Амортизация упаковки используется для защиты товаров во время транспортировки . Вибрация и удары во время транспортировки и погрузки/разгрузки контролируются амортизацией, чтобы снизить вероятность повреждения товара.
Амортизация обычно находится внутри контейнера для транспортировки , например, гофрированного ящика . Она предназначена для поглощения ударов путем сдавливания и деформации, а также для гашения вибрации, а не для передачи ударов и вибрации на защищаемый предмет. В зависимости от конкретной ситуации, толщина амортизации упаковки часто составляет от 50 до 75 мм (от 2 до 3 дюймов).
Внутренние упаковочные материалы также используются для других функций, помимо амортизации, например, для фиксации продуктов в коробке и их фиксации на месте или для заполнения пустот.
Торцевые заглушки и угловые блокиФормованная целлюлозная амортизацияТермоформованные торцевые крышки для жесткого дискаКрепление спирального кабеля для многоразовых контейнеров большой грузоподъемности
Свободное заполнение
Некоторые подушки являются текучими и свободно упаковываются вокруг предметов в коробке. Коробка закрывается, чтобы затянуть упаковку. Сюда входят куски вспененного полистирола ( пенопластовые орехи ), аналогичные куски из вспененного крахмала и обычный попкорн . Количество необходимого сыпучего наполнителя и передаваемые уровни удара зависят от конкретного типа материала. [2]
Бумагу можно вручную или механически свернуть и использовать в качестве амортизирующего материала. Более тяжелые сорта бумаги обеспечивают большую несущую способность, чем старые газеты. Также доступна крепированная целлюлозная вата. Грузчики часто обертывают предметы несколькими слоями крафт-бумаги или тисненой целлюлозы перед тем, как складывать их в коробки.
Многослойные или разрезанные и сложенные формы гофрированного картона могут использоваться в качестве подушек. [3] Эти структуры разработаны для того, чтобы сминаться и деформироваться под ударным напряжением и обеспечивать некоторую степень амортизации. Картонно- композитные сотовые структуры также используются для амортизации. [4]
Для амортизации используются несколько типов полимерных пен , наиболее распространенными из которых являются вспененный полистирол, полипропилен , полиэтилен и полиуретан . Они могут быть отформованы в инженерные формы или листы, которые разрезаются и склеиваются в структуры подушек. [5] Иногда используются гофрированные (или пальцеобразные ) пены. [6] Также доступны некоторые разлагаемые пены. [7] Вспенивание на месте — еще один метод использования полиуретановых пен. Они заполняют коробку, полностью инкапсулируя продукт для его иммобилизации. Он также используется для формирования инженерных структур.
Формованная целлюлоза
Массу можно формовать в формы, подходящие для амортизации и фиксации продуктов в упаковке. Формованная масса изготавливается из переработанной газетной бумаги и подлежит вторичной переработке.
Доступны и другие типы амортизации, включая подвесные подушки, биопену , термоформованные торцевые заглушки, [8] [9] вязкоупругие материалы [10] и различные типы амортизаторов .
Конструкция для защиты от ударов
Оборудование для испытания на падение мягкой упаковки с целью измерения передаваемого удара
Правильная работа амортизации зависит от ее правильной конструкции и использования. Часто лучше всего обратиться к обученному инженеру по упаковке , авторитетному поставщику, консультанту или независимой лаборатории. Инженеру необходимо знать степень удара (высоту падения и т. д.), от которого нужно защититься. Это может быть основано на существующей спецификации , опубликованных отраслевых стандартах и публикациях, полевых исследованиях и т. д.
Знание продукта, который будет упакован, имеет решающее значение. Опыт эксплуатации может указать на типы повреждений, которые были получены ранее. Лабораторный анализ может помочь количественно оценить хрупкость [11] изделия, часто указываемую в g . Инженерная оценка также может быть отличной отправной точкой. Иногда продукт можно сделать более прочным или можно поддерживать, чтобы сделать его менее подверженным поломке.
Количество удара, передаваемого конкретным амортизирующим материалом, во многом зависит от толщины подушки, высоты падения и площади несущей способности подушки (статическая нагрузка). Подушка должна деформироваться при ударе, чтобы функционировать. Если изделие находится на большой площади несущей способности, подушка может не деформироваться и не смягчить удар. Если площадь несущей способности слишком мала, изделие может «достичь дна» во время удара; удар не смягчается. Инженеры используют «кривые подушки», чтобы выбрать наилучшую толщину и площадь несущей способности для амортизирующего материала. Часто для защиты хрупких предметов требуется два-три дюйма (50–75 мм) амортизации.
Конструкция амортизатора требует осторожности, чтобы предотвратить усиление удара, вызванное длительностью смягчающего ударного импульса, близкой к собственной частоте смягчаемого предмета. [13]
Конструкция для защиты от вибрации
Процесс защиты от вибрации (или изоляции) включает в себя те же соображения, что и для удара. Подушки можно рассматривать как работающие подобно пружинам. В зависимости от толщины подушки и площади несущей способности, а также от частоты вынуждающей вибрации подушка может 1) не оказывать никакого влияния на входную вибрацию, 2) усиливать входную вибрацию при резонансе или 3) изолировать изделие от вибрации. Правильная конструкция имеет решающее значение для производительности подушки.
Оценка готовой упаковки
Требуется проверка и валидация прототипных конструкций. Проектирование упаковки и ее амортизации часто является итеративным процессом, включающим несколько проектов, оценок, перепроектирований и т. д. Существует несколько (ASTM, ISTA и другие) опубликованных протоколов тестирования упаковки для оценки производительности предлагаемой упаковки. Эксплуатационные характеристики в полевых условиях должны контролироваться для обратной связи в процессе проектирования.
Стандарты ASTM
D1596 Стандартный метод испытаний характеристик амортизации динамических ударов упаковочного материала
D2221 Стандартный метод испытаний свойств ползучести упаковочных амортизационных материалов
D3332 Стандартные методы испытаний изделий на ударопрочность с использованием ударных машин
D3580 Стандартные методы испытаний на вибрацию (вертикальное линейное движение) Испытание изделий
D4168 Стандартные методы испытаний характеристик передаваемого удара для вспененных амортизирующих материалов
D4169 Стандартная практика испытаний производительности транспортных контейнеров и систем
Стандартное руководство D6198 по проектированию транспортной упаковки
D6537 Стандартная практика инструментальных испытаний упаковки на удар для определения эксплуатационных характеристик упаковки
и другие
Смотрите также
Betagel , использует гель и силикон для поглощения сильных ударов
^ Хаттон, Кайо Окубо (июль 1998 г.). Влияние температуры на амортизационные свойства некоторых вспененных пластиковых материалов (диссертация) . Получено 18 февраля 2016 г.
^ Сингх, СП; Чонхенчоб и Берджес (1994). «Сравнение различных амортизирующих материалов с насыпным наполнением на основе защитных и экологических характеристик». Packaging Technology and Science . 7 (5): 229–241. doi :10.1002/pts.2770070504.
^ Стерн, РК; Джордан, Калифорния (1973). «Амортизация ударов прокладками из гофрированного фибрового картона при центрально приложенной нагрузке». Исследовательская работа Лаборатории лесной продукции, FPL-RP-184 . Получено 12 декабря 2011 г.{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
^ Ван, Дун-Мэй; Ван, Чжи-Вэй (октябрь 2008 г.). «Экспериментальное исследование амортизирующих свойств сотового картона». Packaging Technology and Science . 21 (6): 309–373. doi :10.1002/pts.808. S2CID 135800336.
^ Лю, X (2022). «Влияние конфигурации пены на эксплуатационные характеристики амортизации». Журнал прикладных исследований упаковки . 14. Получено 20 августа 2024 г.
^ Берджесс, Г. (1999). «Амортизирующие свойства гофрированной пены». Packaging Technology and Science . 12 (3): 101–104. doi :10.1002/(SICI)1099-1522(199905/06)12:3<101::AID-PTS457>3.0.CO;2-L.
^ Mojzes, Akos; Folders, Borocz (2012). «Определение кривых упругости для экологически чистых пен» (PDF) . АННАЛЫ ИНЖЕНЕРНОГО ФАКУЛЬТЕТА ХУНЕДОАРА – Международный инженерный журнал : 113–118 . Получено 8 марта 2012 г. .
^ Хангалди, Пал; Шоймеман, Херб (2000), Параметры проектирования деформируемых систем подушек (PDF) , IoPP, Transpack 2000 , получено 8 марта 2012 г.
↑ US 5515976, Moren, Michael S.; Schindler, Fred & Loga, Randall K., «Упаковка хрупких предметов в контейнере», опубликовано 14 мая 1996 г., передано Plastofilm Inc. и Роберту Стивенсу, VanAmburg Packaging Inc.
^ Райс, Северная Каролина (март 2020 г.). «Использование вязкоупругих материалов для проектирования шлемов и упаковки». Журнал механики и физики твердого тела . 141. Ссылка только на реферат. Полный текст доступен через Google Scholar: 103966. Bibcode : 2020JMPSo.14103966R. doi : 10.1016/j.jmps.2020.103966 . S2CID 218992908.
^ Берджесс, Г. (март 2000 г.). «Расширение и оценка модели усталости для ударной хрупкости продукта, используемой в дизайне упаковки». J. Testing and Evaluation . 28 (2): 116–120. doi :10.1520/JTE12084J.
^ Ноймайер, Дэн (2006), Моделирование испытания на падение кухонной плиты, включая пену, упаковку и предварительно напряженную пластиковую фольгу (PDF) , 9-я Международная конференция пользователей LS-DYNA, Технология моделирования (4) , получено 7 апреля 2020 г.
^ Моррис, С.А. (2011), «Транспортировка, распределение и повреждение продукта», Food and Packaging Engineering , Wiley-Blackwell, стр. 367–369, ISBN978-0-8138-1479-7, получено 13 февраля 2015 г.
Рассел, ПГ, и Даум, МП, «Книга испытаний на защиту продукции», Институт специалистов по упаковке
Рут, Д., «Шестиступенчатый метод разработки мягкой упаковки», Лансмонт, 1997, http://www.lansmont.com/
Ям, К. Л., «Энциклопедия упаковочных технологий», John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
Сингх, Дж., Игнатова, Л., Олсен, Э. и Сингх, П., «Оценка методологии напряжения-энергии для прогнозирования передаваемого удара через подушки из вспененного материала», Журнал испытаний и оценки ASTM, том 38, выпуск 6, ноябрь 2010 г.
