Mekaaniset rasitukset merellä

8.1.2012

Yle kirjoitti jokin aika sitten Thor Libertyn seikkailuista Itämerellä. Jutussa luotsi kertoi aluksen kallistelleen 30 astetta puolelleen, kun myrsky oli puhallellut reippaita aaltoja. Kuten jutussa kerrotaan, oli lasti levinnyt ruumaan. Tässä tapauksessa lasti oli kuuluisten ohjusten lisäksi pahvilaatikkoon pakattua räjähdysainetta. Pakkaajalta oli jäänyt lukematta vaarallisten aineiden kuljetusta koskevat määräykset, joten pakkaukset eivät olleet vaatimusten mukaisia. Lastin leviäminen ei kuitenkaan johtunut huonoista pakkauksista, vaan kovasta merenkäynnistä.

Containerhandbook kertoo kuljetusrasitus-osiossaan, että jopa 30 asteen kallistumat ovat tavallisia kaikilla konttialuksilla. Olin tähän asti elänyt siinä käsityksessä, että Itämeren olosuhteet olisivat miedommat. Ääri-ilmiöitä näyttää kuitenkin olevan myös siellä. Rasitustasoa miettiessään kannattaa huomata, että heiluvassa liikkeessä voimat ovat suuremmat kuin staattisessa kallistuksessa.

Taulukoista voidaan havaita, että suurimmillaan sivuttainen voima voi olla 0,8 g:tä. Tämä asettaa omat vaatimuksensa kontin täytölle. Ei voida olettaa, että tavara pysyy kitkan voimalla paikoillaan. Mikäli kuorma ei nojaa tiukasti kontin seiniin, on tyhjä tila täytettävä ja pakkauksen tulee olla sellainen, että se mahdollistaa tyhjän tilan täyttämisen. Täytteenä voidaan käyttää ilmalla täytettyjä säkkejä, jotka kulkevat nimellä dunnage bag. Toinen yleinen tapa on rakennella puusta tuentoja. Liinat ovat näiden lisäksi usein tarpeen.

Pakkaussuunnittelun kannalta on hankalaa se, että suunnittelija ei voi tietää, mitä tuentamenetelmää käytetään. Näin ollen pakkauksen tulee olla sellainen, että mieluiten kaikki menetelmät ovat mahdollisia. Toivoa kuitenkin sopii, että jotain tuentamenetelmää käytetään.

Isompien osien kiinnittäminen pakkauksen sisällä on myös tärkeää, sillä 0,8 g:tä on paljon. Mikäli päätyy painavilla osilla sellaiseen ratkaisuun, että iso laite kiinnitetään lavaan ja ympärille rakennetaan laatikko, kannattaa tulos testata. Varsin hyvä testi on kääntää pakkaus kyljelleen. Laitteen tulisi edelleen pysyä paikallaan. Useamman tonnin laitteilla sidonta itse laitteesta konttiin onkin hyvä vaihtoehto.

Kuvassa näkyy oikeaoppisesti täytetty tyhjä tila, joka konttiin jää eurolavojen väliin.

Säästämisen taito

1.1.2012

Kustannussäästöt ovat tämänkin päivän muoti-ilmiö. Kaikkia aloja yhteisesti tarkasteltaessa työn tuottavuuden kautta saavutetaan vuodessa noin kahden prosentin kehitys. Tämä ei kvartaalissa ole kovin paljon, joten se ei tyydytä kustannustietoista valmistajaa.

Pakkauksissakin oston tehtävänä on painaa hinta mahdollisimman alas. Pelkkään hinnan alentamiseen pyrkivä keskustelu ei ole tehokkain tapa pienentää pakkausten hintaa. Huomattavasti parempaan lopputulokseen päästään, kun pakkausten vaatimukset otetaan samaan keskuteluun mukaan.

Rakenteesta kustannussäästöjä haettaessa tulee ymmärtää koko toimintaympäristö, johon pakkauksella vaikutetaan. Pakkauksen hinnan alennus saattaa johtaa kasvaneeseen pakkausaikaan, heikentyneeseen logistiikan täyttöasteeseen tai kuljetusvaurioihin. Näiden teemojen punnitseminen on pakkaussuunnittelijan tärkein tehtävä säästöhankkeissa. Voimavarat kannattaa keskittää tuottavaan työhön. Säästäminen kustannuksista välittämättä ei tee toivottua vaikutusta tilinpäätökseen.

Kun pakkausten laatuvaatimuksia päästään muuttamaan, voidaan raaka-aineita vaihtaa halvempiin. Tällöin päästään kunnollisiin säästöihin. Aina ei ole järkevää käyttää kalleinta laatua. Vaihtamalla vaikkapa koivuvanerin havuun, täyskanttisen laudan vajaakanttiseen tai kraftlinerin testlineriksi saadaan pakkausten ostohintaa merkittävästi laskettua.

Suunnittelijalla on merkittävästi paremmat mahdollisuudet vaikuttaa hintaan kuin ostajalla. Suunnittelun ja testauksen kautta tehdyt kustannussäästöt ovat toki hitaampia kuin neuvottelemalla saavutetut säästöt. Rakennemuutosten kautta parannettu kustannusrakenne on huomattavasti vankemmalla pohjalla kuin tinkaamalla tehty.

Pakkausvalmistajilla on kokemukseni mukaan hyvä osaaminen pakkausten hintaan vaikuttavissa säästömahdollisuuksissa. Ostajan vastuulle jää arvioida, tuoko materiaalisäästö hyötyjä kokonaisuudessa. Useimmiten ostajalla ei ole riittävästi asiantuntemusta, joten keskusteluissa kannattaa pitää mukana myös pakkauksiin perehtynyt tekninen asiantuntija.

Syklisen kosteuden vaikutus pahviin

25.12.2011

On tunnettua, että pahvin lujuus heikkenee kosteuden kasvaessa. Käytännössä tämä esiintyy pinottujen pahvipakkausten virumisena: Pino painuu hitaasti alaspäin. Aiemmin viittasin tutkimukseen, jossa todettiin tutkitun pahvin lujuudesta olevan jäljellä 25 %, kun kosteutta nostettiin 50 %:sta 90 %:iin

Suhteellisen kosteuden lisäksi virumiseen vaikuttaa aivan olennaisesti kosteuden vaihtelu. Kosteuden syklaaminen nopeuttaa virumista ja aiheuttaa jopa suuremman rasituksen pahville kuin pelkkä tasainen korkea kosteus.

Syklinen kosteus saattaakin olla merkittävin yksittäinen pahvipakkausten pinojen romahtamisen aiheuttaja. Merikonteissahan suhteellinen kosteus vaihtelee vuorokauden aikojen mukaan. Yöllä kontin sisälämpötila laskee, jolloin suhteellinen kosteus nousee. Päivällä taas aurinko lämmittää konttia, jolloin suhteellinen kosteus laskee. Vesimäärä kontin sisällä ei juurikaan vaihtele vuorokauden aikojen mukaan, joten suhteellinen kosteus vaihtelee runsaasti.

Voidaankin sanoa, että kaikki etelän merillä seilaavat pakkaukset joutuvat syklisen kosteuden kanssa tekemisiin. Pakkauksille tehtävät testit eivät simuloi tällasista tilannetta suoraan. Onkin riski, että pakkaus pääsee testeistä läpi, mutta ei kestäkään kuljetuksen aikana pinonnan aiheuttamaa kuormaa.

On huono lähtökohta testata pahvisten pakkausten pinottavuus vain 50 % kosteudessa. Mikäli näin tehdään, pitää varmuuskertoimen olla kohdallaan, mutta tämäkään ei riitä. Varmuuskerrointa tärkeämpää on käyttää pakkauksessa tarpeeksi laadukkaita raaka-aineita. Mikäli tässä lipsutaan, ei voida olettaa pakkauksen saavuttavan riittävää lujuutta korkean kosteusrasituksen alaisena.

Kuvaaja esittää pakkauksesta mitattua lämpötilan vaihtelua vuorokauden vaiheen muuttuessa. Suhteellinen kosteus käyttäytyy käänteisesti lämpötilaan nähden.

 

Pakatun tuotteen konfigurointi

18.12.2011

Sähköjohto ja käyttöohjeet ovat tyypillisiä pakkauksessa olevia nimikkeitä, jotka vaihtelevat maittain, vaikka laite itsessään ei muuttuisikaan. Yleinen ratkaisu maakohtaiseen konfigurointiin on muuttuvien osien pakkaaminen logistiikkakeskuksessa lähellä kohdemaata. Valmistajilla saattaa olla muutama jakelukeskus, johon toimitetaan kasoittain laitteita. Kun niitä saadaan myytyä kohdemaihin, tehdään tarvittavien muuttuvien nimikkeiden lisäys.

Käytännöllistä on, jos lisääminen on mahdollisimman helppoa. Vanteiden ja teippien kanssa pelaamista ei yleisesti ottaen pidetä kovin helppona. Siksi useat valmistajat ovat ratkaisseet konfiguroinnin lisäämällä pakkaukseen aukon, josta osat saadaan työnnettyä pakkaukseen sisään.

Menetelmä on nerokas, sillä se säästää kallista työtä. Hilppeet on helppo työntää sisään ja jos tila on hyvin suunniteltu, ei niitä kuitenkaan ole kovin helppo varastaa. Varastamiseen liittyvää riskiä voidaan vähentää teippaamalla luukku kiinni käytön jälkeen. Erityisesti ulospäin aukeava luukku kannattaa teipata, jotta se ei jää törröttämään auki.

Sisään päin aukeavaan Luukkuun kannattaa tehdä jonkinlainen sormikolo, jotta sen saa vedettyä muun pinnan tasalle. Jäykkäkään pahvi ei pongaa niin paljon takaisin, että se stanssattuun koloonsa itsestään asettuu. Sisäänpäin aukeava luukku on yleensä parempi nuuttaussuunnasta johtuen, mikäli pakkauksessa on riittävästi tilaa.

Kovin järeisiin pahveihin pieniä luukkuja ei kannata laittaa. Ongelmaksi muodostuu luukun jäykkyys. varsinkin jos päätyy ulospäin aukeavaan luukkuun. Väärään suuntaan aukeavaa mallia saa välttämättä toimivaksi. Suuren luukun ongelma on laatikon heikkeneminen. Mikäli laatikolle on asetettu tiukat vaatimukset ei iso aukko yleensä ole mahdollinen.

Irtotäyte pakkauksen tyhjän tilan täyttäjänä

10.12.2011

Tilasin Englannista tavaraa. Sain laatikon, joka oli kohtuuttoman iso suhteessa tilattuihin välineisiin. Innoissani raapaisin laatikon auki ja totesin, että sehän on täynnä EPS-täytettä. Ilmiselvästi kauppias ei ollut tutustunut täytteitä koskevaan kirjoitukseeni.

Kaapaistuani sisältöä oli tuloksena kasa täytettä lattialla ja pieni pilkistävä nurkka minimaalisesta kartonkirasiasta. Tiesin, että laatikossa on yhdeksän pientä rasiaa. Siinä sitten pohdiskelin, pitääkö koko sisältö kaataa olohuoneen lattialle, jotta loputkin löytyvät. Tyydyin kuitenkin kaivelemaan sisältöä ja lopulta onnistuin onkimaan kaikki tilaamani osat esiin.

Ehdottaisin postimyyntiä harjoittaville firmoille seuraavaa pakkaustapaa:

  • Tuotteet pakataan sopivan kokoiseen laatikkoon.
  • Pienet osat laitetaan salpapussiin tai kuplamuovipussiin omaksi ryhmäkseen.
  • Tyhjä tila täytetään paperitäytteellä tai ilmakuplakalvolla.
  • Toimituslista laitetaan päällimmäiseksi, jotta asiakas näkee, mitä pakkauksessa on.

Vaikka joku lähettäisikin kauppaan irtotäytettä, ei siitä pidä asiakasta rangaista lähettämällä roskat eteenpäin.

Aaltopahvi kuivuu kuivassa

4.12.2011

Talvi tulee kohta, vaikka siltä ei näytäkään. Talven tulon myötä sisäilman suhteellinen kosteus putoaa jopa alle 10% tasolle. Pakkaamoissa ja varastoissa on säilytyksessä pahviosia aihoissa. Kun aihiot kuivuvat, niiden joustavuus heikkenee. Taiteltaessa pahvia se saattaa murtua. Tyypillisin ongelmapaikka on 0427-laatikon sivukanavien taitokset.

Joissain elektroniikkatehtaissa käytetään ilmankostutusta, jotta vältyttäisiin ylenmääräisiltä ESD-ongelmilta. Kostutus auttaa myös pahvien ominaisuuksien säilyttämisessä. Mikäli kosteus saadaan pidettyä kohtuullisella tasolla, ei nuuttausten repeilyä juuri esiinny.

Kannattaa huomata, että ongelma johtuu nimenomaan varastointiolosuhteista. Kun laatikot alkavat repeillä, ei kannata ensimmäisenä soittaa vihaista puhelua pahvikauppiaalle. Syy ei useimmiten ole myyjässä. Tuotannossa arkki on kyllä kostea, sillä muutoin sitä ei voida konvertoida.

Ongelmaan paras korjaus on varaston kosteuden säätely. Tilannetta voidaan muuttaa säätämällä nuuttausten voimakkuutta. Ajoparametrien säätäminen ei kutenkaan ole hyvä ratkaisu kahdesta syystä:

  • Heikompi nuuttaus ei taitu välttämättä oikein.
  • Varastossa on kuitenkin niin paljon tavaraa, että pakkaset ehtivät lauhtua ennen kuin uutta erää saadaan käyttöön.

Harhaanjohtava kierrätysmerkki

20.11.2011

Pakkauksen kierrätysmerkin tulee kertoa, mitä materiaalia pakkaus on. Satuin huomaamaan kotona pakkauksen, joka näin ammattilaisen silmään näytti kartongilta, mutta siinä oli kuitenkin mainittu materiaaliksi HDPE. Vaikuttaa siltä, että painatuksen tekijä ei ole tutustunut aiempaan kirjoitukseeni.

Painatusta tehtäessä oli luultavasti pyritty kertomaan itse tuotteen materiaali. Tämä olikin jossain määrin onnistunut, mutta näin ei kierrätysmerkkiä tulisi käyttää. Pakkauksesta tulee löytyä oikea merkintä. Siinä voidaan kertoa myös sisältöön liittyviä ohjeita, mutta ei pelkästään niitä. Nyt tässä joutuu pohtimaan, veisikö tuon ohjeen mukaan PE-uusiokäyttöön, vai tyytyisikö kartonkikierrätykseen.

Kuvan pakkaus ei ole kuulu PE-HD-kategoriaan, vaikka merkistä voisi toisin päätellä.

Pystymallinen kaappipakkaus

13.11.2011

Pakkaussuunnittelun peruskauraa on kaapin pakkaaminen. Kaappi voi olla tarkoitettu tehoelektroniikalle, tietoliikennevälineille, servereille tai vaikkapa ruuan säilyttämiseen. Käyttötarkoituksella ei juuri ole väliä pakkauksen kannalta, vaan kaikissa on samat problematiikat.

Ensimmäinen seikka, mikä pitää valita on kuljetusasento. Lentorahtiin nämä pitää kaataa, ellei halua pitäytyä rahtikoneissa. Pystyssä ei parimetrinen pakkaus mene koneen alarahtitilaan. Selällään kuljettamista kannattaa myös harkita, mikäli tuote on kovin herkkä. Tosin tällöin kannattaa kertoa mekaniikkasuunnittelijalle aikeistaan. Siellä ei välttämättä olla huomioitu ollenkaan käyttöasennosta poikkeavaa kuljetusasentoa. Vaakamallisessa pakkauksessa on yleensä haittana korkea pakkauksen hinta.

Pystyssä kuljettaminen on järkevää, jos käytettään vain rekka- tai konttirahtia. Konttikin sillä varauksella, että tavarat mahtuvat ovesta sisään. Pystypakkauksessa tuote on oikeassa asennossa saapuessaan asennuspaikalle, joskin se pitää jotenkin kammeta lavalta alas asentaessa. Suurempi etu useimmiten lienee se, että pystypakkaukseen kuluu erittäin vähän pakkausmateriaalia. RD Velhon pakkaussuunnitteluosasto on tehnyt tällaisia pakkauksia useita. Yksinkertaisimmillaan on vain lava alla ja katolla hieman suojaa. Kaappi kiinnitetän lavaan vanteilla ja koko komeus kääritään kiristekalvoon. Tukevammissa malleissa on käytetty erilaisia häkkejä. Hinta jää reilusti alle puoleen vaakamallisen pakkauksen hinnasta.

Yksinkertainen pakkaustapa edellyttää, että tuote itsessään on niin tukeva, että se ei tarvitse pehmustusta alle. Lisäksi oletetaan, että kuljetuksen aikana tuotetta ei kaadeta. Pakkauksen tekeminen sellaiseksi, että laite kestää kaatamisen, vaatii niin paljon suojausta, että saman tien kannattaa laittaa tuote valmiiksi selälleen.

Kaikkein vaativin on tilanne, jossa tuote tulee kuljettaa pystyssä, mutta se vaatii vaimentimet alleen. Tällöin pakkauksesta tulee herkästi epävakaa, sillä pehmeä alusta yhdistettynä korkealla olevaan painopisteeseen aiheuttaa voimakasta pyrkimystä kaatumiseen.

Vaimennettuja lavoja näkee yleisimmin servereissä. Näissä ilmeisesti elektroniikka on herkkää ja ainoa mahdollinen kuljetusasento on pystyssä. Vaimennettu lava ja tukeva pakkaus laitteen ympärillä edellyttää tuotteelta korkeaa hintaa. Kaikki vaimennetut lavat, joita olen nähnyt, ovat erittäin kalliita. Markkinoilla on olemassa huokeita lavajalkaan tarkoitettuja vaimentimia, mutta näiden toimivuus on kokemukseni mukaan heikkoa. En laske näitä lainkaan vaimetimiksi.

Keskeinen tekijä pakkaustavan valinnassa on mekaniikan vaatimusmäärittely. Mikäli raudasta halutaan tehdä sellainen, että kuljetus ilman vaimentimia on mahdollinen, niin siitä voidaan sellainen tehdä. vahingossa näin ei kuitenkaan käy, joten tavoite pitää saada mekaniikan lähtövaatimuksiin.

China RoHS

6.11.2011

Toisin kuin eurooppalainen RoHS, China RoHS huomioi myös pakkaukset. China RoHS on määrittänyt vastaavalla tavalla materiaalien identifikaatiot kuin EU:n pakkausdirektiivin lisäosat. Aiemmassa kirjoituksessa kerroin, että EU:n numerointi noudattaa muovien osalta ISO 1043:n käytäntöjä. Kiinalaiset ovat viisasti  valinneet muovien kuvaukseksi kirjainlyhenteet, jotka tulevat englanninkielisistä nimistä. Näin ollen merkintä, jossa on numero ja kirjainyhdistelmä, kelpaa molemmilla markkina-alueilla.

Muille materiaaleille ei ole vakiintunutta käytäntöä, joten numeroinnit on määritelty ihan itse. EU:n ohjeistuksen mukaan paperi on saanut numeron 20. Kiinalaiset ovat varanneet numeron 20 lasin ja tinan yhdisteelle. Kiinalaiset ohjeistuksen mukaan paperipohjaiset materiaalit tunnistetaan kirjainlyhentein. Aaltopahvi esimerkiksi on CB. Näin ollen ei ole löydettävissä yhteneväistä merkintätapaa muille kuin muovimateriaaleille. Tämä johtaa siihen, että mikäli halutaan noudattaa Kiinan vaatimuksia tarkasti, tarvitaan useampia kierrätysmerkkejä.

Käytäntönä tuntuu olevan, että Kiinan merkintätapaa ei noudateta kovin orjallisesti. Käytännössä tällä hetkellä pakkaukset, joissa on eurooppalaiset merkinnät, pääsevät Kiinan markkinoille. Kiinan tullin toimintatavat ovat kuitenkin sellaiset, että jonain päivänä he saattavat havahtua tähän asiaan. Silloin selviää vähemmällä selittämisellä, kun on viralliset merkinnät.

Aaltopahvin kierrätysmerkintä

 

Lavan vaikutus pakkauksen luotettavuuteen

30.10.2011

Suuri osa lavalla varustettujen pakkausten ongelmista johtuu lavan kestävyydestä. Erityisesti pahvisia kontteja käytettäessä tulee lavan rakenteen olla sellainen, että se kestää trukkikäsittelyä. Jos pahvipakkauksesta vaurioituu jalka, on pinon lujuuden kanssa todellisia ongelmia.

Olen joutunut todistamaan useita tapauksia, joissa lavajalka on pudonnut lavasta, mutta tällainen pakkaus on silti laitettu pinoon siten, että päälle on laitettu vielä lisää pakkauksia. Pino on toki notkuva, mutta jos se nojaa toiseen pinoon, ei kaatumista pääse tapahtumaan. Kontti tai rekka saadaan näin lastaamalla täyteen.

On sanomattakin selvää, että yhden jalan puuttuessa painojakauma allaolevan kontin kanteen ei ole suunnitellun mukainen ja pinottavuus kärisii. Tuloksena on pakkauksen painuminen kasaan ja mahdollisesti allaolevan tuotteen vaurioituminen. Käytännössä vaurioituneiden lavojen pinoamista ei voida estää, joten lavan rakenteen tukevoittaminen on ainoa järkevä korjaustapa.

Lavan vaikutus pahvikonttien pinottavuuteen on merkittävä. Ainoa ongelmia aiheuttava tekijä ei ole lavojen jalkojen vaurioituminen. Lavan jalkojen pinta-ala ja sijoittelu on myös tärkeässä roolissa. Esimerkiksi lastulevyn tyyppisestä materiaalista valmistetuissa lavoissa on niin pienet jalat, että vähänkään suuremmalla kuormalla ne painuvat allaolevan pakkauksen kannesta sisään.

Kuorma onkin saatava jakautumaan vähintään nurkkiin ja mielellään koko pitkälle sivulle. Jos kuorma jakautuu kannelle siten, että tukea ei tule nurkkiin, pinottavuus romahtaa. Huonoin mahdollinen lopputulos lienee se, että käytetään huippulaatuista pahvia, mutta tuhotaan sen hyvät ominaisuudet tekemällä lava, joka ei hyödynnä pahvin vahvoja kohtia.