패키지 쿠션

Package cushioning

패키지 쿠셔닝은 배송 중 아이템을 보호하기 위해 사용된다. 출하 및 적재/하역 시 진동 및 충격 충격 감전은 제품 손상 가능성을 줄이기 위해 쿠션을 통해 제어된다.

쿠셔닝은 보통 골판지 상자 같은 선적 컨테이너 안에 있다. 충격과 진동을 보호 품목에 전달하기보다는 압착과 변형을 통해 충격을 흡수하고 진동을 축축하도록 설계됐다. 구체적인 상황에 따라 패키지 쿠션은 두께가 50~75mm(2~3인치)인 경우가 많다.

박스에 제품을 고정시켜 제자리에 고정시키는 등 쿠션 이외의 기능에도 내부 포장재가 사용된다.

성형 확장 폴리스티렌 쿠션

설계인자

내부 충격 마운팅이 표시된 트랜짓 케이스

포장을 설계할 때 쿠셔닝 선택은 다음을 포함하되 이에 국한되지 않는 많은 요인에 따라 결정된다.

  • 충격과 진동으로부터 제품의 효과적인 보호
  • 복원력(다중 충돌 시 수행 여부)
  • 크리프에 대한 저항 – 정적 하중에 따른 쿠션 변형
  • 재료비
  • 인건비와 생산성
  • 온도,[1] 습도 및 기압이 쿠션에 미치는 영향
  • 쿠션의 청결(먼지, 곤충 등)
  • 외부 선적 컨테이너의 크기에 미치는 영향
  • 환경 및 재활용 문제
  • 정전기에 대한 제품의 민감도

일반적인 유형의 쿠션

엔드 캡 및 코너 블록
몰딩펄프쿠션
하드 드라이브용 열성형 엔드 캡
다중이용 재사용 컨테이너를 위한 코일 케이블 마운트

느슨한 충진 – 일부 쿠션 제품은 유량이 가능하며 상자 안의 품목 주위에 느슨하게 포장되어 있다. 상자를 닫아 팩을 조인다. 여기에는 확장된 폴리스티렌 폼피스(폼피넛), 전분 기반 폼으로 만든 유사 조각, 일반 팝콘 등이 포함된다. 필요한 느슨한 충전재의 양과 전달된 충격 수준은 특정 재료 유형에 따라 다르다.[2]

용지 – 용지를 수동으로 또는 기계적으로 더하여 쿠션재로 사용할 수 있다. 종이의 등급이 높을수록 오래된 신문보다 무게를 지탱할 수 있다. 구겨진 셀룰로오스 와딩도 이용할 수 있다. 이동자들은 종종 상자에 넣기 전에 여러 겹의 크래프트 종이나 양각된 펄프로 물건을 싸는 경우가 있다.

골판지 섬유 패드 – 골판지의 다층 또는 절단 및 접힌 형태를 쿠션으로 사용할 수 있다.[3] 이러한 구조물은 충격 스트레스로 인해 찌그러지고 변형되며 어느 정도의 쿠션을 제공하도록 설계되었다. 종이보드 복합 벌집 구조도 쿠션용으로 사용된다.[4]

폼 구조 – 여러 종류의 폴리머 폼이 쿠션을 위해 사용되며, 확장된 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄 등이 가장 많이 사용된다. 이것들은 성형된 공학적 형태나 시트를 잘라 쿠션 구조물에 붙일 수 있다. 경련된 (또는 손가락) 거품이 가끔 사용된다.[5] 일부 분해 가능한 거품도 이용할 수 있다.[6]

폼인플레이스는 폴리우레탄폼을 사용하는 또 다른 방법이다. 이것들은 제품을 고정시키기 위해 완전히 캡슐화하면서 박스를 채운다. 그것은 또한 공학적 구조를 형성하는데 사용된다.

몰딩 펄프 – 펄프는 쿠션에 적합한 모양으로 성형할 수 있으며, 포장에 있는 제품을 고정할 수 있다. 몰딩 펄프는 재활용된 신문 인쇄물로 만들어지며 재활용이 가능하다.

팽창된 제품 – 버블 랩은 "버블" 공기가 밀폐된 플라스틱 필름 시트로 구성된다. 이 시트들은 겹겹이 쌓거나 선적할 물품들에 둘 수 있다. 다양한 공학적 팽창식 공기 쿠션도 이용할 수 있다. 보이드 채우기에 사용되는 팽창된 공기 베개는 쿠션에 적합하지 않다는 점에 유의하십시오.

기타 – 서스펜션 쿠션, 열성형 엔드 캡,[7][8] 비스코-탄성 소재 [9]및 다양한 유형의 쇼크 마운트를 포함한 몇 가지 다른 유형의 쿠션을 사용할 수 있다.

충격 보호 설계

전달된 충격을 측정하기 위한 쿠션 포장 낙하 테스트

쿠션의 적절한 성능은 적절한 디자인과 사용에 달려 있다. 종종 숙련된 포장 엔지니어, 평판이 좋은 공급업체, 컨설턴트 또는 독립적인 실험실을 사용하는 것이 가장 좋다. 엔지니어는 보호해야 할 충격(드롭 높이 등)의 심각성을 알아야 한다. 이는 기존 규격, 발표된 산업 표준 및 간행물, 현장 연구 등에 기초할 수 있다.

포장될 제품에 대한 지식은 매우 중요하다. 현장 경험은 이전에 경험한 손상의 유형을 나타낼 수 있다. 실험실 분석은 종종 g에 보고되는 항목의 파괴한도를[10] 정량화하는 데 도움이 될 수 있다. 공학적인 판단 또한 훌륭한 출발점이 될 수 있다. 때로는 제품이 더 견고하게 만들어지거나 파손되기 쉽도록 지탱할 수 있다.

특정 쿠션 소재에 의해 전달되는 충격의 양은 쿠션의 두께, 낙하 높이 및 쿠션의 하중 지지부(정적 하중)에 크게 좌우된다. 쿠션이 작동하려면 충격 시 변형을 해야 한다. 제품이 하중 지지 부위가 큰 경우 쿠션은 변형되지 않고 충격을 완화하지 않는다. 하중 지지 부위가 너무 작을 경우 제품이 충격 중에 "하강"할 수 있으며, 충격은 완충되지 않는다. 엔지니어들은 쿠션 커브(cushion curve)를 사용하여 쿠션 소재에 가장 적합한 두께와 하중 지지 면적을 선택한다. 깨지기 쉬운 물건을 보호하기 위해 종종 2~3인치(50~75mm)의 쿠션이 필요하다.

컴퓨터 시뮬레이션과 유한 요소 분석도 활용되고 있다. 실험실 낙하 시험과 일부 상관관계는 성공적이었다. [11]

쿠션 디자인은 쿠션감 있는 충격 펄스 지속시간이 쿠션감 있는 아이템의 고유 주파수에 근접하여 발생하는 충격 증폭을 방지하기 위한 주의가 필요하다.[12]

진동 보호를 위한 설계

진동 보호(또는 격리) 프로세스에는 충격과 유사한 고려사항이 포함된다. 쿠션은 스프링처럼 작용한다고 생각할 수 있다. 쿠션 두께 및 하중 지지 영역과 강제 진동 주파수에 따라 쿠션은 1) 입력 진동에 영향을 미치지 않을 수 있으며, 2) 공진 시 입력 진동을 증폭시키거나 3) 제품을 진동으로부터 격리시킬 수 있다. 쿠션 성능에는 적절한 디자인이 중요하다.

완료된 패키지의 평가

프로토타입 설계의 검증과 검증이 필요하다. 패키지의 설계와 쿠션은 종종 여러 설계, 평가, 재설계 등을 수반하는 반복적인 과정이다. 제안된 패키지의 성능을 평가하기 위해 여러 (ASTM, ISTA 등) 공개된 패키지 테스트 프로토콜을 이용할 수 있다. 현장 성능은 설계 프로세스에 대한 피드백을 위해 모니터링해야 한다.

ASTM 표준

  • D1596 포장재의 동적 충격 완충특성에 대한 표준시험방법
  • D2221 Package Cushion Materials의 Creep 특성에 대한 표준시험방법
  • D332 충격기를 이용한 제품의 기계충격취약도 표준시험방법
  • D3580 진동 표준시험방법 (수직선운동) 제품 테스트
  • D4168 포말-인플레이스 쿠션재의 전달충격특성에 대한 표준시험방법
  • D4169 운송 컨테이너 및 시스템의 성능 테스트를 위한 표준 사례
  • D6198 운송 포장 설계 표준 가이드
  • D6537 패키지 성능 결정을 위한 계측 패키지 충격 시험 표준 사례
  • 기타

참고 항목

메모들

  1. ^ Hatton, Kayo Okubo (July 1998). Effect of temperature on the cushioning properties of some foamed plastic materials (Thesis). Retrieved 18 Feb 2016.
  2. ^ Singh, S. P.; Chonhenchob and Burges (1994). "Comparison of Various Loose Fill Cushioning Materials Based on Protective and Environmental Performance". Packaging Technology and Science. 7 (5): 229–241. doi:10.1002/pts.2770070504.
  3. ^ Stern, R. K.; Jordan, C.A. (1973). "Shock cushioning by corrugated fiberboard pads to centrally applied loading" (PDF). Forest Products Laboratory Research Paper, FPL-RP-184. Retrieved 12 December 2011. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  4. ^ Wang, Dong-Mei; Wang, Zhi-Wei (October 2008). "Experimental investigation into the cushioning properties of honeycomb paperboard". Packaging Technology and Science. 21 (6): 309–373. doi:10.1002/pts.808.
  5. ^ Burgess, G (1999). "Cushioning properties of convoluted foam". 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.
  6. ^ Mojzes, Akos; Folders, Borocz (2012). "Define Cushion Curves for Environmentally Friendly Foams" (PDF). ANNALS OF FACULTY ENGINEERING HUNEDOARA – International Journal of Engineering: 113–118. Retrieved 8 Mar 2012.
  7. ^ Khangaldy, Pal; Scheumeman, Herb (2000), Design Parameters for Deformable Cushion Systems (PDF), IoPP, Transpack 2000, retrieved 8 Mar 2012
  8. ^ US5515976A, Moran, 1996년 발행된 "컨테이너 내 취약한 물품 포장"
  9. ^ Rice, N C (March 2020). "The use of visco-elastic materials for the design of helmets and packaging". Journal of Mechanics and Physics of Solids. link is to abstract only. Full text is available via Google Scholar. 141. Retrieved 10 November 2021.
  10. ^ Burgess, G (March 2000). "Extensnion and Evaluation of fatigue Model for Product Shock Fragility Used in Package Design". J. Testing and Evaluation. 28 (2).
  11. ^ Neumayer, Dan (2006), Drop Test Simulation of a Cooker Including Foam, Packaging and Pre-stressed Plastic Foil Wrapping (PDF), 9th International LS-DYNA Users Conference , Simulation Technology (4), retrieved 7 April 2020
  12. ^ Morris, S A (2011), "Transportation, Distribution, and Product Damage", Food and Package Engineering, Wiley-Blackwell, pp. 367–369, ISBN 978-0-8138-1479-7, retrieved 13 Feb 2015

추가 읽기

  • MIL-HDBK 304C, "패키지 쿠션 설계", 1997, [1]
  • Lussel, P G, 다음, M P, "제품 보호 테스트북", 포장 전문가 연구소
  • Lansmont, 1997, http://www.lansmont.com/의 루트, D, "Cushibleed Package Development를 위한 6단계 방법"
  • Yam, K. L. "포장 기술의 백과사전", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
  • Singh, J, Ignatova, L, Olsen, E., Singh, P, "확장 폼 쿠션을 통해 전달되는 충격을 예측하기 위한 응력 에너지 방법론 평가", ASTM 저널, 제38권, 제6권, 2010년 11월

외부 링크