Buffermateriaal

Buffermateriaal
 
Producten hebben nogal wat te verduren voordat ze van de producent bij de gebruiker zijn beland. Een doos alleen biedt meestal onvoldoende bescherming tegen beschadiging tijdens transport en opslag. De verpakker staat voor de vraag welk schokbeschermend materiaal hij het best kan gebruiken en waarom. Want na een halve eeuw ontwikkelingen op productbeschermingsgebied, is het aanbod groot en divers. Een overzicht.

Buffermaterialen worden al vele tientallen jaren toegepast voor het beschermen van producten tijdens transport en opslag. In de jaren vijftig werd daarvoor vooral stro, houtwol en papierproppen van bijvoorbeeld oude kranten gebruikt. In het volgende decennium raakten golfkartonnen buffers en piepschuim ofwel geëxpandeerd polystyreen (EPS) in zwang. In de jaren zeventig zette deze ontwikkeling van kunststof door en werd het assortiment schokdempende materialen van kunststof uitgebreid met vormstukken van geëxpandeerd polyetheen (EPE) en geëxpandeerd polypropeen (EPP). De gunstige prijs-kwaliteit verhouding maakte dat dit materiaal de natuurlijke producten en papier/karton goeddeels verdrong. Toen echter in de jaren tachtig en negentig het milieudenken in alle hevigheid losbarstte, raakten de kunststof verpakkingsmaterialen uit de gratie. Alternatieven werden gezocht en - al dan niet met succes - gevonden in karton en natuurlijke en biologisch afbreekbare materialen op basis van bijvoorbeeld zetmeel. Aangezien veel van deze biologische materialen erg duur en kwetsbaar waren, was de meeste van hen geen lang leven beschoren. Nu in het nieuwe millennium de milieustorm wat is geluwd, eisen de ‘traditionele’ kunststof materialen langzamerhand hun plaats weer op. En met succes. Want prijs- en verpakkingstechnisch hebben ze nog altijd het nodige te bieden. Al met al hebben genoemde ontwikkelingen ertoe geleid dat er tegenwoordig meer productbeschermingsmiddelen en -methoden zijn dan ooit.
       
Werking
Hoeveel verschillende schokbeschermende middelen er echter ook zijn, allemaal dienen ze in meer of mindere mate hetzelfde doel, te weten het absorberen van schokken en andere mechanische invloeden tijdens transport en opslag in zowel verticale als horizontale richting.
Het principe van schokbescherming berust op het creëren van remweg, waardoor er meer tijd is voor het afremmen van de beweging. Het gevolg is dat er een lagere belasting wordt doorgegeven aan het product.
De efficiëntie van het buffermateriaal bepaalt mede hoe dik een buffer uiteindelijk moet worden. Behalve de dikte, is ook de hoeveelheid en de dichtheid van het materiaal van belang. De mate waarin een buffermateriaal terugveert (elasticiteit), is bepalend voor de bescherming tegen een tweede of derde schok. Welk materiaal uiteindelijk moet worden gekozen, hangt af van het gewicht van het te verpakken product, de G-waarde, het oppervlak van het product en de optimale statische belasting van het buffermateriaal.
Zoals gezegd zijn schokdempende materialen tegenwoordig verkrijgbaar in alle maten en soorten. Uitgaande van hun functionaliteit, zijn ze in drie groepen te verdelen; de schokdempende materialen, fixatiemiddelen en opvulmaterialen.
De buffermaterialen zijn verder onder te verdelen in generieke en specifieke schokdempende materialen (zie kader). Hierbij wordt een onderscheid gemaakt tussen buffermaterialen die kunnen worden ingezet voor het verpakken van uitlopende producten en materialen die op maat worden gemaakt voor één type product.
Verschoven lading.jpg        Stabiele lading.jpg
Verschoven lading                                   Stabiele lading
          
Schokdemping
Verpakkingsmaterialen die puur en alleen gemaakt zijn voor de bescherming van producten zijn: PS-, PE-, PP- en PUR-schuim, ophangsystemen op basis van kunststof folies, golfkarton buffers, bufferende papierconstructies, vormkartonbuffers en rubberized hair.
Kunststof schuimen vallen zowel in de categorie van de generieke als van de specifieke buffermaterialen. Ze zijn uitermate geschikt voor productspecifieke buffering, omdat ze door middel van matrijzen geheel op maat gemaakt kunnen worden. Aangezien de matrijskosten erg hoog zijn, is het gebruik van specifiek kunststof buffermateriaal alleen rendabel bij grote series. Voor algemeen gebruik zijn er ontelbare vormstukken op de markt die eenvoudig zijn aan te passen aan de vorm van het product. Ze worden vooral gemaakt van EPS en in mindere mate van EPE en EPP. EPS is in principe maar eenmaal bruikbaar, EPE en EPP zijn door hun elasticiteit meermalig in te zetten.
Een schuim dat uitsluitend voor specifieke doeleinden wordt ingezet, is PUR-schuim. Instapak van Sealed Air is daar een voorbeeld van. Dit materiaal ontstaat door in een zak twee componenten te mengen die samen PUR-schuim vormen. In de praktijk betekent dit dat doorgaans één of meer zakken onder, om en op een product worden geplaatst waarna de twee chemicaliën in de zak worden gespoten. Het schuim vormt zich vervolgens naar het product. Hierdoor is er niet alleen sprake van een goede schokdemping, maar ook van een perfecte fixatie.
Ophangsystemen op basis van kunststof folies werken zowel schokdempend als fixerend. De Korrvu-zweefverpakking van Topa-Verpakking is hier een voorbeeld van. Het systeem bestaat uit een golfkartonnen omdoos en twee golfkartonnen frames waarop een zachte, stroeve, maar zeer taaie en transparante polyurethaan folie is gespannen.
Het product dat tussen deze frames met folie wordt geplaatst, wordt zwevend opgehangen en is dan goed beschermd tegen zware distributiebelastingen, zoals schokken en trillen.
Bufferende papierconstructies komen vooral voor als generiek buffermateriaal. Naast een schokdempende werking, werken ze ook uitstekend als fixatiemiddel. Een veel gebruikt product in deze categorie is Padpak van de firma Ranpak. Dit bedrijf ontwikkelt productspecifieke, schokbeschermende ‘pads’ die bestaan uit twee of drie lagen gevormd papier. Bij intelligent gebruik blijken de pads vaak effectiever dan buffers van golfkarton en kunststof schuimen.
Vormkarton wordt gemaakt van oud papier, vooral in de vorm van buffer-fixatiedelen. De bufferwerking wordt niet verkregen door het materiaal zelf, maar door de nokken die een afstand scheppen tot de wand van een doos of product. Het is dan ook meer een fixatiemiddel dan een schokdempend materiaal. De schokdempende werking is overigens eenmalig.
Rubberized hair is verkrijgbaar als specifiek schokdempend materiaal en in vormstukken. Aangezien dit materiaal erg kostbaar is, wordt het alleen gebruikt als er behoefte is aan hoogwaardige schokdemping.
Airworks I.jpg     Airworks II.jpg
        
Fixatie en opvulling
Fixatiemiddelen die momenteel veel worden toegepast worden, zijn opblaasbare kunststof zakken, vormkarton van papierpulp, ophangsystemen op basis van kunststof folies (Korrvu), gekreukeld papier (Padpak), golfkartonnen interieurs en ‘foam in place’-systemen, zoals Instapak. Ze hebben tevens een schokabsorberende werking.
Opvulmaterialen hebben in de loop van de jaren een aardige ontwikkeling doorgemaakt. Opvallend daarbij is dat veel van de ‘oudere’ opvulmaterialen, zoals houtwol, watten en papiersnippers, nog steeds worden gebruikt. Door de jaren heen zijn daar natuurlijk de nodige alternatieven bijgekomen. De meest gebruikte zijn: houtwol, PS-schuim chips, chips op basis van zetmeel, chips op basis van papierschuim, versnipperd papier, gekreukeld papier, zakjes gevuld met lucht en snippers van golfkarton. Het gros valt in de categorie generieke materialen.
         
Uitgekiende keuze
Met deze lijst van buffermaterialen- en methoden in het achterhoofd, rijst de vraag: welk materiaal en welke methode. Daar zijn zes criteria voor op te noemen.
Allereerst is het belangrijk het product in kwestie te analyseren en te bepalen welk buffermateriaal het geschiktst in het distributieproces. De mate en soort van bescherming hangt voor een groot deel af van de productgevoeligheid. Een kwetsbaar product vraagt immers meer bescherming dan een robuust exemplaar. Daarnaast bepaalt de verwerkingssnelheid van buffermaterialen in het verpakkingsproces de keuze voor een bepaald materiaal.
Ook is het belangrijk het volume van de verschillende buffermaterialen onder de loep te nemen. Sommige materialen zijn erg volumineus en nemen daardoor veel opslag- en transportruimte in beslag. Ook is het handig te weten voor welke producten het buffermateriaal bestemd is. Voor de presentatiewaarde is het van belang het materiaal af te stemmen op de waarde en de uitstraling van het product.
Ondanks dat de milieuhausse van de jaren tachtig en negentig wat is weggeëbd, spelen milieu-argumenten nog wel degelijk een rol. Wet- en regelgeving op het gebied van verpakking en milieu, alsmede het imago van buffermaterialen vanuit milieu-oogpunt zijn dan ook belangrijke criteria bij de uiteindelijke keuze.
Ten slotte zijn tevens de kosten een bepalende factor in het hele keuzeproces. Hoewel het in hand houden van de kosten een besparing nooit ten koste mag gaan van een goede schokbescherming. Wel is het zaak erop te letten dat de materiaalkosten in verhouding staan tot de gewenste bescherming. Bij gebruik van te veel verpakkingsmateriaal wordt weliswaar meer bescherming geboden, maar lopen de materiaalkosten hoog op. Onvoldoende gebruik van verpakkingsmateriaal verhoogt de kans op beschadiging en de daarmee gepaard gaande kosten . Het optimum van beschermend verpakken ligt op het punt waarbij de kosten van eventuele schade en de verpakkingskosten minimaal zijn. Economisch gezien zal er altijd een klein percentage schade ingecalculeerd moeten worden. Want hoe raar het ook klinkt: geen schade betekent in veel gevallen een te dure verpakking.
 
Keuzecriteria
Eigenschappen van buffermaterialen die een belangrijke rol spelen in het keuzeproces zijn:
• Mate van bescherming tegen schokken en trillen tijdens transport
• Dichtheid materiaal
• Hardheid materiaal
• Vervorming, blijvend of herstellend onder statische belasting
• Dynamische vermoeiing of weerstand tegen wisselende belasting
• Rekbestendigheid of weerstand tegen uitrekken
• Vochtgevoeligheid
• Chemische resistentie
• Hygiënische eigenschappen
• Milieubelasting
• Mate van recyclebaarheid
            
Ingenieuze vormgeving
Packard Bioscience is producent van chemicaliën voor vloeistof-scintillatie telling, een detectiemethode voor radioactieve straling. Voor het veilig verpakken van de eindproducten, die wereldwijd worden gedistribueerd in glazen onder andere flessen van 1-,2- en 2,5-liter, gebruikt het bedrijf piepschuim. EPS is weliswaar volumineus, maar ook licht. Bovendien heeft het een hoog schokabsorberend en isolerend vermogen. Ook voldoet dit materiaal gemakkelijk aan de noodzakelijke UN-keur voor brandgevaarlijke stoffen. Door gebruik te maken van een ingenieuze constructie kunnen verschillende flessen-combinaties in dezelfde vormstukken worden verpakt.
Gezien het grote volume van piepschuim, worden de vormstukken op afroep geleverd door de producent. Dat spaart kostbare opslagruimte. Met karton zou dit probleem niet bestaan. Prijstechnisch is dit materiaal voor deze toepassing echter niet interessant. Hoge stanskosten en ingewikkelde inzetstukken die veel handling vragen, zijn daar debet aan.
          
Eenvoudig, maar effectief verpakken
In het Europees distributiecentrum (EDC) van Yamaha worden vijf verschillende buffermaterialen gebruikt. Dit in verband met de grote verscheidenheid aan te verpakken producten. Aangezien vanuit dit EDC alle Yamaha-dealers in Europa worden bevoorraad, bestaat het gros van de zendingen uit gemende dozen met zowel kwetsbare als robuuste onderdelen. Het ene product moet dan ook vaak beschermd worden tegen het andere. Dit gebeurt voor een deel door middel van grijs pakpapier van de rol of stukken golfkarton. Ook is het gebruikelijk dat zeer kwetsbare producten bij elkaar in een doos(je) worden verpakt en op deze manier -beschermd en wel - in de transportverpakking gaan.
Voor de wat zwaardere onderdelen werd tot voor kort luchtkussenfolie gebruikt. Dit is echter vervangen door (dubbelgevouwen) golfkarton omdat de folie een schijnbescherming bood. Op het moment dat een product met scherpe punten door de noppen steekt, is de bufferende werking weg. Grote en zware onderdelen, zoals frames, worden, afhankelijk van de verpakker, verpakt in dozen met pakpapier van de rol of met behulp van Padpak. De ervaring bij Yamaha leert dat Padpak alleen werkt als het goed wordt gebruikt. Het is namelijk een opvulmateriaal dat nogal wat mechanisch inzicht vereist van de verpakker. Deze moet exact kunnen bepalen wat de kritische punten van het betreffende product zijn bij schokken, stoten of kantelen. Het gebruik van eenvoudig pakpapier is hier effectiever gebleken. Gevoelige artikelen, zoals benzinetanks, worden in dozen schokbeschermend en gefixeerd verpakt met Instapak.
           
Snel en automatisch krimpen
Ahrend Office Products verpakt zijn kantoorartikelen in een volledig geautomatiseerd verpakkingssysteem dat vooral handelingen voor het inpakken en sluiten van de verzendkartons reduceert. Tijdens het picken van de producten, worden deze in een kunststof zak gelegd die is gefixeerd in de verzenddoos. Nadat de zak is dichtgevouwen, wordt de verpakking door een krimptunnel geleid. Hier wordt de zak strak om de producten gekrompen, zodat ze goed beschermd zijn tegen beschadiging. Op deze manier worden er dagelijks zo’n slordige 2500 verpakkingen verzendklaar gemaakt. Nadeel van dit verpakkingssysteem is dat de vulgraad van de dozen blijft steken op circa 85 procent.
                
Aantallen bepalend
Teleplan verpakt zijn monitoren tot maximaal 19_ in het op PUR-schuim gebaseerde Instapak-verpakkingssysteem. Om zo weinig mogelijk opslagruimte te verliezen, produceert het bedrijf de voorgevormde ‘inserts’ kort voor of tijdens het verpakkingsproces. Dit gebeurt machinaal. In het verleden werden de monitoren verpakt in piepschuim. Aangezien monitoren relatief zware producten zijn en EPS een bros materiaal, sneuvelden er in het distributieproces nogal eens wat apparaten. Voor producten met een afwijkende maatvoering zet Teleplan vormstukken van het duurdere PE-schuim in. Deze bieden nog meer bescherming. Monitoren van kleiner dan 19_ verpakt Teleplan in de Korrvu-zweefverpakking. De aantallen zijn hier te klein voor een verpakkingssysteem als Instapak dat alleen rendabel is bij grote series.
      
Schaap met vijf poten
Het Nederlandse Scantech maakt barcodescanners voor grote retailers en verpakt deze sinds vijf jaar in de Korrvu-zweefverpakking. Voor die tijd beschermde het bedrijf zijn zwaardere scanners met vormdelen van kunststof schuim. Met die verpakking kon je, volgens Scantech, zelfs voetballen, maar de matige uitstraling, het grote volume en de hoge materiaalkosten maakten een nieuw verpakkingssysteem noodzakelijk. Het Korrvu-systeem biedt niet alleen de nodige bescherming, maar neemt ook weinig opslagruimte in beslag omdat het plano wordt aangeleverd. Bovendien is de goedogende zweefverpakking voor meerdere maten scanners inzetbaar.
         
Kostenbesparend bufferen
Acer Computer gebruikt voor het schokdempend verpakken van zijn computers sinds acht jaar een golfkartonnen buffermateriaal, Corrupad genaamd. Dit is een grijs golfkarton dat voor 100 procent wordt gemaakt van oud papier. ‘Pads’ van dit materiaal zijn in vele vormen verkrijgbaar. Acer wil geen EPS of andere kunststoffen meer gebruiken in zijn verpakkingen. Corrupad levert namelijk twee belangrijke voordelen op. Ten eerste is het niet milieubelastend. Ten tweede heeft het de logistieke kosten enorm verlaagd, in sommige gevallen tot veertig procent. Doordat Corrupad bij de vereiste prestatie minder volumineus is dan EPS is de belading efficiënter. Daarbij is Corrupad al vanaf zeer kleine aantallen leverbaar.
          
Ecomatje verdringt schuim
Het Centraal Boekhuis vult zijn verzenddozen (drie miljoen op jaarbasis) sinds zeven jaar af met golfkartonnen Ecomatjes. Deze worden ter plekke gemaakt van gebruikte dozen die in een speciale machine worden verpulverd tot buffermateriaal. De reden waarom het Centraal Boekhuis geen ‘grover geschut’ inzet om zijn producten te beschermen, is dat de 55 miljoen boeken die jaarlijks vanuit eigen opslag worden verzonden voor een groot deel zijn ingeseald. Tot zeven jaar geleden werden de dozen opgevuld met PUR-schuim. Om gebruikt karton zinvol te kunnen hergebruiken en boekhandels te vrijwaren van overtollig PUR-schuim werd indertijd de overstap gemaakt naar Ecomatjes.
          
Generiek of specifiek?
Generieke materialen, zoals luchtkussenfolie, golfkarton op rollen, chips, luchtzakjes en bufferend papier, zijn vooral geschikt voor toepassing in bijvoorbeeld een onderdelen magazijn waar veel verschillende producten worden verpakt. Hier wordt veel gewerkt met standaardverpakkingen waar na afvullen nogal eens wat ruimte in overblijft. Deze ruimte moet dan worden opgevuld. Ook ziet men het gebruik van deze materialen bij kleinschalige producties. Specifieke verpakkingsmaterialen zijn hier immers niet rendabel.
Voordelen: eenvoudig in te pakken, goede beschermende eigenschappen, lage kostprijs, flexibel en uit voorraad leverbaar.
Nadelen: niet altijd toepasbaar, kwaliteit bepaald door de verpakker, volumineus en moeilijk toepasbaar bij zware en kwetsbare producten.
Specifieke materialen, zoals de kunststof schuimen, stansconstructies, speciaal ontwikkeld golfkarton en vormkarton, zijn beperkt toepasbaar. Vaak liggen beschikbaarheid, verwerkingsmogelijkheden en prijs aan de basis van het wel of niet slagen van een materiaal.
Voordelen: ontwerper bepaalt kwaliteit, resultaten zijn reproduceerbaar, toegesneden op de situatie en optimale bescherming en presentatie.
Nadelen: rendabel bij grote aantallen, hoge eenmalige kosten (matrijzen, stansmessen), veelal voor slechts één project toepasbaar en relatief lange levertijden.
Bron: logistiek.nl, Auteur: Annelies van Stijn