Imballaggi rigidi in cartone ondulato

Una delle funzioni più importanti dei materiali di imballaggio è, da un lato, quella di proteggere il contenuto dalle influenze fisiche provenienti dall'esterno e quindi da possibili danni o altre menomazioni. D'altra parte, l'imballaggio deve essere in grado di sostenere in modo sicuro il peso della merce imballata.

Per gli imballaggi in cartone ondulato, tra l'altro, la cosiddetta rigidità di flessione è un parametro importante. In parole povere, questo termine si riferisce alla capacità di un materiale di resistere a una forza applicata senza subire flessioni (permanenti) e deformazioni plastiche, che potrebbero danneggiare il contenuto.

Gli imballaggi in cartone ondulato sono particolarmente adatti a questo scopo grazie alla loro struttura di base e ai materiali utilizzati per la loro produzione. Ciò significa che essi generano un elevato livello di protezione per le merci e i prodotti in essi imballati, nonché una resistenza ai pesi elevati - e anche ad altri fattori. Nel seguente articolo vi illustreremo tutto ciò che c'è da sapere su questa speciale forma di imballaggio.

Che cosa significa "rigidità flessionale"?

Per spiegare il concetto di rigidità flessionale, non si può fare a meno di addentrarsi nel mondo della fisica. In particolare, il tema delle "forze", della loro direzione d'azione e dei loro effetti.

La cosiddetta forza di flessione (o correttamente: il momento flettente) si riferisce a un momento che agisce su un componente e che innesca una curvatura attorno a un asse di flessione a causa della sua direzione di insorgenza e azione.

Per momento, l'esperto intende l'effetto di un fattore di influenza applicato a un determinato punto. Il più delle volte, questo fattore di influenza è una o più forze.

Come semplice esempio, si può immaginare un ponte stradale. Esso poggia su travi ad entrambe le estremità. La gravità e il carico dei veicoli spingono o tirano il ponte verso il basso. Le parti particolarmente lontane dalle travi sono sottoposte al carico maggiore dalla forza verso il basso. Vista da lontano, una rigidità flessionale insufficiente del ponte (formulata in modo esagerato) risulterebbe in una linea retta piegata verso il basso.

Su questa linea retta o sul ponte stesso agiscono forze diverse:

La superficie del ponte (o la carreggiata) è sottoposta a compressione orizzontale dal momento flettente, cioè viene compressa.
La parte inferiore del ponte, invece, è sottoposta a una sollecitazione di trazione, cioè è tesa.

È qui che entra in gioco la rigidità flessionale: in genere si riferisce alla capacità di un corpo di resistere a tale momento flettente attraverso la rigidità costruttiva e del materiale. Il corpo può quindi mantenere la sua forma originale indipendentemente dal momento agente, indipendentemente dall'aspetto di questa forma originale.

In termini di imballaggi rigidi in cartone ondulato, ciò significa che le superfici per lo più diritte di tali imballaggi rimangono piatte.

a) rettilinei, possono
b) reagire in modo flessibile a un momento flettente mediante deformazione con successiva ri-deformazione e mantenere
c) la loro forma originale anche a fronte di grandi forze.

Naturalmente, tutto questo ha dei limiti. Così come il ponte sopra citato potrebbe piegarsi in modo permanente e persino rompersi sotto un carico troppo elevato, lo stesso vale per gli imballaggi in cartone ondulato. Ciò significa che la rigidità alla flessione si riferisce sempre e solo alla struttura del materiale di imballaggio.

Il tipo (e il numero) delle rispettive ondulazioni del pannello ondulato gioca un ruolo importante, così come il possibile carico di trazione e compressione delle carte per soffitti utilizzate, la loro rigidità alla flessione e le forze coesive e adesive dell'adesivo che lega gli strati tra loro. Inoltre, anche le dimensioni delle singole superfici di cartone ondulato hanno un ruolo importante. Un cartone da spedizione di piccole dimensioni sarà quindi complessivamente più rigido alla flessione rispetto a un cartone significativamente più grande, a parità di altre condizioni, in termini di cartone ondulato e di costruzione.

Qual è la differenza tra imballaggio rigido e flessibile?

Il calcolo per stabilire se un materiale da imballaggio è flessibile o morbido è matematicamente relativamente complesso, in quanto è necessario conoscere diverse variabili da utilizzare nelle formule.

Tuttavia, per quanto riguarda l'applicazione pratica degli imballaggi in cartone ondulato, la questione è molto più semplice: non appena un materiale da imballaggio può essere deformato semplicemente toccandolo senza usare molta forza, viene definito materiale da imballaggio flessibile.

Prendiamo come esempio il nostro Scatole per spedizioni e Doypack. Naturalmente, anche il primo potrebbe essere deformato in modo permanente. Tuttavia, sarebbe necessaria una grande forza. Circa un pugno al centro del coperchio incernierato.

Il sito Doypack , invece, non opporrebbe alcuna resistenza significativa alla mano che lo tocca e si deformerebbe immediatamente.

Tuttavia, questa distinzione non significa che l'imballaggio rigido sia sempre "migliore" e quello flessibile "peggiore". In pratica, dipende sempre dall'uso che si deve fare di un materiale di imballaggio. Infine, se consideriamo il tema dei materiali ammortizzanti, l'imballaggio flessibile può essere un fattore significativo. Infatti, solo quando un materiale di questo tipo è flessibile può assorbire le forze, trasformarle attraverso la deformazione e quindi proteggere i prodotti circostanti.

Come si crea la rigidità a flessione degli imballaggi in cartone ondulato?

In linea di principio, la rigidità di flessione può essere creata in vari modi. Tra questi, materiali intrinsecamente più difficili da piegare (più rigidi) e un design che offre una maggiore resistenza al momento flettente.

Gli imballaggi in cartone ondulato utilizzano entrambi gli approcci. Grazie alla loro struttura multistrato con almeno due strati di carta di rivestimento e un flauto, si verifica quanto segue:

Gli strati di copertura rivolti verso il momento di flessione assorbono le forze di trazione generate durante la piegatura. Pertanto, per un pezzo di cartone ondulato è irrilevante che il momento flettente agisca dall'interno o dall'esterno.
L'onda fa sì che il prodotto, altrimenti allineato solo orizzontalmente, riceva un piano verticale sotto forma di fianchi dell'onda ascendente e discendente. In modo del tutto simile a quanto avviene, ad esempio, con una trave a T in acciaio.

La rigidità a flessione degli imballaggi in cartone ondulato è ulteriormente aumentata perché l'ondulazione è completamente incollata a entrambi gli strati di copertura.

Il cartone ondulato è sempre automaticamente rigido?

In linea di principio sì, ma il grado di rigidità a flessione varia a seconda di come è orientato un pezzo di cartone ondulato. La ragione di ciò risiede nella forma interna del cartone ondulato, in particolare nella scanalatura stessa:

Lungo il percorso dell'albero, la rigidità a flessione è fondamentalmente la più alta. L'esatto livello dipende dal rispettivo tipo di albero. Pertanto, ad esempio, Onda B è più resistente di Onda E, ma entrambi sono sormontati dal (doppio) Onda EB.
Trasversalmente all'andamento dell'albero, invece, la rigidità flessionale è inferiore. Questo perché le ondulazioni non vengono aggiunte come elemento di irrigidimento. In questa direzione, la rigidità di flessione dipende quindi principalmente dalla resistenza alla trazione delle carte di copertura e dalla loro stessa rigidità di flessione.

Anche in questo caso si tratta di un esempio semplice: Le lamiere ondulate. In senso longitudinale rispetto all'ondulazione, sono molto più resistenti alla flessione rispetto a un pezzo di lamiera piatta. Trasversalmente, invece, possono essere addirittura arrotolate.

Ma: poiché il cartone ondulato, come detto, ha sempre almeno una copertura esterna e una interna, la sua rigidità a flessione trasversale all'ondulazione è sempre maggiore di quella di un prodotto di cartone costituito da solo cartone ondulato - o di un prodotto fatto di cartone pieno. Quindi sì: il cartone ondulato è automaticamente sempre rigido alla flessione, solo che non è ugualmente rigido alla flessione in tutte le direzioni.

Per migliorare questo fattore, esistono anche materiali di imballaggio in cartone ondulato che consistono in due o tre strati ondulati sovrapposti. Questi imballaggi hanno una capacità di carico particolarmente elevata.

Gli imballaggi rigidi in cartone ondulato sono sempre adatti quando i carichi esterni previsti superano la capacità di carico della merce da imballare. Per questo motivo Scatole per spedizioni è realizzato quasi interamente in cartone ondulato.

Quali sono i tipi di imballaggi in cartone ondulato rigido disponibili?

Esistono diversi materiali di imballaggio in cartone ondulato, tra cui Scatole per spedizioni e i cartoni pieghevoli.

In linea di principio, tutti gli imballaggi in cartone ondulato sono rigidi alla flessione fino a un certo punto, perché almeno la scanalatura causa automaticamente questa proprietà del prodotto.

Per questo motivo, esistono molti materiali da imballaggio realizzati in cartone ondulato che possono dimostrare questa proprietà. Ad esempio:

Scatole per spedizioni
Cartoni pieghevoli
Scatole per la rimozione
Manicotti di spedizione / tubi di spedizione
Espositori per il punto vendita
Stand pubblicitari e prodotti di marketing simili
Scatole per il trasporto in sostituzione delle borse della spesa
Carrelli per fiere
(alcune) buste
Valigette e soluzioni simili per l'ufficio

L'enorme resistenza alla flessione del cartone ondulato è dimostrata anche da una recente tendenza: mobili realizzati esclusivamente in cartone ondulato, ma che, grazie alla loro grande rigidità alla flessione, non sono affatto meno resistenti di quelli realizzati con materiali più "tradizionali".

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi del cartone ondulato rigido?

In effetti, gli imballaggi in cartone ondulato rigido presentano diversi vantaggi. Tuttavia, a seconda dell'applicazione, questi possono essere opposti:


Vantaggio	Svantaggio
Elevata protezione meccanica delle merci	Deformazione permanente e danni in caso di superamento delle forze di progetto
Possibilità di grandi carichi	Possibile trasferimento di forze all'interno dell'imballaggio. Per questo motivo, a volte è necessaria un'imbottitura per le merci molto sensibili.
Con un trattamento adeguato, la durata di vita è lunga e quindi è possibile un secondo e terzo utilizzo.	Costi dei materiali più elevati rispetto al pannello massiccio, a causa della produzione più complessa.
Più facile da riciclare rispetto ad altri materiali rigidi	Richiede pieghe speciali per essere riposto in modo salvaspazio
Grazie agli strati d'aria creati dall'ondulazione, il cartone ondulato ha un altro modo di ammortizzare le forze.

Conclusione: quali sono i vantaggi dell'imballaggio in cartone ondulato rigido?

La rigidità a flessione si riferisce sempre alla capacità di un materiale di assorbire forze di flessione relativamente grandi senza causare alcuna deformazione permanente (plastica).

Da questo punto di vista, il cartone ondulato ha una rigidità a flessione tra le più alte di tutti i materiali da imballaggio a base di carta o materiali affini, senza però avere un peso per unità di superficie insopportabilmente elevato.

Questo rende gli imballaggi in cartone ondulato rigido"leggeri e resistenti" nel senso migliore del termine e ideali per proteggere tutti i prodotti che potrebbero essere danneggiati da sollecitazioni esterne. Inoltre, questi materiali di imballaggio sono ideali quando si tratta di imballare articoli di peso elevato, che potrebbero sovraccaricare altri materiali di imballaggio realizzati con materiali meno rigidi.

FAQ

Il cartone ondulato mantiene la sua rigidità alla flessione quando è bagnato?
Tra l'altro, il bagnato influisce negativamente sulla resistenza alla lacerazione di tutti i materiali da imballaggio a base di carta. Il cartone ondulato bagnato, così come il cartone ondulato che è stato successivamente asciugato, non ha più la stessa rigidità alla flessione che aveva in origine.
Come si può denominare e calcolare matematicamente la rigidità flessionale?
In linea di principio, la rigidità flessionale è il prodotto di a) la sezione trasversale e b) il modulo di elasticità. Di solito si utilizza la formula _Sb =_Mb / k =_Mb p.
Esiste anche un pannello ondulato che è ugualmente rigido su tutti i lati?
Si tratta di doppi profili sfalsati o di varie costruzioni a nido d'ape. Tuttavia, questi imballaggi in cartone ondulato sono necessari solo per alcune applicazioni speciali.