Evaluating safety factors in corrugated packaging for extreme environmental conditions

• Autorzy: Garbowski Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/42.2023.4.1

Warianty tytułu

PL

Ocena czynników bezpieczeństwa opakowań z tektury falistej w ekstremalnych warunkach środowiskowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents an in-depth analysis of the critical safety factors necessary for corrugated packaging, particularly in the context of transportation and storage under extreme environmental conditions such as high humidity and low temperatures. The study begins with an overview of the fundamental properties and applications of corrugated packaging materials, emphasizing their significance in the global supply chain. It then delves into the specific safety factors that are crucial for maintaining the structural integrity of corrugated packaging, including compressive strength, burst strength, and edge crush test ratings. Special attention is given to the impact of extreme environmental conditions on these materials. The article highlights how factors like humidity and temperature fluctuations can significantly weaken corrugated packaging, necessitating adjustments in safety factors. Tables outlining suggested safety factor ranges for various conditions are provided to guide manufacturers and shippers in adapting their packaging strategies. Furthermore, the article reviews relevant ASTM and ISO standards, along with FEFCO guidelines, providing insights into industry best practices and compliance requirements. This comprehensive analysis aims to equip stakeholders in the packaging industry with the knowledge to ensure the durability and reliability of corrugated packaging, thereby safeguarding the quality and safety of goods in transit and storage.

PL

Artykuł ten przedstawia dogłębną analizę kluczowych czynników bezpieczeństwa niezbędnych dla opakowań z tektury falistej, szczególnie w kontekście transportu i przechowywania w ekstremalnych warunkach środowiskowych, takich jak wysoka wilgotność i niskie temperatury. Badanie rozpoczyna się od przeglądu podstawowych właściwości i zastosowań materiałów do opakowań transportowych, podkreślając ich znaczenie w globalnym łańcuchu dostaw. Następnie zagłębia się w konkretne czynniki bezpieczeństwa, które są kluczowe dla zachowania integralności strukturalnej opakowań falistych, w tym wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na przebicie i odporności na zgniatanie krawędziowe. Szczególna uwaga poświęcona jest wpływowi ekstremalnych warunków środowiskowych na tekturę falistą. Artykuł podkreśla, jak czynniki takie jak wilgotność i wahania temperatury mogą znacząco osłabić opakowania z tektury falistej, wymagając dostosowania czynników bezpieczeństwa. Zapewnione są tabele z zalecanymi zakresami czynników bezpieczeństwa dla różnych warunków, aby pomóc producentom i nadawcom w dostosowaniu ich strategii opakowaniowych. Ponadto artykuł przegląda odpowiednie normy ASTM i ISO, wraz z wytycznymi FEFCO, dostarczając wglądu w najlepsze praktyki branżowe i wymagania zgodności. To wszechstronne badanie ma na celu wyposażenie interesariuszy branży opakowaniowej w wiedzę, która zapewni trwałość i niezawodność opakowań, chroniąc tym samym jakość i bezpieczeństwo towarów w transporcie i magazynowaniu.

Słowa kluczowe

EN

safety factors; corrugated board; packaging strength

PL

współczynniki bezpieczeństwa; tektura falista; nośność opakowania

• Wydawca: Alfa-print sp. z o.o.
• Czasopismo: Packaging Review
• Rocznik: 2023
• Tom: No. 4
• Strony: 6--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab.

Twórcy

autor

Garbowski Tomasz

• Poznan University of Life Sciences, Faculty of Environmental and Mechanical Engineering

• https://orcid.org/0000-0002-9588-2514

Bibliografia

• 1. ASTM D642-20: Standard Test Method for Determining Compressive Resistance of Shipping Containers, Components, and Unit Loads. ASTM International, 2020.
• 2. Coelho, P. M.; Corona, B.; ten Klooster, R.; Worrell, E. Sustainability of Reusable Packaging-Current Situation and Trends. Resources, Conservation & Recycling: X 2020, 6, 100037. https://doi.org/10.1016/j.rcrx.2020.100037
• 3. Cornaggia, A.; Gajewski, T.; Knitter-Piątkowska, A.; Garbowski, T. Influence of humidity and temperature on mechanical properties of corrugated board - Numerical investigation. BioResources 2023, 18, 7490-7509. https://doi.org/10.15376/biores.18.4.7490-7509.
• 4. Dayyani, I.; Shaw, A. D.; Saavedra Flores, E. I.; Friswell, M. I. The Mechanics of Composite Corrugated Structures: A Review with Applications in Morphing Aircraft. Composite Structures 2015, 133, 358-380. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.07.099.
• 5. FEFCO Technical Specifications for Converting Equipment. European Federation of Corrugated Board Manufacturers, 2019.
• 6. FEFCO Good Manufacturing Practice (GMP) Standard. European Federation of Corrugated Board Manufacturers, 2020.
• 7. Fitas, R.; Schaffrath, H.J.; Schabel, S. A Review of Optimization for Corrugated Boards. Sustainability 2023, 15, 15588. https://doi.org/10.3390/su152115588.
• 8. Frank, B. Corrugated Box Compression - A Literature Survey. Packaging Technology and Science 2014, 27, 105-128. https://doi.org/10.1002/pts.2019.
• 9. Gajewski, T, Grabski, JK, Cornaggia, A, Garbowski, T. On the use of artificial intelligence in predicting the compressive strength of various cardboard packaging. Packaging Technology and Science 2023 1-9. https://doi.org/10.1002/pts.2783.
• 10. Garbowski, T., Mechanics of Corrugated and Composite Materials. Materials 2022, 15, 1837. https://doi.org/10.3390/ma15051837.
• 11. Garbowski, T. Safety Factors in the Design of Corrugated Board. Packaging Review 2023, 3, 16-22. https://doi.org/10.15199/42.2023.3.2.
• 12. Garbowski, T.; Mrówczyński, D.; Grabski, J.K. Modified Compression Test of Corrugated Board Fruit Tray: Numerical Modeling and Global Sensitivity Analysis. Materials 2023, 16, 1121. https://doi.org/10.3390/ma16031121.
• 13. Goodwin, D. Protective packaging for distribution. DEStech Publications: Lancaster, CA, 2010.
• 14. ISO 13820:2021: Paper, board and corrugated fibreboard - Description and calibration of fixed platen compression-testing equipment. International Organization for Standardization, 2021.
• 15. ISO 3037:2022: Corrugated fibreboard - Determination of edgewise crush resistance. International Organization for Standardization, 2022.
• 16. Ketkale, H.; Simske, S. Encouraging Reuse in the Corrugated Packaging Industry Using Persuasion and Operant Conditioning. Sustainability 2022, 14, 6454. https://doi.org/10.3390/su14116454.
• 17. Mrówczyński, D.; Gajewski, T.; Garbowski, T. A Simplified Dynamic Strength Analysis of Cardboard Packaging Subjected to Transport Loads. Materials 2023, 16, 5131. https://doi.org/10.3390/ma16145131.
• 18. Mrówczyński, D.; Garbowski, T. Influence of Imperfections on the Effective Stiffness of Multilayer Corrugated Board. Materials 2023, 16, 1295. https://doi.org/10.3390/ma16031295.
• 19. Mrówczyński, D.; Pozorska, J.; Garbowski, T.; Pozorski, Z. Bending stiffness of unsymmetrical multilayered corrugated board: influence of boundary conditions. BioResources 2023, 18, 7611-7628. https://doi.org/10.15376/biores.18.4.7611-7628.
• 20. Pathare, P. B.; Opara, U. L. Structural Design of Corrugated Boxes for Horticultural Produce: A Review. Biosystems Engineering 2014, 125, 128-140. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2014.06.021.
• 21. Progress Container & Display. How Environmental Conditions Impact Corrugated Boxes. Available online: https://www.progresscontainer.com/blog/how-environmental-conditions-impact-corrugated-boxes/ (accessed on 17 December 2023).
• 22. Rodrigues Fioritti, R.; Revilla, E.; Villar, J. C.; D’Almeida, M. L. O.; Gómez, N. Improving the Strength of Recycled Liner for Corrugated Packaging by Adding Virgin Fibres: Effect of Refrigerated Storage on Paper Properties. Packaging Technology and Science 2021, 34, 263-272. https://doi.org/10.1002/pts.2556.
• 23. Rogalka, M.; Grabski, J.K.; Garbowski, T. Identification of Geometric Features of the Corrugated Board Using Images and Genetic Algorithm. Sensors 2023, 23, 6242. https://doi.org/10.3390/s23136242.
• 24. Sastre, R.M.; de Paula, I.C.; Echeveste, M.E.S. A Systematic Literature Review on Packaging Sustainability: Contents, Opportunities, and Guidelines. Sustainability 2022, 14, 6727. https://doi.org/10.3390/su14116727.
• 25. Semantic Scholar. Guidelines for storing and handling corrugated. Available online: https://www.packworld.com/home/article/13367829/guidelines-for-storing-and-handling-corrugated (accessed on 17 December 2023).
• 26. Silva, N.; Pålsson, H. Industrial Packaging and Its Impact on Sustainability and Circular Economy: A Systematic Literature Review. Journal of Cleaner Production 2022, 333, 130165. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.130165.
• 27. Xing, X., Huo, L., Zhang, H. (2023). Study on Compressive Strength Calculation of Corrugated Boxes Based on Printing Impact. In: Xu, M., Yang, L., Zhang, L., Yan, S. (eds) Innovative Technologies for Printing and Packaging. CACPP 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 991. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-19-9024-3_34.