การออกแบบโครงสร้างกล่องกระดาษแข็ง ตอนที่ 2
โดย อาจารย์มยุรี ภาคลำเจียก
ตอนที่ 1 ที่พิมพ์ในฉบับที่แล้ว ผู้เขียนได้แนะนำการออกแบบโครงสร้างของกล่องแบบพับได้ โดยสรุปว่าต้องพิจารณา 6 ประเด็น ต่อไปนี้
1. ประเภทและแบบของกล่อง
2. ขนาดของกล่อง
3. ชนิดและน้ำหนักมาตรฐานของกระดาษ
4. การวางแผ่นคลี่ของกล่องบนกระดาษขนาดมาตรฐาน
5. วิธีการบรรจุผลิตภัณฑ์ลงในกล่อง
6. คุณสมบัติของกระดาษแข็ง
5 ประเด็นแรกได้กล่าวไปแล้ว บทความนี้จะกล่าวถึงประเด็นที่ 6 คือ คุณสมบัติของกระดาษแข็ง
คุณสมบัติของกระดาษแข็ง แบ่งได้เป็น 3 กลุ่ม ดังนี้
- คุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับความเหมาะสมต่อการพิมพ์ มีผลต่อประสิทธิภาพในการพิมพ์ เช่น ความเร็วในการพิมพ์ คุณภาพการพิมพ์ คุณสมบัติในด้านนี้ ได้แก่
- 1.1 ความขาว (Whiteness): ความขาวของกระดาษที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าจะเป็นจุดดึงดูดความสนใจของผู้บริโภคเมื่อพิมพ์กล่องแล้ว กระดาษที่ผิวมีความขาวสูงมักนิยมใช้เป็นสีพื้นของงานพิมพ์ที่อาร์ตเวิร์คมีพื้นสีขาว ทำให้สามารถประหยัดต้นทุนในการพิมพ์ได้
- 1.2 ความเรียบ (Smoothness): กระดาษที่มีผิวเรียบกว่าจะรับหมึกพิมพ์ได้สม่ำเสมอกว่ากระดาษที่มีผิวไม่เรียบ ทำให้คุณภาพการพิมพ์ดีกว่า นอกจากนี้ ความเรียบของผิวกระดาษยังมีผลต่อความมันวาวถ้านำไปลามิเนตกับฟิล์มเมทัลไลซ์ หรือกับฟิล์มฮอโลแกรม กระดาษที่ผิวเรียบจะให้ความมันวาวมากกว่ากระดาษที่ผิวไม่เรียบ ทำให้ดูสวยงามขึ้น
- 1.3 ความแข็งแรงผิว (Surface Strength): กระดาษที่มีความแข็งแรงผิวต่ำจะทำให้ชั้นเคลือบหลุดออกเมื่อพิมพ์ด้วยความเร็วสูง หรือเมื่อใช้หมึกพิมพ์ที่เหนียว
- 1.4 ความหนา (Thickness): ความหนาที่ไม่สม่ำเสมอทำให้กระดาษเกิดความโค้งงอ ขอบกระดาษเป็นคลื่น ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพงานพิมพ์ เช่น เกิดรอยย่น พิมพ์เหลื่อม ทำให้มีความสูญเสียสูงในการพิมพ์
- คุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับความเหมาะสมต่อการแปรรูปและการใช้งาน มีผลต่อประสิทธิภาพในการแปรรูป เช่น การอัดตัดตามแม่แบบ และมีผลต่อความแข็งแรงของกล่องเมื่อบรรจุสินค้าแล้ว รวมทั้งความสามารถในการใช้กับเครื่องบรรจุอัตโนมัติ คุณสมบัติในด้านนี้ ได้แก่
- 2.1 ความต้านทานการพับ (Folding Endurance): มีความสำคัญต่อการป้องก้นกล่องขาดเมื่อมีการเปิดปิดหลายครั้ง ค่านี้ขึ้นกับคุณภาพของเยื่อกระดาษที่ใช้ผลิตและความหนาของกระดาษ
- 2.2 ความต้านทานแรงฉีกขาด (Tearing Resistance): มีผลต่อการอัดตัดตามแม่แบบและการตัดในกระบวนการแปรรูป กระดาษแข็งที่มีค่านี้ต่ำจะฉีกขาดง่ายเมื่ออัดตัดตามแม่แบบหรือตัด ทำให้เกิดการสูญเสีย กระดาษแข็งที่มีส่วนผสมของเยื่อใยยาวสูงจะให้ค่านี้สูงกว่ากระดาษที่มีส่วนผสมของเยื่อใยยาวต่ำ
- 2.3 ความแข็งตึง (Stiffness): หากต้องการกล่องมีความแข็งแรงเมื่อเรียงซ้อน และสามารถใช้กับเครื่องบรรจุอัตโนมัติความเร็วสูงได้ดี จำเป็นต้องใช้กระดาษที่มีความแข็งตึงสูง หากเป็นกระดาษแข็งประเภทเดียวกัน ความหนาที่มากกว่าจะให้ค่าความแข็งตึงมากกว่า หากเป็นกระดาษแข็งต่างประเภทกัน ความหนาที่มากกว่าไม่ได้ให้ค่าความแข็งตึงมากกว่าเสมอไป เพราะค่านี้ขึ้นกับชนิดของเยื่อกระดาษที่ใช้ผลิต หากมีเยื่อใยยาวเป็นส่วนผสมอยู่มากก็จะให้ค่าความแข็งตึงสูงขึ้น การวัดค่าความแข็งตึงนิยมวัดเป็นค่าความต้านทานการโค้งงอ (Bending Resistance)
- 2.4 การดูดซึมน้ำ (Water Absorption): มีผลต่อการใช้งานกับผลิตภัณฑ์เฉพาะ เช่น อาหารแช่แข็ง สบู่ก้อน (มีการคายความชื้นจากก้อนสบู่ในช่วง 3 เดือนแรกหลังจากที่ผลิตสบู่) กระดาษที่ผิวในมีค่าการดูดซึมน้ำสูง จะทำให้กล่องนิ่มตัว และเสียรูปได้ คุณสมบัตินี้นิยมวัดโดยวิธีคอบบ์ (Cobb Test)
- คุณสมบัติที่เกี่ยวกับการซื้อขายทั่วไป ได้แก่
- 3.1 น้ำหนักมาตรฐาน (Basis Weight): กระดาษแข็งทุกประเภทที่สั่งซื้อจะต้องระบุน้ำหนักมาตรฐานที่ต้องการเสมอ โดยมีหน่วยเป็นกรัมต่อตารางเมตร นิยมเรียกสั้น ๆ ว่า gsm (gram per square meter) ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับ คือ ร้อยละ ±3
- 3.2 ปริมาณความชื้น (Moisture Content): ปริมาณความชื้นในกระดาษขึ้นกับสภาพอากาศ ในฤดูหนาวกระดาษจะมีความชื้นต่ำ ส่วนในฤดูฝนกระดาษจะมีความชื้นสูง มาตรฐานในประเทศไทยได้แนะนำว่าความชื้นของกระดาษไม่ควรเกินร้อยละ 10
การทดสอบคุณสมบัติของกระดาษที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ มีหลายรายการที่ต้องใช้เครื่องมือทดสอบในห้องปฏิบัติการและวิธีทดสอบมาตรฐานสากล ผลทดสอบที่น่าเชื่อถือควรทดสอบโดยหน่วยงานที่ได้รับการรับรองคุณภาพด้านทดสอบ จะเป็นของรัฐหรือเอกชนก็ได้ เช่น ศูนย์การบรรจุหีบห่อไทย ภายใต้สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์แห่งประเทศไทย ซึ่งเป็นหน่วยงานของรัฐ ดังรูป
เครื่องมือทดสอบคุณสมบัติของกระดาษแข็งบางรายการ ดังรูป
ผู้ผลิตและผู้ใช้กล่องสามารถสืบค้นมาตรฐานการทดสอบคุณสมบัติแต่ละรายการได้ หรือสอบถามจากศูนย์การบรรจุหีบห่อไทยก็ได้ มาตรฐานทดสอบเฉพาะคุณสมบัติที่มีการใช้เสมอกับกล่องกระดาษแข็งแบบพับได้สรุปในตาราง
เนื่องจากกระดาษเป็นวัสดุที่ดูดความชื้นจากสภาวะแวดล้อม ทำให้คุณสมบัติเปลี่ยนไป ดังนั้นก่อนจะทดสอบคุณสมบัติของกระดาษจำเป็นต้องมีการปรับสภาวะทดสอบ (Conditioning)ของชิ้นทดสอบเป็นเวลาอย่างน้อย 24 ชั่วโมง เพื่อให้ชิ้นทดสอบมีอุณหภูมิและความชื้นสมดุลย (equilibrium) กับสภาวะมาตรฐานซี่งแตกต่างกันไปตามภูมิภาค (ดังตาราง) การรายงานผลทดสอบของกระดาษ นอกจากต้องระบุว่าใช้มาตรฐานทดสอบอะไรแล้ว จะต้องระบุด้วยว่าใช้สภาวะทดสอบใด ผลทดสอบคุณสมบัติเดียวกันของตัวอย่างเดียวกันแต่ทำที่สภาวะทดสอบต่างกัน จะให้ค่าต่างกันเล็กน้อย หากต้องการเปรียบเทียบผลทดสอบคุณสมบัติเดียวกันของกระดาษต่างชนิดหรือผลิตจากต่างโรงงาน จำเป็นต้องทำที่สภาวะทดสอบเดียวกัน ในประเทศไทยกำหนดให้ใช้สภาวะที่ 27±2 องศา ซ. ความชื้นสัมพัทธ์ 65±2% ซึ่งเป็นสภาวะมาตรฐานของประเทศในเขตร้อนชุ่มชื้น
ข้อแนะนำทั้ง 6 ประเด็นที่กล่าวมานี้จะใช้ในการออกแบบโครงสร้างกล่องสำหรับสินค้าทุกชนิด ผู้ใช้กล่องและผู้ผลิตกล่องจำเป็นต้องร่วมกันพัฒนาเพื่อให้กล่องมีความเหมาะสมในด้านการผลิต การพิมพ์ การบรรจุ การขนส่ง การใช้งานของผู้บริโภค และต้นทุน ผลของการพัฒนาได้เป็น “ข้อกำหนดของกล่องกระดาษ (Paper Carton Specification)” ซึ่งต้องมีรายละเอียดที่ชัดเจนเพียงพอต่อการสั่งซื้อและการควบคุมคุณภาพโดยผู้ผลิตกล่องและผู้ใช้กล่อง
ข้อกำหนดของกล่องกระดาษแบบพับได้ ควรประกอบด้วย
- แบบของกล่องพับได้
- ลักษณะเฉพาะของกล่อง เช่น เจาะช่องเป็นหน้าต่าง แล้วติดฟิล์มพลาสติก
- ขนาดภายในของกล่อง ระบุเป็น LxWxD หน่วยเป็น มม. แนบ drawing ของกล่อง พร้อมระบุขนาดในแต่ละส่วนให้ชัดเจน
- แนวเกรนของกระดาษ แนบ drawing ของกล่อง พร้อมระบุแนวเกรน
- ประเภทของกระดาษแข็งและแหล่งในการซื้อ
- น้ำหนักกระดาษมาตรฐาน หน่วยเป็นกรัมต่อตารางเมตร (gsm)
- คุณสมบัติของกระดาษที่ต้องการ เช่น ค่าความต้านทานการโค้งงอ พร้อมระบุมาตรฐานทดสอบและสภาวะทดสอบ คุณสมบัติใดที่ไม่ต้องการก็ไม่ต้องระบุในข้อกำหนด
- ระบบพิมพ์ที่ใช้ จำนวนสีและสีที่ใช้พิมพ์ การตบแต่งหลังพิมพ์ (ถ้ามี) เช่น ขัดเงา ปั๊มนูน ปัมฟอยล์ เป็นต้น โดยแนบกล่องที่พิมพ์และตบแต่งแล้วที่ได้รับอนุมัติจากผู้สั่งซื้อกล่อง เพื่อใช้อ้างอิงในการตรวจสอบคุณภาพ
- บาร์โค้ด ระบุตัวเลข ขนาด ตำแหน่ง และสี อ้างอิงกล่องพิมพ์ที่ได้รับอนุมัติแล้วในข้อ 8
ข้อกำหนดของกล่องกระดาษแข็ง (และบรรจุภัณฑ์ทุกประเภท) เป็นเอกสารควบคุมของผู้ใช้กล่อง มีรูปแบบการจัดวางไม่ตายตัว ขึ้นกับผู้ใช้กล่องซึ่งมักแตกต่างกันไป ส่วนสำคัญที่ต้องมีและอยู่ที่ด้านบนของเอกสารนี้ ได้แก่
• ชื่อบริษัท
• แบรนด์สินค้า ผลิตภัณฑ์ที่บรรจุ พร้อมน้ำหนักบรรจุ
• วันที่ออกข้อกำหนด ระบุว่าใช้ครั้งแรก หรือ เป็นการปรับครั้งที่เท่าใด โดยมักใช้คำว่า revision 0, revision 1, revision 2, …. ระบุว่าปรับแก้ไขอะไร เพื่อสื่อสารให้แก่ผู้เกี่ยวข้องทราบ และป้องกันการนำข้อกำหนดผิดฉบับมาใช้
ตัวย่างข้อกำหนดของกล่องกระดาษแบบพับได้
ตัวอย่างที่ 1
บริษัท xxx ตราสินค้า xxx
ผลิตภัณฑ์: สบู่ก้อน ขนาดบรรจุ 80, 90, 100 และ 125 กรัม
- แบบของกล่อง: Seal end carton
- ขนาดภายในของกล่องและรายละเอียดของกล่อง: according to attached drawing
- ประเภทกระดาษ: Duplex board 350 gsm with approved mold inhibitor
- คุณสมบัติของกระดาษ: see below table
5. ระบบพิมพ์ที่ใช้: Offset printing, 5 colors, print quality shall meet attached print approval carton
6. บาร์โค้ด: Barcode number, position, dimension and color shall be correct per attached print approval carton. Barcode can be read by scanner.
Attached drawing of soap carton and dimensions in mm
ตัวอย่างที่ 2
บริษัท xxx
ตราสินค้า xxx ผลิตภัณฑ์: วิตามินแบบผง 120 กรัม บรรจุในซองพลาสติก
Attached carton drawing
ตัวอย่างที่ 2 จะไม่กำหนดคุณสมบัติในค่าของ stiffness ของกระดาษแข็ง เพราะเป็นกล่องที่ขี้นรูปและบรรจุด้วยคน ต่างจากตัวอย่างที่ 1 ที่กล่องขี้นรูปและบรรจุด้วยเครื่องอัตโนมัติ ความแข็งตึงหรือความต้านทานต่อการโค้งงอ (stiffness) ของกระดาษทำกล่องเป็นคุณสมบัติที่สำคัญ เพราะมีผลต่อประสิทธิภาพการบรรจุ
จะสังเกตได้ว่าตัวอย่างที่ 1 ข้อกำหนดเป็นกล่องสบู่ที่ทรงเตี้ย จึงไม่ต้องระบุแนวเกรนของกระดาษ แนวเกรนจะอยู่ในแนวตั้งหรือแนวนอนก็ได้ ไม่มีผลต่อการป่องของกล่องเมื่ออยู่บนชั้นวางขาย ส่วนตัวอย่างที่ 2 ก็ไม่ต้องระบุแนวเกรนของกระดาษเช่นกัน เพราะเป็นกล่องขนาดเล็กและสินค้าไม่ได้ไปวางขายในร้านค้าปลีก
การระบุแนวเกรนของกระดาษในข้อกำหนดของกล่องพับได้จำเป็นหากเป็นกล่องทรงสูงที่วางขายในแนวตั้ง บางสินค้า เช่น ยาสีฟัน แม้ว่าใช้กล่องทรงสูง แต่การวางขายมีทั้งวางในแนวตั้งและในแนวนอน ขึ้นกับร้านค้าปลีกและขึ้นกับพื้นทีของชั้นวางสินค้า ดังนั้น กล่องยาสีฟันหลายบรนด์จึงมีการออกแบบ artwork ในแนวตั้ง 1 ด้าน และในแนวนอน 1 ด้าน เพื่อให้สอดคล้องกับการวางขาย ดังรูป
ในกรณีนี้ การวางแนวเกรนของกระดาษให้ยึดตามกล่องทรงสูงเป็นหลัก ดังรูป
เอกสารข้อกำหนดของกล่องกระดาษ ที่ส่วนล่างจำเป็นต้องมีการลงนาม ระบุชื่อและตำแหน่งของบริษัทผู้ใช้กล่อง(เจ้าของตราสินค้า) ซึ่งเป็นผู้ทำเอกสารและรับผิดชอบข้อกำหนด รวมทั้งระบุชื่อและตำแหน่งของบริษัทผู้ผลิตกล่องซึ่งเห็นด้วยกับข้อกำหนดนี้ อาจใช้รูปแบบต่อไปนี้ก็ได้
หลังจากลงนามโดยสองฝ่ายแล้ว ให้ใช้เอกสารนี้ในการสั่งซื้อและควบคุมคุณภาพต่อไป เมื่อใดมีการปรับแก้ไขข้อกำหนด ผู้ใช้กล่องต้องให้ผู้ผลิตกล่องรับทราบและเห็นด้วย จากนั้นมีการลงนามใหม่ในข้อกำหนดที่แก้ไข
ประโยชน์ของการมีข้อกำหนดที่สมบูรณ์ของกล่องกระดาษแข็ง (และบรรจุภัณฑ์ทุกประเภท) มี 2 ประการหลัก คือ
- เพื่อให้บริษัทผู้ใช้กล่องนำไปใช้ในการจัดซื้อกล่อง ทำให้สามารถเปรียบเทียบราคาระหว่างแหล่งต่าง ๆ ภายใต้คุณภาพเดียวกันได้ ส่งผลให้ได้บรรจุภัณฑ์ที่มีราคาต่ำแต่คุณภาพได้ตามความต้องการ
- ข้อกำหนดมีรายละเอียดด้านคุณภาพที่ชัดเจน (คุณสมบัติ และวิธีทดสอบมาตรฐาน) ที่ผู้ผลิตและผู้ใช้กล่องเห็นชอบร่วมกัน ทำให้ QC ของทั้งสองบริษัทสามารถนำไปใช้ในการตรวจสอบและควบคุมคุณภาพภายใต้วิธีทดสอบและมาตรฐานเดียวกัน ขจัดปัญหาการขัดแย้งที่เกี่ยวข้อง และลดปัญหา rejection ของกล่องได้
จากบทความ 2 ตอนของเรื่องการออกแบบโครงสร้างกล่องกระดาษแข็ง คงมีประโยชน์ต่อผู้ผลิตกล่องและผู้ใช้กล่อง เพื่อให้กล่องมีคุณภาพที่เหมาะสมสำหรับสินค้า การบรรจุ การลำเลียงขนส่ง การใช้งาน และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ในราคาต้นทุนที่สามารถแข่งขันได้
