مواد تبطين التغليف

تُستخدم مواد التغليف الواقية لحماية المنتجات أثناء الشحن . وتُستخدم هذه المواد للتحكم في الاهتزازات والصدمات أثناء الشحن والتحميل والتفريغ، مما يقلل من احتمالية تلف المنتج.

تُستخدم مواد التبطين عادةً داخل حاويات الشحن ، مثل الصناديق الكرتونية المموجة . وهي مصممة لامتصاص الصدمات عن طريق الضغط والتشوه، وتخفيف الاهتزازات، بدلاً من نقلها إلى المنتج المراد حمايته. وبحسب الحالة، يتراوح سمك مواد التبطين عادةً بين 50 و75 ملم (2 و3 بوصات) .  

تُستخدم مواد التغليف الداخلية أيضًا لأغراض أخرى غير التبطين، مثل تثبيت المنتجات في الصندوق وتأمينها في مكانها، أو لملء الفراغ.

عند تصميم العبوات، يعتمد اختيار مواد التبطين على العديد من العوامل، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• حماية فعالة للمنتج من الصدمات والاهتزازات
• المرونة (سواء أكانت تؤدي وظيفتها في مواجهة تأثيرات متعددة)
• مقاومة الزحف – تشوه الوسادة تحت الحمل الساكن
• تكاليف المواد
• تكاليف العمالة والإنتاجية
• تأثيرات درجة الحرارة، ^{[ 1 ]} والرطوبة، وضغط الهواء على التوسيد
• نظافة الحشوة (الغبار، الحشرات، إلخ).
• تأثير ذلك على حجم حاوية الشحن الخارجية
• قضايا البيئة وإعادة التدوير
• حساسية المنتج للكهرباء الساكنة

حشو سائب

بعض مواد الحشو قابلة للانضغاط، وتُعبأ بشكل غير محكم حول محتويات الصندوق. يُغلق الصندوق بإحكام. يشمل ذلك قطع رغوة البوليسترين الموسّع ( حبيبات الرغوة )، وقطعًا مشابهة مصنوعة من رغوة أساسها النشا، وحبيبات الفشار الشائعة . تختلف كمية مواد الحشو المطلوبة ومستويات امتصاص الصدمات باختلاف نوع المادة. ^{[ 2 ]}

ورق

يمكن تكوير الورق يدويًا أو آليًا واستخدامه كمادة واقية. توفر أنواع الورق السميكة قدرة تحمل أكبر من الصحف القديمة. كما يتوفر أيضًا حشو السليلوز المجعد. غالبًا ما يغلف عمال النقل الأغراض بعدة طبقات من ورق الكرافت أو لب الورق المنقوش قبل وضعها في الصناديق.

وسادات من الورق المقوى المموج

يمكن استخدام أشكال متعددة الطبقات أو مقطوعة ومطوية من الورق المقوى المموج كوسائد. ^{[ 3 ] [ 4 ]} صُممت هذه الهياكل لتتعرض للضغط والتشوه تحت تأثير الصدمات، مما يوفر درجة من التبطين. كما تُستخدم هياكل قرص العسل المركبة من الورق المقوى للتبطين. ^{[ 5 ]}

هياكل رغوية

تُستخدم أنواع عديدة من الرغوات البوليمرية للتبطين، وأكثرها شيوعًا البوليسترين الموسع، والبولي بروبيلين ، والبولي إيثيلين ، والبولي يوريثان . يمكن تشكيل هذه الرغوات على هيئة أشكال هندسية أو صفائح تُقطع وتُلصق لتكوين هياكل تبطين. ^{[ 6 ]} تُستخدم أحيانًا الرغوات الملتوية (أو ذات الشكل الإصبعي ). ^{[ 7 ]} كما تتوفر بعض أنواع الرغوات القابلة للتحلل. ^{[ 8 ]} يُعدّ حقن الرغوة في مكانها طريقة أخرى لاستخدام رغوة البولي يوريثان ، حيث تملأ هذه الرغوة الصندوق، مُغلّفةً المنتج بالكامل لتثبيته. كما تُستخدم أيضًا لتشكيل هياكل هندسية.

لب الورق المقولب

يمكن تشكيل اللب إلى أشكال مناسبة للتغليف والتثبيت داخل العبوة. يُصنع اللب المُشكّل من ورق الجرائد المُعاد تدويره، وهو قابل لإعادة التدوير.

المنتجات المنتفخة

يتكون غلاف الفقاعات من طبقات من غشاء بلاستيكي تحتوي على فقاعات هوائية. يمكن وضع هذه الطبقات فوق بعضها أو لفها حول المنتجات المراد شحنها. كما تتوفر مجموعة متنوعة من الوسائد الهوائية القابلة للنفخ . تجدر الإشارة إلى أن الوسائد الهوائية المستخدمة لملء الفراغات غير مناسبة للتبطين.

آخر

تتوفر عدة أنواع أخرى من التبطين بما في ذلك وسائد التعليق، والرغوة الحيوية ، وأغطية النهاية المشكلة حراريا، ^{[ 9 ] [ 10 ]} والمواد اللزجة المرنة ، ^{[ 11 ]} وأنواع مختلفة من حوامل الصدمات .

يعتمد الأداء الأمثل للتبطين على تصميمه واستخدامه الصحيحين. يُنصح عادةً بالاستعانة بمهندس تغليف مُدرَّب، أو مورد موثوق، أو استشاري، أو مختبر مستقل. يحتاج المهندس إلى معرفة شدة الصدمة (ارتفاع السقوط، وما إلى ذلك) التي يجب الحماية منها. ويمكن الاستناد في ذلك إلى مواصفات موجودة ، ومعايير ومنشورات صناعية منشورة ، ودراسات ميدانية، وما إلى ذلك.

يُعدّ الإلمام بالمنتج المراد تغليفه أمرًا بالغ الأهمية. وقد تُشير الخبرة الميدانية إلى أنواع التلف التي لحقت به سابقًا. كما يُمكن للتحليل المختبري أن يُساعد في تحديد مدى هشاشة المنتج ^{[ 12 ]} ، والتي غالبًا ما تُقاس بوحدات التسارع (g) . ويُمكن أيضًا أن يكون التقييم الهندسي نقطة انطلاق ممتازة. ففي بعض الأحيان، يُمكن جعل المنتج أكثر متانة أو تدعيمه لتقليل احتمالية كسره.

تعتمد كمية الصدمة التي ينقلها أي نوع من مواد التبطين بشكل كبير على سمك الوسادة، وارتفاع السقوط، ومساحة تحملها (الحمل الساكن). يجب أن تتشوه الوسادة عند تعرضها للصدمة لكي تؤدي وظيفتها. إذا كان المنتج موضوعًا على مساحة تحمل كبيرة، فقد لا تتشوه الوسادة ولن تخفف الصدمة. أما إذا كانت مساحة التحمل صغيرة جدًا، فقد يرتطم المنتج بالأرض أثناء الصدمة، وبالتالي لن يتم تخفيف الصدمة. يستخدم المهندسون "منحنيات التبطين" لاختيار أفضل سمك ومساحة تحمل لمادة التبطين. غالبًا ما  يلزم استخدام طبقة تبطين بسمك يتراوح بين 50 و75 ملم لحماية المنتجات الهشة.

تُستخدم أيضًا عمليات المحاكاة الحاسوبية وتحليل العناصر المحدودة . وقد نجحت بعض عمليات الربط مع اختبارات السقوط المعملية. ^{[ 13 ]}

يتطلب تصميم الوسادة عناية خاصة لمنع تضخيم الصدمات الناتج عن اقتراب مدة نبضة الصدمة المبطنة من التردد الطبيعي للعنصر المبطن. ^{[ 14 ]}

تتضمن عملية الحماية من الاهتزازات (أو عزلها) اعتبارات مشابهة لتلك الخاصة بالحماية من الصدمات. يمكن اعتبار الوسائد بمثابة نوابض. اعتمادًا على سمك الوسادة ومساحة تحملها وتردد الاهتزاز، قد لا تؤثر الوسادة على الاهتزازات الواردة، أو قد تُضخّمها عند الرنين ، أو قد تعزل المنتج عن الاهتزاز. يُعدّ التصميم السليم أمرًا بالغ الأهمية لأداء الوسادة.

يُعد التحقق من صحة تصاميم النماذج الأولية والتأكد من مطابقتها للمواصفات أمرًا ضروريًا. غالبًا ما تكون عملية تصميم العبوة وحشوتها عملية تكرارية تتضمن العديد من التصاميم والتقييمات وإعادة التصميم، وما إلى ذلك. تتوفر العديد من بروتوكولات اختبار العبوات المنشورة (مثل ASTM وISTA وغيرها) لتقييم أداء العبوة المقترحة. ينبغي مراقبة الأداء الميداني للحصول على ملاحظات تُفيد في عملية التصميم.

• طريقة الاختبار القياسية D1596 لخصائص امتصاص الصدمات الديناميكية لمواد التغليف
• طريقة الاختبار القياسية D2221 لخصائص الزحف لمواد تبطين العبوات
• D3332 طرق الاختبار القياسية لهشاشة المنتجات ضد الصدمات الميكانيكية، باستخدام آلات الصدمات
• D3580 طرق الاختبار القياسية لاختبار اهتزاز المنتجات (الحركة الخطية الرأسية)
• D4168 طرق الاختبار القياسية لخصائص الصدمات المنقولة لمواد التبطين الرغوية في مكانها
• الممارسة القياسية D4169 لاختبار أداء حاويات وأنظمة الشحن
• الدليل القياسي D6198 لتصميم عبوات النقل
• D6537 الممارسة القياسية لاختبار الصدمات للحزم المزودة بأجهزة قياس لتحديد أداء الحزمة
• وغيرهم

• تستخدم مادة بيتاجيل الجل والسيليكون لامتصاص الصدمات العنيفة.
• حاجز (توضيح)
• معامل الارتداد
• موجة مخمدة
• مخمّد (توضيح)
• نسبة التخميد
• قوة الصدمة
• التعبئة والتغليف ووضع الملصقات
• صدمة
• ممتص الصدمات
• كاشف الصدمات
• طيف استجابة الصدمة
• اهتزاز
• عزل الاهتزازات

• MIL-HDBK 304C، "تصميم تبطين العبوات"، 1997،
• راسل، بي جي، وداوم، إم بي، "كتاب اختبار حماية المنتج"، معهد متخصصي التغليف
• روت، د، "طريقة من ست خطوات لتطوير العبوات المبطنة"، لانسمونت، 1997، http://www.lansmont.com/
• يام، ك. ل.، "موسوعة تكنولوجيا التغليف"، جون وايلي وأولاده، 2009، رقم ISBN 978-0-470-08704-6
• سينغ، ج.، إغناتوفا، ل.، أولسن، إ. وسينغ، ب.، "تقييم منهجية الإجهاد والطاقة للتنبؤ بالصدمات المنتقلة عبر وسائد الرغوة الموسعة"، مجلة ASTM للاختبار والتقييم، المجلد 38، العدد 6، نوفمبر 2010

• معهد متخصصي التغليف
• الرابطة الدولية للنقل الآمن
• ندوة عبر الإنترنت من ويستباك حول التغليف الواقي