlivů. Charakteristiku fixních a variabilníh výrobních nákladů u výrobních variant I, II a III (podle znázornění na obrázku č. 8), znázorňují grafy na obrázku č. 9. Varianta I. má relativně nízké fixní náklady ve vztahu k velikosti výrobní serie. Je to především v důsledku kratších časů přípravných a nepoužívá vylupovací nástroje. Vzhledem k relativně nižším výkonům strojů (2x tisk na tiskovém stroji), má poměrně delší výrobní čas a tím výraznější růst variabilních nákladů vzhledem k velikosti výrobní serie. V porovnání struktury fixních a variabilních nákladů, podle grafu varianty II. se ukazuje, že fixní náklady jsou ve vztahu k velikosti výrobní serie výrazně vyšší, v důsledku delších časů přípravných, nákladů na vylupovací nástroje a vyšších nákladů na hodinu činnosti strojů. Protože mají relativně vyšší výkony a tím i kratší časy výrobní, vzrůstá součet fixních a variabilních nákladů pomaleji i při relativně vyšších nákladech na hodinu. Grafy znázorňují, že výše výrobních nákladů mezi porovnávanými variantami, má hraniční množství velikosti výrobní serie, při kterém je varianta II. ekonomicky efektivnější, než varianta I. a kdy výrobní náklady jsou vyšší, než kdyby výrobek byl vyráběn variantou I. Varianta III. má relativně nejvyšší fixní náklady ve vztahu k velikosti výrobní serie, avšak vykazuje ralativně nejnižší variabilní výrobní náklady ve vztahu k velikosti výrobní serie, vzhlem k vysokému výkonu a realtivně nízkým variabilním - proporcionálně výrobním nákladům. Z porovnání vyplývá, že variabilní výrobní náklady u varianty I. vzrůstají se zvětšující se velikosti výrobní serie rychleji, než u výrobní varianty II. Nejpomaleji narůstají u


Varianta I

85

Varianta II

ů lad

ák

n

bil

Výrobní náklady

av

x

t fi

e uč

h níc

So

Fixní náklady

Velikost výrobní série

S

et ouč

fixn

ích

ri a va

Fixní náklady


Varianta III

Výrobní náklady

Výrobní náklady

a ari

n ích

Souč

et fixn

í

ch abilní i r a v ch a

nákla

dů

Fixní náklady


Obr.9 Grafické znázornění průběhů stoupání výrobních nákladů (součtu fixních a variabilních) podle velikosti výrobní série obalů. Fixní náklady jsou až do určité velikosti série stejné, u jednotlivých výrobních variant rozdílné. Variabilní výrobní náklady narůstají úměrně s velikostí výrobní série. Jejich nárůst je u jednotlivých variant rozdílný. (varianty I, II, III viz schéma na obrázku 8)

abil

ní

ák ch n

ladů

86


Varianta I.

Varianta II.

Výrobní náklady

I.

I. 1

Varianta III.

II.

III. 2

3

4

5

6

7

8

Velikost výrobní série ve 100 000 kusech

Obr. 10 Znázornění hraničních velikostí výrobních sérií, ve kterých začíná a končí ekonomická efektivnost výroby variant I, II, III (schéma variant viz obr. č. 8) výrobní varianty III., především vzhledem k vysokému výkonu výrobní linky a tím kratším výrobním časům. Rozdílné fixní a variabilní-proporcionálně výrobní náklady ve vztahu k velikosti výrobní série, vymezují při vzájemném porovnání všech tří variant hraniční velikost výrobní serie, při které končí ekonomická efektivnost výroby jedné varianty a začíná být ekonomicky efektivnější jiná varianta. Na obr. 1O jsou graficky znázorněny hraniční množství mezi uvedenými variantami I-III. Graficky znázorněné porovnání tři variant s rozdílnými fixními náklady na výrobu, vyjádřené v Kč mají ve vztahu k velikosti výrobní serie, výchozí bod na vertikální ose grafu určující výši výrobních nákladů rozdílný. Mají také rozdílný průběh nárůstu variabilních proporcionálně výrobních nákladů ve vztahu k velikosti výrobní serie. Přímky charakterizující součty nákladů fixních a variabilních (proporcionálních) nákladů ve vztahu k velikosti výrobní serie, se v určitých bodech protínají. Body ve kterých se


87

protínají pak zjisťujeme hraniční velikost výrobních serií, pro které jsou porovnávané varianty výrobních procesů nejefektivnější. Uvedený názorný graf nám prokazuje, že do velikosti výrobní serie 485 OOO kusů přířezů je ekonomicky efektivnější varianta I. než varianta II. Hranice ekonomické efektivnosti výroby mezi variantou I.a III. je u velikosti serie 16O OOO kusů přířezů. (na archu může být umístěno 6 až 2O i více např. u obalů na léčiva). Šrafované plochy před a za protínajícími se body, znázorňují vyšší výrobní náklady, které by musely být vynaloženy při výrobě menší resp., větší výrobní serie před a za vymezenými hraničními velikostmi výrobních serií. Z grafu také vyplývá, že hraniční velikost výrobní serie mezi variantami II. a III. neexistuje a že v tom případě je vždy ekonomicky efektivnější varianta III. Toto porovnání je obrazné, ale i návodné proto jak je důležité umět správně rozlišovat vztahy mezi provedením obalu, jeho velikosti výrobní serie, aby výrobce uspěl v soutěži na trhu v tržním hospodářství, kdy musí cenově i operativně obhájit a prosadit úspěšné uplatnění svých vyráběných obalů, na dynamicky soutěžícím trhu. Hraniční množství pro jednotlivé varianty výrobních potupů i výrobních procesů, lze zjistit pomoci výpočtů. Výpočet hraničních serií, určujících ekonomickou efektivnost výroby dvou strojů, sestavy strojů ve výrobním procesu nebo výrobní linky, mechanizující celý výrobní proces, který je vymezen počtem výrobních jednotek, kterým jsou polotovary, nebo hotové obaly, archy papíru, kartónů nebo lepenek, hmotné jednotky (kg). Pak se výroba v kusech obalů, nebo polotovarů přepočítává na tyto jednotky, podle násobnosti přířezů na archu, nebo ve hmotné jednotce. Hraniční množství mezi dvěma variantami se vypočítá podle vzorce: KII- KI HI-II = ---------- . 1OOO = kde: MI - MII H je hraniční množství (velikost serie v kusech), KI jsou fixní výrobní náklady postupu I. v Kč, KII jsou fixní výrobní náklady postupu II. v Kč, MI jsou proporcionálně výrobní, variabilní náklady postupu I. v Kč na 1 OOO kusů, MII jsou proporcionálně výrobní, variabilní náklady postupu II. v Kč na 1 OOO kusů. Některé varianty výrobních postupů, nebo procesů nemají v ekonomických charakteristikách hraniční množství. Charakterizující přímky nákladů na výrobní serií se

88


rozcházejí, nebo jsou rovnoběžné. V těchto případech je vždy výhodnější varianta s nižšími výrobními náklady. V moderních markentingových systémech jsou varianty výrobních procesů ve vztahu k fixním a proporcionálně výrobním, variabilním nákladům pro volbu ekonomicky nejefektivnějšího a konkurenčně nejúspěšnějšího zvolení varianty výrobního postupu nebo výrobního procesu zpracovány v počítačových programech. Zadání požadovaného provedení obalu v konkretizované variantě, při určení velikosti výrobní serie, jednoznačně vyznačí variantu ekonomicky nejefektivnější. Tím se významně aktivizují podmínky pro soutěž na trhu v tržním hospodářství. Výpočty se používají teké při volbě a nákupu nových výrobních strojů a zařízení, při projektování nových výrobních závodů a to podle předpokládaných struktůr výrobních programů zjištěných marketingovým průzkumem trhu.

4.12 Kontrolní otázky 1.

Charakterizujte obchodní aktivity od poptávky, přes nabídku až po potvrzení objednávky zakázníkem. 2. Co potřebuje útvar kalkulace pro určení ceny obal 3. Jakou úlohu plní utvaru designu, nebo kooperující designové centrum ve vzorkování, navrhování grafické úpravy obalů a zpracování podkladů pro přípravu výroby? 4. Jakou úlohu plní útvar přípravy výroby ? 5. Jakou úlohu v systému přípravy výroby plní DTP a CAD/CAM ? 6. Co je výtěžnost materiálu ? 7. Co je čas přípravný a čas výrobní ve výrobním procesu ? 8. Na čem je závislý výrobní čas stroje, nebo výrobní linky ? 9. Proč mají jednotlivé stroje, výrobní postupy a procesy rozdílné náklady na přípravu výroby a proporcionálně výrobní (variabilní) náklady ve vztahu k výrobní sérií? 10. Jak se zjišťují podmínky pro volbu ekonomicky efektivní varianty výroby podle velikost výrobní serie, při možnosti výroby ve více variantách?

SCHÉMATICKÉ ZNÁZORŇOVÁNÍ VÝROBNÍCH POSTUPŮ...

89

4.13 Schématické znázorňování výrobních postupů a výrobních linek Výrobní proces určitého výrobku, výrob i výroben se v technologické praxi znázorňuje schematicky. Schéma technologie výroby je názorným přehledem o vztazích a vazbách mezi jednotlivými výrobními postupy, které se schematicky znázorňují ve sledu, v němž probíhá výrobní proces. Schéma technologie výroby se používá ve výrobních reglementech, při technologickém projektování, při plánování a při určování technologického postupu určité výroby (obr. č. 11). Jednotlivé hlavní výrobní postupy jsou znázorněny obdélníky stejného rozměru uspořádanými vertikálně pod sebou. Sled je zaznamenán spojnicemi (příp. šipkami). Vedlejší výrobní postupy, to jsou takové, které doplňují výrobní proces a mohou nebo nemusí být použity, jsou znázorněny stranou od hlavního výrobního sledu a bočně navazují na spojnice hlavních postupů.

1

Potisk archů

1.1 Bronzování

1.2

Lakování

1

Potisk archů

1.1 Bronzování

1.2 Lakování

2

Řezání

2

Řezání

3

Vysekávání

3

Vysekávání

4

Vylupování odpadu

4

Vylupování odpadu

5

Slepování

5

Slepování

Obr. 11 Schématické znázornění výrobních postupů ve výrobním procesu

90


Mohou být také znázorněny v hlavním sledu, avšak v obdélníku, který je kreslen ne plnou, ale přerušovanou čárou. Schéma výrobních postupů (zvané též postupový diagram nebo blokové schéma) znázorňuje průběh výrobního procesu v konkrétní variantě s bližším označením výrobních postupů a použitých technologických způsobů. Znázorňuje vazby nejen v hlavním sledu výrobního procesu, ale i vazby návazné na přípravné postupy, např. na výrobu nástrojů, tiskových forem, příp. i na použité suroviny a pomocné materiály. Vykonává-li stroj dvě nebo i více výrobních operací v jednom výrobním postupu, vyznačuje se postup spojenými obdélníky jednotlivých výrobních operací a rámuje se společným rámečkem (obr. č. 12). Je-li některý výrobní postup pro několik variant, znázorňuje se pro ně společně. Výstup z výrobního sledu nemusí procházet všemi operacemi (např. dodávání neslepených obalových přířezů).

1 Výroba vysekávacích nástrojů

Výroba tiskových forem

1

Řezání kotoučů

2

2

Vysekávání

3

Potisk 1-4 barvami

4

Vylupování odpadu

Řezání archů

Potisk archů

2.1

5

6

Lakování

3

Vysekávání

4

Vylupování odpadu

Slepování

Svazkování, balení

Skládačkové výseky

Výroba tiskových forem

Slepené skládačky

Obr. 12 Blokové schéma výrobních postupů

Výroba vysekávacích nástrojů

VAZBY VÝROBNÍCH KAPACIT

91

4.13.1 Vazby výrobních kapacit Výrobní proces probíhá zpravidla na několika strojích v určitém sledu. Jednotlivé stroje mají buď shodné, nebo častěji rozdílné výkony i výrobní kapacity. Jsou-li výrobní kapacity jednotlivých strojů použitých ve výrobním procesu shodné, pak je průběh výrobního procesu plynulý a využití jednotlivých strojů ve výrobní lince je optimální. Lepenka v arších

Ofsetový stroj pro tisk čtyřmi barvami 88x126

Ofsetový stroj pro tisk čtyřmi barvami 88x126

Lepenka v kotoučích

Ofsetový stroj pro tisk 2 barvami 88x126

Ofsetový stroj pro tisk 2 barvami 88x126

Kombin. vysekávací a tiskový stroj 94x91,5 s vylupováním odpadu

Lakování

Řezání Vysekávací stroj 88x126

Vysekávací stroj 88x126

Vys. stroj 50x70

Vys. stroj 50x70

Vys. stroj 50x70

Vylupování odpadu

Slepovací stroj


Obr. 13 Znázornění návazností výrobních kapacit strojů v závodě

Slepovací stroj


92


Jestliže jednotlivé stroje ve výrobní lince mají rozdílné výrobní kapacity, pak lze dosáhnout plynulosti průběhu výrobního procesu tím, že se podle Výrobní kapacity nejvýkonnějšího stroje v lince zvětší počet méně výkonných strojů u návazných výrobních postupů tak, aby součet jejich výrobních kapacit dosáhl úrovně výrobní kapacity nejvýkonnějšího stroje v lince. Ve výrobnách, které jsou vybaveny strojním zařízením pro výrobu členitého sortimentu obalů, jsou pro dosažení plynulého průběhu výrobního procesu srovnány součty průměrných výrobních kapacit. Jednotlivých strojů provádějících shodné výrobní operace. Znázornění návaznosti výrobních kapacit ve výrobním procesu se provádí schematicky (obr. č.13).

4.13.2 Schéma technologie výroby závodu Schéma technologie výroby závodu znázorňuje sestavu použitelných strojů ve sledu, v němž probíhá výrobní proces (bez ohledu na jejich umístění v závodě). Vyznačují se vzájemné vazby mezi jednotlivými výrobními postupy. Pro názornost je vhodné znázorňovat stroje obdélníkem v určitém měřítku k rozměrům stroje. U jednotlivých strojů se vyznačují kromě názvu pracovní rozměry stroje a i průměrná výrobní kapacita za určité období (rok, měsíc), spojnicemi a šipkami se znázorňuje sled výrobních operací od vstupu materiálu až do konečného výstupu hotového obalu (nebo polotovaru). Schematické znázornění dává možnost dobře posoudit návaznost výrobních kapacit i podmínek pro jejich optimální vytížení. Je nezbytné rozvrhnout stroje ve výrobním závodě tak, aby byly rozmístěny ve sledu, v němž probíhá výrobní proces a aby dopravní cesty mezi jednotlivými výrobními postupy byly co nejkratší.

4.14 Přeprava hmot ve výrobním procesu (Senkeyův graf) Rozmístění strojů a výrobních zařízení ve výrobním závodě vymezuje vzdálenosti mezi skladem materiálu a prvním strojem výrobní linky, vzdálenosti mezi jednotlivými výrobními postupy i mezi posledním postupem a skladem hotových výrobků. Součin délek těchto dopravních tras a hmotnostní materiálu, polotovaru a hotových výrobků za určitou časovou jednotku udává práci potřebnou pro dopravu hmot ve výrobním procesu. Udává se v tunokilometrech (tkm). Optimální rozmístění strojů v závodě vykazuje minimální množství tkm (tj. trvalou pracnost potřebnou na dopravu a manipulaci s hmotami ve výrobním procesu). Názorovou pomůckou je Senkeyův graf výrobního toku materiálu v závodě. Objem materiálu, s nímž se manipuluje za určitou časovou jednotku, se v grafu vyjadřuje šířkou

PŘEPRAVA HMOT VE VÝROBNÍM PROCESU

3000 t

3000 t

5000 t

1. 2.

1.

1.

93

1500 t 1500 t

2000 t 1000 t

3900 t 2.

2.

1600 t

1800 t

1100 t

odpad

2.

1500 t

1400 t

odpad

700 t 300 t

1200 t 1600 t 1400 t

3.

400 t

1100 t

3.

3. 3000 t

1800 t

1000 t

2600 t

1800 t

Obr. 14 Senkeyův graf znázorňující tok materiálu ve výrobním procesu

plochy mezi čarami vzdálenost přepravy délkou čar a směr materiálového toku šipkou (obr. č.14). Pomocí grafu lze dobře ověřovat účelnost a správnost rozmístění strojního zařízení v závodech. Je nezbytnou pomůckou při projektování nových závodů (výroben) i při zpracování racionalizačních návrhů na zlepšení uspořádání strojů a zařízení ve stávajících výrobnách nebo závodech.

94


4. Konstrukce lepenkových obalů

Recommend Documents