Pack rembourrage - Package cushioning

Le rembourrage de l'emballage est utilisé pour protéger les articles pendant l'expédition. Les vibrations et les chocs pendant l'expédition et le chargement/déchargement sont contrôlés par un amortissement pour réduire les risques d'endommagement du produit.

Le rembourrage est généralement à l'intérieur d'un conteneur d'expédition tel qu'une boîte en carton ondulé . Il est conçu pour absorber les chocs en s'écrasant et en se déformant, et pour amortir les vibrations, plutôt que de transmettre les chocs et les vibrations à l'élément protégé. Selon la situation spécifique, le rembourrage de l'emballage mesure souvent entre 50 et 75 millimètres (deux à trois pouces) d'épaisseur.

Les matériaux d'emballage interne sont également utilisés pour des fonctions autres que l'amortissement, comme immobiliser les produits dans la boîte et les verrouiller en place, ou pour combler un vide.

Expansé moulé polystyrène rembourrage

Facteurs de conception

Valise de transport montrant le montage antichoc interne

Lors de la conception de l' emballage, le choix du rembourrage dépend de nombreux facteurs, y compris, mais sans s'y limiter :

  • protection efficace du produit contre les chocs et les vibrations
  • résilience (si elle fonctionne pour des impacts multiples)
  • résistance au fluage – déformation du coussin sous charge statique
  • coût des matériaux
  • coûts de main-d'œuvre et productivité
  • effets de la température, de l'humidité et de la pression de l'air sur le rembourrage
  • propreté des rembourrages (poussière, insectes, etc.)
  • effet sur la taille du conteneur d'expédition externe
  • l' environnement et le recyclage des questions
  • sensibilité du produit à l'électricité statique

Types courants de rembourrage

Embouts et blocs d'angle
Rembourrage en pulpe moulée
Embouts thermoformés pour disque dur
Support de câble enroulé pour conteneurs réutilisables lourds

Remplissage en vrac - Certains produits de coussin sont fluides et sont emballés sans serrer autour des articles dans la boîte. La boîte est fermée pour serrer le pack. Cela comprend des morceaux de mousse de polystyrène expansé ( cacahuètes en mousse ), des morceaux similaires en mousse à base d'amidon et du pop-corn commun . La quantité de matériau de remplissage en vrac requise et les niveaux de choc transmis varient selon le type de matériau spécifique.

Papier – Le papier peut être ouate manuellement ou mécaniquement et utilisé comme matériau de rembourrage. Les papiers plus lourds offrent une meilleure capacité de charge que les vieux journaux. De la ouate de cellulose crêpée est également disponible. Les déménageurs emballent souvent les objets avec plusieurs couches de papier Kraft ou de pâte gaufrée avant de les mettre dans des boîtes.

Coussinets en carton ondulé – Des formes multicouches ou découpées et pliées de carton ondulé peuvent être utilisées comme coussins. Ces structures sont conçues pour s'écraser et se déformer sous l'effet des chocs et fournir un certain degré d'amortissement. Des structures composites en nid d'abeilles en carton sont également utilisées pour le rembourrage.

Structures en mousse – Plusieurs types de mousses polymères sont utilisés pour le rembourrage, les plus courants étant le polystyrène expansé , le polypropylène , le polyéthylène et le polyuréthane . Ceux-ci peuvent être des formes ou des feuilles d'ingénierie moulées qui sont coupées et collées dans des structures de coussin. Desmoussesalvéolées (ou à doigts ) sont parfois utilisées. Certaines mousses dégradables sont également disponibles.

La mousse en place est une autre méthode d'utilisation des mousses de polyuréthane . Ceux-ci remplissent la boîte, encapsulent entièrement le produit pour l'immobiliser. Il est également utilisé pour former des structures d'ingénierie.

Pâte moulée - La pâte peut être moulée dans des formes adaptées au rembourrage et à l'immobilisation des produits dans un emballage. la pâte moulée est fabriquée à partir de papier journal recyclé et est recyclable.

Produits gonflés – Le film à bulles se compose de feuilles de film plastique contenant des « bulles » d'air. Ces feuilles peuvent être superposées ou enroulées autour des articles à expédier. Une variété de coussins d'air gonflables d' ingénierie sont également disponibles. Notez que les coussins d'air gonflés utilisés pour le remplissage des vides ne conviennent pas pour le rembourrage.

Autre – Plusieurs autres types de rembourrage sont disponibles, notamment des coussins de suspension, des embouts thermoformés et divers types de supports de choc .

Conception pour la protection contre les chocs

Test de chute de l'emballage amorti pour mesurer le choc transmis

La bonne performance du rembourrage dépend de sa conception et de son utilisation appropriées. Il est souvent préférable d'utiliser un ingénieur d'emballage qualifié , un fournisseur réputé, un consultant ou un laboratoire indépendant. Un ingénieur doit connaître la gravité du choc (hauteur de chute, etc.) contre lequel se protéger. Cela peut être basé sur une spécification existante , des normes et publications industrielles publiées , des études sur le terrain, etc.

La connaissance du produit à emballer est essentielle. L'expérience sur le terrain peut indiquer les types de dommages subis précédemment. L'analyse en laboratoire peut aider à quantifier la fragilité de l'article, souvent rapportée en g . Le jugement technique peut également être un excellent point de départ. Parfois, un produit peut être rendu plus robuste ou peut être soutenu pour le rendre moins susceptible de se briser.

La quantité de choc transmise par un matériau de rembourrage particulier dépend en grande partie de l'épaisseur du coussin, de la hauteur de chute et de la zone porteuse du coussin (charge statique). Un coussin doit se déformer sous le choc pour qu'il fonctionne. Si un produit se trouve sur une grande surface porteuse, le coussin ne peut pas se déformer et n'amortira pas le choc. Si la zone porteuse est trop petite, le produit peut « descendre » lors d'un choc ; le choc n'est pas amorti. Les ingénieurs utilisent des «courbes de coussin» pour choisir la meilleure épaisseur et la meilleure zone de charge pour un matériau de rembourrage. Souvent, deux à trois pouces (50 à 75 mm) de rembourrage sont nécessaires pour protéger les objets fragiles.

Des simulations informatiques et des analyses par éléments finis sont également utilisées. Certaines corrélations avec des tests de chute en laboratoire ont été couronnées de succès.

La conception du coussin nécessite des précautions pour éviter l'amplification des chocs causée par la durée d'impulsion de choc amortie étant proche de la fréquence naturelle de l'article amorti.

Conception pour la protection contre les vibrations

Le processus de protection (ou d'isolation) contre les vibrations implique des considérations similaires à celles des chocs. Les coussins peuvent être considérés comme performants comme des ressorts. En fonction de l'épaisseur du coussin et de la surface portante et de la fréquence des vibrations de forçage, le coussin peut 1) n'avoir aucune influence sur la vibration d'entrée, 2) amplifier la vibration d'entrée à la résonance , ou 3) isoler le produit de la vibration. Une conception appropriée est essentielle pour la performance du coussin.

Évaluation du paquet fini

La vérification et la validation des conceptions de prototypes sont requises. La conception d'un emballage et son rembourrage sont souvent un processus itératif impliquant plusieurs conceptions, évaluations, reconceptions, etc. Plusieurs protocoles de test d'emballage publiés (ASTM, ISTA et autres) sont disponibles pour évaluer les performances d'un emballage proposé. Les performances sur le terrain doivent être surveillées pour un retour d'information dans le processus de conception.

Normes ASTM

  • D1596 Méthode d'essai standard pour les caractéristiques d'amortissement dynamique des chocs du matériau d'emballage
  • D2221 Méthode d'essai standard pour les propriétés de fluage des matériaux de rembourrage d'emballage
  • D3332 Méthodes d'essai standard pour la fragilité des produits aux chocs mécaniques, utilisant des machines à chocs
  • D3580 Méthodes de test standard pour le test de vibration (mouvement linéaire vertical) des produits
  • D4168 Méthodes d'essai standard pour les caractéristiques de choc transmis des matériaux de rembourrage en mousse en place
  • D4169 Pratique standard pour les tests de performance des conteneurs et des systèmes d'expédition
  • D6198 Guide standard pour la conception d'emballages de transport
  • D6537 Pratique standard pour les essais de choc de colis instrumentés pour la détermination des performances du colis
  • et d'autres

Voir également

Remarques

  1. ^ Hatton, Kayo Okubo (juillet 1998). Effet de la température sur les propriétés d'amortissement de certains matériaux plastiques expansés (Thèse) . Consulté le 18 février 2016 .
  2. ^ Singh, SP; Chonhenchob et Burges (1994). "Comparaison de divers matériaux de rembourrage en vrac basés sur la performance protectrice et environnementale". Technologie et science de l'emballage . 7 (5) : 229-241. doi : 10.1002/pts.2770070504 .
  3. ^ Stern, RK; Jordanie, Californie (1973). « Amortissement des chocs par des coussinets en carton ondulé pour un chargement appliqué au centre » (PDF) . Document de recherche du Laboratoire des produits forestiers, FPL-RP-184 . Consulté le 12 décembre 2011 . Citer le journal nécessite |journal=( aide )
  4. ^ Wang, Dong-Mei; Wang, Zhi-Wei (octobre 2008). « Enquête expérimentale sur les propriétés d'amortissement du carton en nid d'abeille ». Technologie et science de l'emballage . 21 (6) : 309-373. doi : 10.1002/pts.808 .
  5. ^ Burgess, G (1999). « Propriétés d'amortissement de la mousse alvéolée ». Technologie et science de l'emballage . 12 (3) : 101-104. doi : 10.1002/(SICI)1099-1522(199905/06)12:3<101::AID-PTS457>3.0.CO;2-L .
  6. ^ Mojzes, Akos; Dossiers, Borocz (2012). "Définir les courbes de coussin pour les mousses respectueuses de l'environnement" (PDF) . ANNALES DE LA FACULTÉ D'INGÉNIERIE HUNEDOARA – International Journal of Engineering : 113–118 . Consulté le 8 mars 2012 .
  7. ^ Khangaldy, copain; Scheumeman, Herb (2000), Design Parameters for Deformable Cushion Systems (PDF) , IoPP, Transpack 2000 , récupéré le 8 mars 2012
  8. ^ US5515976A , Moran, "Emballage pour articles fragiles dans un conteneur", publié en 1996  
  9. ^ Burgess, G (mars 2000). "Extensnion et évaluation du modèle de fatigue pour la fragilité aux chocs du produit utilisé dans la conception de l'emballage". J. Essais et évaluation . 28 (2).
  10. ^ Neumayer, Dan (2006), Drop Test Simulation of a Cooker Incluant Foam, Packaging and Pre-stressed Plastic Foil Wrapping (PDF) , 9th International LS-DYNA Users Conference, Simulation Technology (4) , récupéré le 7 avril 2020
  11. ^ Morris, SA (2011), "Transport, distribution et dommages aux produits" , Ingénierie des aliments et des emballages , Wiley-Blackwell, pp. 367-369, ISBN 978-0-8138-1479-7, récupéré le 13 févr. 2015

Lectures complémentaires

  • MIL-HDBK 304C, « Conception de l'amortissement de l'emballage », 1997, [1]
  • Russel, PG, et Daum, MP, "Product Protection Test Book", Institute of Packaging Professionals
  • Root, D, « Méthode en six étapes pour le développement de paquets coussinés », Lansmont, 1997, http://www.lansmont.com/
  • Yam, KL, "Encyclopédie de la technologie d'emballage", John Wiley & Sons, 2009, ISBN  978-0-470-08704-6
  • Singh, J., Ignatova, L., Olsen, E. et Singh, P., "Evaluation of the Stress-Energy Methodology to Predict Transmitted Shock through Expanded Foam Cushions", ASTM Journal of Testing and Evaluation, Volume 38, Issue 6 , novembre 2010

Liens externes