Posts Tagged ‘pakkaus’

Kiihtyvyys pudotuksessa

8.6.2014

Kiihtyvyys on pudotuksessa tärkeä parametri, jonka perusteella pakkauksen suojausta voidaan arvioida. Pari viikkoa sitten kirjoitin damage boundary curve-teoriasta, jonka mukaan on olemassa jotkin tietyt kiihtyvyys- ja nopeusarvot, joiden alapuolella ei vaurioita synny. Valitettavasti näitä ei yleensä tunneta, jonka vuoksi tehdään sivistynyt arvaus suunnittelun lähtökohdaksi tai jopa testin hyväksyntäkriteeriksi. Arvoa valittaessa liioittelu johtaa ongelmiin.

Törmäyshetken nopeus on helposti laskettavissa pudotuskorkeuden perusteella. Kiihtyvyyden laskennallinen määrittely onkin vastaavasti erittäin vaikeaa tai mahdotonta, mutta jonkinlaista suuntaa saadaan ajattelemalla vaimennus täysin lineaariseksi ja laskemalla kiihtyvyys pysäytysmatkasta. Tässä tehdään kyllä raskaasti virhettä, koska vaimennus ei koskaan ole lineaarinen. Laskin taulukkoon eri korkeuksista syntyvän nopeuden osumahetkellä sekä pysäytysmatkan, mikäli kiihtyvyysrajaksi asetetaan 50 G tai 20 G.

Taulukko, josta selviää pudotuksen nopeudet sekä pysäytysmatkat 50 G ja 20 G tapauksissa. Itse tein.

Taulukko, josta selviää pudotuksen nopeudet sekä pysäytysmatkat 50 G ja 20 G tapauksissa. Itse tein.

Taulukosta havaitaan nojaamalla perusfysiikkaan, että nopeus kasvaa korkeuden neliöjuuressa. Kuitenkin energia kasvaa suoraan korkeuden funktiona, joten pienehkökin lisäys nopeudessa voi olla suojauksen kannalta ongelmallista. Tarkasteltaessa vaimennusmatkoja voidaan havaita, että kiihtyvyysvaatimuksen pudotessa matalaksi, kasvavat vaimennusmatkat runsaasti.

Jos päätetään mennä varovasti ja valitaan 1,2 m pudotus ja 20 G:tä, joudutaan vaimennusta tekemään niin, että pudotuksessa joustoa tulee 6 cm. Jos tuote kuitenkin kestää 50G ja pudotusvaatimus olisikin 1 m, tulee vaimennusta kolminkertainen määrä tarpeeseen nähden. 6 cm jousto on niin suuri, että saatetaan jopa joutua tekemään vaimennus kahdessa osassa, sillä yhdellä vaimentimella ja keveällä tuotteella tuollaisen toteuttaminen on hankalaa.

 

Dynaaminen pinontatestaus

25.5.2014

Kuljetuspakkausten pinontatestaus suoritetaan käytännön syistä yleensä staattisella kuormalla ja kuljetuksen aikaisten dynaamisten voimien vaikutus huomioidaan kuormittamalla pakkausta noin kolminkertaisella ylikuormalla. Käytäntö on osoittanut, että menetelmä on puutteellinen, sillä suora kuormitus ei huomioi sivusuuntaisia voimia. Staattisen pinontatestin tulos ei kokemukseni mukaan varmista sitä, että pakkaukset kestävät pinontaa kuljetuksessa. Testi toimii paremminkin niin, että jos pakkaus ei mene testistä läpi, on ongelmia varmasti tiedossa.

Pienille, alle 68 kg pakkauksille on ISTA 3A-testisarjassa kuvattu testi, jossa tehdään pystysuuntainen random-tärinä kuorman kanssa. Testin ongelma on edelleen suora kuormitus, sillä tärypöytää ei voi kallistella testin aikana samalla tavoin mitä laiva tai rekka kallistelee. Testiä ei myöskään ole kuvattu suuremmille pakkauksille, sillä testilaitteistojen kuormitusrajat tulevat nopeasti vastaan.

Pystysuuntaisen kuormittamisen sijaan parempi testi voisi olla pakkauksen kuormittaminen sivusuuntaisella tärinällä tai iskuilla pinontakuorman alaisena. Tällaisessa testissä syntyy testattavaan pakkaukseen vastaavanlaisia kuormia, mitä kuljetuksessa esiintyy. Etuna olisi myös testin helpompi suoritus, sillä liukupöytien kuormitettavuus on pystypöytää suurempi. Testijärjestelyssä pitää kuorma varmistaa jollain menetelmällä, jotta testipaino ei pääse pinon romahtaessa tuhoamaan koko labraa.

Kuljetuspakkausten testien suurin ongelma on mielestäni juuri dynaamisen pinontatestin puute. Testin suorittaminen liukupöydällä tuntuu mahdolliselta ratkaisulta ongelmaan. Tässä voisi olla hyvä tutkimuksen aihe jollekin opiskelijalle, joka pääsee käyttämään tärinätestilaitetta. Tutkimukseen voisi ottaa esimerkeiksi tunnettuja tapauksia, joissa pakkaus on läpäissyt staattisen pinontatestin, mutta kuljetuksissa esiintyy toistuvasti ongelmia. Näitä tapauksia löytyy runsaasti.

 

Pakkausten tuottajavastuu nostaa kierrätysmaksuja

11.5.2014

Pakkauksille on tulossa täysi tuottajavastuu, mikä tarkoittaa sitä, että yritysten on järjestettävä keräys ja jatkokäsittely markkinoille tuottamilleen pakkausmateriaaleille. Käytännössä kaikki siirtävät vastuun edelleen tuottajayhteisöille, jotka järjestävät keräyksen ja hyötykäytön. Verrattuna aiempaan uutena asiana on tulossa kuluttajapakkausten keräyksen järjestäminen, mikä tarkoittaa keräyspisteiden määrän merkittävää lisääntymistä.

Keräysverkoston laajentaminen johtaa väistämättä kierrätysmaksujen nousuun. PYR:in hinnaston mukaan nousu on tänä vuonna pääosin melko maltillinen, mutta jatkossakin on nousua odotettavissa. Nousevat kustannukset eivät varmasti riemastuta tuottajia, joten nousevia kustannuksia kannattaa pyrkiä omilla toimilla kompensoimaan.

  • Yritykseen kannattaa luoda järjestelmä, jonka avulla saadaan tarkasti määriteltyä, mitkä pakkaukset päätyvät Suomen markkinoille ja mitkä menevät muualle. Yrityshän on velvollinen maksamaan Suomeen vain niistä pakkauksista, jotka on saattanut Suomen markkinoille. Muut pakkaukset raportoidaan ja maksetaan muualle. Erityisesti hyötyä syntyy silloin, kun osa pakkauksista menee maihin, joissa ei jätemaksuvelvoitetta ole.
  • Kierrätysmaksuja voidaan pienentää käyttämällä sellaisia pakkauksia, joissa maksu on pienempi. Hyvä esimerkki on pantittoman lasipakkauksen vaihtaminen pantilliseen.
  • Pakkaussuunnittelun avulla voidaan pienentää pakkausmateriaalin määrää.

 

PYR:in hintataulukko. http://www.pyr.fi

Vauriomekanismit pudotuksessa

4.5.2014

Pudotuksessa tuotteen vaurioitumiseen vaikuttavat sekä kiihtyvyys että nopeuden muutos. Kiihtyvyyteen vaikuttavat iskuhetken nopeus ja joustomatka. Nopeuden muutokseen pudotuksen tapauksessa vaikuttaa lähinnä pudotuskorkeus, joka määrittää nopeuden iskuhetkellä. Nopeuden muutoksen voi ymmärtää myös energiamäärän vapautumisena törmäyksessä.

Jokaisella tuotteella on olemassa jokin tietty miniminopeus, jonka alapuolella ei vaurioita synny riippumatta kiihtyvyydestä. Erittäin suuria kiihtyvyyksiä saa kohdistettua tuotteelle esimerkiksi pudottamalla sen kovalle pinnalle. On helposti ymmärrettävissä, että aivan pienellä pudotusnopeudella ei vaurioita synny, sillä putoavan kappaleen energia on liian pieni vaurioitumiseen. Vastaavasti nopeus saa olla erittäin suuri, jos riittävällä vaimennuksella rajoitetaan kiihtyvyys pieneksi.  Pakkauksia suunniteltaessa ajatellaan yleensä kiihtyvyyden olevan rajoittava tekijä, mutta todellisuudessa erityisesti suurissa kappaleissa näin ei aina ole.

Tuotteelle ja sen yksittäisille komponenteille on mahdollista määrittää käyrä, joka kuvaa vaurioitumisrajan kiihtyvyyden ja nopeuden funktiona. Tällainen käyrä saadaan, kun tuotetta rasitetaan tärypöydällä erilaisilla parametreilla ja tarkastellaan syntyviä vaurioita. Teoreettisestikin tämän pystynee simuloinnilla selvittämään, mutta omalle kohdalle ei tällaista hanketta ole vielä osunut.

Pakkaussuunnittelun kannalta käyrässä on kaksi kiinnostavaa aluetta:

  1. Pieni nopeuden muutos. Mikäli pudotustestivaatimuksen asettama nopeuden muutos on niin pieni, että vaurioita ei kiihtyvyydestä riippumatta synny, ei tuotetta tarvitse suojata pudotuksia vastaan.
  2. Matala kiihtyvyys. Nopeuden ollessa niin suuri, että vaurioita voi syntyä, saadaan käyrästä luettua suurin sallittu kiihtyvyys, jota voidaan käyttää vaimentimien suunnitteluparametrina.

Pakkaussuunnittelua joudutaan valitettavasti tekemään lähes aina tilanteessa, jossa käyrä ei ole tunnettu. Näitä selvitetään yleensä vasta sitten, kun tiedetään tuotteen vaurioituvan poikkeuksellisen usein toimituksissa. Tällöin ollaan aina käyrällä sillä alueella, että nopeuden muutos on tarpeeksi suuri, jolloin haetaan lähinnä tietoa kiihtyvyysrajoista. Pakkaussuunnittelussa yleisempää on, että annetaan suunnitteluun lähtökohdaksi jokin kiihtyvyys, tyypillisesti 50 G, ja toteutetaan vaimennus tämän perusteella.

Arvioituun kiihtyvyysrajaan suunnittelun perustaminen johtaa toisinaan ylipakkaamiseen. Vaurioitumiskäyrän kertoo, että vaurio on kahden muuttujan funktio. Suunniteltaessa vaimennusta kiihtyvyyteen perustuen saattaa jäädä kokonaan huomioimatta, että nopeuden muutos on testissä sellaisella alueella, että tuote ei vaurioituisi kuitenkaan.

Damage boundary curve wikimedian mukaan. Vauriokäyrä on kuvattu mustalla.

Litiumakkujen pakkausvaatimukset

1.5.2014

Litiumakut ovat kovaa vauhtia korvaamassa perinteisemmät akkutekniikat elektroniikkalaitteissa hyvän energiatiheytensä vuoksi. Suuren energiatiheyden kääntöpuoli on riski energian yllättävään vapautumiseen väärällä hetkellä. Erityisesti lentorahdissa litiumakkujen kuljettamista on rajoitettu voimakkaasti IATA:n toimesta ja vielä voimakkaammin paikallisesti USA:ssa.

Integroitaessa litiumakku laitteeseen tulee logistiikan järjestelyihin ja pakkausmerkintöihin paneutua erityisellä huolella. Mikäli laitteen sisällä on nappiparistoja tai alle neljän kennon akku, ei pakkaukseen tarvitse merkintöjä. Jos taas kennot ovat irrallaan pakkauksessa, tulee tästä olla maininta pakkauksen päällä. Akkujen painon ollessa alle viisi kiloa riittää lentorahtiin yleisesti merkintä siitä, että pakkaus sisältää litiumakkuja.

Kuljetuksen hinnan kannalta merkittäväksi akut muodostuvat, kun niitä on yli viisi kiloa yhdessä pakkauksessa. Tällöin sovelletaan vaarallisten aineiden kuljetuksen ehtoja, eikä pakkausta saa laittaa enää matkustajakoneeseen. Vaaralliseksi aineeksi luokittelu itsessään lisää rahdista maksettavaa hintaa, mutta myös rahdin aikataulutukseen tulee usein viivettä, jos matkustajakoneen rahtitilaa ei voida hyödyntää. Rahtikoneiden tapauksessa litiumakkujen painorajana on 35 kg/pakkaus. Mikäli tämä raja ylitetään, ei rahtia lähtökohtaisesti huolita lentorahtiin.

Päätettäessä käyttää tuotteessa isompia litiumakkuja tulee tuotekehitysprojektissa nostaa pakkaukset ja logistiikka erityisteemaksi. Mikäli toimitusten kannalta lentorahti on välttämätöntä, tulee kyseiseen tapaukseen liittyvät määräykset selvittää ja suunnitella tuote siten, että se voidaan toimittaa halutulla tavalla. Toisaalta tulee selvittää etupainotteisesti rahtikustannukset, jotta uuden tuotteen kilpailukykyä ei menetetä korkeiden rahtikustannusten vuoksi. Pakkausten testaamiseen tulee myös varata normaalia enemmän aikaa, sillä useissa tapauksissa pudotustestivaatimuksena on 1,2 m pudotus ja hyväksyntäkriteerinä on oikosulun välttäminen. Laitteen mekaniikka ja pakkaus tulee suunnitella huolella, jotta muodonmuutokset eivät johtaisi oikosulkuun. Laitteen ei kuitenkaan tarvitse säilyä toimintakykyisenä tästä testistä. Korkeampi pudotus ei sinänsä hidasta testausta, mutta lopullinen hyväksyntätestaus tulee tehdä tuotantosarjan pakkauksella, jolloin pakkausten tuotantokyvykkyys tulee olla normaalia aiemmin.

Litiumakkujen lentorahdin tapauksessa säännökset ovat erittäin monimutkaiset. Yllä on kuvattu yleistäen vain kalpea pintaraapaisu aiheesta. IATA:n sivuilta saa aiheesta lisätietoa, mutta valitettavasti määräyksissä on kansallisia poikkeuksia erityisesti USA:ssa. Litiumakkujen pakkauksia suunniteltaessa merkittävä työ onkin selvittää, mitkä määräykset kyseistä pakkausta koskevat.

Uravinkkejä

13.4.2014

Pakkaus-yhdistyksen toimitusjohtaja on jäämässä eläkkeelle, joten nyt on mielenkiintoinen paikka pakkausalan järjestötoiminnassa vapautumassa. Yhdistyksen toimitusjohtajana pääsee aktiivisesti toimimaan tutkimuksen edistämisessä ja pakkausalan edunvalvonnassa. Lisäksi tehtävään kuuluu pakkausalan kansainvälinen toiminta, joten työssä pääsee olemaan mukana monessa.

Mikäli järjestötyö kiinnostaa ja pakkausalalta on laaja kokemus ja kontaktiverkko, tässä olisi paikka, jollaista ei Suomessa ihan joka vuosi aukea.

http://delta.hr-manager.net/ApplicationInit.aspx?cid=279&ProjectId=170423&departmentId=7394&MediaId=5

 

Turhat pakkausmerkit, osa 1

6.4.2014

Pakkauksiin painetaan toisinaan merkkejä, joiden ohjeistama toimintatapa on suurimmalle osalle ihmisistä muutenkin itsestään selvä. Toimitusketjussa on aina yksilöitä, jotka sortuvat virheelliseen toimintaan, mutta merkit tuskin heitä ohjaavat kaidalle polulle.

Laatikon päälle astumisen kieltävä merkki on hyvä esimerkki tarpeettomasta käsittelymerkistä. Normaalilla moraalilla varustetulle henkilölle on selvää, että esimerkiksi kuvan mikroaaltouunilaatikko ei ole tarkoitettu askellusalustaksi, mutta pakkausgrafiikasta päättänyt on todennut, että asiaa pitää erikseen alleviivata. Ehkäpä ajatuksena on, että mahdollisessa virhekäsittelyssä voidaan syy vierittää asianosaisen niskaan. Toisaalta laatikosta, jossa on kengänjälki pinnassa, voi reklamaation tehdä ilman kieltomerkkiäkin.

Merkki kieltää joko astumisten tai sitten rikkinäisen laatikon päällä seisomisen.

Merkki kieltää joko astumisten tai sitten rikkinäisen laatikon päällä seisomisen.

Biohajoavat muovit

30.3.2014

Biohajoavat muovit kehittyvät vauhdilla ja ne ovat alkaneet ottaa markkinaosuutta perinteisiltä muovipakkauksilta. Kaikki kuluttajat ovat varmaan jo tutustuneet biohajoaviin muovipusseihin, mutta kovemmat lämpömuovatut muovipakkaukset ovat vielä vähän vieraita. Kaikki ovat varmaan niitä käsitelleet, mutta harvempi on huomannut asiaa.

Bio-alkuisista muoveista puhuttaessa tulee erottaa kaksi kategoriaa. Biopohjaiset muovit ovat ominaisuuksiltaan käytännössä perinteisten öljypohjaisten muovien kaltaisia. Erona on raaka-aine, joka esimerkiksi biopohjaisen PE:n tapauksessa voi olla sokeriruokopohjainen etanoli. Lopputulokseen raaka-aineella ei ole merkittävää vaikutusta, eikä lopputulos ole kompostoituva. Näitä käytetään normaaleissa muovituotteissa. Biohajoavat muovit ovat oma kategoriansa ja niiden raaka-aine on tyypillisesti tärkkipohjaista tai PLA:ta. Nämä muovit ovat biohajoavia ja käyttökohteet ovat tyypillisesti pakkauksia tai muita lyhyen eliniän omaavia tuotteita.

Biohajoavien muovien kompostoitumisominaisuuksia on kritisoitu runsaasti. Standardi EN 13432 edellyttää kahdeksan viikon kompostoitumisaikaa laitoksessa, mutta on sanottu, että kaikki markkinoilla olevat muovit eivät käyttäydy tyydyttävästi kompostointilaitoksissa. Kotikompostorissa hajoamisaika on huomattavasti pidempi. Etuna perinteisiin muoveihin on kuitenkin se, että biohajoavat muovit kompostoituvat ennemmin tai myöhemmin, kun vastaavasti tavallinen PE säilyy kompostorissa vuosia.

Biohajoavia muovipakkauksia on tarjolla runsaasti tavallisiin elintarvikesovellutuksiin, mutta ei ole mitään estettä, miksi näitä ei voisi käyttää myös muissa pakkaustyypeissä. Kierrätyksen kannalta tällä hetkellä on jossain määrin ongelma, että ihmiset eivät tunnista biohajoavia pakkauksia ja laittavat ne joko sekajakeeseen, energiajakeeseen tai PE-kierrätykseen. Virheellisestä kierrätyksestä ei kuitenkaan ole dramaattista haittaa, sillä pieninä pitoisuuksina (<10%) biohajoavat muovit eivät sotke raaka-ainejakeita.

Tästä merkistä tunnistaa kompostoituvan muovin.

Tästä merkistä tunnistaa kompostoituvan muovin.

Fennia Prize RePackille

7.3.2014

Pakkausalan merkittävin palkinto Suomessa on Scanstar, mutta tänä vuonna muotoiluun keskittynyt Fennia Prize-kilpailussa yllättäen palkittiin pakkaus, tai tarkemmin pakkaukseen liittyvä liiketoimintamalli Original RePack. Voittajia oli tänä vuonna viisi, joista RePackin lisäksi kannattaa huomata Wärtsilän moottori, jonka mekaniikkasuunnittelussa RD Velho on ollut mukana.   Vuosi sitten esittelin RePack-konseptin blogikirjoituksessa, mutta nykyään pakkaus näyttää olevan tyystin erilainen.

Ensimmäinen versio oli pahvinen pakkaus, jonka nuhjaantumista hieman mietin. Sittemmin on todettu, että pahvinen ratkaisu ei tuo riittävää lisäarvoa suhteessa normaaliin pahvilaatikkoon ja pakkauksen rakenne on muutettu kudotuksi pussiksi. Tämä vaikuttaakin viisaalta monessa suhteessa, sillä se on helppo palauttaa, kestävä, helppo säilyttää ja toimii hyvin verkkokaupassa. Vaatteet ja erilaiset pienet kuluttajatuotteet eivät kuljetuksessa välttämättä tarvitse ylimääräistä laatikkoa, vaan pussi riittää.

RePack näyttää saaneen lisää suosiota, vuosi sitten se oli tarjolla Globe Hope-verkkokaupassa. Nyt se on ilmestynyt myös Varustelekan listoille, mikä laittoi blogistin vakavasti harkitsemaan tavaran tilaamista ihan kokeilumielessä. Varusteleka on myös kunnostautunut asiakkaiden tarkassa ohjeistamisessa siinä, miten RePackia tulee kohdella. Noudattakaamme kaikki näitä ohjeita, jotta seuraavalle käyttäjälle ei tule ikäviä yllätyksiä!

Pakkaus on pantillinen ja se toimii siten, että asiakas maksaa 5 € ostoksen yhteydessä ja se palautetaan 10 € lahjakortin muodossa, kun pakkaus on palautettu. Pakkausta käytetään siis tällä hetkellä voimakkaasti myynninedistämistarkoituksessa, mikä laskettakoon konseptille kunniaksi. Nyt toimintatapa ja pakkauksen rakenne vaikuttavat sellaisilta, että tuolla on hyvät mahdollisuudet menestyä markkinoilla.

Original RePack-pakkaus. http://www.originalrepack.com

Kaikkia ei voi miellyttää

2.3.2014

Suunnittelutyölle luonteenomaista on, että tulokselle ei ole yhtä absoluuttisen oikeaa ratkaisua, joka miellyttää kaikkia. Suunnittelun edetessä joudutaan aina tekemään kompromisseja siitä, mitä ominaisuuksia otetaan mukaan ja mitä jätetään pois. Juuri näissä kohdissa joudutaan päättämään, mitä sidosryhmää suositaan. Tekemällä kompromissit oikein saadaan riittävän hyvä lopputulos ja vain vähän tyytymättömiä tahoja.

Tässä videossa eräs pohjoissuomalainen kansantaiteilija on tyytymätön maitopurkin muovikorkkiin. Minun mielestäni se on erittäin hyvä ominaisuus. Tällaisten henkilökohtaisten mielipiteiden huomioiminen suunnittelussa onkin usein haastavaa.