Свяжитесь с нами

+7 (495) 989-43-69


(многоканальный)

e-mail: arz-p@arzpuck.ru

8-926-917-76-62
8-926-917-76-69

+7 (499) 123-54-44,
+7 (499) 124-56-63,
+7 (499) 797-49-76,
+7 (499) 127-67-40,
+7 (499) 127-18-78,
+7 (499) 755-71-13.

Вместимость и защитные свойства

Основная функция упаковки из гофрокартона та же, что и у любой другой упаковки — защита изделий на этапе сбыта вплоть до их извлечения. Кроме того, упаковка может также защищать от изделий окружающую среду (например, в случае опасных грузов).

Упаковка из гофрокартона предназначена в основном для упаковывания изделий на этапе сбыта. При конструирования транспортнойиз гофрокартона важен учет ее вместимости наряду с соответствием прочности коробок требованиям логистики и упаковочных линий.

Амортизирующие свойства

Гофрокартон — это материал, который способен поглощать энергию, и его можно сравнивать с полистиролом или другими амортизирующимиматериалами (табл. 11.10). Амортизирующие свойства призваны исключить или уменьшить повреждения упакованного изделия вследствие соударений и вибраций.

Таблица 11.10. Амортизационные свойства гофрокартона и других материалов

МатериалПоглощение энергии, кДж/м3
Полиэтиленовые шарики70-95
Листы полистирола (плотность 15 кг/м3)
Гофрокартон60-300

Существует три способа снижения повреждений содержимого упаковки вследствие ударов:

  • распределение силы удара так, чтобы уменьшалась сила, действующая на единицу поверхности или на любую деталь, находящуюся в контакте с амортизатором;
  • локализация силы удара так, чтобы она была направлена на более прочные части упаковки или изделия;
  • поглощение энергии удара.

Третий способ называют амортизацией, то есть поглощением энергии — материал во время удара сжимается и тем самым поглощает большую часть энергии удара и, следовательно, его силу. Тем самым снижается нагрузка на внешнюю поверхность изделия, вызывающая повреждение содержимого упаковки.

Для защиты продукта путем амортизации важны свойства гофрокартона (амортизация в данном случае означает минимизацию возможных повреждений вследствие удара, например, падения коробки).

Расчет необходимой толщины амортизирующего слоя можно выполнить с помощью эмпирической формулы

где Н — высота падения; Т ~ толщина картона; С — коэффициент амортизации (для гофрокартона), причем значение С составляет от 1,8 до 3,6; значение G отражает степень хрупкости упакованного изделия.

Значения Н при разных коэффициентах показаны на столбчатой диаграмме (рис. 11.38). Необходимо отметить, что амортизационные свойства упаковки из гофрокартона являются предметом продолжающихся исследований.

Соотношение между толщиной картона и допустимой высотой падения

Рис. 11.38. Соотношение между толщиной картона и допустимой высотой падения

Защита от падений

Для обеспечения защиты продукта при падении коробки важны структура и качество гофрокартона. Испытания на падение выполняются по стандарту ISO 2248. Высоту падения в ходе испытания увеличивают постепенно, и при каждой высоте оценивают процент поврежденных коробок.

Оценка качества упаковки из гофрокартона выполняется на упаковке с песком массой 8 и 15 кг. При этом используются различные виды падений — коробки могут сбрасываться на горизонтальную сторону или на кромку. При одинаковой массе содержимого степень повреждения при падении с высоты зависит от массы картона (рис. 11.39).

Степень повреждения коробок с 4-мя равновеликими клапанами

Рис. 11.39. Степень повреждения коробок с 4-мя равновеликими клапанами (тип RSC) и гофром В, содержащих 8 кг песка, при падении с высоты

Потенциальная энергия коробки при испытаниях падением равна произведению массы содержимого и высоты падения. На диаграмме для гофрокоробок с гофром В (рис. 11.40), представляющей потенциальную энергию при той высоте падения, при которой повреждаются 50% ящиков, показано, что она зависит от массы гофрокартона, защищающего содержимое.

Зависимость потенциальная энергия — масса гофрокартона

Рис. 11.40. Зависимость «потенциальная энергия — масса гофрокартона» (8-килограммо вые коробки с 4 равновеликими клапанами (тип RSC), гофр В, габариты 40 х 30 х 30 см) :

Основные характеристики материала, влияющие на амортизационные свойства коробок в ходе испытаний на падение, подробно изучены. Был получен коэффициент корреляции для коробок с разной массой содержимого — 8 и 15 кг (коробки с 4-мя равновеликими клапанами (тип RSC) с гофром В габаритами 40 х 30 х 30 см. Как следует из рис. 11.41, потенциальная энергия прямо пропорциональна сопротивлению продавливания гофрокартона.

Существуют большие отличия в сопротивлении гофрокартона продавливанию вследствие различных свойств использованного при его изготовлении картона для плоских слоев (лайнера) (рис. 11.42). Из рис. 11.42 видна также важность значений сопротивления гофрокартона продавливанию для допустимой высоты падения, в частности, различие из-за применения тест-лайнера с индексом продавливания 2,0-2,4 и крафт-лайнера с индексом продавливания более 3,8 — в первом случае максимальная высота падения составляет примерно 75 см, а во втором доходит до 230 см.

Испытания на падение позволяют сделать вывод, что основным параметром для коробок из гофрокартона является сопротивление продавливанию (кПа). Классификация упаковки в соответствии с требованиями к защите при падении для опасных грузов приведена в табл. 11.11. Эта классификация применяется при транспортировки опасных грузов и приводится во всех руководствах (например, FEFCO).

Зависимость потенциальной энергии, при которой повреждается 50% коробок

Рис. 11.41. Зависимость потенциальной энергии, при которой повреждается 50% коробок, от сопротивления гофрокартона продавливанию (коробки с 4 равновеликими клапанами типа RSC, гофр В, габариты 40 х 30 х 30 см, содержимое массой 15 кг)

Рис. 11.42. Соотношение между высотой падения и сопротивлением картона продавливанию

Таблица 11.11. Классификация упаковки опасных грузов

ГруппаУровень опасностиДопустимая высота падения, см
IIIНизкий80
IIСредний120
IВысокий180

Защита от проколов

В системе сбыта в коробках из гофрокартона могут возникать проколы — как изнутри (за счет перемещения содержимого), так и снаружи (за счет воздействия острых предметов). По некоторым национальным стандартам (например, во Франции, Германии и Испании) сопротивление гофрокартона проколу является обязательным показателем для спецификации материала.

Как показано на рис. 11.43, защита от проколов обеспечивается за счет качества плоских слоев, массы гофрокартона и вида гофров (гофры В и С).

Сопротивление проколу в зависимости от качества картона для плоских слоев и материала для гофров

Рис. 11.43. Сопротивление проколу в зависимости от качества картона для плоских слоев и материала для гофров (гофры В и С)

Сохранение жесткости

Жесткость или мягкость — это количественные параметры. Для оценки сохранения жесткости и ее связи с эксплуатационными характеристиками коробки из гофрокартона проводят испытания на удар на наклонной плоскости (рис. 11.44). Испытанию подвергают все четыре стороны коробки, которая сталкивается с препятствием размером 5x5 см. Жесткость оценивается путем измерения ВСТ до и после удара, что позволяет оценить изменение эксплуатационных свойств коробки.

Амортизационные и эксплуатационные свойства коробки из гофрокартона зависят от жесткости картона. На рис. 11.45 показано снижение ВСТ с уменьшением жесткости картона. Иными словами, при использовании более жесткого гофрокартона снижение значения ВСТ вследствие ударов при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах будет не слишком значительным.

Испытание на наклонной плоскости

Рис. 11.44. Испытание на наклонной плоскости

Зависимость снижения эксплуатационных свойств коробок из гофрокартона от его твердости

Рис. 11.45. Зависимость снижения эксплуатационных свойств коробок из гофрокартона от его твердости (коробки с 4-мя равновеликими клапанами типа RSC, габариты 40 х 30 х 30 см)

В ходе производства гофрокартон и коробки из него могут быть повреждены силами плоскостного сжатия. Чтобы лучше понимать природу подобных повреждений и способы борьбы с ними, мы провели эксперименты, аналогичные описанным в литературе, на одной из установок по производству гофрокартона. В ходе испытаний картон постепенно сдавливали, получая различные повреждения и оценивая степень повреждения картона и изготовленных из него коробок (степень повреждения выражалась в процентах от первоначальной толщины картона). Уменьшение толщины в результате сдавливания картона делало его более мягким (рис. 11.46 и 11.47). Изменения и тенденции, представленные на этих рисунках, подтверждают результаты, описанные ранее в литературе.

Влияние сдавливания на жесткость при изгибе

Рис. 11.46. Влияние сдавливания на жесткость при изгибе

Влияние сдавливания на сопротивление сжатию

Рис. 11.47. Влияние сдавливания на сопротивление сжатию (ВСТ)