'' Σχεδίαση και κατασκευή πολυμορφικού επίπλου και συσκευασίας από χαρτόνι''

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Αιγαίου Τμήμα Μηχανικών Σχεδίασης Προϊόντων και Συστημάτων Σύρος, 2018 '' Σχεδίαση και κατασκευή πολυμορφικού επίπλου και συσκευασίας από χαρτόνι'' Διπλωματική εργασία μεταπτυχιακού διπλώματος σπουδών Ελισάβετ Ρουσάκη Dpsdi16019 Επιβλέπων: Νικόλαος Ζαχαρόπουλος Εξεταστική επιτροπή: Παρασκευάς Παπανίκος Θωμάς Σπύρου

2 Δηλώνω υπεύθυνα ότι η διπλωματική εργασία είναι εξ ολοκλήρου δικό μου έργο και κανένα μέρος της δεν είναι αντιγραμμένο από έντυπες ή ηλεκτρονικές πηγές, μετάφραση από ξενόγλωσσες πηγές και αναπαραγωγή από εργασίες άλλων ερευνητών ή φοιτητών. Όπου έχω βασιστεί σε ιδέες ή κείμενα άλλων, έχω προσπαθήσει να το προσδιορίσω σαφώς μέσα από την καλή χρήση αναφορών ακολουθώντας την ακαδημαϊκή δεοντολογία. 2

3 Περιεχόμενα Περίληψη... 6 Στόχος... 6 Δομή... 6 Κεφάλαιο 1: Συσκευασία... 8 Εισαγωγή Ορισμός Υλικά συσκευασιών Χαρτί Γυαλί Μέταλλο Πλαστικό Ξύλο Σύμμεικτα Κατηγορίες της συσκευασίας Περιβαλλοντικές επιπτώσεις του κύκλου ζωής της συσκευασίας Κεφάλαιο 2: Αειφορία Εισαγωγή στην αειφορία Βιώσιμη ανάπτυξη Συστημική προσέγγιση της αειφορίας Οικονομική ανάπτυξη Κοινωνική Ανάπτυξη Προστασία του περιβάλλοντος Βιώσιμη συσκευασία Βιώσιμα υλικά Παραδείγματα βιώσιμων υλικών Κεφάλαιο 3: Επικοινωνία της συσκευασίας Ερμηνεύοντας την Συσκευασία Εμπειρία που βιώνεται Στοιχεία για σωστό σχεδιασμό συσκευασίας Σημαντική (semantics) και συσκευασία Μορφή στο σχεδιασμό συσκευασίας Υλικά στο σχεδιασμό συσκευασίας Οπτικά στοιχεία στη σημαντική στο σχεδιασμό συσκευασίας

4 3.2.1 Σημαντική και γραφιστικά στοιχεία Σημαντική και κείμενο Σημαντική και χρώμα Κεφάλαιο 4: Οριστική περιγραφή έργου Χαρτόνι ως προτεινόμενο υλικό Είδη χαρτονιού Τύποι κυματοειδούς χαρτονιού Παραγωγή κυματοειδούς χαρτονιού Ιδιότητες του κυματοειδούς χαρτιού Εφελκυστικές ιδιότητες Ιδιότητες θλίψης Ιδιότητες κάμψης Διατμητικές ιδιότητες στο επίπεδο Μέθοδοι εκτύπωσης στο χαρτόνι (Lamination) Χαρακτηριστικά χαρτονιών Ενίσχυση του χαρτονιού Είδη ταινιών για ενίσχυση χαρτονιού Aνάλυση και δομικό μοντέλο Εμπειρική γνώση και δοκιμή του χαρτονιού Διαδικασία πτύχωσης και αναδίπλωσης του χαρτονιού Περιγραφή του εργαλείου κοπής Η λειτουργία κοπής με laser Πτύχωση Περιγραφή του εργαλείου πτύχωσης Πτύχωση παραμόρφωση Χαρακτηριστικά χαρτονιού Πτύχωση στη πράξη και προετοιμασία εργαλείων Χαρακτηριστικά αναδίπλωσης Παραδείγματα προϊόντων από ανακυκλωμένο χαρτόνι Brief Προσδιορισμός target group Προσδιορισμός πλαισίου περιβάλλοντος Τελική επιλογή υλικού Trends συσκευασιών

5 4.16 Trends ανταγωνιστών Προδιαγραφές Αξιολόγηση των concept Γεωμετρικός σχεδιασμός Τελική μακέτα Πρωτότυπο Ανάλυση κατασκευής Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

6 Περίληψη Κατά την εκπόνηση αυτής της εργασίας πραγματοποιήθηκε μια μελέτη για τα υλικά που χρησιμοποιούνται στη συσκευασίες, τα νέα βιώσιμα υλικά που αναπτύσσονται καθώς και τις επιπτώσεις των συσκευασιών στο περιβάλλον. Στη συνέχεια έγινε μελέτη σχετικά με το κυματοειδές χαρτόνι. Αρχικά αναλύθηκαν τα συστατικά του χαρτιού, ο τρόπος παραγωγής τους και οι μηχανικές ιδιότητες. Με βάση τη μελέτη αυτή σχεδιάστηκε ένα πολυμορφικό έπιπλο το οποίο είναι και η συσκευασία του. Βασικός περιορισμός στο σχεδιασμό ήταν η μη χρήση εξωτερικών εξαρτημάτων για την ένωση και το σχηματισμό του προϊόντος. Σχεδιάστηκαν τρία concepts που αφορούν διαφορετικές φόρμες και τρόπους σύνδεσης. Στη συνέχεια μελετήθηκε η μηχανική συμπεριφορά των concepts με σκοπό την εύρεση των μηχανικών ιδιοτήτων τους. Στόχος Η παρούσα διπλωματική εξετάζει την αειφορία και πως αυτή μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία βιώσιμων συσκευασιών εξετάζοντας τα βιώσιμα υλικά που έρχονται να αντικαταστήσουν τα ήδη υπάρχοντα. Ένας ακόμη στόχος είναι πως ένα προϊόν μπορεί να είναι δύο πράγματα ταυτόχρονα δηλαδή και η συσκευασία του προϊόντος και το ίδιο το προϊόν, εξοικονομώντας έτσι υλικό. Τέλος μελετά το κυματοειδές χαρτόνι ως υλικό, με σκοπό την εφαρμογή του για το σχεδιασμό πολυμορφικού επίπλου, ανακαλύπτοντας τις δυνατότητες του υλικού. Δομή Το πρώτο μέρος αποτελεί μια εισαγωγή στην συσκευασία και τα υλικά που χρησιμοποιούνται στις συσκευασίες δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στο χαρτί ως υλικό συσκευασίας και στις ιδιότητες του. Στη συνέχεια γίνεται μια αναφορά στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που έχουν οι συσκευασίες στο περιβάλλον. Στο δεύτερο μέρος γίνεται μια εισαγωγή στην αειφορία ως έννοια και στις αρχές της, στη βιώσιμη συσκευασία και στα βιώσιμα υλικά και πως αυτά μπορούν να συμβάλλουν στην αειφορία. Ακόμα γίνεται αναφορά στην επικοινωνία της συσκευασίας και πως αυτή μπορεί να προσελκύσει το χρήστη μέσω των οπτικών στοιχείων που τη διέπουν. 6

7 Στο τρίτο μέρος γίνεται η οριστική περιγραφή έργου. Γίνεται ανάλυση του επιλεχθέντος υλικού, το οποίο είναι το κυματοειδές χαρτόνι δίνοντας έμφαση στις ιδιότητες του, τους τύπους και τον τρόπο παραγωγής. Ταυτόχρονα προσδιορίζεται το brief, το περιβάλλον χρήσης έτσι ώστε να ακολουθήσει η σχεδιαστική διαδικασία με τα concepts. Στη συνέχεια ακολουθεί η αξιολόγηση της τελικής πρότασης καθώς και η μηχανική της ανάλυση. Τέλος παρατίθενται κάποια συμπεράσματα που προκύπτουν από τη σχεδίαση και την αξιολόγηση. 7

8 Κεφάλαιο 1: Συσκευασία Εισαγωγή Η τεχνολογία της συσκευασίας έχει στρατηγική σημασία για μια εταιρία καθώς αποτελεί βασικό παράγοντα στην βιομηχανία. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την καλύτερη ποιότητα παρουσίασης, επιτρέποντας χαμηλότερο κόστος και ενισχύοντας τη διαφοροποίηση της μάρκας, του προϊόντος. Υπάρχει μια συνεχής πρόκληση για την παροχή οικονομικά αποδοτικών επιδόσεων συσκευασίας που να ικανοποιούν τις ανάγκες και τις επιθυμίες του χρήστη, με την υγεία και την ασφάλεια να προέχουν. Ταυτόχρονα κρίνεται απαραίτητη η ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της συσκευασίας. Τα νέα βιώσιμα υλικά μπορούν να αξιοποιηθούν μειώνοντας τα απόβλητα της συσκευασίας. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στα υλικά των συσκευασιών που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα, στις κατηγορίες που χωρίζονται καθώς και στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που έχει ο κύκλος ζωής των συσκευασιών. 1.1 Ορισμός Ο κύριος σκοπός της συσκευασίας είναι να διατηρεί το περιεχόμενό της με ασφάλεια για να αποφευχθεί η διαρροή και η θραύση, για να προστατεύονται τα τρόφιμα από διάφορα αέρια όπως μικρόβια, θερμότητα, υγρασία, κλπ. Σύμφωνα με το Nόμο 2939/01 «συσκευασία ορίζεται κάθε προϊόν, κατασκευασμένο από οποιοδήποτε είδος υλικού από πρώτες ύλες μέχρι επεξεργασμένα υλικά και προοριζόμενο να χρησιμοποιείται για να περιέχει αγαθά με σκοπό την προστασία, διακίνηση, τη διάθεση και την παρουσίασή τους από τον παραγωγό μέχρι τον χρήστη ή τον καταναλωτή. Ως συσκευασίες θεωρούνται όλα τα είδη μιας πολλαπλής χρήσης που χρησιμοποιούνται για τον ίδιο σκοπό». Για την προστασία του περιεχομένου κατά τη διανομή υπάρχουν διαφορετικοί τύποι συσκευασιών. Οι διαφορετικοί τύποι συσκευασιών μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο ομάδες: Συσκευασίες λιανικής πώλησης: Αυτά τα δοχεία προστατεύουν τα τρόφιμα ή το περιεχόμενο από διάφορες ζημιές και ταυτόχρονα διαφημίζουν το προϊόν για λιανική πώληση. Για παράδειγμα, γυάλινες φιάλες, σακουλάκια, πλαστικά μπουκάλια, μεταλλικά κουτιά κ.λπ. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για οικιακή αποθήκευση. Δοχεία μεταφοράς: Αυτά τα δοχεία περιέχουν και προστατεύουν τα τρόφιμα και άλλα αντικείμενα κατά τη διάρκεια της διανομής και της μεταφοράς ή οποιαδήποτε άλλης 8

9 λειτουργίας μάρκετινγκ. Για παράδειγμα, σάκοι, τεντωμένα ή συρρικνωμένα δοχεία, χαρτοκιβώτια από κυματοειδές χαρτόνι, τύμπανα, βαρέλια, κιβώτια και σακούλες από αλουμίνιο. Τα βιομηχανικά υλικά συσκευασίας διαφέρουν από τα παραδοσιακά υλικά συσκευασίας. Εκτός από το υλικό, ο ελκυστικός σχεδιασμός είναι πολύ σημαντικός. Οι συσκευασίες έρχονται σε πολλές διαφορετικές μορφές, βασίζονται σε τεχνικές απαιτήσεις σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού, καθώς και σε ανάγκες μάρκετινγκ (όπως ταυτότητα μάρκας ή πληροφόρηση των καταναλωτών) και άλλα κριτήρια. Η συσκευασία είναι πολύ σημαντική για όλους και για κάθε τύπο βιομηχανίας. Προστατεύει το προϊόν από τυχόν ζημιά που θα θεωρήσει άχρηστο το προϊόν. Έτσι ένα καλό σύστημα συσκευασίας είναι απαραίτητο. Τα είδη συσκευασίας είναι : Χαρτί Γυαλί Μέταλλο Πλαστικό Ξύλο 1.2 Υλικά συσκευασιών Χαρτί Η χρήση του χαρτιού και των χαρτονιών για συσκευασίες τροφίμων χρονολογείται από τον 17ο αιώνα με την επιτάχυνση της χρήσης του στα τέλη του 19ου αιώνα. Το χαρτί και το χαρτόνι είναι υλικά σε φύλλα κατασκευασμένα από ένα τρισδιάστατο δίκτυο κυτταρινικών ινών προερχόμενο από ξύλο με τη χρήση αλάτων θειικού και θειώδους οξέως. Οι κυτταρικές ίνες προκύπτουν από δυο διαφορετικούς τύπους πηγών: φυτικά υλικά όπως δέντρα, μπαμπού, τριφύλλι κτλ. ή είναι προϊόν ανακύκλωσης χαρτιού ή χαρτονιού. Οι κυτταρινικές ίνες που προέρχονται από τα φυτικά υλικά ονομάζονται πρωτογενείς παρθένες ίνες, ενώ αυτές που προέρχονται από ανακυκλωμένα υλικά ονομάζονται δευτερογενείς. Οι πρωτογενείς ίνες προέρχονται κυρίως από δέντρα. Οι ίνες πολτοποιούνται και αποχρωματίζονται και υπόκεινται σε κατεργασία με χημικά, όπως λιμοκτόνα, και ενισχύονται οι παράγοντες για να παραχθεί το προϊόν χαρτιού. Ο FDA ρυθμίζει τα πρόσθετα που χρησιμοποιούνται στις συσκευασίες τροφίμων χαρτιού και χαρτονιού. Το χαρτόνι σαν συσκευασία χρησιμοποιείται σε κατεψυγμένα προϊόντα καθώς και σε τρόφιμα που διατηρούνται εκτός ψυγείου όπως δημητριακά, μακαρόνια, ρύζι, μπισκότα αλλά και σε γαλακτοκομικά προϊόντα. Με την εξέλιξη της τεχνολογίας σήμερα, οι 9

10 χάρτινες συσκευασίες αποτελούν την πιο οικονομική λύση καθώς μπορούν να παραχθούν πιο ελαφριές και λεπτότερες καθώς γίνεται χρήση λιγότερης πρώτης ύλης. Το χαρτί χρησιμοποιείται ευρέως επειδή είναι: φθηνό ελαφρύ ικανό να διατηρήσει το σχήμα του διαθέσιμο σε διάφορα μεγέθη, σχήματα, χρώματα εύκολο στη διακόσμηση Ιδιότητες χαρτιού Όλες οι μηχανικές ιδιότητες του χαρτιού είναι αποτέλεσμα της συμπεριφοράς των δικτύων των κυτταρινικών του ινών. Ένας κύριος παράγοντας είναι οι μηχανικές ιδιότητες των ίδιων των ινών, ενώ ένας δευτερεύον παράγοντας είναι οι σύνδεσμοι μεταξύ των μονών ινών. Μια σημαντική ιδιότητα του χαρτιού που κατασκευάζονται με την χρήση μηχανημάτων είναι ο προσανατολισμός των ινών στο δίκτυο τους. Λόγω της κατεύθυνσης λειτουργίας των μηχανημάτων στα στάδια κατεργασίας (στεγνώματος ή στα στάδια που ασκούνται τάσεις πάνω στα φύλλα) η πλειονότητα των ινών αποκτά αυτή την κατεύθυνση της λειτουργίας των μηχανημάτων, κάτι το οποίο οδηγεί το τελικό φύλλο χαρτιού να έχει μια κατευθυντήρα συμπεριφορά. Το χαρτί παρουσιάζει μηχανικές και φυσικές ιδιότητες που είναι εμφανώς διαφορετικές στις τρεις ορθογώνιες κατευθύνσεις Πάχος Το πάχος του χαρτιού εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως η περιεκτικότητα σε υγρασία, το ραφινάρισμα ή γενικά την επεξεργασία των επιφανειών του. Το πάχος των χαρτιών έχει εύρος από 0.1 mm έως 1.5 mm και το χαρτί με το μεγαλύτερο πάχος ονομάζεται χαρτόνι. Συχνά το πάχος του χαρτιού είναι δύσκολο να καθοριστεί λόγω των ακανόνιστων επιφανειών και τη σχετική λεπτότητα των φύλλων και συνήθως δεν μπορεί να είναι συμβατό με τα μηχανικά χαρακτηριστικά του χαρτιού. Μια σημαντική ιδιότητα που επηρεάζει τα χαρακτηριστικά του χαρτιού είναι η πυκνότητα Βάρος χαρτιού Μια από τις πιο συνηθισμένες εμπορικές προδιαγραφές του χαρτιού είναι το βάρος ή μάζα ανά μονάδα επιφάνειας σε g/m2. Η πυκνότητα του χαρτιού υπολογίζεται διαιρώντας το βάρος χαρτιού με το φαινομενικό πάχος. Το πάχος του χαρτιού υπολογίζεται με τη χρήση μικρομέτρου. Το βάρος χαρτιού για τα χαρτιά που διαθέτουν δομή είναι εύρους 80 ως

11 g/ m2. Οι πυκνότητες των χαρτιών έχουν έυρος από 500 kg/ για ογκώδη φύλλα έως 750 kg/ για άκρως συνδεδεμένα φύλλα. Για ένα δεδομένο χαρτί ή χαρτόνι, οι περισσότερες από τις ιδιότητες που σχετίζονται με την αντοχή, αυξάνονται με την αύξηση του βάρους. Αυτό έχει επίσης εμπορικές επιπτώσεις, καθώς για ένα συγκεκριμένο προϊόν από χαρτί ή από χαρτόνι, όσο υψηλότερο είναι το βάρος του, τόσο μικρότερος είναι ο αριθμός των συσκευασιών από ένα δεδομένο βάρος υλικού συσκευασίας. Μεγαλύτερο βάρος σημαίνει περισσότερες ίνες ανά μονάδα επιφάνειας και οι περισσότερες ίνες απαιτούν την απομάκρυνση περισσότερου νερού και χαμηλότερη παραγωγή χαρτιού ή χαρτονιού Εφελκυστικές ιδιότητες Το χαρτί εμφανίζει μεγάλη αντοχή σε εφελκυσμό. Η εφελκυστική αντοχή εξαρτάται από την αντοχή των μονών κυτταρινικών ινών και των συνδέσμων μεταξύ των ινών. Σε μικρές φορτίσεις, το χαρτί παρουσιάζει γραμμική συμπεριφορά τάσης παραμόρφωσης. Σε υψηλότερες φορτίσεις, η κλίση μειώνεται σταδιακά μέχρι την αστοχία. Η εφελκυστική σχέση τάσης παραμόρφωσης συνήθως υπολογίζεται με την χρήση μιας διγραμμικής καμπύλης (Εικ. 1). Η αστοχία σε εφελκυσμό οφείλεται στην τοπική διαταραχή των συνδέσμων που συνδυάζεται με την αστοχία των ινών. Η περιοχή της αστοχίας στην συνέχεια επεκτείνεται μέχρι να επιτευχθεί καθολική αστοχία στο χάρτινο φύλλο. Η εφελκυστική αντοχή του χαρτιού στην κατεύθυνση MD (machine direction) είναι υψηλότερη από την CD (cross direction), κάτι το οποίο οφείλεται στον προσανατολισμό των κυτταρινικών ινών κατά την κατεύθυνση λειτουργίας των μηχανών. [20] Η αντοχή σε εφελκυσμό των δομημένων χαρτιών ποικίλει από 9ΜΡa έως 35ΜΡa στην κατεύθυνση CD ενώ στην κατεύθυνση MD είναι υψηλότερη και ποικίλει από 17 ΜΡa έως και πάνω από 75 ΜΡa. Οι τιμές του μέτρου ελαστικότητας ποικίλουν από 2000 ΜΡa έως και ΜΡa, μια τυπική τιμή για ένα δομημένο χαρτί είναι περίπου 5000 ΜΡa στην κατεύθυνση MD και 2500 ΜΡa στην κατεύθυνση CD. Τέλος ο λόγος Poisson κυμαίνεται από 0.17 έως 0.5[10,27]. 11

12 Εικόνα 1 : Καμπύλη τάσης παραμόρφωσης σε θλίψη, εφελκυσμό και διάτμηση Ιδιότητες κάμψης Ακαμψία του χαρτιού χαρακτηρίζεται η αντίστασή του στις δυνάμεις που προσπαθούν να το κάμψουν ή να το καμπυλώσουν. Είναι πολύ σημαντική για τη λειτουργικότητα αρκετών ειδών χαρτιού. Η ακαμψία είναι από τις σημαντικότερες ιδιότητες του χαρτονιού συσκευασίας. Τα κουτιά πρέπει να παραμένουν άκαμπτα και να μην παραμορφώνονται, όταν είναι γεμάτα με προϊόντα, όταν δέχονται βάρη ή τοποθετούνται το ένα επάνω στο άλλο. Κάποιος βαθμός ακαμψίας είναι απαραίτητος κατά την τροφοδοσία του χαρτιού σε μορφή φύλλων σε διάφορα εκτυπωτικά μηχανήματα. Αντίθετα, ορισμένα είδη χαρτιού (όπως τα χαρτιά υγιεινής-καθαριότητας) πρέπει να είναι μαλακά και εύκαμπτα. Οι ετικέτες πρέπει να είναι σχετικά εύκαμπτες, ώστε να προσαρμόζονται εύκολα σε μη επίπεδες επιφάνειες. Οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν την ακαμψία του χαρτιού είναι το πάχος, η πυκνότητα και η υγρασία του, η επιφανειακή επεξεργασία του χαρτιού (με άμυλο ή κηρούς), το μέτρο ελαστικότητας της χαρτομάζας, οι τάσεις κατά τη διαδικασία ξήρανσης του χαρτιού, η διασύνδεση και ο προσανατολισμός των ινών. [10] Αρχικά η καμπύλη παραμόρφωσης (καμπυλότητας) σε σχέση με την ροπή καμπυλότητας του χαρτιού είναι γραμμική. (Εικ.2) Αυτό ακολουθείται από μια περίοδο μη γραμμικής συμπεριφοράς. Στην κατεύθυνση MD η αστοχία πραγματοποιείται ξαφνικά, γεγονός που οφείλεται στην κατεύθυνση των ινών. Αντίθετα, στην κατεύθυνση CD επιτυγχάνεται μια μέγιστη ροπή κάμψης και διατηρείται με την αύξηση της καμπυλότητας. Η ακαμψία στη κατεύθυνση CD είναι δύο με τέσσερις φορές μικρότερη από την ακαμψία στην κατεύθυνση MD, εξαιτίας της κατεύθυνσης των ινών. Η ακαμψία του χαρτιού εξαρτάται από το πάχος του, το βάρος του και από το μέτρο ελαστικότητας. Αστοχία σε κάμψη οφείλεται από το λυγισμό των ινών κατά τις θλιπτικές ενέργειες των χάρτινων φύλλων. Η επάλειψη της επιφάνειας με κόλα μπορεί να βελτιώσει την ακαμψία σε κάμψη του χαρτιού λόγω του υψηλού συντελεστή ελαστικότητας της κόλλας.[28] 12

13 Εικόνα 2 : Καμπύλη τάσης καμπυλότητας- παραμόρφωσης καμπυλότητας του χαρτιού Θλιπτικές ιδιότητες Μια άλλη μηχανική ιδιότητα που σχετίζεται εν μέρει με την ακαμψία, είναι η αντοχή στη θλίψη (compression strength), η οποία εξετάζεται κυρίως στην περίπτωση των χαρτονιών για παραγωγή χαρτοκιβωτίων. Η ιδιότητα αυτή προσδιορίζει ουσιαστικά την ικανότητα των κιβωτίων να ανθίστανται στην ανάπτυξη στατικών φορτίων από την επίδραση του βάρους των κιβωτίων και του περιεχομένου τους κατά την τοποθέτηση και παραμονή του ενός πάνω στο άλλο (stacking strength) για μεγάλα χρονικά διαστήματα. H καμπύλη τάσης παραμόρφωσης σε θλίψη παρουσιάζει μια γραμμική κλίση σε μικρές δυνάμεις. Στο τελικό στάδιο αυτής της γραμμικής κλίσης το χαρτί αστοχεί ξαφνικά και για αυτό το λόγο η συμπεριφορά του χαρτιού στη θλίψη μπορεί να θεωρηθεί γραμμική και ελαστική (Εικ.1). Η θλιπτική αντοχή στην κατεύθυνση ND είναι διαφορετική από αυτή της κατεύθυνσης CD, καθώς η CD θλιπτική αντοχή είναι περίπου τα δύο τρίτα της ND θλιπτικής αντοχής. Τα μέτρα ελαστικότητας του χαρτιού σε θλίψη και εφελκυσμό είναι παρόμοια και για αυτό το λόγο συχνά θεωρούνται ίσα. Η αντοχή του χαρτιού σε θλίψη είναι περίπου δύο με τρεις φορές μικρότερη από την αντοχή σε εφελκυσμό. Η θλιπτική αστοχία στα χαρτιά υποθέτουμε ότι οφείλεται στην κάμψη ενός ελεύθερου τμήματος μιας κυτταρινικής ίνας και στη συνέχεια στη διαδοχική αστοχία των γύρω ινών. Αυτό εξηγεί γιατί η θλιπτική αντοχή των χαρτιών σχετίζεται με το βάρος του χαρτιού. Στα πυκνά χαρτιά σχηματίζονται περισσότεροι δεσμοί ανά ίνα και ως εκ τούτου τα ελεύθερα τμήματα των ινών μεταξύ των δεσμών είναι μικρά κάτι που οδηγεί σε μικρότερες κάμψεις. Η θλιπτική αντοχή στις ακμές των περισσότερων χαρτιών που κυκλοφορούν στο εμπόριο έχει εύρος από 5 Mpa έως 17 Μpa στη CD διεύθυνση και από 10 Μpa έως 28 Mpa στην MD διεύθυνση.[20] Διατμητικές ιδιότητες 13

14 Κατά τη διαδικασία διάτμησης στο επίπεδο το χαρτί αρχικά εμφανίζει γραμμική ελαστική συμπεριφορά επιτρέποντας τον καθορισμό του συντελεστή διάτμησης. (Εικ.1) Σε υψηλότερες φορτίσεις η κλίση της καμπύλης τάσης παραμόρφωσης μειώνεται μέχρι να εμφανιστεί αστοχία. Η αστοχία με καθαρή διάτμηση συνήθως δεν επιτυγχάνεται καθώς το υλικό αστοχεί με θλίψη με τη δημιουργία ρωγμών σε γωνία 45 μοιρών από την διεύθυνση της ασκούμενης διατμητικής τάσης. Σε μια μελέτη των Setterholme et al. αποδεικνύεται ότι η αντοχή σε διάτμηση αυξάνεται με την υψηλότερη αναλογία ινών μαλακού ξύλου σκληρού ξύλου. Οι Baum et al ανακάλυψαν ότι τόσο η διαδικασία της πίεσης σε υγρό περιβάλλον όσο και η διαδικασία ραφιναρίσματος αυξάνουν το μέτρο διάτμησης σημαντικά. Οι πρωταρχικοί παράγοντες που επηρεάζουν τις διατμητικές ιδιότητες του χαρτιού και ως εκ τούτου τον αριθμό και την αντοχή δεσμών μεταξύ των ινών είναι οι εξής: Οι ίνες που προέρχονται από μακριά και από πιο χοντρά μαλακά ξύλα προσφέρουν μεγαλύτερη επιφάνεια για την δημιουργία δεσμών, οι πιέσεις σε υγρά περιβάλλοντα αυξάνουν τον αριθμό των δεσμών πιέζοντας τις ίνες κοντά μεταξύ τους και τέλος το ραφινάρισμα το οποίο αυξάνει τον ινιδισμό και κατά συνέπεια τον αριθμό των πιθανών περιοχών των δεσμών. [21] Οι τιμές του μέτρου διάτμησης του χαρτιού κυμαίνονται από 1,000 Mpa έως 2,000 Μpa. Στη μελέτη των Setterholme et al, η τάση αστοχίας του χαρτιού σε διάτμηση (λυγισμός) αναφέρεται ότι είναι περίπου 7 Mpa Ιξωδοελαστικές ιδιότητες Tα φαινόμενα ερπυσμού και χαλάρωσης μπορούν να παρατηρηθούν στο χαρτί όταν αυτό υποβάλλεται σε μόνιμο φορτίο. Ο ερπυσμός είναι ιδιαίτερα σημαντικός για όλες τις δομικές χρήσεις του χαρτιού. Όταν εφαρμόζεται ένα μόνιμο φορτίο, αρχικά αυξάνεται γρήγορα η τάση στο υλικό. Αυτή η μη γραμμική απότομη αύξηση ακολουθείται από μια μακρά περίοδο γραμμικής αύξησης της τάσης με την πάροδο του χρόνου. Ανάλογα με το επίπεδο φόρτωσης, αυτή η περίοδος ακολουθείται λιγότερο γρήγορα με την πολύ ταχεία αύξηση της τάσης με την πάροδο του χρόνου και την επακόλουθη αποτυχία. Υπάρχουν τρία διαφορετικά τμήματα της καμπύλης ερπυσμού που ονομάζονται πρωτογενείς, δευτερογενείς και τριτογενείς ερπυσμοί (Εικ. 3). Σε χαμηλή τάση, το υλικό μπορεί να μην εισέλθει στη φάση του τριτογενούς ερπυσμού κατά τη διάρκεια της ζωής του. Οι ρυθμοί ερπυσμού και χαλάρωσης επηρεάζονται αρχικά από το μέγεθος του εφαρμοζόμενου φορτίου και έπειτα από την υγρασία. Υπό μεγάλες ποσότητες φορτίων και σε περιβάλλοντα υψηλής υγρασίας οι τιμές χαλάρωσης και ερπυσμού είναι υψηλότερες. Η αλλαγή σχετικών επιπέδων υγρασίας (από υψηλή υγρασία έως χαμηλή υγρασία) γενικά προκαλούν υψηλότερους ρυθμούς ερπυσμού και χαλάρωσης σε σύγκριση με ένα περιβάλλον σταθερής υψηλής υγρασίας. Οι επιδράσεις ερπυσμού και χαλάρωσης του χαρτιού οφείλονται εν μέρει στις ιξωδοελαστικές ιδιότητες του χαρτιού. Αυτές επιδεινώνονται λόγω της ρήξης ορισμένων 14

15 δεσμών ινών ινιδίων.[20] λόγω τοπικής καταπόνησης ή υγρασίας και μετέπειτα ολίσθησης των Το χαρτί μπορεί να παρουσιάσει μεγάλες παραμορφώσεις ερπυσμού. Υπό κανονικές συνθήκες, μια μακρά εφαρμογή μόνο μικρών φορτίων μπορεί να προκαλέσει πολύ υψηλές πιέσεις στο χαρτί. Εικόνα 3: Καμπύλη ερπυσμού του χαρτιού Οι συσκευασίες που παράγονται με χαρτί και χαρτόνι περιλαμβάνουν χαρτοκιβώτια, ετικέτες, φυλλάδια, σωλήνες, κυματοειδείς θήκες, άκαμπτα κιβώτια και πακέτα χαρτοπολτού. Υπάρχουν δύο κατηγορίες χάρτινων συσκευασιών για τρόφιμα: 1. Η λιανικής πώλησης συσκευασία, όπου έρχεται σε επαφή με το φαγητό αφού πρόκειται για βασική συσκευασία. Χαρακτηριστικό παράδειγμα σε αυτή τη κατηγορία είναι το κουτί πίτσας ή η συσκευασία ζυμαρικών. 2. Η συσκευασία για την μεταφορά και παράδοση των προϊόντων(δευτερεύουσα συσκευασία) που δεν έρχεται σε επαφή με τα τρόφιμα αλλά με την βασική συσκευασία των τροφίμων. Παράδειγμα σε αυτή την κατηγορία μπορεί να αποτελέσει ένα χαρτόκουτο που περιέχει πολλές συσκευασίες γάλακτος. Προϊόντα Συσκευασίας από χαρτί Χαρτοκιβώτια Τα χαρτοκιβώτια, με βάση τα χαρακτηριστικά τους, διακρίνονται στα χαρτοκιβώτια RSC και στα χαρτοκιβώτια DIE. 15

16 RSC χαρακτηρίζονται όλα τα απλά ορθογώνια χαρτοκιβώτια κλειστού τύπου. Τα RSC χρησιμοποιούνται στη δευτερογενή και τριτογενή συσκευασία τροφίμων, ποτών, χρωμάτων, απορρυπαντικών, φαρμάκων, καλλυντικών κ.α. DIE θεωρούνται όλα τα χαρτοκιβώτια ειδικού τύπου, δηλαδή χαρτοκιβώτια με διάφορα χαρακτηριστικά όπως ανοιχτά, με χειρολαβές, με οπές κ.α. Τα DIE χρησιμοποιούνται στη δευτερογενή συσκευασία μπύρας, αναψυκτικών και τροφίμων, που φυλάσσονται σε ψυγεία ή καταψύκτες (γαλακτομικά, αλλαντικά, κ.α). Επίσης, χρησιμοποιούνται στη συσκευασία αγροτικών προϊόντων (χαρτοτελάρα), περιορίζοντας έτσι τη ξύλινη και πλαστική συσκευασία στο συγκεκριμένο χώρο. Κατασκευαστικά, τα RSC και τα DIE χαρτοκιβώτια αποτελούνται από κυματοειδές χαρτόνι τριών φύλλων, όπου το εσωτερικό φύλλο είναι ημιχημικό χαρτόνι και τα εξωτερικά φύλλα είναι χαρτόνι craft. Σε περιπτώσεις όπου απαιτείται μεγάλη ανθεκτικότητα, όπως στη συσκευασία αγροτικών προϊόντων, χρησιμοποιείται κυματοειδές χαρτόνι πέντε φύλλων, όπου συνδυάζονται εναλλάξ με craft και ημιχημικό. Ως πρώτη ύλη, στην παραγωγή των RSC χρησιμοποιείται σε μεγάλο ποσοστό το ανακυκλωμένο χαρτί, ενώ στην παραγωγή των DIE προτιμάται συνήθως το χαρτί από χημική χαρτομάζα. Χαρτοκυτία Τα χάρτινα κουτιά χρησιμοποιούνται στην πρωτογενή και δευτερογενή συσκευασία τροφίμων, ποτών, απορρυπαντικών, καλλυντικών, φαρμάκων, τσιγάρων, ενδυμάτων, χαρτιών υγιεινής κ.ά. Παράγονται σε μία μεγάλη ποικιλία σχημάτων και διαστάσεων, από συμπαγές χαρτόνι craft ή από κυματοειδές microwelle χαρτόνι. Στην κυτιοποιία, ανάλογα με την ποιότητα του προϊόντος χρησιμοποιείται και ανακυκλωμένο χαρτί. Η κυτιοποιία συνδέεται άμεσα με την τέχνη της εκτύπωσης χάρτινων κουτιών, καθώς η ελκυστική εμφάνιση του κουτιού παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην εμπορική επιτυχία του συσκευασμένου προϊόντος και στη προσέλκυση των πελατών. Χάρτινες τσάντες Οι χάρτινες τσάντες χρησιμοποιούνται κυρίως στα καταστήματα λιανικής πώλησης για την συσκευασία ενδυμάτων, υποδημάτων, καλλυντικών, ειδών δώρων, αλλά και στα καταστήματα έτοιμου φαγητού. Διακρίνονται σε πολλές κατηγορίες ανάλογα με το εάν είναι πλαστικοποιημένες ή όχι, ανάλογα με το χερούλι που διαθέτουν (κορδόνι ή χάρτινο) και τέλος ανάλογα με το εάν έχουν τη φίρμα του πελάτη ή είναι τελείως σκέτες. Παράγονται σε διάφορες διαστάσεις και είναι συνήθως από παρθένο χαρτί craft. Χαρτοσακούλες 16

17 Οι χάρτινες σακούλες χρησιμοποιούνται στην πρωτογενή συσκευασία ειδών αρτοποιίας, ζαχαροπλαστικής, μαναβικής, ξηρών καρπών και έτοιμου φαγητού. Οι διαστάσεις τους ποικίλλουν ανάλογα με τη χρήση από 8,5 Χ 21 εκ. έως 17 Χ 40 εκ. και στην παραγωγή τους χρησιμοποιείται χαρτί craft. Χαρτόσακοι Οι χαρτόσακοι χρησιμοποιούνται στην πρωτογενή συσκευασία τσιμέντου, δομικών υλικών, αλευριού, ζάχαρης και ζωοτροφών. Χαρτί συσκευασίας Το χαρτί συσκευασίας χρησιμοποιείται για την συσκευασία προϊόντων σε αρτοποιία, ζαχαροπλαστεία, κρεοπωλεία, τυροπωλεία, καταστήματα μαναβικής και καταστήματα με είδη δώρων. Ειδικά στη συσκευασία τροφίμων, εκτός από το απλό χαρτί, χρησιμοποιείται και το πλαστικοποιημένο, όπου η εσωτερική πλευρά του χαρτιού είναι καλυμμένη με φιλμ πλαστικού. Οι διαστάσεις και το βάρος του χαρτιού συσκευασίας που χρησιμοποιείται για την περιτύλιξη τροφίμων καθορίζονται ανάλογα με το βάρος του προϊόντος Γυαλί Το γυαλί έχει μια εξαιρετικά μακρά ιστορία στη συσκευασία τροφίμων. Τα πρώτα γυάλινα προϊόντα για διατήρηση των τροφίμων πιστεύεται ότι εμφανίστηκαν το 3000 π.χ. Η παραγωγή γυάλινων δοχείων περιλαμβάνει το ζέσταμα σε υψηλές θερμοκρασίες ενός μίγματος πυριτίου (το καλούπι υάλου), ανθρακικού νατρίου (παράγοντας τήξεως) και ανθρακικού ασβεστόλιθου / ασβεστίου και οξειδίου του αργίλου-αλουμίνα (σταθεροποιητές) έως ότου τα υλικά να λιώσουν μέσα και να γίνουν μια παχιά υγρή μάζα η οποία κατόπιν χύνεται μέσα σε καλούπια. Το θρυμματισμένο ανακυκλωμένο γυαλί (υαλόθρασμα ή ανακυκλούμενα θραύσματα γυαλιού) χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή γυαλιού και μπορεί να ευθύνεται ως και για το 60% του συνόλου των πρώτων υλών. Τα γυάλινα δοχεία που χρησιμοποιούνται στη συσκευασία τροφίμων είναι επικαλυμμένα επιφανειακά για να παρέχουν λίπανση στην γραμμή παραγωγής και να εξαλείφουν τα γδαρσίματα ή την επιφανειακή τριβή καθώς και τη συμφόρηση της γραμμής. Τα επιχρίσματα του γυαλιού, επιπλέον, αυξάνουν και διατηρούν την αντοχή του μπουκαλιού ώστε να μειωθούν οι θραύσεις. Η βελτιωμένη αντίσταση στα σπασίματα επιτρέπει στους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν λεπτότερο γυαλί, το οποίο μειώνει το βάρος και είναι καλύτερο για τη διάθεση και μεταφορά. Επειδή είναι άοσμο με όλα τα προϊόντα τροφίμων και χημικά αδρανές, το γυαλί έχει διάφορα πλεονεκτήματα για τις εφαρμογές της συσκευασίας τροφίμων: είναι στεγανό στα αέρια και τους ατμούς, έτσι διατηρεί τη φρεσκάδα του προϊόντος για μεγάλες χρονικές περιόδους χωρίς να φθείρεται η γεύση ή η νοστιμιά. Η ικανότητα να αντέχει τις υψηλές θερμοκρασίες επεξεργασίας καθιστά το γυαλί πολύ χρήσιμο για τη θερμική παστερίωση τροφίμων χαμηλών και υψηλών οξέων. 17

18 Το γυαλί είναι δημοφιλές υλικό για τις συσκευασίες τροφίμων γιατί είναι: άκαμπτο παρέχει καλή μόνωση και είναι αδιαπέραστο από υγρασία, αέρια και μικροοργανισμούς μπορεί να παραχθεί σε πολλά διαφορετικά σχήματα αισθητικά ευχάριστο λόγω της διαφάνειας του, επιτρέποντας στους καταναλωτές να δουν το προϊόν επαναχρησιμοποιήσιμο και ανακυκλώσιμο Τα μειονεκτήματα του γυαλιού είναι: η ευθραυστότητα και ο κίνδυνος θραύσης του γυαλιού η ευαισθησία στην πάροδο του σπασίματος από εσωτερική πίεση, κραδασμούς το μεγάλο βάρος του επιβαρύνει το κόστος μεταφοράς Το γυαλί έχει την δυνατότητα να πάρει χρώματα. Το χρώμα μπορεί να επιτευχθεί με το να προστεθεί μια μικρή ποσότητα από διαφορετικά οξείδια. Παρακάτω φαίνονται ποια οξείδια πρέπει να προστεθούν στο γυαλί για να πάρει τα βασικά χρώματα που συναντάμε στις συσκευασίες σήμερα. Πράσινο = Χρώμιο Μπλε = Κοβάλτιο ή Χαλκός Καφέ = Νικέλιο ή Οξείδια του άνθρακα Κόκκινο = Οξείδια σεληνίου Τα προϊόντα συσκευασίας από γυαλί Τα προϊόντα συσκευασίας από γυαλί μπορούν χωριστούν σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: τις φιάλες, τα βάζα και τις αμπούλες. Φιάλες Τα κυριότερα προϊόντα γυαλιού είναι οι φιάλες που χρησιμοποιούνται για τη συσκευασία τροφίμων και ποτών. Υπάρχει μεγάλη ποικιλία ποιότητας, μορφών, χρωμάτων και χωρητικότητας των γυάλινων φιαλών που χρησιμοποιούνται. Τα κυριότερα προϊόντα που συσκευάζονται σε φιάλες είναι κρασί, μπύρα, ποτά, αναψυκτικά, χυμοί, λάδια και τρόφιμα σε ημιστερεά μορφή όπως σάλτσες, κ.α Βάζα Τα βάζα χρησιμοποιούνται κυρίως για τη συσκευασία τροφίμων, όπως για παράδειγμα για τη συσκευασία γλυκών και μαρμελάδας ενώ περιορισμένη εφαρμογή βρίσκουν και στη συσκευασία καλλυντικών αλλά και φαρμάκων. 18

19 Αμπούλες Οι αμπούλες είναι συνήθως κυλινδρικού σχήματος και μικρής χωρητικότητας (μέχρι 50ml). Προορίζονται κυρίως για τη συσκευασία ιδιαίτερα ευαίσθητων από μικροβιολογική και χημική άποψη προϊόντων. Σε αμπούλες συσκευάζονται κυρίως φαρμακευτικά προϊόντα και καλλυντικά Μέταλλο Οι μεταλλικές συσκευασίες παίζουν σημαντικό ρόλο στην συντήρηση του φαγητού. Το κονσερβοποιημένο φαγητό είχε ξεχωριστή θέση στην διατροφή των ανθρώπων κατά την διάρκεια του περασμένου αιώνα και αυτό γιατί μπορεί να διατηρηθεί και εκτός ψυγείου. Όπως οι πλαστικές συσκευασίες έτσι και οι μεταλλικές αποσκοπούν στην προστασία του φαγητού αλλά ταυτόχρονα αποτελούν και μέσα καταγραφής όλων των πληροφοριών του φαγητού που προφυλάσσουν. Σήμερα τις μεταλλικές συσκευασίες τις βλέπουμε σε μπύρες ή αναψυκτικά, φαγητά όπως τόνο, σάλτσες και άλλα.[7] Οι λόγοι που το μέταλλο και το αλουμίνιο χρησιμοποιείται ή προτιμάται ως συσκευασία για τρόφιμα είναι επειδή είναι: επαναχρησιμοποιήσιμο και ανακυκλώσιμο ελαφρύ (μόνο για το αλουμίνιο) ανθεκτικό στο νερό και τον αέρα και έτσι προστατεύεται το τρόφιμο από εξωτερικούς παράγοντες φύλακας της γεύσης των τροφίμων Υπάρχουν τρεις κατηγορίες μετάλλων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για συσκευασίες φαγητών: 1. Αλουμίνιο Το αλουμίνιο, συνήθως χρησιμοποιείται για την κατασκευή δοχείων, λεπτών ελασμάτων και πλαστικοποιημένου χαρτιού ή πλαστικής συσκευασίας, για μαζικά προϊόντα όπως επιτραπέζια σκεύη ατμού, στρογγυλά δοχεία μεταφοράς με κάλυμμα χαρτονιού ή διαφανή θόλου, συσκευασίες αρτοποιίας, πιατέλες για πάρτυ και κατεψυγμένα ορεκτικά. Είναι ένα ελαφρύ, λευκό-ασημί μέταλλο προερχόμενο από ορυκτό βωξίτη, όπου υπάρχει σε συνδυασμό με οξυγόνο ως αλουμίνα. Το μαγνήσιο και το μαγγάνιο συχνά προστίθενται στο αλουμίνιο ώστε να βελτιώσει τις ιδιότητες αντοχής του. Σε αντίθεση με πολλά μέταλλα, το αλουμίνιο είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στις περισσότερες μορφές διάβρωσης. Το φυσικό του επίστρωμα από οξείδιο αργιλίου παρέχει μια εξαιρετικά αποτελεσματική φραγή στις επιδράσεις του αέρα, της θερμοκρασίας, της υγρασίας και της χημικής προσβολής. 19

20 Το υλικό αυτό διατηρεί καλά το ζεστό και το κρύο περιεχόμενο και είναι ανθεκτικό σε ραγίσματα στην κατάψυξη. Επιπλέον είναι ανθεκτικό σε διαρροές. Προσφέρει ποικιλία στην επιλογή καλυμμάτων, όπως διαφανείς θόλους, πλαστικοποιημένο χαρτόνι, κάλυμμα αλουμινίου και κάλυμμα μεμβράνης για ειδικές περιπτώσεις. Επίσης διαθέτει ποικιλία διαμετρημάτων. Το καθαρό αλουμίνιο χρησιμοποιείται για ελαφριά συσκευασία κυρίως κουτιών αναψυκτικών, ζωοτροφών, θαλασσινών και βιδωτών καπακιών. Τα κύρια μειονεκτήματα του αλουμίνιου είναι το υψηλό του κόστος σε σύγκριση με άλλα μέταλλα όπως για παράδειγμα ο χάλυβας και η αδυναμία του να συγκολληθεί, κάτι που το καθιστά χρήσιμο μόνο για την κατασκευή δοχείων που δεν απαιτούν συγκόλληση. 2. Χάλυβας Ο χάλυβας χάρη στην διαδικασία αποστείρωσης προστατεύει και διατηρεί με φυσικό τρόπο τα φαγώσιμα όπως κρέας, ψάρι, σούπες, καφέ, γάλα και άλλα. Συνεπώς, δεν χρειάζεται η προσθήκη συντηρητικών και έτσι παρέχεται στις εταιρίες παρασκευής φαγητών μια συσκευασία αξιόπιστη και ασφαλή. Ταυτόχρονα, ο χάλυβας είναι φράγμα ενάντια στο νερό, στο φως και στον αέρα. Είναι ανακυκλώσιμο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά και ξανά χωρίς να μειώνεται η ποιότητα του. Υπάρχουν τρία είδη χάλυβα που χρησιμοποιούνται σήμερα σε συσκευασίες. Ο λευκοσίδηρος, ο χάλυβας με επικάλυψη χρωμίου και μαύρη πλάκα. Ο λευκοσίδηρος είναι ένα λεπτό φύλλο από μαλακό χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και επικαλυμμένο με ηλεκτρολυτική διαδικασία. Είναι εφικτό να υπάρχει διαφορετική επικάλυψη σε κάθε πλευρά. Ο χάλυβας με επικάλυψη χρωμίου είναι μια τεχνική ηλεκτρόλυσης μιας λεπτής στρώσης χρωμίου στο χάλυβα. Αυτή η επικάλυψη αυξάνει την σκληρότητα της επιφάνειας που καλύπτει και παρέχει αντοχή στη διάβρωση. Η μαύρη πλάκα είναι υπόστρωμα χάλυβα που δεν είναι κράμα. Συνήθως, δεν συνιστάτε για χρήση αναλώσιμων προϊόντων. Οι κονσέρβες τροφίμων, τα άκρα της κονσέρβας, οι δίσκοι, τα καπάκια φιαλών και τα πώματα μπορούν να φτιαχτούν από χάλυβα χωρίς κασσίτερο. Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μεγάλων περιεκτικών όπως είναι τα βαρέλια για χύμα πώληση προϊόντων και χύμα αποθήκευση συστατικών ή τελικών προϊόντων. 3. Κασσίτερος Ο κασσίτερος κυρίως χρησιμοποιείται για φαγώσιμα σε άλμη ή προϊόντα με βάση την ντομάτα. Ο κασσίτερος συνήθως εφαρμόζεται σαν μια λεπτή στρώση στο χάλυβα με την μέθοδο της ηλεκτρόλυσης κατά την διαδικασία παραγωγής. Η στρώση από κασσίτερο κάνει την συσκευασία ανθεκτική στη διάβρωση. Χωρίς την στρώση αυτή η επαφή με αναλύσιμα προϊόντα δεν συνιστάται. 20

21 Προϊόντα συσκευασίας από μέταλλο Δοχεία open top Τα δοχεία open top είναι διαφόρων μεγεθών και παράγονται είτε από λευκοσίδηρο είτε από αλουμίνιο. Κύριο χαρακτηριστικό της χρήσης τους είναι ότι ανοίγεται μια φορά και το περιεχόμενο τους πρέπει να καταναλωθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα. Ανάλογα με τη διαδικασία παραγωγής, τα δοχεία open top διακρίνονται σε δοχεία δύο ή τριών τεμαχίων. Τα δοχεία τριών τεμαχίων διαφοροποιούνται ανάλογα με τον τρόπο συγκόλλησης. Τα δοχεία open top δύο τεμαχίων παράγονται από μεταλλικούς δίσκους με τη χρήση πρέσας. Τα δοχεία δύο τεμαχίων δεν απαιτούν συγκόλληση. Σωληνάρια Τα μεταλλικά σωληνάρια χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα για τη συσκευασία ημίρρευστων προϊόντων (όπως οι παλαιές συσκευασίες οδοντόκρεμας). Για την παραγωγή μεταλλικών σωληναρίων θεωρητικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί κάθε ελατό μέταλλο αλλά στην πράξη χρησιμοποιείται μόνο το αλουμίνιο. Τα μεταλλικά σωληνάρια είναι διαφόρων μεγεθών και παράγονται με την ίδια μέθοδο. Φιάλες Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται οι φιάλες που χρησιμοποιούνται για τη συσκευασία αέριων προϊόντων υπό πίεση, όπως το βουτάνιο. Επίσης περιλαμβάνονται δοχεία για αεροζόλ όπως τα αποσμητικά χώρου, τα εντομοκτόνα, κ.λπ. Οι φιάλες συσκευασίας αυτές παράγονται είτε από λευκοσίδηρο είτε από αλουμίνιο. Δοχεία απλής γενικής χρήσης Τα δοχεία αυτά κατασκευάζονται με μεθόδους ανάλογες με τα open top. Η βασική διαφορά τους είναι ότι τα δοχεία γενικής χρήσης μπορούν να επαναπωματιστούν και το περιεχόμενο να καταναλωθεί σταδιακά. Τα δοχεία αυτά διακρίνονται ανάλογα με το πώμα που διαθέτουν. Το σχήμα των δοχείων αυτών μπορεί να είναι ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο ή κυλινδρικό και παράγονται σε διάφορα μεγέθη. Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται και τα μεταλλικά βαρέλια που χρησιμοποιούνται για λάδια μηχανών, καύσιμα και γενικώς για προϊόντα πετρελαίου Πλαστικό Αυτό είναι το πιο συνηθισμένο υλικό συσκευασίας και, ταυτόχρονα, ένα από τα πιο δύσκολα να απορριφθεί. Οι παράγοντες που είναι κοινοί για όλα τα πλαστικά είναι ότι είναι ελαφριά, ισχυρά και φθηνά για την κατασκευή. Γι 'αυτούς τους λόγους χρησιμοποιούνται τόσο πολύ, ως εναλλακτική λύση στα υλικά συσκευασίας από ότι το 21

22 γυαλί και το χαρτόνι. Τα πλαστικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως απλά υλικά ή σε συνδυασμό. [7] Οι ιδιότητές τους ποικίλλουν σημαντικά, αλλά συνήθως περιλαμβάνουν: Ελαφρύ βάρος Εύκολα διαμορφώσιμο σε σχεδόν απεριόριστες μορφές Μπορεί να παράγει άκαμπτα δοχεία ή εύκαμπτες ταινίες Μπορεί να είναι ανθεκτικό στην κρούση Απευθείας διακοσμημένο ή επισημασμένο Τα σχετικά μειονεκτήματα των πλαστικών είναι ότι είναι τυπικά πολυμερή και η σωστή επιλογή του πολυμερούς μπορεί, σε πρακτικό βαθμό, να μετριάσει την αδυναμία. Οι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι: Κανένα πλαστικό δεν παρέχει απόλυτο φράγμα αερίων και υγρασία Τα πλαστικά τίκτονται σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 650 C έως C Η χημική αντίσταση ποικίλλει Τα πρόσθετα στα πλαστικά μπορούν να μολύνουν μερικά προϊόντα Κοινά πλαστικά πολυμερή που χρησιμοποιούνται στη συσκευασία: Πολυολεφίνες Οι πολυολεφίνες είναι ένας κοινός όρος για το πολυαιθυλένιο (PE) και το πολυπροπυλένιο (PP), τα δύο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πλαστικά στη συσκευασία τροφίμων, καθώς και για άλλα λιγότερο δημοφιλή πολεφινικά πολυμερή. Τόσο το πολυαιθυλένιο όσο και το πολυπροπυλένιο διαθέτουν έναν επιτυχή σχεδιασμό ιδιοτήτων, συμπεριλαμβανομένων της ευελιξίας, της αντοχής, της ελαφρότητας, της σταθερότητας, της υγρασίας και της αντίστασης σε χημικά. Επιπλέον, έχουν εύκολη δυνατότητα επεξεργασίας και είναι κατάλληλα για ανακύκλωση και επαναχρησιμοποίηση. Το πιο απλό και ανέξοδο υλικό που παράγεται μέσω πολυμερισμού προσθήκης του αιθυλενίου είναι το πολυαιθυλένιο. Πολυαιθυλένιο (ΡΕ) Υπάρχουν δύο βασικές κατηγορίες πολυαιθυλενίου, η υψηλή και η χαμηλή πυκνότητα. Το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HDPE): είναι άκαμπτο, ισχυρό, σκληρό, ανθεκτικό σε χημικές ουσίες και την υγρασία, στεγανό σε αέρια, εύκολο στην επεξεργασία και το σχηματισμό. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή μπουκαλιών γάλατος, χυμών και νερού σε σακούλες δημητριακών ή ως επένδυση σε κουτιά δημητριακών, δοχείων μαργαρίνης καθώς και σε είδη παντοπωλείου, σακούλες σκουπιδιών και εμπορίου. Το πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE): είναι ευέλικτο, ισχυρό, σκληρό, εύκολο στη σφράγιση και ανθεκτικό στην υγρασία. Επειδή το πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας είναι 22

23 σχετικά διαφανές, χρησιμοποιείται κυρίως σε εφαρμογές ταινίας και σε εφαρμογές όπου η θερμική σφράγιση είναι απαραίτητη. Μερικά παραδείγματα χρήσης του πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας είναι σε τσάντες ψωμιού και κατεψυγμένων τροφίμων, εύκαμπτων καπακιών και συμπιέσιμων μπουκαλιών τροφίμων. Οι σακούλες πολυαιθυλενίου μερικές φορές μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν (για πωλήσεις λιανικής και μη). Από τις δύο κατηγορίες πολυαιθυλενίου τα δοχεία υψηλής πυκνότητας πολυαιθυλενίου, ιδίως τα μπουκάλια γάλατος, είναι μεταξύ των πιο ανακυκλώσιμων πλαστικών συσκευασιών. Τα πολυμερή του αιθυλενίου (PE) Πολυπροπυλένιο (ΡΡ) Χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία συσκευασίας για την παραγωγή σχετικά σκληρών (βιδωτών κυρίως) καπακιών στη συσκευασία αναψυκτικών, καφέ. Χρησιμοποιείται επίσης για διανεμητές, ενεργοποιητές, φιάλες, βάζα, χαρτοκιβώτια, δίσκους και ως μεμβράνη μόνο του ή μέσα σε ελάσματα, π.χ. τραγανές σακούλες ή σακούλες. Διατίθεται σε διευρυμένη μορφή για μπανιέρες και δίσκους. Συνήθως έχει υψηλότερο σημείο τήξης από το PE, οπότε παρόλο που δεν είναι ακόμη "εύπεπτο", είναι καλύτερα προσαρμοσμένο στα προϊόντα θερμής πλήρωσης. Ανθεκτικό σε σχετικά ευρύ φάσμα χημικών ουσιών. [1] Πολυεστέρες Το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET ή PETE), το πολυανθρακικό, τοπολυαιθυλένιο και το ναφθαλικό (PEN) είναι πολυεστέρες, οι οποίοι είναι πολυμερή συμπύκνωσης που σχηματίζονται από μονομερή εστέρα τα οποία προκύπτουν από την αντίδραση μεταξύ καρβοξυλικού οξέως και αλκοόλης. Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος πολυεστέρας στις συσκευασίες τροφίμων είναι το PETE. Τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET) Χρησιμοποιείται ευρέως για μπουκάλια που περιέχουν φούσκες, που περιέχουν ποτά, προϊόντα περιποίησης και φαγητού και έχει εξαιρετική σαφήνεια. Χρησιμοποιείται επίσης για βάζα, σωλήνες και δίσκους. Μέχρι στιγμής το καλύτερο φράγμα φυσικού αερίου και υγρασίας από οποιοδήποτε πλαστικό συσκευασίας που χρησιμοποιείται για δοχεία και είναι ιδανικό για ανθρακούχα αναψυκτικά. Η αντοχή του στη θερμότητα το καθιστά κατάλληλο για φούρνους ψησίματος για έτοιμα γεύματα. Οι κύριοι λόγοι για τη δημοτικότητά του είναι η υαλόμορφη διαφάνειά του, η επαρκής φραγή αερίων για τη διατήρηση του διοξειδίου του άνθρακα, το μικρό βάρος και η αντίσταση σε θραύσεις. Οι τρεις κύριες εφαρμογές συσκευασίας του PETE είναι περιέκτες όπως μπουκάλια, βάζα και δοχεία, ημιάκαμπτα φύλλα για θερμοδιαμόρφωση όπως δίσκοι και διαφανείς συσκευασίες με φουσκάλες, καθώς και λεπτές προσαρμοσμένες ταινίες όπως σακούλες και περιτυλίγματα σνακ τροφίμων. Το PETE έχει μέτρια τιμή και είναι ιδιαίτερα καλό για εμπορία κρύων φαγητών, ειδών σνακ και αρτοσκευασμάτων. Το PETE υφίσταται και ως άμορφο (διαφανές) και ως ημικρυσταλλικό (αδιαφανές και λευκό) 23

24 θερμοπλαστικό υλικό. Το άμορφο PETE έχει καλύτερη ολκιμότητα αλλά όχι τόσο καλή ακαμψία και σκληρότητα όσο το ημικρυσταλίκό PETE, το οποίο έχει καλή αντοχή, ολκιμότητα, ακαμψία και σκληρότητα. Το ανακυκλωμένο PETE από μπουκάλια αναψυκτικών χρησιμοποιείται ως ίνες, μόνωση και σε διάφορες εφαρμογές μη εδώδιμων συσκευασιών. Πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) Δεν χρησιμοποιείται ευρέως αν και μόνο το ένα τρίτο του περιεχομένου του προέρχεται από το πετρέλαιο και τα τελευταία χρόνια αντικαθίσταται σταδιακά από το ΡΕΤ. Είναι ένα πολυμερές προσθήκης βινυλοχλωριδίου, βαρύ, άκαμπτο, όλκιμο και μετρίως ανθεκτικό, άμορφο και διαφανές υλικό. Έχει εξαιρετική αντίσταση σε χημικά (οξέα και βάσεις), λύπη και έλαια, έχει καλά χαρακτηριστικά ροής και σταθερές ηλεκτρικές ιδιότητες. Παρά το γεγονός ότι το PVC χρησιμοποιείται κυρίως σε ιατρικές και άλλες μη εδώδιμες εφαρμογές, οι χρήσεις του σε τρόφιμα περιλαμβάνουν μπουκάλια και ταινίες συσκευασίας. Επειδή είναι εύκολα θερμοδιαμορφώμενο, τα φύλλα PVC χρησιμοποιούνται ευρέως για διαφανείς συσκευασίες με φουσκάλες, όπως συσκευασίες προϊόντων κρέατος και μονάδες συσκευασίας με φαρμακευτικές δόσεις. Χλωριούχο πολυβινυλιδένιο (PVDC) Ενώ συνήθως χρησιμοποιείται μόνο σε πολυστρωματικές μεμβράνες, το PVDC έχει εξαιρετικές ιδιότητες φραγμού υγρασίας και αερίου. Πολλά φαρμακευτικά προϊόντα δεν μπορούσαν να συσκευαστούν σε λωρίδες κυψέλης χωρίς τη χρήση PVDC ως στρώμα στην μεμβράνη κυψέλης. Πολυστυρένιο (PS) Κυρίως εμφανίζεται στην εκτεταμένη μορφή του ως προστατευτικά καλούπια για εύθραυστα προϊόντα. Διατίθενται επίσης και σε καλούπι καλλυντικών / καλλυντικά δοχεία (συμπαγή), μερικά μπουκάλια, βάζα και κύπελλα. Έχει καλή χημική αντοχή και εξαιρετική διαύγεια αν και μπορεί να χρωματιστεί. Είναι διαυγές, σκληρό και εύθραυστο με ένα σχετικά χαμηλό σημείο τήξης Ελασματοποιημένα και συνεξωθήματα Τα πλαστικοποιημένα φύλλα και τα συνεξωθήματα έχουν σχεδιαστεί για να επωφελούνται από τις ιδιότητες δύο ή περισσοτέρων υλικών. Τεχνικά ελασματοποιημένα υλικά είναι δύο υλικά συνδεδεμένα μεταξύ τους και συν-εξωθήσεις είναι πολλαπλά πολυμερή που εξωθούνται από το τετηγμένο για να σχηματίσουν ένα υλικό ενός τεμαχίου. Τα ακόλουθα ελασματοποιημένα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως από τα σακουλάκια μέχρι τα χάρτινα κουτιά σφραγίσεως όπως το Tetrapaks. 24

25 Χαρτί (ή χαρτόνι) / Πολυαιθυλένιο (PE) Συνήθως το χαρτί ή το χαρτόνι δίδει ακαμψία και μια εύκολα διακοσμημένη επιφάνεια, ενώ το πολυαιθυλένιο παρέχει θερμική σφράγιση και περιορισμό υγρού. (Αλλά δεν αποτελεί εμπόδιο στην αληθινή έννοια επειδή οι υδρατμοί μπορούν να περάσουν από την PE.) Χαρτί ή φύλλο αλουμινίου / πολυαιθυλενίου / πολυαιθυλενίου Και πάλι, το πολυαιθυλένιο παρέχει θερμική σφράγιση, ενώ το φύλλο αλουμινίου παρέχει ιδιότητες φραγμού, με το χαρτί ή το ΡΕΤ στην εξωτερική επιφάνεια να επιτρέπει τη διακόσμηση. Ειδικότερα, το ΡΕΤ παρέχει τελείωμα υψηλής στιλπνότητας. PET / PE-EVOH (αιθυλική βινυλική αλκοόλη) PE Η αιθυλενοβινυλική αλκοόλη (EVOH) είναι ένα συμπολυμερές από αλκοόλη αιθυλενίου και βινυλίου. Είναι ένα εξαιρετικό εμπόδιο σε έλαια, λίπη και οξυγόνο. Ωστόσο, η αιθυλενοβινυλική αλκοόλη είναι ευαίσθητη στην υγρασία και γι αυτό χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον σε πολυστρωματικές συν-εξωθημένες ταινίες σε κατάσταση όπου δεν έρχεται σε άμεση επαφή με υγρά. Από την άλλη πλευρά υπάρχουν τα φιλικά προς το περιβάλλον πλαστικά και χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: 1. Τα βιοπλαστικά, που αποτελούνται από φυσικά υλικά όπως για παράδειγμα άμυλο καλαμποκιού. Ουσιαστικά η θεωρία πίσω από τα βιοπλαστικά είναι να μπορούν να διασπαστούν γρηγορότερα από τα παραδοσιακά πλαστικά και αυτό γιατί δημιουργούνται από πιο φιλικές χημικές ουσίες. Το PLA ανήκει στην κατηγορία αυτή το οποίο μοιάζει και έχει την ίδια συμπεριφορά με το PP. Για την παραγωγή του PLA δαπανιούνται δύο τρίτα λιγότερη ενέργεια απ ότι για τα παραδοσιακά πλαστικά. Ταυτόχρονα το θετικό είναι ότι μετά την χρήση τους, όταν πέσουν στο έδαφος, επιστρέφουν ένα κομμάτι της ενεργείας τους πάλι στην γη. Επιπρόσθετα, τα βιοπλαστικά μπορούν να κομποστοποιηθούν και κάποια από τα βιοπλαστικά μπορούν να διασπαστούν ακόμη και μέσα σε λίγες εβδομάδες και αυτό γιατί τα μόρια αμύλου του καλαμποκιού που περιέχει το βιοπλαστικό μπορεί να απορροφήσουν νερό και να διογκωθούν και αυτό τα οδηγεί στη διάσπαση του υλικού και συνεπώς τα βακτήρια να μπορέσουν να τα χωνέψουν ευκολότερα. 2. Τα βιοδιασπώμενα πλαστικά αποτελούνται από πετροχημικά, τα οποία έχουν κατασκευαστεί για να διασπώνται γρηγορότερα. Στην κατηγορία αυτή τα πλαστικά μπορούν να διασπαστούν με την παρουσίαση φωτός ή οξυγόνου. Σε αντίθεση με τα βιοπλαστικά, τα βιοδιασπώμενα πλαστικά αποτελούνται από πετροχημικά και για αυτό το λόγω δεν διασπώνται πάντα σε μη βλαβερές ουσίες. Μερικές φορές, μπορεί να αφήσουν τοξικά υπολείμματα και αυτός είναι ο βασικός λόγος που τα βιοδιασπώμενα πλαστικά δεν είναι κατάλληλα για κομποστοποίηση. 25

26 Προϊόντα συσκευασίας από πλαστικό Φιάλες Οι πλαστικές φιάλες κατασκευάζονται, ανάλογα με τη χρήση τους, από πολυαιθυλένιο, πολυβινυλοχλώριο και τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο. Χρησιμοποιούνται για την εμφιάλωση νερού, αναψυκτικών, χυμών, καθώς και για τη συσκευασία ειδών προσωπικής υγιεινής (σαμπουάν, καλλυντικά, κ.λπ) και χημικών απορρυπαντικών, λιπαντικών και ποικιλίας άλλων προϊόντων. Σάκοι Οι πλαστικοί σάκοι είναι συνήθως μεγάλων διαστάσεων και χωρητικότητας (20 50 kgr) και χρησιμοποιούνται για τη συσκευασία λιπασμάτων, οικοδομικών υλικών (π.χ. ασβέστη) και άλλων βιομηχανικών προϊόντων. Σακούλες Η συνηθέστερη χρήση των σακουλών από πλαστικό είναι για τη συλλογή απορριμμάτων. Είναι διαφόρων τύπων (π.χ. με κορδόνι) και διαστάσεων και παράγονται σε μεγάλο ποσοστό από την ανακύκλωση του scrap διαφόρων πλαστικών προϊόντων. Τσάντες Πλαστικές τσάντες χρησιμοποιούνται από τα διάφορα καταστήματα λιανικής πώλησης και τις υπεραγορές. Μπιτόνια Τα πλαστικά μπιτόνια χρησιμοποιούνται κυρίως για τη συσκευασία τροφίμων και ποτών αλλά και για τη συσκευασία ορυκτελαίων. Για την παραγωγή τους χρησιμοποιείται κυρίως πολυαιθυλένιο ενώ τα τελευταία χρόνια παράγονται και μπιτόνια από PET που η χωρητικότητας τους κυμαίνεται από 1 έως 35 λίτρα. Κιβώτια Πλαστικά κιβώτια συνήθως χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά ή συσκευασία τροφίμων και κυρίως αγροτικών προϊόντων και γυάλινων φιαλών. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιείται το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HOPE). Βαρέλια Τα πλαστικά βαρέλια χρησιμοποιούνται για τη συσκευασία και μεταφορά τροφίμων. Η χωρητικότητα των βαρελιών μπορεί να κυμαίνεται από 3 έως 220 λίτρα. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιείται το πολυαιθυλένιο (PE) 26

27 Δοχεία Συνήθως κατασκευάζονται από πολυπροπυλένιο (ΡΡ) και χρησιμοποιούνται για τη συσκευασία κυρίως γαλακτομικών προϊόντων και άλλων τροφίμων. Μεμβράνες (Films) συσκευασίας Η κατηγορία αυτή έχει αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια και αποτελεί μια από τις καινοτόμες λύσεις στη συσκευασία. Πρόκειται για λεπτές μεμβράνες από πλαστικές ύλες (ΡΕ) με τις οποίες συσκευάζονται τρόφιμα και χρησιμοποιούνται ως συρρικνωμένες συσκευασίες. Στην περίπτωση αυτή το προϊόν τοποθετείται στη σακούλα πολυαιθυλενίου, η οποία με ελαφρά θέρμανση συρρικνώνεται παίρνοντας τη μορφή και το σχήμα του προϊόντος. Επίσης τέτοιου είδους μεμβράνες μεγαλύτερου πάχους και σκληρότητας χρησιμοποιούνται και ως τριτογενές συσκευασία για την περιτύλιξη των προϊόντων των παλετών, και χαρτοκιβωτίων προκειμένου να επιτυγχάνεται η ευκολότερη μεταφορά τους σε διαδρομές μεγάλων αποστάσεων. Τσέρκια Πλαστικά τσέρκια χρησιμοποιούνται στην τριτογενή συσκευασία, για το δέσιμο χαρτοκιβωτίων ή άλλων μεγάλων φορτίων. Παράγονται κυρίως από ΡΡ ή ΡΕΤ Ξύλο Το ξύλο είναι ένα υλικό που χρησιμοποιείται ευρύτατα για τη συσκευασία αγροτικών προϊόντων κυρίως φρούτων και λαχανικών. Τα πλεονεκτήματα αυτού του είδους της συσκευασίας είναι η μεγάλη ανθεκτικότητα και η σωστή διατήρηση των προϊόντων που περιέχει. Οι ξύλινες συσκευασίες έχουν τη δυνατότητα να αντέχουν κάτω από τις δύσκολες συνθήκες μεταφοράς. Για το λόγο αυτό προτιμάται σε μεγάλο ποσοστό για τη μεταφορά ευαίσθητων και εύθραυστων προϊόντων, ενώ τα τελευταία χρόνια η αισθητική των ξύλινων κιβωτίων έχει βελτιωθεί σε μεγάλο βαθμό. Μεγάλο ρόλο σ αυτή την αλλαγή έχει παίξει η χρησιμοποίηση ειδικών προϊόντων ξυλείας, όπως το κόντρα πλακέ στην κατασκευή κιβωτίων. Με το υλικό αυτό παρέχεται η δυνατότητα κατασκευής πιο εύχρηστων και πιο καλαίσθητων προϊόντων συσκευασίας. Εκτός από τη χρησιμοποίηση του ξύλου για την κατασκευή τελάρων, χρησιμοποιείται ευρύτατα ως τριτογενές συσκευασία με τη μορφή παλετών. Το είδος αυτής της συσκευασίας χρησιμοποιείται για την ευκολότερη μεταφορά και αποθήκευση διαφόρων προϊόντων. Οι επιφάνειες αυτές φόρτωσης είναι ένα προϊόν συσκευασίας το οποίο χρησιμοποιείται ευρύτατα σε όλους του τομείς της βιομηχανίας καθώς δεν υπάρχει κάποιο αντίστοιχο προϊόν από άλλο υλικό, που να μπορεί να το αντικαταστήσει. 27

28 Επιπλέον το ξύλο χρησιμοποιείται ως υλικό για τη συσκευασία (περιτύλιξη) καλωδίων. Η μορφή της συσκευασίας αυτής είναι κυλινδρική διαφόρων διαστάσεων και αποτελείται από την ένωση πολλών παραλληλογράμμων κομματιών ξύλου. Το είδος αυτής της συσκευασίας χρησιμοποιείται κυρίως για την περιτύλιξη καλωδίων μεγάλου πάχους και μήκους και καθιστά ευκολότερη την χρησιμοποίηση τους Σύμμεικτα Οι βασικές ανάγκες που καλείται να καλύψει η συσκευασία αυτή, είναι η μέγιστη δυνατή προστασία του προϊόντος από τις συνθήκες περιβάλλοντος (οξυγόνο, υγρασία, ακτινοβολία, θερμοκρασιακές μεταβολές, κλπ) και τις μηχανικές καταπονήσεις κατά τη μεταφορά, την αποθήκευση και την έκθεση του προϊόντος, με στόχο την καλύτερη διατήρηση και την επιμήκυνση του χρόνου ζωής του προϊόντος. Οι συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις για συσκευασία που εκτός από τη μέγιστη δυνατή προστασία προσφέρουν πρόσθετα πλεονεκτήματα που σχετίζονται με την εμφάνιση και βοηθούν στην καλύτερη προώθηση του προϊόντος, οδήγησαν τα τελευταία χρόνια στην ανάπτυξη σύνθετων συσκευασιών. Τα υλικά αυτά είναι συνδυασμοί δύο ή τριών βασικών συσκευασιών, του φύλλου αλουμινίου, του χαρτιού, και του πλαστικού. Η βασική παραγωγική διαδικασία που ακολουθείται για την παραγωγή σύμμεικτων συσκευασιών είναι η υγρή ή ξηρή συναρμογή φύλλου αλουμινίου με φύλλο πλαστικού ή φύλλου χαρτιού. Τα σύμμεικτα υλικά που παράγονται και χρησιμοποιούνται είναι διαφόρων ειδών και τύπων ανάλογα με το είδος που προορίζονται να συσκευάσουν. 1.3 Κατηγορίες της συσκευασίας Τα κύρια μέρη από τα οποία αποτελείται μια συσκευασία είναι η πρωτογενής συσκευασία, η δευτερογενής και η τριτογενής.(εικ.4) 28

29 Εικόνα 4: Τα κύρια μέρη της συσκευασίας Πρωτογενής συσκευασία Έρχεται σε άμεση επαφή με το φαγητό που περιέχει η συσκευασία. Αυτά τα πακέτα μπορεί να είναι διαφόρων μεγεθών, για να ανταποκριθούν στις διαφορετικές απαιτήσεις της αγοράς. Τα πακέτα των καταναλωτών μπορεί να λειτουργήσουν ως εργαλεία μάρκετινγκ και branding. Σημαντικά ζητήματα επιλογής περιλαμβάνουν: νομικές απαιτήσεις της αγοράς εισαγωγής, τους περιβαλλοντικούς κανονισμούς, το δίκτυο διανομής, τη διάρκεια ζωής και τις εκτιμήσεις των πωλήσεων λιανικής, το χρόνο διατήρησης, την επαναχρησιμοποίηση, την ανακύκλωση και τη διάθεση μετά την κατανάλωση. Παραδείγματα: μεταλλικά κουτιά, δοχεία, άκαμπτα και ημι-άκαμπτα πλαστικά, πτυσσόμενοι σωλήνες, τα χαρτοκιβώτια από χαρτόνι, και ευέλικτες πλαστικές σακούλες, φακελάκια αναδιπλώμενα. Δευτερογενής συσκευασία Η δευτερογενής συσκευασία είναι ένα εξωτερικό κουτί, θήκη ή περιτύλιγμα που κρατά μια ενιαία πρωτοβάθμια συσκευασία ή πολλές συσκευασίες μαζί, όπως: κουτιά, βάζα, ή σακουλάκια. Ο κύριος σκοπός της δευτερογενούς συσκευασίας είναι να ελαχιστοποιηθούν οι κίνδυνοι για το προϊόν στη πρωτογενή συσκευασία τους κατά την αποθήκευση, τη μεταφορά και τη διανομή. Πρέπει να ληφθούν υπόψη τα στάδια της διαδικασίας διανομής να προβλέψει και να αποφύγει τυχόν κινδύνους που εμπλέκονται. Το πακέτο που επιλέγεται πρέπει να είναι αποδεκτό σε ολόκληρη την αλυσίδα διανομής. Παραδείγματα: ξύλινα, μεταλλικά κιβώτια, ή ινοσανίδες, κιβώτια και σακούλες. Τριτογενής συσκευασία Οι Τριτογενείς συσκευασίες (ονομάζεται επίσης μονάδα πακέτων ή φορτία παλετών) συλλέγουν δευτερογενείς συσκευασίες μαζί σε φορτία παλετών ή μονάδες αποστολής για διανομή. Ο στόχος είναι να διευκολύνει την αυτοματοποιημένη διαχείριση των μεγαλύτερων ποσοτήτων των προϊόντων. Συνήθως, ένα περονοφόρο όχημα ή παρόμοιου 29

30 εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για να κυκλοφορούν και να μεταφέρουν αυτά τα τριτοβάθμια φορτία. Η ενοποίηση είναι η σταθεροποίηση των διαφόρων αντικειμένων σε ένα συμπαγές φορτίο, όπου ασφαλίζονται μαζί με ολισθητήρες και δέστρες για μεγαλύτερη ευκολία χειρισμού. Το ιδιαίτερο πλεονέκτημα των παλετών είναι ότι είναι προμεγεθών σετ και ταιριάζουν με τις διαστάσεις των δοχείων. 1.4 Περιβαλλοντικές επιπτώσεις του κύκλου ζωής της συσκευασίας Όλα τα παραγόμενα προϊόντα, συμπεριλαμβανομένης της συσκευασίας τους, έχουν επιπτώσεις στο περιβάλλον όταν δεν είναι βιώσιμα μακροπρόθεσμα. Ο κύκλος ζωής των συσκευασιών ξεκινάει από την εξόρυξη των πρώτων υλών μέχρι την επεξεργασία, τη χρήση και τη διάθεση. Κάθε βήμα χρειάζεται εισαγωγή των πρώτων υλών και ενέργειας και περιλαμβάνει μια έξοδο των εκπομπών και των αποβλήτων, και όλα έχουν περιβαλλοντικές επιπτώσεις.υπάρχουν περιβαλλοντικές επιπτώσεις: κατανάλωση των πεπερασμένων, μη ανανεώσιμων πόρων, όπως το πετρέλαιο κατανάλωση των φυσικών πόρων, όπως τα δέντρα και το νερό κατανάλωση ενέργειας, όπως στην κατασκευή και τη μεταφορά εκπομπές στον αέρα, όπως τα αέρια που συμβάλλουν στην ατμοσφαιρική ρύπανση και στην κλιματική αλλαγή απορρίψεις στο νερό, οι οποίες μπορεί να είναι τοξικές για τα φυτά και τα ζώα η εξορυκτική βιομηχανία και οι χώροι υγειονομικής ταφής που επηρεάζουν τους φυσικούς οικοτόπους μεταφορά και η ρύπανση που πλήττει τη φυσική αξία 30

31 Εικόνα 5: Ο κύκλος ζωής της συσκευασίας Εκτιμάται ότι 3 εκατομμύρια τόνοι συσκευασιών χρησιμοποιούνται κάθε χρόνο. Περίπου τόνοι οικιακών απορριμμάτων συσκευασίας ανακυκλώνονται από κράσπεδο (Nolan ITU et al 2001). Επιπλέον κάποια άγνωστη ποσότητα των εμπορικών και βιομηχανικών αποβλήτων συσκευασίας ανακυκλώνονται. Μερικά πρωτογενή προϊόντα συσκευασίας έχουν σχετικά υψηλά ποσοστά ανακύκλωσης, για παράδειγμα : Δοχεία από αλουμίνιο - 65% Γυάλινα δοχεία - 45% Δοχεία χάλυβα - 41% HDPE Γάλα Μπουκάλια - 50% Τα δοχεία PET - 32% Χαρτί συσκευασίας - 75% Liquidpaperboard Κουτιά - 20%. Ένα σημαντικό μέρος των υλικών συσκευασίας δεν ανακυκλώνονται σήμερα, για παράδειγμα, τα εύκαμπτα πλαστικά με επιστρώσεις που χρησιμοποιούνται για τη συσκευασία τροφίμων. 31

32 Κεφάλαιο 2: Αειφορία 2.1 Εισαγωγή στην αειφορία Ζούμε σε μια μεταβατική εποχή, όπου μαθαίνουμε συνεχώς καινούργια πράγματα. Για να φύγουμε από μια παλιά κατάσταση και να πάμε σε μια καινούργια κατάσταση υπάρχει δυσκολία και οδύνη. Η αειφορία δεν υπάρχει αυτή τη στιγμή αλλά υπάρχει πιθανότητα να δημιουργηθεί κάτι καινούργιο. Είναι ένας πολυπόθητος στόχος, που δεν ξέρουμε αν θα φτάσουμε ποτέ και αν θα τα καταφέρουμε. Είναι μια διαδικασία όπου πρέπει να κάνω κάποια πράγματα για να γίνει κάτι καλό, να αλλάξει η υπάρχουσα κατάσταση. Υπάρχουν άπειρες καταστάσεις ανάμεσα στην μη αειφορία και την αειφορία. Για να φτάσουμε στην αειφορία θα πρέπει πρώτα να μειώσουμε τη μη αειφορία. Για να καταφέρουμε να διατάξουμε τα ιδανικά πρέπει να καταλάβουμε τι πήγε λάθος. Πρέπει να ελαχιστοποιήσω την μη αειφορία και να προσπαθήσω να φέρω την αειφορία. Πρέπει να καταλάβω και τα δυο. Η αειφορία έχει να κάνει με την εξοικείωση της ιδέας κάνω περισσότερα με λιγότερα. O άνθρωπος είναι άμεσα συνδεδεμένος με κάθε σύστημα της γης, για αυτό πρέπει να κατανοήσει τα συστήματα αυτά έτσι ώστε να είναι σε θέση να διατηρήσει το είδος του αλλά και τις μοναδικές ομορφιές του πλανήτη. Βρισκόμαστε στην μια περίοδο όπου ο πληθυσμός της γης αυξάνεται ραγδαία αλλά ταυτόχρονα οι άνθρωποι απαιτούν να έχουν την ίδια ποιότητα ζωής. Όσο λοιπόν περισσότεροι άνθρωποι απαιτούν την πρόσβαση σε όλα τα αγαθά τόσο επείγει η ανάγκη για εύρεση έξυπνων τρόπων για να κάνουμε περισσότερα με λιγότερα. Η αειφορία έχει πολλά διαφορετικά νοήματα. Ανά περιόδους έχουν διατυπωθεί πολλοί ορισμοί αλλά ένας από τους πιο ισχυρούς ορισμός της είναι η ικανότητα της διάρκειας ή της μακροπρόθεσμης συνέχειας. Άμεσα συνδεδεμένη με την αειφορία είναι η βιώσιμη ανάπτυξη, η οποία σχετίζεται με την ικανοποίηση των αναγκών του σήμερα χωρίς να θέτει σε κίνδυνο την ικανοποίηση των αναγκών των μελλοντικών γενεών. Η μετάβαση σε μια πιο βιώσιμη κοινωνία είναι μια από τις πιο δύσκολες προκλήσεις στις μέρες μας. Απαιτεί ριζικές αλλαγές στις συνήθεις της κοινωνίας, στο τρόπο που σκεφτόμαστε, δίνοντας έμφαση στα λιγότερα. Έτσι, εάν καταφέρουμε να κλείσουμε τον κύκλο των προϊόντων αλλά και της παραγωγής τους ή καταφέρουμε να επεκτείνουμε την ζωή και τη χρήση των υλικών που χρειάζονται για την κατασκευή ενός προϊόντος ή να επεκτείνουμε την χρήση και τη ζωή του ίδιου του προϊόντος επαναχρησιμοποιώντας το ίδιο το προϊόν τότε οι επιχειρήσεις θα χρειάζονται λιγότερη ενέργεια και συνεπώς θα παράγονται λιγότερα απόβλητα και ρύπανση και έτσι θα οδηγηθούμε σε μια πιο βιώσιμη κοινωνία. Ο όρος βιωσιμότητα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1974 σε ένα οικουμενικό συνέδριο μελέτης Επιστήμης και Τεχνολογίας για την Ανθρώπινη Ανάπτυξη, που 32

33 συγκλήθηκε από το Παγκόσμιο Συμβούλιο των Εκκλησιών. Βιώσιμη Κοινωνία ορίστηκε ως ακολούθως: Πρώτον, κοινωνική σταθερότητα δεν είναι δυνατόν να πραγματοποιηθεί δίχως μια δίκαιη κατανομή των πόρων και χωρίς ίσες δυνατότητες συμμετοχής στη λήψη αποφάσεων. Δεύτερον, μια εύρυθμη κοινωνία δεν θα είναι αειφόρα αν η ανάγκη για τρόφιμα, ανά πάσα στιγμή, δεν είναι μικρότερη από την δυνατότητα της παγκόσμιας παράγωγης, και ταυτόχρονα ο ρυθμός παραγωγής ρύπων είναι μικρότερος από τον ρυθμό απορρόφησής τους. Τρίτον, αυτό το νέο κοινωνικό κατασκεύασμα θα είναι αειφόρο για όσο καιρό ο ρυθμός χρήσης μη ανανεώσιμων πηγών (ενέργειας και αγαθών) δεν ξεπερνά τον ρυθμό αύξησης τους λόγω της τεχνολογικής προόδου. Τέλος, μια αειφόρος κοινωνία απαιτεί η κλίμακα της ανθρώπινης δραστηριότητας να είναι τέτοια ώστε να μην επηρεάζει αρνητικά το παγκόσμιο κλίμα'' (World council of Churches, 1974) [30] Υπάρχουν δεκάδες ορισμοί της αειφορίας, η πιο εύστοχη από ένα σημείο του σχεδιασμού που έχει υιοθετηθεί από τον Domenski et al στο 1992 για την αναφορά στην ιδέα της «βιώσιμης πόλης», η οποία είναι ένα πολύπλοκο αποτέλεσμα του σχεδιασμού: Η βιωσιμότητα μπορεί να οριστεί ως μια δυναμική ισορροπία μεταξύ των τριών αμοιβαίων αλληλοεξαρτώμενων στοιχείων: (1) την προστασία και ανάδειξη των φυσικών οικοσυστημάτων και των πόρων (2) της παραγωγικότητας της οικονομίας και (3) η παροχή κοινωνικών υποδομών όπως η απασχόληση, η στέγαση, η εκπαίδευση, ιατρική περίθαλψη και τις πολιτιστικές ευκαιρίες». [29] Αυτός ο ορισμός αναγνωρίζει τις υπηρεσίες που η φύση παρέχει και το καθήκον του ανθρώπου που έχει στη φύση, επικαλείται την παραγωγικότητα και όχι την οικονομική ανάπτυξη και συνδέει την αειφορία στη συνολική κοινωνική κατάσταση και την υγεία μας. Στην πραγματικότητα, αυτά τα τρία στοιχεία, η οικολογική, η οικονομική και η κοινωνική χρησιμοποιούνται συχνά σε Ven διαγράμματα για να εκπροσωπεί τον οικολογικό σχεδιασμό και τον αειφόρο σχεδιασμό με οικολογικής αποδοτικότητας και τριπλό τελική γραμμή άνθρωποι, πλανήτης και κέρδος. 2.2 Βιώσιμη ανάπτυξη Sustainability:...development that meets the needs of the present impacting the ability of future generations to meet their own needs. [36] World without World Commission of Environment & Development, 1987 Δεν υπάρχει καθολικά αποδεκτός ορισμός για το τι σημαίνει βιωσιμότητα. Υπάρχουν πολλές διαφορετικές απόψεις για το τι είναι και πώς μπορεί να επιτευχθεί. Η ιδέα της αειφορίας προέρχεται από την έννοια της βιώσιμης ανάπτυξης, η οποία έγινε κοινή γλώσσα κατά την πρώτη σύνοδο κορυφής του κόσμου του Ρίο το Ο αρχικός ορισμός της βιώσιμης ανάπτυξης θεωρείται ότι είναι: 33

34 «Η ανάπτυξη που ικανοποιεί τις ανάγκες του παρόντος χωρίς να διακυβεύει την ικανότητα των μελλοντικών γενεών να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες». Bruntland Έκθεση για την Παγκόσμια Επιτροπή για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη (1992)[30] Από τότε, έχουν υπάρξει πολλές παραλλαγές και επεκτάσεις σε αυτό το βασικό ορισμό. Πολλοί υποστηρίζουν ότι η βιωσιμότητα έχει αεροπειρατεία και το γύρισε για να ταιριάξει την κυβέρνηση και τις επιχειρήσεις που θέλουν πραγματικά να συνεχίσουν με ''business as usual''. Ο ορισμός της αειφορίας που εγκρίθηκε από τα Ηνωμένα Έθνη στην Ατζέντα για την Ανάπτυξη είναι: Η ανάπτυξη είναι μια πολυδιάστατη επιχείρηση για την επίτευξη μιας καλύτερης ποιότητας ζωής για όλους τους ανθρώπους. Η οικονομική ανάπτυξη, κοινωνική ανάπτυξη και η προστασία του περιβάλλοντος είναι αλληλένδετες και αλληλοενισχυόμενες συνιστώσες της αειφόρου ανάπτυξης. Τα αποσπάσματα που ακολουθούν παρέχουν κάποιες ιδέες για το τι συνιστά τη βιώσιμη ανάπτυξη και την αειφορία. «Η αειφόρος ανάπτυξη είναι μια δυναμική διαδικασία η οποία επιτρέπει στους ανθρώπους να αξιοποιήσουν τις δυνατότητές τους και να βελτιώσουν την ποιότητα ζωής τους με τρόπους που ταυτόχρονα προστατεύουν και να ενισχύουν τα συστήματα υποστήριξης της ζωής της γης» (Forum for the Future). «Στην ουσία η αειφόρος ανάπτυξη είναι περίπου πέντε βασικές αρχές: η ποιότητα της ζωής, δικαιοσύνης και ισότητας, συμμετοχή και της εταιρικής σχέση, φροντίδα για το περιβάλλον και σεβασμός για οικολογικούς περιορισμούς - αναγνωρίζοντας ότι υπάρχουν«περιβαλλοντικά όρια» Και της σκέψης για το μέλλον και την αρχή της προφύλαξης»(από φόρουμ για τη βιώσιμη έργο το μέλλον του πλούτου του Λονδίνου). «Το περιβάλλον πρέπει να προστατευθεί... για να διατηρήσει τις ουσιώδεις λειτουργίες του οικοσυστήματος και να παρέχουν για την ευημερία των μελλοντικών γενεών. Περιβαλλοντική και οικονομική πολιτική πρέπει να ενσωματωθεί. Ο στόχος της πολιτικής πρέπει να είναι η βελτίωση της συνολικής ποιότητας της ζωής, όχι μόνο για την αύξηση του εισοδήματος, η φτώχεια πρέπει να σταματήσει και η κατανομή των πόρων να γίνεται πιο ισότιμα και όλα τα τμήματα της κοινωνίας πρέπει να συμμετέχουν στη διαδικασία λήψης αποφάσεων». (Ο πραγματικός κόσμος Συνασπισμός 1996, ένας ορισμός με βάση τις εργασίες της Παγκόσμιας Επιτροπής για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη)[32] «Δεν μπορούμε απλά να προσθέσουμε την αειφόρο ανάπτυξη με την τρέχουσα λίστα των πραγμάτων να κάνουμε, αλλά πρέπει να μάθουμε να ενσωματώνουμε τις έννοιες σε όλα όσα κάνουμε». (Η Dorset Εκπαίδευση για την Αειφορία) 34

35 Στις μέρες μας τα περισσότερα αντικείμενα της καθημερινής μας ζωής έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής από τα υλικά που τα αποτελούν. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη υπερβολική κατανάλωση μη ανανεώσιμων πρώτων υλών και ενέργειας, την εκπομπή αερίων που επιβαρύνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και την επιβάρυνση του περιβάλλοντος με το τεράστιο όγκο των αδιάσπαστων απορριμμάτων. Προκειμένου να αντιμετωπιστεί η καταστροφή του περιβάλλοντος πρέπει να ληφθούν δραστικά μέτρα και στη σχεδίαση και παραγωγή προϊόντων. Οι επιπτώσεις είναι ορατές τόσο σε τοπικό επίπεδο αλλά και σε παγκόσμιο. Για αυτό τον λόγο κρίνεται αναγκαίο να βρεθούν λύσεις ως προς τη χρήση εναλλακτικών πρώτων υλών και πηγών ενέργειας. Σύμφωνα με μαρτυρίες σχεδιαστών, οι δυνάμεις αυτές που δημιουργούν το περιβάλλον στο οποίο υλοποιείται ο σχεδιασμός είναι πέντε: η αγορά, η τεχνολογία, το επενδυτικό κλίμα, η απαίτηση για καθαρό περιβάλλον και η απαίτηση για καλαίσθητα προϊόντα. Η απαίτηση για την ελαχιστοποίηση της οικολογικής επιβάρυνσης που προέρχεται από τα παραγόμενα προϊόντα, κάνει επιτακτική την ανάγκη για Σχεδίαση για το Περιβάλλον (design for the environment-dfe) και για σχεδιασμό με βάση τις αρχές της Αειφορίας (sustainable development). Η αειφορία θεωρείται χαρακτηριστικό μιας διαδικασίας ή κατάστασης που μπορεί να διατηρηθεί σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο επ' αόριστο. Σε περιβαλλοντικό επίπεδο αναφέρεται στη μακροβιότητα των ζωτικών συστημάτων για τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Ως έννοια χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην Παγκόσμια συνδιάσκεψη για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη το 1987 από τον Harlem Brudland ενώ επίσημα καθιερώθηκε το Ο Διεθνής Οργανισμός Περιβάλλοντος και Ανάπτυξης (1987) ορίζει την έννοια της αειφορίας ως την «ανάπτυξη που καλύπτει τις ανάγκες του παρόντος κόσμου, χωρίς να διακυβεύει το δικαίωμα των μελλοντικών γενεών να καλύψουν και τις δικές τους ανάγκες». [36] Από τότε χρησιμοποιείται ευρέως, ιδιαίτερα με την έννοια της περιβαλλοντικής αειφορίας, για να εκφράσει το σύστημα στο οποίο οι ανθρώπινες δραστηριότητες, τόσο σε παγκόσμιο όσο και σε τοπικό επίπεδο, δεν παρεμποδίζουν τον κύκλο ζωής της φύσης και που συγχρόνως δεν υποβαθμίζουν τους φυσικούς πόρους που θα κληρονομήσουν οι επόμενες γενιές. Βασικοί στόχοι της αειφορίας είναι η ποιότητα του περιβάλλοντος και η κοινωνική ισότητα με το ελάχιστο δυνατό κόστος. Η στροφή προς την αειφορία απαιτεί ριζικές αλλαγές σε κοινωνικό και πολιτικό επίπεδο. Η έννοια της «περιβαλλοντικής αειφορίας» εκφράζει τη διατήρηση των φυσικών πόρων και τη χρήση πηγών ενέργειας και πρώτων υλών που είναι ανανεώσιμες. Στοχεύει επίσης στη μείωση της εκπομπής αερίων και της κατανάλωσης πηγών ενέργειας, στη μείωση του όγκου απορριμμάτων και στην εφαρμογή της επαναχρησιμοποίησης, ανακύκλωσης και κομποστοποίησης. 35

36 Εικόνα 6 : Παράγοντες που επηρεάζουν την αειφορία Η αειφόρος ανάπτυξη θέτει ουσιαστικά ερωτήματα οικονομικού, κοινωνικού και περιβαλλοντικού περιεχομένου για τις επιπτώσεις των ανθρωπίνων ενεργειών τόσο εντός των παρόντων γενεών όσο και των μελλοντικών. Με την αειφόρο ανάπτυξη, πραγματοποιείται εφαρμογή αναπτυξιακών προσεγγίσεων οι οποίες είναι συμφέρουσες σε οικονομικό και περιβαλλοντικό επίπεδο, ενώ συγχρόνως ενισχύουν την ποιότητα ζωής των ανθρώπων. (Εικ.6) Η αειφόρος σχεδίαση είναι μια δραστηριότητα σχεδιασμού που αποσκοπεί στη σύλληψη και ανάπυξη λύσεων που προάγουν την αειφορία. Η βέλτιστη επιλογή του κατάλληλου υλικού και διεργασιών για τη διαδικασία παραγωγής των προϊόντων συμβάλλει στη σχεδίαση για το περιβάλλον. Η σχεδίαση για το περιβάλλον αποσκοπεί στην επίτευξη ορισμένων στόχων: Μείωση ή ελαχιστοποίηση της χρήσης μη ανανεώσιμων πρώτων υλών και τη χρησιμοποίηση υλικών από ανανεώσιμες πρώτες ύλες και τα υλικά μπορούν να βιοδιασπαστούν και να κομποστοποιηθούν Επιλογή μη τοξικών υλικών για την κατασκευή προϊόντων Εφαρμογή μεθόδων μορφοποίησης που απαιτούν μικρή κατανάλωση ενέργειας Σχεδιασμός προϊόντων με μικρό βάρος και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής που δεν θα πρέπει να αντικαθίστανται σε μικρό χρονικό διάστημα Επαναχρησιμοποίηση και ανακύκλωση των υλικών Μείωση εκπομπής τοξικών και βλαβερών ουσιών Μείωση όγκου απορριμμάτων Βασική προϋπόθεση για τη συσχέτιση της επιλογής υλικών και της σχεδίασης για το περιβάλλον είναι η κατανόηση του κύκλου ζωής των υλικών και προϊόντων σε μια εφαρμογή. Ο κύκλος ζωής των προϊόντων χωρίζεται σε 4 φάσεις: 1. Την παραγωγή του υλικού 2.Την κατασκευή του προϊόντος από το υλικό 36

37 3. Τη χρήση του προϊόντος 4. Την απόρριψη του προϊόντος μετά τη χρήση του 2.3 Συστημική προσέγγιση της αειφορίας Προκειμένου να μελετηθεί και να επαναπροσδιοριστεί ο κύκλος ζωής των προϊόντων είναι απαραίτητο να μελετηθεί ως σύστημα. Συστημική θεωρείται η ολιστική προσέγγιση ενός φαινομένου, δηλαδή η συλλογή και οργάνωση γνώσης με σκοπό την αναζήτηση λύσεων. Η προσέγγιση αυτή θεωρεί ως σύστημα ένα σύνολο από στοιχεία τα οποία αλληλεπιδρούν σχηματίζοντας ένα ακέραιο σύνολο. Ο κύκλος ζωής προϊόντων καθώς και το σύστημα κατανάλωσης ενέργειας και πρώτων υλών μελετώνται ως σύστημα. Κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής των προϊόντων, ο αντίκτυπος στο περιβάλλον και στον άνθρωπο εξαρτάται από τρεις κύριες μεταβλητές οι οποίες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σύμφωνα μετη παρακάτω σχέση: Περιβαλλοντικός Αντίκτυπος σημαίνει πληθυσμός* απαίτηση για ποιότητα ζωής * περιβαλλοντική αποδοτικότητα κοινωνικό - τεχνολογικών συστημάτων Για την αειφορία τείνουν να χρησιμοποιούν συνώνυμα όπως < πράσινο>, ή < eco>, εννοώντας το περιβάλλον. Μερικές φορές απεικονίζεται ως ένας τρόπος προώθησης του παλιού. Συχνά είναι μια απειλή για ένα νέο τρόπο ζωής που μπορεί, ενδεχομένως να σημαίνει λιγότερα από τα πάντα. Ή μπορεί να ερμηνευτεί ως ένας ορθολογικός συνδυασμός περιορισμών μεγάλων και μικρών και ένας τρόπος για να εξυπηρετήσει τις ανάγκες του ανθρώπου σε όλα τα επίπεδα, καθώς και εκείνες άλλων συστημάτων. Η βιωσιμότητα είναι κάτι πάνω από όλα αυτά. Αναφέρεται σε ανθρώπινα και οικονομικά θέματα όσο και σε περιβαλλοντικά. Ένα ακόμη βαθύτερο νόημα για την αειφορία επισημαίνει την ανάγκη να αποκατασταθεί τα φυσικά, κοινωνικά και οικονομικά συστήματα και όχι απλώς να «διορθώσουν» αλλά να τα κάνουν να έχουν καλύτερες επιδόσεις. Οι Σχεδιαστές διδάσκονται να κάνουν "νέα" όταν δεν είναι πραγματικά το καλύτερο ή όταν τα "Παλιά" δεν χρειάζονται αντικατάσταση. Ο ορισμός της «βιωσιμότητας» είναι η μελέτη της λειτουργίας των φυσικών συστημάτων με τρόπο που να συνεχίζουν να διαφέρουν και να παράγουν ό, τι χρειάζεται για την οικολογία για να παραμείνει σε ισορροπία. Αναγνωρίζει επίσης ότι ο ανθρώπινος πολιτισμός χρειάζεται πόρους για να στηρίξει το σύγχρονο τρόπο ζωής μας. Υπάρχουν αμέτρητα παραδείγματα σε όλη την ανθρώπινη ιστορία, όπου ένας πολιτισμός έχει 37

38 καταστρέψει το περιβάλλον του και επηρέασε σοβαρά τις δικές του πιθανότητες επιβίωσής. Η βιωσιμότητα λαμβάνει υπόψη το πώς μπορούμε να ζούμε σε αρμονία με το φυσικό κόσμο γύρω μας, προστατεύοντάς το από τη φθορά και την καταστροφή. Τώρα ζούμε σε ένα σύγχρονο, καταναλωτικό ανεπτυγμένο κόσμο και σε μεγάλο βαθμό η αστική μας ύπαρξη βασίζεται στην κατανάλωση πολλών φυσικών πόρων κάθε μέρα. Στα αστικά κέντρα, καταναλώνουμε περισσότερη ενέργεια από ό, τι εκείνοι που ζουν σε αγροτικές περιοχές και τα αστικά κέντρα χρησιμοποιούν πολύ περισσότερη δύναμη από ό, τι κατά μέσο όρο, για να τροφοδοτήσουν των νοικοκυριών τις ενεργειακές απαιτήσεις. Αυτό δεν πρόκειται να πει ότι η αειφόρος διαβίωση θα πρέπει να επικεντρωθεί μόνο σε ανθρώπους που ζουν σε αστικά κέντρα όμως, υπάρχουν βελτιώσεις που πρέπει να γίνουν παντού. Εκτιμάται ότι θα χρησιμοποιούνται περίπου 40% περισσότεροι πόροι κάθε χρόνο από όσους μπορούμε να παράγουμε και αυτό πρέπει να αλλάξει. Η Αειφορία και βιώσιμη ανάπτυξη εστιάζουν στην εξισορρόπηση μιας λεπτής γραμμής ανάμεσα σε αντικρουόμενες ανάγκες. Την ανάγκη μας να προχωρήσουμε προς τα εμπρός τεχνολογικά και οικονομικά, και τις ανάγκες για την προστασία του περιβάλλοντος στα οποίο ζούμε όλοι. Η βιωσιμότητα δεν είναι μόνο για το περιβάλλον, είναι επίσης για την υγεία μας ως κοινωνία, να διασφαλίσει ότι κανένας λαός ή οι τομείς της ζωής υποφέρουν ως αποτέλεσμα της περιβαλλοντικής νομοθεσίας, καθώς επίσης και για την εξέταση των μακροπρόθεσμων συνεπειών των ενεργειών της ανθρωπότητας. Οι τρεις πυλώνες της αειφορίας όπως αυτοί προέκυψαν στη Παγκόσμια Διάσκεψη Κορυφής για την Κοινωνική Ανάπτυξη (2005), όπου εντοπίστηκαν τρεις βασικοί τομείς που συμβάλλουν στην φιλοσοφία και τις κοινωνικές επιστήμες της βιώσιμης ανάπτυξης. Αυτοί οι «πυλώνες» σε πολλά εθνικά πρότυπα και συστήματα πιστοποίησης, αποτελούν τη ραχοκοκαλιά της αντιμετώπισης των βασικών τομέων που αντιμετωπίζει ο κόσμος σήμερα. Η Επιτροπή Brundtland το περιέγραψε ως «ανάπτυξη που ικανοποιεί τις ανάγκες του παρόντος χωρίς να διακυβεύει την ικανότητα των μελλοντικών γενεών να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες».[33] Οικονομική ανάπτυξη Η οικονομική ανάπτυξη είναι το ζήτημα που αποδεικνύεται το πιο προβληματικό, καθώς οι περισσότεροι άνθρωποι διαφωνούν σχετικά με την πολιτική ιδεολογία τι είναι και τι δεν είναι οικονομικά υγιής και πώς αυτό θα επηρεάσει τις επιχειρήσεις και κατ 'επέκταση, την απασχόληση και την απασχόληση. Είναι, επίσης, σχετικά με την παροχή κινήτρων για τις επιχειρήσεις και άλλους οργανισμούς να τηρούν τις κατευθυντήριες γραμμές της βιωσιμότητας πέραν των κανονικών τους νομοθετικών απαιτήσεων. Επίσης, να ενθαρρύνει και να δημιουργηθούν κίνητρα για το μέσο άτομο για να κάνουν το καθήκον τους, όπου και όταν μπορούν. Η αγορά προσφοράς και ζήτησης έχει καταναλωτικό χαρακτήρα και η σύγχρονη ζωή απαιτεί πολλούς πόρους κάθε μέρα για το καλό του περιβάλλοντος, να πάρει αυτό που καταναλώνουν κάτω από τον έλεγχο είναι το πρωταρχικό θέμα. Η 38

39 οικονομική ανάπτυξη είναι για να δίνουμε στους ανθρώπους αυτό που θέλουν χωρίς συμβιβασμούς στην ποιότητα της ζωής, ιδιαίτερα στον αναπτυσσόμενο κόσμο και τη μείωση της οικονομικής επιβάρυνσης Κοινωνική Ανάπτυξη Υπάρχουν πολλές πτυχές στον άξονα της «κοινωνικής ανάπτυξης». Το πιο σημαντικό είναι η ευαισθητοποίηση και η νομοθεσία για την προστασία της υγείας των ανθρώπων από τη ρύπανση και άλλες επιβλαβείς δραστηριότητες των επιχειρήσεων και άλλων οργανισμών. Είναι, επίσης, για τη διατήρηση της πρόσβασης σε βασικούς πόρους, χωρίς να διακυβεύεται η ποιότητα της ζωής. Το μεγαλύτερο θέμα για πολλούς ανθρώπους αυτή τη στιγμή είναι βιώσιμη στέγαση και πώς μπορούμε να οικοδομήσουμε καλύτερα τα σπίτια που ζούμε από το βιώσιμων υλικών. Το τελευταίο στοιχείο είναι η εκπαίδευση - ενθάρρυνση των ανθρώπων να συμμετέχουν στην περιβαλλοντική βιωσιμότητα και τη διδασκαλία τους σχετικά με τις επιπτώσεις της προστασίας του περιβάλλοντος, καθώς και η προειδοποίηση για τους κινδύνους, αν δεν μπορούμε να επιτύχουμε τους στόχους μας Προστασία του περιβάλλοντος Όλοι γνωρίζουμε τι πρέπει να κάνουμε για την προστασία του περιβάλλοντος, αν αυτό είναι η ανακύκλωση, μείωση της κατανάλωσης ενέργειας μας με την αλλαγή ηλεκτρονικών συσκευών αλλαγή του τρόπου μετακίνησης. Οι επιχειρήσεις ρυθμίζονται για την πρόληψη της ρύπανσης και να κρατήσουν τις δικές τους εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα σε χαμηλά επίπεδα. Υπάρχουν κίνητρα για την εγκατάσταση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε σπίτια και σε επιχειρήσεις. Η προστασία του περιβάλλοντος αποτελεί τον τρίτο πυλώνα και για πολλούς, το πρωταρχικό μέλημα για το μέλλον της ανθρωπότητας. Καθορίζει το πώς πρέπει να μελετήσουμε και την προστασία των οικοσυστημάτων, την ποιότητα του αέρα, την ακεραιότητα και τη βιωσιμότητα των πόρων μας και εστιάζοντας στα στοιχεία που μέρος άγχος για το περιβάλλον. Αφορά, επίσης, το πώς η τεχνολογία θα οδηγήσει σε ένα πιο πράσινο μέλλον. Η EPA αναγνώρισε ότι η ανάπτυξη της τεχνολογίας είναι το κλειδί σε αυτή την αειφορία και την προστασία του περιβάλλοντος στο μέλλον από την πιθανή ζημία που οι τεχνολογικές εξελίξεις θα μπορούσαν δυνητικά να στηρίξουν τον σύγχρονο τρόπο ζωής. Όταν ακούμε τη λέξη ''αειφορία'' έχουμε τη τάση να σκεφτόμαστε από την άποψη του περιβάλλοντος και των φυσικών πόρων. Αλλά οι αρχές της βιωσιμότητας αφορούν εξίσου και άλλα μέρη της ζωής μας συμπεριλαμβανομένης της υγείας, της ευτυχίας, της συνολικής ευημερίας. Η φύση μας δίνει μαθήματα σχετικά με το τι λειτουργεί και τι δεν λειτουργεί. Ο William McDonough λέει πόσο υγιή συστήματα είναι αυτά και δίνει ένα παράδειγμα. Η κερασιά όταν είναι σε πλήρη άνθηση, οι ρίζες της βυθίζονται στην πλούσια γη και τα κλαδιά της 39

40 καλύπτονται από χιλιάδες άνθη, όλα εκπέμπουν ένα υπέροχο άρωμα και περιέχουν χιλιάδες σπόρους οι οποίοι είναι σε θέση για να παράγουν πολλές περισσότερες κερασιές. Τα πέταλα αρχίζουν να πέφτουν, καλύπτοντας το έδαφος και διασκορπίζοντας τους σπόρους παντού. Μερικοί από τους σπόρους θα ριζώσουν, αλλά η συντριπτική πλειοψηφία απλά θα καταρρεύσει και θα γίνει μέρος του εδάφους, τρέφοντας το δέντρο και χιλιάδες άλλα φυτά και ζώα. Ο καθένας λοιπόν επωφελείται από τη διαδικασία. Το δέντρο επιστρέφει όλους τους πόρους που εξάγει και δεν παράγει επικίνδυνα αποθέματα σκουπιδιών. Δεν υπάρχουν απόβλητα, είναι απόβλητα τροφίμων. Το μοντέλο της κερασιάς αντιπροσωπεύει ορισμένες βασικές αρχές της αειφορίας, συμπεριλαμβανομένου της ευαισθητοποίησης του κύκλου ζωής, ανακύκλωση των θρεπτικών συστατικών μη απόβλητων καθώς και τη δέσμευση του ''Είναι όλα συνδεδεμένα'' και αποδεικνύεται ότι πολλές από αυτές τις αρχές μπορούν να εφαρμοστούν όχι μόνο για τους φυσικούς πόρους αλλά και για όλα τα συστήματα. 2.4 Βιώσιμη συσκευασία Η αειφόρος ανάπτυξη έχει οριστεί ως «ανάπτυξη που ικανοποιεί τις ανάγκες του παρόντος χωρίς να διακυβεύεται η ικανότητα των μελλοντικών γενεών να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες». Αυτό είναι ένας ορισμός σε επίπεδο συστήματος, με ολόκληρο τον πλανήτη να αποτελεί το σύστημα. Στο επίπεδο του συνολικού συστήματος, ο προσδιορισμός θα μπορούσε δυνητικά να γίνει αν είναι «βιώσιμη». Ωστόσο, αυτό θα απαιτούσε τον προσδιορισμό τόσο της συνολικής οικολογικής επιβάρυνσης για το οικοσύστημα της Γης, καθώς και τον προσδιορισμό της εκπλήρωσης των αναγκών. Ένας ενιαίος σχεδιασμό της συσκευασίας συμβάλλει τόσο στη συνολική οικολογική επιβάρυνση (σε σχέση με τις ανάγκες της μελλοντικής γενιάς) και στην εκπλήρωση των «σημερινών αναγκών». Είτε ότι ο συνδυασμός της οικολογικής επιβάρυνσης και το παρόν ανάγκη εκπλήρωσης είναι «βιώσιμη» είναι ένα υποκειμενικό θέμα, το οποίο εξάλλου εξαρτάται από την (επίσης υποκειμενική) αξιολόγηση του συνδυασμού της οικολογικής επιβάρυνσης που χρειάζονται για την εκπλήρωση του προϊόντος που περιέχεται μέσα στη συσκευασία. Στην καλύτερη περίπτωση, είναι δυνατό να εκτιμηθεί αν μια συσκευασία είναι πιο βιώσιμη από ό, τι άλλο, είτε επειδή πληρεί τις ίδιες ανάγκες σε χαμηλότερη οικολογική επιβάρυνση ή επειδή πληρεί περισσότερες ανάγκες στην ίδια οικολογική επιβάρυνση. Η κύρια λειτουργία της συσκευασίας είναι να προστατεύει αποτελεσματικά, τη διανομή και την εμπορία των προϊόντων και να παρέχει ασφαλή και άνετη χρήση του περιεχομένου της. Με αυτόν τον τρόπο τη συσκευασία προσθέτει αξία στο προϊόν. Αυτή η προστιθέμενη αξία συνδυάζει την οικονομική, περιβαλλοντική και κοινωνική αξία. 40

41 Για να είναι σε θέση να αξιολογήσει αυτές τις αξίες, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλοντικών οφελών και των επιπτώσεων, καθώς και για εντοπίζουν τις ευκαιρίες για βελτιώσεις, πρέπει να εξετάσουμε: 1. Το σύνολο του κύκλου ζωής ενός συστήματος συσκευασίας - από την παραγωγή ή την εξόρυξη των πρώτων υλών έως τη διάθεση ή την ανακύκλωση 2. Πως το σύστημα συσκευασίας αλληλεπιδρά με το το σύστημα προϊόντος (Εικ.7) Εικόνα 7: Αλληλεπίδραση του συστήματος της συσκευασίας με το προϊόν, Φυσικό και Macro Περιβάλλον Υπάρχει αυξανόμενη αναγνώριση ότι πρέπει να εξετάσουμε τη «Triple bottom line» των συσκευασιών, τις οικονομικές, κοινωνικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους. Ο όρος εισήχθη στη δημόσια συζήτηση με τον John Elkington (1998). Ισχυρίζεται ότι «Οι επιχειρήσεις πρέπει να αντιμετωπίσουν την τριπλή κάτω γραμμή - οικονομική ευημερία, την περιβαλλοντική ποιότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη». Η πρόκληση είναι να ορίσουμε τι σημαίνει αυτό στην πράξη, και να αναπτύξουμε στρατηγικές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καθοδηγήσουν την ανάπτυξη και την καθιέρωση των συστημάτων της συσκευασίας που συναντούν τις απαιτήσεις της βιωσιμότητας (δηλαδή τριπλή κάτω γραμμή). Μια επιλογή είναι να θεσπίσει ένα σύνολο βασικών αρχών για την αειφορία. 41

42 Υπάρχουν πολλά παραδείγματα γενικές αρχές για την αειφόρο ανάπτυξη του προϊόντος, για παράδειγμα, Datschefski (2001) όπως οι παρακάτω αρχές: Κυκλικότητα: Το προϊόν θα πρέπει να γίνεται είτε από οργανικά υλικά και να είναι ανακυκλώσιμο ή κομποστοποιήσιμο ή θα πρέπει να γίνει από υλικά που συνεχώς ανακυκλώνονται σε κλειστό βρόγχο Χρήση ηλιακής ενέργειας: Το προϊόν θα πρέπει να χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια ή άλλες μορφές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που είναι κυκλικές και ασφαλείς, τόσο κατά τη χρήση όσο και την κατασκευή Ασφάλεια: Το προϊόν θα πρέπει να είναι μη τοξικό στη χρήση και τη διάθεση, και η κατασκευή του δεν θα πρέπει να περιλαμβάνει τοξικές απελευθερώσεις ή διαταραχή των οικοσυστημάτων. Αποτελεσματικότητα: Το προϊόν, στην κατασκευή και στην χρήση, θα πρέπει να απαιτεί 90% λιγότερα υλικά, ενέργεια και το νερό σε σύγκριση με τα προϊόντα που παρέχουν ισοδύναμη χρησιμότητα που κατασκευάζονταν το Κοινωνικά αποδεκτό: η κατασκευή και η χρήση του προϊόντος δεν θα πρέπει να προσκρούουν στα βασικά ανθρώπινα δικαιώματα ή στη δικαιοσύνης Εικόνα 8: Αρχές της βιώσιμης συσκευασίας Ένας άλλος ευρέως χρησιμοποιούμενος ορισμός της βιώσιμης συσκευασίας που χρησιμοποιήθηκε από τον Συνασπισμό της βιώσιμης συσκευασίας (Δεκεμβρίος 2011), ο οποίος ορίζει τη βιώσιμη συσκευασία ως συσκευασία που : είναι επωφελής, ασφαλής και υγιής για τα άτομα και κοινότητες σε όλο τον κύκλο ζωής της πληρεί τα κριτήρια της αγοράς τόσο για τις επιδόσεις όσο και το κόστος 42

43 προέρχεται, κατασκευάζεται, μεταφέρεται και ανακυκλώνεται με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας βελτιστοποιεί τη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ή ανακυκλώσιμων υλικών κατασκευάζεται με τη χρήση καθαρών τεχνολογιών παραγωγής και των βέλτιστων πρακτικών είναι κατασκευασμένη από υλικά υγιή σε όλα τα πιθανά στάδια της ζωής τους είναι φυσικά σχεδιασμένη για τη βελτιστοποίηση υλικών και ενέργειας έχει πράγματι ανακτηθεί και χρησιμοποιηθεί σε βιολογικές ή / και σε βιομηχανικών κύκλων κλειστού βρόχου. Για να επιτευχθεί μια βιώσιμη κοινωνία, η οικολογική επιβάρυνση πρέπει να αποσυνδεθεί από την οικονομική ανάπτυξη. Για να μεταφραστεί η έννοια αυτή σε επίπεδο σχεδιασμού του προϊόντος (ή συσκευασία), χρειάζεται μια μέθοδος που να ενσωματώνει τόσο την πλευρά της αξίας όσο και τη πλευρά οικολογικής επιβάρυνσης. Η κλασική έννοια της αειφορίας πρέπει να περιέχει και τα δύο, και ακόμη και ένα τρίτο, όπως η βιωσιμότητα συχνά λέγεται ότι αποτελείται από τρία στοιχεία (το τριπλό μοντέλο P», που επινοήθηκε από τον John Elkington): οι άνθρωποι, ο πλανήτης και η ευημερία (κέρδος όπου θα ωφεληθούν όλοι οι ενδιαφερόμενοι: πελάτες, εργαζόμενοι, μετόχοι και η κοινωνία). Για τη συσκευασία, από την πλευρά του «πλανήτη» (π.χ. το οικολογικό βάρος) καλύπτεται εκτενώς. Στην πραγματικότητα, η υπάρχουσα βιβλιογραφία σχετικά με τη βιώσιμη συσκευασία έχει επικεντρωθεί κυρίως στη μείωση της οικολογικής επιβάρυνσης. Η πλευρά του κέρδους καλύπτεται επίσης εκτενώς, αν και συνήθως δεν είναι ρητά ως συστατικό της αειφορίας. Η αντιμετώπιση της συνιστώσας των «ανθρώπων» έχει αποδειχθεί δύσκολο όμως. Αρκετοί συγγραφείς έχουν κάνει μια προσπάθεια αντιμετώπισης των ανθρώπων ή της κοινωνικής συνιστώσας της βιώσιμης συσκευασίας (π.χ. Wever και Tempelman [2] και Nordin και Selke), αλλά αυτό παραμένει ένας τομέας της περαιτέρω δυνατότητες. Εντός της έννοιας της αειφορίας, η πλευρά των κερδών της συσκευασίας σχετίζεται με την ικανοποίηση των αναγκών που αναφέρονται στον ορισμό της βιώσιμης ανάπτυξης, δηλαδή, μέσω της οικονομικής αξίας που παρέχονται: την αντιληπτή αξία για τον πελάτη ( «δίκαιη τιμή») του προϊόντος. Οι φιλικές προς το περιβάλλον συσκευασίες μπορούν να προκαλέσουν λιγότερη επιβάρυνση έως και καθόλου στο πλανήτη. Υπάρχουν τρεις βασικές κατηγορίες που τις διακρίνουν: 1. Οι επαναχρησιμοποιούμενες συσκευασίες που μετά την χρήση τους μπορούν να καθαριστούν και να επαναχρησιμοποιηθούν, όπως για παράδειγμα γυάλινα μπουκάλια γάλακτος ή βάζα από μαρμελάδες. 43

44 2. Οι ανακυκλώσιμες συσκευασίες που έχουν κατασκευαστεί από υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά συνήθως μετά από επεξεργασία. Τέτοια υλικά μπορούν να αποτελέσουν το γυαλί, το χαρτί ή το μέταλλο. 3. Οι βιοδιασπώμενες συσκευασίες είναι συσκευασίες φυτικής προέλευσης και μετά την χρήση τους μπορούν να θρυμματιστούν και να πεταχτούν στο χώμα ή την ατμόσφαιρα χωρίς να προκαλέσουν αρνητικές επιπτώσεις στην γη και ως εκ τούτου να καταλήξουν ξανά στο αρχικό τους περιβάλλον αποτελώντας τροφή για τους υπολοίπους οργανισμούς. Οι βιοδιασπώμενες συσκευασίες δεν έχουν επιβλαβή χημικές ουσίες, πλαστικές επικαλύψεις και δεν χρειάζονται υπερβολικές ποσότητες ενέργειας προκειμένου να κατασκευαστούν. Δεν είναι λίγες οι εταιρίες που επιλέγουν στα πλαίσια της βιωσιμότητας και βιώσιμης συσκευασίας να ακολουθήσουν την στρατηγική των 5Rs (πέντε Ρ) εστιάζοντας στις ακόλουθες πέντε βασικές αρχές: Remove: Ουσιαστικά στην αρχή αυτή αφαιρούνται, όπου είναι δυνατό, επίπεδα συσκευασιών που θεωρούνται μη βασικά. Με τον τρόπο αυτό γίνεται χρήση μικρότερης ποσότητας υλικών. Reduce: Εδώ γίνεται μείωση των συσκευασιών στο βέλτιστο μέγεθος και βάρος ανάλογα με το περιεχόμενο. Πολλές εταιρίες όπως η Coca Cola έχουν ανασχεδιάσει τις συσκευασίες προϊόντων μειώνοντας το βάρος της συσκευασίας και κάνοντας το καπάκι ελαφρύτερο. Με αυτό τον τρόπο μειώνεται η ποσότητα πρώτης ύλης που χρησιμοποιείται αλλά ταυτόχρονα και τα έξοδα και η ενέργεια που δαπανάται στα μεταφορικά. Reuse: Η επαναχρησιμοποίηση είναι πάρα πολύ βασικό κομμάτι της βιωσιμότητας, καθώς με αυτό τον τρόπο δεν δαπανάται πρώτη ύλη και ενέργεια για την κατασκευή νέου προϊόντος. Renew: Πρόκειται για την μεγιστοποίηση αναλογίας της ανανεώσιμης μορφής ενέργειας και των βιώσιμων υλικών που βιοδιασπώνται ή συμβάλουν στην κομποστοποίηση. Recycle: Η αύξηση των ανακυκλωμένων και ανακυκλώσιμων υλικών είναι ένα αναπόσπαστο κομμάτι της σχεδίασης βιώσιμης συσκευασίας Οφέλη της βιώσιμης συσκευασίας Ενώ τα οφέλη της βιώσιμης συσκευασίας μπορεί να είναι προφανή από περιβαλλοντική άποψη, για παράδειγμα η μείωση των αποβλήτων και η διατήρηση των πόρων, θα πρέπει επίσης να παρέχουν οικονομικά και κοινωνικά οφέλη. Τα οικονομικά οφέλη μπορεί να περιλαμβάνουν: 1.Η εξοικονόμηση κόστους μέσω της αποτελεσματικότερης χρήσης των υλικών 2. Προστιθέμενη αξία στην αλυσίδα εφοδιασμού: έλεγχοι της εφοδιαστικής αλυσίδας μπορεί να αναδείξουν τα περιττά έξοδα ή ανεπάρκειες που σχετίζονται με το σχεδιασμό της συσκευασίας 44

45 3.Κανονιστική συμμόρφωση: επενδύσεις στα συστήματα συσκευασίας,η αξιολόγηση θα βοηθήσει στον εντοπισμό ευκαιριών για την εξασφάλιση της συμμόρφωσης 4. Ανταγωνιστικό πλεονέκτημα - βιώσιμα συστήματα συσκευασίας, θα βοηθήσουν(εκ νέου) τα προϊόντα στις ευαίσθητες αγορές 5.Στενότερες σχέσεις με τους πελάτες και τους προμηθευτές Η αναζήτηση λύσεων σε περιβαλλοντικές προκλήσεις στην αλυσίδα εφοδιασμού, όπως για παράδειγμα η ανάπτυξη των συστημάτων ανάκτησης χρησιμοποιημένων συσκευασιών, μπορεί να σας βοηθήσει να οικοδομήσουμε ισχυρότερες σχέσεις με τους πελάτες και τους προμηθευτές. Τα κοινωνικά οφέλη μπορεί να περιλαμβάνουν: 1.Αυξημένη ευκολία των καταναλωτών στην προετοιμασία και στη χρήση συσκευασμένων προϊόντων, που πληρούν τις απαιτήσεις του τρόπου ζωής, συμπεριλαμβανομένων και των προσδοκιών σχετικά με τις περιβαλλοντικές επιδόσεις 2.Ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων της συσκευασίας σε διάφορα επίπεδα (δηλαδή εγχώρια, δημόσιο περιβάλλον) 3.Ενισχυμένη κοινοτική ευημερία 2.5 Βιώσιμα υλικά Βιώσιμα υλικά είναι όσα υλικά έχουν την ιδιότητα να παράγονται απεριόριστα από τη φύση και ταυτόχρονα καταναλώνονται με τον ίδιο ρυθμό που παράγονται και συνεπώς μπορούν να είναι διαθέσιμα στις επόμενες γενιές. Για παράδειγμα, το ξύλο μπορεί να είναι βιώσιμο υλικό εάν ο ρυθμός της συγκομιδής του είναι ίδιος με τον ρυθμό φύτευσης του. Υπάρχουν δύο κατηγορίες βιώσιμων υλικών. Αρχικά είναι τα υλικά που προέρχονται από φυτική προέλευση, για παράδειγμα ξύλο, φυσικές ίνες ή πολυμερή. Δεύτερον, είναι υλικά που προέρχονται από τα απόβλητα των προϊόντων που έχουν κατασκευαστεί με την βοήθεια των πρώτων υλών όπως για παράδειγμα ανακυκλώσιμα υλικά Παραδείγματα βιώσιμων υλικών Μανιτάρια 45

46 Εικόνα 9: Τα μανιτάρια ως υλικό συσκευασίας Το mycelium είναι το φυτικό μέρος ενός μύκητα και βρίσκεται στο έδαφος και σε άλλα υποστρώματα. Το mycelium μπορεί να σχηματίσει καρποφόρα όργανα όπως τα μανιτάρια. Στρώματα mycelium μπορούν να αποτελέσουν βιολογικά φίλτρα αφαίρεσης των χημικών ουσιών και μικροοργανισμών από το χώμα και το νερό. Τα αγροτικά απόβλητα και το mycelium ως υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε οικοδομικά υλικά, προϊόντα, στην αυτοκινητοβιομηχανία και άλλα. Οι συσκευασίες από αγροτικά απόβλητα και mycelium πέρα από αποδοτικές είναι και ενεργειακά αποδοτικές, βιοδιασπώμενες και δεν μολύνουν το περιβάλλον. Ο λόγος που αυτή η συσκευασία είναι αρκετά ανθεκτική είναι γιατί το mycelium από την φύση του είναι ισχυρός συνδετικός παράγοντας καθώς αποτελείται από δισεκατομμύρια μικροσκοπικές ίνες. Ο δεσμός των ινών περιέχει επίσης χιτίνη, που είναι μια οργανική ουσία ιδιαίτερα δυνατή λόγω των μεγάλων της ινωδών μορίων. Το mycelium και η χιτίνη μαζί ενεργούν σαν κάποιου είδους κόλλα και βοηθούν στην συνένωση και στο να δημιουργηθεί μια στερεά μορφή μεταξύ των αγροτικών αποβλήτων όπως φλοιούς σπόρων και τα υπόλοιπα στοιχεία. Με λίγα λόγια τα υλικά έχουν την ικανότητα να αυτό συναρμολογούνται. Οι συσκευασίες από ρίζες μανιταριών έχουν ήδη αποδείξει την αντοχή τους και ότι μπορούν επιτυχώς να προφυλάσσουν βαριά και εύθραυστα προϊόντα καθώς μεγάλες εταιρίες χρησιμοποιούν τις συσκευασίες αυτές. Μία από τις εταιρίες που εμπιστεύεται τις συσκευασίες από ρίζες μανιταριών είναι η Dell. Τα θετικά χαρακτηριστικά των ριζών των μανιταριών είναι: Ανθεκτικό υλικό Μπορούν να απορροφήσουν δύναμη Χαμηλό βάρος Εύκολο στην κομποστοποίηση Βιωδιασπώμενες Το σχήμα μπορεί να μεταβληθεί με βάση το καλούπι και τον τύπο των γεωργικών αποβλήτων που χρησιμοποιούνται Οικονομικά ανταγωνιστικές 46

47 Περιορισμοί Υποβάθμιση του υλικού όταν εκτίθεται σε υγρασία Χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό Ο τρόπος παραγωγής τους είναι αρκετά απλοϊκός και δε απαιτεί περίπλοκα μηχανήματα. Τα δύο βασικά υλικά που χρειάζονται για την παραγωγή του τελικού υλικού είναι αγροτικά απόβλητα, που μπορεί να είναι φλοιοί σιταριού ή ρυζιού, στάχυα και ψιλοκομμένα αποθέματα φυτών και το mycelium. Τα αγροτικά απόβλητα προέρχονται από τοπικές φάρμες έτσι ώστε να αποφεύγονται οι μεγάλες μεταφορές που απαιτούν να δαπανηθούν μεγάλα ποσά ενέργειας και καυσίμων. Αρχικά, συλλέγονται τα αγροτικά απόβλητα από τις τοπικές φάρμες προκειμένου να μειωθούν τα μεταφορικά που κοστίζουν περιβαλλοντικά. Τα αγροτικά απόβλητα αρχικά καθαρίζονται και στη συνέχεια ανακατεύονται με το mycelium και προστίθεται μια μικρή ποσότητα νερού στο μείγμα. Στην συνέχεια, τοποθετείται το μείγμα σε σακούλες προκειμένου το mycelium να φάει τα υπόλοιπα υλικά και να μεγαλώσει ενδιάμεσα από τα αγροτικά απόβλητα. Μετά από λίγες ημέρες, τοποθετείται σε φόρμες ή καλούπια προκειμένου να περιοριστεί το υλικό και να μην μεγαλώσει ανεξέλεγκτα. Μεγαλώνοντας το mycelium λειτουργεί σαν μια κόλλα που θα ενώσει τα υλικά και έτσι θα δημιουργηθεί μια εύκαμπτη μάζα υλικού. Ο λόγος που η μάζα αυτή είναι εύκαμπτη είναι γιατί το mycelium είναι ακόμη ζωντανό. Κατά την διάρκεια αυτού του σταδίου είναι ορατή η επίδραση του mycelium στο μείγμα καθώς αναπτύσσει το δίκτυο του ραγδαία και αρχίζει να καλύπτει τα κενά που μπορεί να υπάρχουν. Στην εικόνα βλέπουμε στο πέρασμα των ωρών ή ημερών πως αλλάζει το χρώμα του μείγματος μέσα στις φόρμες/καλούπια. Στο επόμενο στάδιο το φορμαρισμένο υλικό ψήνεται προκειμένου να αποβάλει όλα τα υγρά που υπάρχουν και συνεπώς το mycelium να σκοτωθεί έτσι ώστε να μην μπορεί να αναπτυχθεί περαιτέρω και ταυτόχρονα το υλικό να αποκτήσει την επιθυμητή σκληρότητα. Ένα ακόμη καινοτόμο στοιχείο εμφανίζεται στο τέλος της ζωής του υλικού αυτού καθώς μετά την χρήση του μπορεί να σπάσει σε μικρότερα μέρη και να πεταχτεί στο χώμα έτσι ώστε να αποτελέσει τροφή για τους υπόλοιπους οργανισμούς. Οι συσκευασίες από ρίζες μανιταριών (mycelium) αποτελούν λίπασμα για το χώμα και μπορούν να βοηθήσουν στην ανάπτυξη άλλων φυτών. Συμπερασματικά, καθ όλη την διαδικασία δεν εμφανίζεται καθόλου το πετρέλαιο. Ως εκ τούτου, το κόστος παραγωγής του MycoFoam είναι πολύ ανταγωνιστικό αφού σαν πρώτη ύλη δεν έχει το πετρέλαιο αλλά αγροτικά απόβλητα. Γίνεται η μίξη δύο φυσικών πόρων για να βγει το τελικό αποτέλεσμα. Ταυτόχρονα, προκειμένου να κατασκευαστούν οι συσκευασίες από MycoFoam δαπανάται 1/8 λιγότερο ενέργεια και 1/10 λιγότερο εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα συγκριτικά με τις συσκευασίες από φελιζόλ. 47

48 Bamboo Εικόνα 10 : Το bamboo ως υλικό συσκευασίας Αυτό το ταχέως αναπτυσσόμενο φυτό έχει εισβάλλει τα τελευταία χρόνια σε κάθε μέρος του σπιτιού μας, σε πάγκους, πατώματα, περσίδες, αλλά επίσης χρησιμοποιείται ως υλικό συσκευασίας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συσκευασία σε ελαφριά προϊόντα. Ένα παράδειγμα είναι στους υπολογιστές της Dell, όπου χρησιμοποιούν το μπαμπού για να προστατεύσουν και να αμβλύνουν πολλά από τα ελαφριά προϊόντα τους, όπως οι φορητοί υπολογιστές, αντικαθιστώντας έτσι τον αφρό, το κυματοειδές χαρτόνι και τα πολτοποιημένα χαρτιά. Τα θετικά του baboo στις συσκευασίες είναι: Είναι ισχυρό και ανθεκτικό, όπως ο χάλυβας, έτσι και το μπαμπού μπορεί να αντέξει πολύ στρες ενώ είναι τεντωμένο, γι 'αυτό και χρησιμοποιείται για σκάφη, ικριώματα κατασκευών και άλλα αντικείμενα που απαιτούν δύναμη και ευελιξία Κατασκευάζεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Παράγεται από τοπικές εταιρίες, μειώνει το αποτύπωμα του άνθρακα Μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων Προάγει την υγεία του εδάφους Μετά τη χρήση η συσκευασία είναι βιοαποικοδομήσιμη και μπορεί να κομποστοποιηθεί Το bamboo αναπτύσσεται γρήγορα και είναι το ταχύτερα αναπτυσσόμενο ξυλώδες εργοστάσιο στον κόσμο. Μπορεί να αυξηθεί έως και 24 εκατοστά (61 εκατοστά) την ημέρα και μπορεί να συγκομιστεί σε μόλις τρία έως επτά χρόνια, πολύ ταχύτερα από τα σκληρά ξύλα, γεγονός που καθιστά το μπαμπού εξαιρετικά ανανεώσιμο και αποτελεί μια εξαιρετική εναλλακτική λύση για αφρούς, κυματοειδείς και χυτευμένους χάρτινους πολτούς. Μετά τη συγκομιδή του baboo, σαρώνεται μηχανικά σε μια κοντινή εγκατάσταση. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το 70% του νερού ανακτάται και χρησιμοποιείται στη 48

49 διαδικασία (τα άλλα 30% χάνονται για την εξάτμιση). Δεν χύνεται τίποτα και δεν χρησιμοποιούνται τοξικά χημικά. Αν ο καιρός είναι ηλιόλουστος, ο πολτός αποξηραίνεται από τον ήλιο, μειώνοντας έτσι τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Ανακυκλωμένο χαρτόνι και χαρτί Εικόνα 11: Το χαρτόνι ως υλικό συσκευασίας Αυτά τα υλικά κατασκευάζονται από κυματοειδές κουτιά από χαρτόνι και χαρτί που ανακυκλώνεται από τους καταναλωτές και τις μεγαλύτερες βιομηχανικές εταιρείες. Όχι μόνο είναι εύκολα διαθέσιμα, είναι επίσης βιοδιασπώμενα και μη τοξικά. Χρησιμοποιώντας τις ανακυκλωμένες μορφές τους, οι εταιρείες μειώνουν το αποτύπωμα άνθρακα τους. Τα υλικά μπορούν επίσης να ανακυκλωθούν. Οι επιχειρήσεις μπορούν να συνεργαστούν με τις εταιρείες κατασκευής συσκευασιών για να βρουν λύσεις φιλικές προς το περιβάλλον με μεγάλο ποσοστό ανακυκλωμένου χαρτιού. Το κυματοειδές χαρτόνι χρησιμοποιείται ως ένα από τα πιο βασικά στοιχεία στη συσκευασία, το χαρτοκιβώτιο. Χρησιμοποιείται εκτενώς σε ολόκληρο τον κόσμο, τα κουτιά από χαρτόνι ή τα χαρτοκιβώτια αποτελούν τη ραχοκοκαλιά της μεγαλύτερης συσκευασίας διαμετακόμισης. Το κυματοειδές χαρτόνι μπορεί αρχικά να φαίνεται σαν κακός πόρος για χρήση υλικών φιλικών προς το περιβάλλον (καταστροφή των δασών, καταστροφή οικοσυστημάτων), αλλά αυτό δεν ισχύει αυστηρά, δεδομένου ότι πολλά από τα χρησιμοποιούμενα σε χαρτί υλικά που χρησιμοποιούνται αποκόπτονται από αειφόρες δασικές εκτάσεις. Εκτός από αυτό, υπάρχουν και άλλα πλεονεκτήματα στη χρήση συσκευασίας από κυματοειδές χαρτόνι. Όλα τα κουτιά από χαρτόνι μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν και να ανακυκλωθούν. Αυτό σημαίνει ότι στο μέλλον χρησιμοποιούνται λιγότεροι πόροι, καθώς το ανακυκλωμένο κυματοειδές χαρτόνι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή περαιτέρω κουτιών από χαρτόνι και η επαναχρησιμοποίηση κουτιών εξασφαλίζει μέγιστη διάρκεια ζωής των αρχικών υλικών. Αν και πολλά κυματοειδές κουτιά από χαρτόνι δεν ανακυκλώνονται συνήθως 100% (70-90% κατά μέσο όρο), είναι δυνατή η αγορά κιβωτίων που κατασκευάζονται εξ ολοκλήρου από ανακυκλωμένο κυματοειδές χαρτόνι. Δεν είναι μόνο τα κυματοειδές 49

50 κουτιά που μπορούν να κατασκευαστούν από ανακυκλωμένα υλικά αλλά και ένθετα για αυτά τα κιβώτια, όπως εκείνα που χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση των φιαλών κρασιού ή για ειδικά ένθετα κοπής. Τα κουτιά δεν είναι το μόνο προϊόν που κατασκευάζεται από κυματοειδές χαρτόνι. Μπορούν να αγοραστούν όλα τα κυματοειδή φύλλα κυματοειδούς χαρτιού, τα κυματοειδή χαρτόνια, τα τεμαχισμένα χαρτιά κραφτ και οι κυματοειδές φύλλο από 100% ανακυκλωμένα υλικά. Το κίνητρο για τη χρήση ανακυκλωμένων υλικών συσκευασίας από κυματοειδές χαρτόνι οφείλεται σε διάφορους παράγοντες. Αυτοί περιλαμβάνουν το μειωμένο κόστος των υλικών συσκευασίας (καθώς τα ανακυκλωμένα υλικά κοστίζουν γενικά λιγότερο από τα παρθένα υλικά) και το άνοιγμα νέων δημογραφικών αγορών, καθώς πολλοί καταναλωτές θα βασίσουν τις αγοραστικές τους συνήθειες στο πώς φαίνεται να είναι ένα φιλικό προς το περιβάλλον προϊόν. Δεν είναι πλέον αρκετά καλό για να προσφέρει ένα ποιοτικό προϊόν σε προσιτή τιμή. Ζαχαροκάλαμο Το ζαχαροκάλαμο που χρησιμοποιείται στις συσκευασίες είναι ο πολτός του ζαχαροκάλαμου αφού εξαχθεί η σακχαρόζη. Τώρα, οι νέες μέθοδοι επιτρέπουν να μετατραπεί σε ελαφριά, ανθεκτική, βιοδιασπώμενη συσκευασία. Τα ινώδη κατάλοιπα ζαχαροκάλαμου μετά τη σύνθλιψη και την εκχύλιση του χυμού του, γνωστού ως "Bagasse", είναι ένα από τα μεγαλύτερα γεωργικά υπολείμματα στον κόσμο. Τα κύρια συστατικά του είναι η κυτταρίνη, η ημικυτταρίνη, η λιγνίνη, και κερί. Αυτή η σύνθεση του το καθιστά ιδανικό συστατικό για εφαρμογή και χρήση ως ενισχυτική ίνα σε σύνθετα υλικά για τους σκοπούς της δημιουργίας νέων υλικών που έχουν ξεχωριστές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Σε σύγκριση με άλλες φυσικές ίνες, αυτή ευνοείται στην παραγωγή πράσινων προϊόντων υψηλής ποιότητας, δεδομένου του χαμηλού κόστους παραγωγής. Αυτό οφείλεται κυρίως στην άφθονη διαθεσιμότητα πρώτων υλών από τα εργοστάσια επεξεργασίας ζάχαρης και στο χαμηλό κόστος προεπεξεργασίας. Ακόμα εμφανίζει βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες όπως αντοχή σε εφελκυσμό, αντοχή σε κάμψη και σκληρότητα. Τα θετικά του ζαχαροκάλαμου είναι: Βιωδιασπώμενο και λιπασματοποιήσιμο Πολύ ανθεκτικό και ισχυρό Χαμηλό κόστος Καλύτερη εναλλακτική λύση αντί για πλαστικό, αφρούς Υψηλές μηχανικές ιδιότητες μείωση της ρύπανσης και της κατανάλωσης ενέργειας 50

51 Κεφάλαιο 3: Επικοινωνία της συσκευασίας 3.1 Ερμηνεύοντας την Συσκευασία Ο ρόλος της συσκευασίας έχει εξελιχθεί από την παραδοσιακή λειτουργία της προστασίας του προϊόντος. Η συσκευασία χρησιμοποιείται επίσης ως εργαλείο μάρκετινγκ για την προώθηση του προϊόντος, (O'Shaughnessy 1995). Η συσκευασία αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο ενός προϊόντος. Παρακάτω παρατίθενται ορισμένοι από τους ορισμούς που έχουν δοθεί κατά καιρούς στο πλαίσιο περιγραφής της έννοιας της συσκευασίας: -Συσκευασία είναι η επιστήμη, τέχνη και τεχνολογία κλεισίματος ή συντήρησης των προϊόντων με στόχο τη διανομή, την αποθήκευση, την πώληση και τη χρήση τους. Με τον όρο συσκευασία ακόμα εννοείται και η διαδικασία σχεδιασμού, αξιολόγησης και παραγωγής των συσκευασιών. -Συσκευασία ορίζεται κάθε προϊόν, κατασκευασμένο από οποιοδήποτε είδος υλικού από πρώτες ύλες μέχρι επεξεργασμένα υλικά και προοριζόμενο να χρησιμοποιείται για να περιέχει αγαθά με σκοπό την προστασία, διακίνηση, τη διάθεση και την παρουσίαση τους από τον παραγωγό μέχρι τον χρήστη ή τον καταναλωτή. Ως συσκευασίες θεωρούνται όλα τα είδη μιας πολλαπλής χρήσης που χρησιμοποιούνται για τον ίδιο σκοπό. -Σύμφωνα με τον Shagir (2004), «η Συσκευασία αποτελεί ένα σύστημα προετοιμασίας των προϊόντων για την ασφαλή, αποδοτική και αποτελεσματική διαχείριση, μεταφορά, διανομή, αποθήκευση, διάθεση, κατανάλωση, ανακύκλωση ή απόρριψή τους σε συνδυασμό με τη μεγιστοποίηση της αξίας για τον τελικό καταναλωτή, την αύξηση των πωλήσεων και κατά συνέπεια του παραγόμενου για την επιχείρηση κέρδους. Από τον παραπάνω ορισμό είναι προφανές πως η διαδικασία της συσκευασίας καλείται να καλύψει μια σειρά από ανάγκες διαχείρισης, διανομής και αποθήκευσης του προϊόντος, να παρέχει μια σειρά από πληροφορίες για την υποστήριξη των παραπάνω διαδικασιών και τέλος, να ικανοποιήσει νομικές απαιτήσεις και απαιτήσεις του μάρκετινγκ που επηρεάζουν δομικά της στοιχεία, όπως ο γραφικός σχεδιασμός, το σχήμα και ο τύπος της συσκευασίας». [5] -Σύμφωνα με τον Rod (1990), «η Συσκευασία αποτελεί ένα σημαντικό κομμάτι του μίγματος μάρκετινγκ μιας επιχείρησης από τη στιγμή που σύμφωνα με μελέτη που επικαλείται, οι επιχειρήσεις ξοδεύουν σχεδόν τα διπλά για τις ανάγκες της συσκευασίας από ότι ξοδεύουν σε above-the-line προωθητικές ενέργειες και διαφήμιση». 51

52 Η λειτουργία της επικοινωνίας μπορεί να θεωρηθεί με τέσσερις τρόπους. Πρώτον, η συσκευασία του προϊόντος εφιστά την προσοχή του καταναλωτή στο σημείο πώλησης, μέσω ελκυστικών σχεδίων και χρωμάτων. Δεύτερον, η συσκευασία δίνει μια ένδειξη του περιεχομένου του προϊόντος και, τρίτον, η συσκευασία μπορεί να είναι ένα εργαλείο για την εκπαίδευση του πελάτη. Τέλος, η συσκευασία συμβάλλει στην συνολική εικόνα της μάρκας. Τα χαρακτηριστικά ενός προϊόντος περνούν στη συσκευασία μέσω κατάλληλου σχεδιασμού. Τα στοιχεία που σχεδιάζονται είναι γραφιστικά όπως χρώμα, λογότυπο και τα δομικά χαρακτηριστικά όπως το σχήμα, μέγεθος, υλικό κτλ. Αυτά τα χαρακτηριστικά επιστούν την προσοχή στο χρήστη. Η συσκευασία μπορεί να υπόσχεται στο καταναλωτή την εμπειρία που μπορεί να βιώσει μέσω της χρήσης του προϊόντος. Οι εικόνες, οι αναπαραστάσεις μπορούν να δημιουργήσουν συναισθήματα στον καταναλωτή και να τον κάνουν να βιώσει μια εμπειρία μέσα από τις αισθήσεις του (ακοή, αγή, κτλ) Εμπειρία που βιώνεται Η συσκευασία διαθέτει πολλές λειτουργίες και αυτό την κάνει να θεωρείται από τους καταναλωτές σαν ένα προϊόν που μπορούν να το χρησιμοποιούν στην καθημερινότητα τους. Έτσι έχουμε τη δημιουργία συναισθημάτων και εμπειριών. Ο καταναλωτής μέσα από τη συσκευασία συνδέεται με τη μάρκα και τις αξίες της. Έτσι αποκτά μια συναισθηματική και νοητική σχέση με τη μάρκα και τα προϊόντα της. Οι συσκευασίες μπορούν να είναι λειτουργικές για να επιτύχουν κάποιους στόχους όσον αφορά την αποθήκευση, τη μεταφορά και την ευκολία στη χρήση. Αν η συσκευασία είναι εύχρηστη μπορεί να προσδώσει αξία στη μάρκα. Η λειτουργικότητα της συσκευασίας μπορεί να την κάνει να ξεχωρίσει από τους ανταγωνιστές Στοιχεία για σωστό σχεδιασμό συσκευασίας Ένας σχεδιαστής συσκευασίας στοχεύει στα παρακάτω: (1) να προσελκύσει τον αγοραστή, (2) να επικοινωνήσει το μήνυμα προς τον αγοραστή, (3) να δημιουργήσει επιθυμία για το προϊόν και (4) να πωλήσει το προϊόν (Griffin et al. 1985) Έλξη του αγοραστή Η συσκευασία πρέπει να έχει αρκετή επίδραση στο ράφι για να ξεχωρίζει ανάμεσα σε μια μυριάδα συσκευασιών. Η συσκευασία πρέπει να επιστήσει την προσοχή. Αυτό μπορεί να 52

53 γίνει μέσα από την αποτελεσματική επιλογή του χρώματος, σχήματος, εμπορικού σήματος, λογότυπου, και άλλων χαρακτηριστικών. Επικοινωνία με τον αγοραστή Κάθε στοιχείο της συσκευασίας επικοινωνεί κάτι, έτσι ώστε η εικόνα που προβάλλεται από τη συσκευασία πρέπει να συγκλίνουν με την εικόνα που ζητείται για το προϊόν (O'Shaughnessy 1995). Ο σχεδιασμός συσκευασίας πρέπει να δείχνει ταυτόχρονα τη χρήση της, τη μέθοδο εφαρμογής και των αναμενόμενων αποτελεσμάτων.[6] Όλες οι αναγκαίες πληροφορίες πρέπει να είναι ευδιάκριτές ή σιωπηρές μέσα από το σχεδιασμό. Η άμεση επικοινωνία περιγράφει το προϊόν, τα οφέλη του και το πως χρησιμοποιήται. Η έμμεση επικοινωνία χρησιμοποιεί το χρώμα, το σχήμα, τις μορφές σχεδιασμού και την υφή για να μεταφέρει εγγενή χαρακτηριστικά όπως την καθαρότητα, την αξία, την κομψότητα, τη θηλυκότητα ή η αρρενωπότητα. Για παράδειγμα τα καλλυντικά προϊόντα είναι συνήθως σε παστέλ χρώματα, μαύρο ή χρυσό για να επικοινωνούν κλασική κομψότητα. Ακόμα ένας άλλος ρόλος της επικοινωνίας της συσκευασίας είναι η παροχή πληροφοριών στους καταναλωτές μέσω της ετικέτας ή άμεσα απο τη συσκευασία. Πληροφορίες σχετικά με το περιεχόμενο, τις οδηγίες χρήσης και τις πληροφορίες που απαιτούνται. Η συσκευασία μπορεί να πείσει τον καταναλωτή ότι το προϊόν μπορεί να καλύψει μια ανάγκη ή ανταποκρίνεται σε μια εσωτερική επιθυμία. Έτσι η συσκευασία συνήθως προσθέτει αξία στο προϊόν. Η συσκευασία δεν πρέπει να πουλά μόνο το προϊόν, αλλά επίσης να δημιουργεί την επιθυμία για επανάληψη της αγοράς. Αυτό μπορεί να είναι σε μορφή επαναχρησιμοποιήσιμων χαρακτηριστικών, ειδικών δώρων που προωθούν τις πωλήσεις επανάληψης και να προσθέτουν αξία Σημαντική (semantics) και συσκευασία Ο σχεδιασμός της συσκευασίας είναι μια προέκταση του σχεδιασμού προϊόντος, οπότε μπορεί να εφαμοστεί και η σημαντική. Ο σχεδιασμός της συσκευασίας σχετίζεται με κάποιες υφές, υλικά, σχήματα. Η συσκευασία ξεχωρίζει από τα προϊόντα καθώς έχει τη δική της λειτουργία, τρόπο έκφρασης και το δικό της περιβάλλον των μέσων μαζικής ενημέρωσης. Ο σχεδιασμός της συσκευασίας απαιτεί μια ποικιλία από στοιχεία που συνδυάζονται όπως η δομή, το σχήμα, το χρώμα, τα υλικά η υφή και το εμπορικό σήμα. Όλα αυτά είναι στοιχεία της γλώσσας που με τα σύμβολα θα επικοινωνήσουν τη σημαντική των αγαθών. 53

54 3.1.4 Μορφή στο σχεδιασμό συσκευασίας Η μορφή της συσκευασίας μπορεί να δημιουργήσει ατμόσφαιρα χρησιμοποιώντας διαφορετικές, αναλογίες και σχήματα, μεγέθη και συνθέσεις των μερών της. Η ατμόσφαιρα αυτή προκαλεί ευχάριστα συναισθήματα, χαλαρωτικά, ενδιαφέροντα και άλλα. Μέσα από αυτά επηρεάζεται η ψυχολογία του καταναλωτή, νιώθει μια εμπειρία οικειότητας. Η μορφή μιας συσκευασίας μπορεί να πάρει ένα κανονικό σχήμα ή ένα ακανόνιστο. Στο κανονικό σχήμα ένα τετραγώνο κουτί μπορεί να είναι αυστηρό, σοβαρό και οι καταναλωτές να αισθάνονται μια επισημότητα. Ένα στρογγυλό δοχείο αποπνέει μεγαλύτερη χαλαρότητα, ηρεμία και ζωντάνια. Τα ορθογώνια δοχεία έχουν ένταση και προσδίσουν ζεστασιά και ελευθερία. Στο ακανόνιστο σχήμα, δοχεία με ελεύθερες καμπύλες είναι πιο οργανικές φόρμες, είναι πιο κοντά στην έννοια της φύσης και δίνουν μια αίσθηση φιλική προς το περιβάλλον. Ασσύμετρα δοχεία είναι πιθανό να προκαλέσουν ένα avant-garde συναίσθημα ότι το προϊόν υπερέχει Υλικά στο σχεδιασμό συσκευασίας Τα υλικά και οι υφές στη συσκευασία μπορούν να επικοινωνήσουν πληροφορία για τα αγαθά. Πρωταρχικό ρόλο παίζει η ασφάλεια στη χρήση και αυτή κρίνεται από τη δύναμη και την αντοχή του υλικού. Η υφή των υλικών δίνει μια οπτική και απτική αίσθηση. Η υφή μπορεί να εκφράσει τη ποιότητα των αγαθών. Όπως για παράδειγμα το ξύλο, το μπαμπού και άλλα φυσικά υλικά δίνουν την αίσθηση της φύσης. Τα μεταλλικά υλικά δίνουν μια αίσθηση υψηλής τεχνολογίας. 3.2 Οπτικά στοιχεία στη σημαντική στο σχεδιασμό συσκευασίας Σημαντική και γραφιστικά στοιχεία Η χρήση των οπτικών συμβόλων για να εκφράσουμε αφαιρετικά μια ιδέα συνδέεται με τις συμβολικές μορφές στα οπτικά στοιχεία της σημαντικής. Έχουμε μια οπτική γλώσσα, γλώσσα εικόνων που χρησιμοποιείται για να εισάγει μια αντίληψη. Οι εικόνες, οι φωτογραφίες και τα διακοσμητικά στοιχεία δημιουργούν υποσυνείδητα συνδέσεις με άλλα πράγματα. Τα διακοσμητικά στοιχεία δε χρειάζονται επεξήγηση όταν χρησιμοποιούνται σωστά Σημαντική και κείμενο Οι καταναλωτές πρέπει να κατανοούν τα μηνύματα μέσα από το γραπτό λόγο. Η σημασία του κειμένου δεν είναι μόνο η διάδοση της πληροφορίας αλλά και η ομορφιά των 54

55 νοημάτων. Οι διαφορετικές γραμματοσειρές προωθούν διαφορετικά στοιχεία στη σημαντική. Για παράδειγμα μια ξένη γλώσσα σε sans serif προσδίδουν την αίσθηση του μοντέρνου. Στα περισσότερα γυναικεία καλλυντικά χρησιμοποιούνται λεπτοί χαρακτήρες που προτείνουν την κομψότητα στους καταναλωτές. Στις συσκευασίες τροφίμων και παιδικών προϊόντων χρησιμοποιούνται στρογγυλοί χαρακτήρες γραμματοσειρών Σημαντική και χρώμα Το χρώμα στη συσκευασία δεν εξυπηρετεί μόνο διακοσμητικούς σκοπούς αλλά έχει και συμβολικό νόημα. Οι άνθρωποι επηρεάζονται ψυχολογικά από τα χρώματα. Το μπλέ χρώμα σε ηρεμεί και σε γαληνεύει ενώ αντίθετα το κόκκινο σε συναρπάζει. Γενικά έχει αποδειχθεί ότι τα ζεστά χρώματα υπονοούν τον ήλιο, τη φωτιά ενώ τα ψυχρά χρώματα υπονοούν τον αέρα, τη θάλασσα. Ο συνδυασμός των χρωμάτων μπορούν να ανακλούν διάφορες διαθέσεις, ιδιοσυγκρασίες και να κάνουν πιο ζωντανή τη συσκευασία. Η σημαντική και τα χρώματα δημιουργούν μια οπτική εμπειρία που προκαλεί συνειρμούς στον καταναλωτή. Για παράδειγμα στο μεταλλικό νερό χρησιμοποιούνται χρώματα όπως το μπλέ, το μώβ για να δείξουν την αγνότητα του νερού. Τα χρώματα τραβούν τη προσοχή των ανθρώπων. 55

56 Κεφάλαιο 4: Οριστική περιγραφή έργου 4.1 Χαρτόνι ως προτεινόμενο υλικό Το χαρτόνι, που παραδοσιακά χρησιμοποιείται για συσκευασίες, έχει δυνατότητα εφαρμογής σε πολλούς διαρθρωτικούς τομείς, επειδή είναι ανακυκλώσιμο, βιοδιασπώμενο και κατασκευασμένο από ανανεώσιμες πηγές. Πρόκειται για ένα φθηνό υλικό το οποίο είναι εξαιρετικά ισχυρό, λαμβάνοντας υπόψη το ελαφρύ του βάρος. Αρκετά παραδείγματα και μελέτες περιπτώσεων καταδεικνύουν ότι το χαρτόνι ότι είναι και ένα αποτελεσματικό δομικό υλικό για προσωρινές κατασκευές. Τα απορρίμματα χαρτιού αντιπροσωπεύουν το 40% όλων των αποβλήτων και η παραγωγή χαρτιού συμβάλλει σημαντικά στην αποδάσωση, καθώς και στη ρύπανση του αέρα, των υδάτων και της γης. Τα προϊόντα χαρτιού και χαρτονιού που καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής απελευθερώνουν μεθανικό αέριο όταν αρχίζουν να αποσυντίθενται, συμβάλλοντας περαιτέρω στη ρύπανση του περιβάλλοντος. Ευτυχώς, κάπου μεταξύ 60 και 85% όλων των προϊόντων χαρτιού συμπεριλαμβανομένου του χαρτονιού- ανακυκλώνονται επί του παρόντος. Το χαρτόνι ανακύκλωσης είναι ένας απλός και αποτελεσματικός τρόπος για να μειωθεί το ποσό που καταλήγει σε χώρους υγειονομικής ταφής και να μειωθεί η ποσότητα των δέντρων που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή χαρτιού. Οι διαδικασίες ανακύκλωσης και παραγωγής εξακολουθούν να καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας και νερού, ιδιαίτερα σε σύγκριση με άλλους πόρους φυτικών ινών. Ωστόσο, το ανακυκλωμένο χαρτόνι δημιουργεί κατά 35% λιγότερη ρύπανση των υδάτων και 74% λιγότερη ατμοσφαιρική ρύπανση από τον παρθένο χαρτοπολτό, καθιστώντας έτσι σημαντικά πιο βιώσιμη. Μπορεί να ανακυκλωθεί έως και 5 φορές, μετά από το οποίο μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα ή ζωικό υπόστρωμα. Επιπλέον, τα περισσότερα χαρτόνια δεν υφίστανται καμία διεργασία λεύκανσης, μειώνοντας έτσι τις περιβαλλοντικές βλάβες που προκαλούνται από την τοξική χημική απορροή στους χαρτοβιομηχανίες. Ο καλύτερος τρόπος για την ανακύκλωση του χαρτονιού είναι η επαναχρησιμοποίηση του. Τα κουτιά είναι ιδανικά για αποθήκευση, συσκευασία τροφίμων ή δραστηριότητες τέχνης και βιοτεχνίας. Το απλό χαρτόνι, το είδος χαρτονιού χωρίς μελάνια ή πλαστικά μπορεί να εμποτιστεί με νερό και να προστεθεί στο κομποστοποιητή μαζί με τα τρόφιμα και τα απορρίμματα κήπων. Το χαρτόνι το συναντάμε συχνά στη καθημερινότητα μας. Είναι ένα πολύ φθηνό ανακυκλώσιμο υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με πολλούς τρόπους. 56

57 4.2 Είδη χαρτονιού Δεν διατίθενται επί του παρόντος προϊόντα χαρτονιού ειδικά κατασκευασμένα και σχεδιασμένα για τον κατασκευαστικό κλάδο. Χρησιμοποιούνται γενικά τυποποιημένα χαρτόνια ή προϊόντα χαρτιού από τη βιομηχανία συσκευασίας και ως εκ τούτου είναι χρήσιμο να συνοψίσουμε συνοπτικά τις δομικές και κατασκευαστικές ιδιότητες αυτών των προϊόντων. 1. Paper tubes Οι σωλήνες κατασκευάζονται με κύλιση πολλαπλών στρωμάτων σπειροειδώς περιελιγμένων φύλλων χαρτιού πάνω από έναν άξονα. Τα στρώματα συγκολλούνται μαζί με άμυλο ή PVA. Το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα εξαρτάται από τον αριθμό των στρώσεων αλλά μπορεί να κυμαίνεται έως και 16 mm. Οι διαμέτρους σωλήνων μέχρι 600mm είναι συνήθως διαθέσιμες. Το εσωτερικό και το εξωτερικό στρώμα των τοιχωμάτων του σωλήνα μπορούν να κατασκευαστούν από διαφορετικό χαρτί από την εσωτερική συσσώρευση, για να δώσουν ένα επεξεργασμένο, χρωματισμένο ή ισχυρότερο χαρτί στην επιφάνεια. Το μήκος του σωλήνα δεν περιορίζεται από τη διαδικασία κατασκευής, αλλά από τη μεταφορά. Η περιέλιξη των στρώσεων χαρτιού σημαίνει ότι οι διαμήκεις ίνες του σωλήνα δεν είναι συνεχείς. Αυτό μειώνει τη δομική ικανότητα των μελών σωλήνων κατά την κάμψη και αυξάνει τον κίνδυνο αποκόλλησης. Η συμπίεση και η τάση ασκούνται στον άξονα χ (Εικ.12). Εικόνα 12: Η γεωμετρία των σωλήνων από χαρτόνι 2. Panel ή honeycomb board Τα πάνελ από χαρτόνι κατασκευάζονται με την πλαστικοποίηση φύλλων χαρτιού ή χαρτονιού πάνω σε μια εσωτερική δομή κηρήθρας. Οι σανίδες κηρήθρας 57

58 κατασκευάζονται με την τοποθέτηση μιας κυψελοειδούς δομής μεταξύ φύλλων χαρτιού. Η ίδια η κυψελοειδής δομή κατασκευάζεται με κόλληση πολλαπλών φύλλων χαρτιού μαζί και το τράβηγμα τους διαχωρίζοντας ή με κόλληση δύο μισών χυτευμένων κυψελωτών φύλλων μαζί, που γίνεται με συμπίεση χαρτοπολτού σε ένα καλούπι με κυψελοειδή μορφή. Τα πάνελ έχουν γενικά πλάτος 1,2 έως 1,5 m και μήκους 2,4 έως 3,6 m. Το μέγεθος των φύλλων καθορίζεται από το μέγεθος της πρέσας ελασματοποίησης που χρησιμοποιείται στη διαδικασία κατασκευής. Το πάχος και η συσσώρευση ποικίλλουν από φύλλα μονής στιβάδας πάχους 1mm έως 65mm φύλλα κυψελοειδούς χαρτονιού. Τα φύλλα μπορούν να πλαστικοποιηθούν ή να συνδεθούν μηχανικά μαζί για να επιτευχθούν παχύτερα τμήματα. Τα φύλλα μπορούν να καμπυλωθούν και να κοπούν εύκολα σε οποιοδήποτε σχήμα, είτε με το χέρι είτε με τις σύγχρονες διαδικασίες κοπής CNC. Είναι δυνατό να πλαστικοποιηθούν διαφορετικοί τύποι χαρτιού και στις δύο πλευρές των φύλλων για να επιτευχθούν διαφορετικές εσωτερικές και εξωτερικές επιφάνειες. Είναι επίσης δυνατό να πλαστικοποιηθούν χωρίς χαρτί λεπτή σε σύγκριση με όλα τα άλλα δομικά υλικά. Αυτή η υψηλή ευκολία, ιδιαίτερα των ιστών ή των πλευρών των δοκών, αυξάνει τον κίνδυνο τοπικού λυγισμού. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να σκληρυνθούν οι δοκοί για να επιτευχθεί αντοχή έναντι του πλευρικού λυγισμού. Στην πρόσθεση, το σύστημα και η διάρκεια εφαρμογής του φορτίου στα στοιχεία δοκού είναι σημαντικά και θα επηρεάσουν σε μεγάλο βαθμό το τελικό του σχήμα και λεπτομέρειες. Οι συνθήκες στήριξης των δοκών πρέπει να εξεταστούν προσεκτικά για να αποφευχθούν οι συγκεντρώσεις τάσεων και να ελαχιστοποιηθεί η παραμόρφωση της διάτμησης και η γωνιακή πραμόρφωση της διάτμησης. Χρησιμοποιούνται συχνά για τις συσκευασίες, καθώς είναι πολλοί ισχυρά στην συμπίεση στον άξονα z. (Εικ.13) Ακόμα διαθέτουν καμπτική δυσκαμψία ανάλογα με τα εξωτερικά τοιχώματα. Τέλος αυτό το είδος είναι πιο ακριβό από τα υπόλοιπα είδη χαρτονιού. Εικόνα 13 : Η γεωμετρία των πάνελ από χαρτόνι 58

59 Εικόνα 14 : Σχηματική αναπαράσταση κυψελοειδούς σάντουιτς δομής Κυψελοειδή στερεά με εξαγωνικό σχήμα κελιών Ενώ υπάρχουν και άλλες διαμορφώσεις κελιών, τριγωνικών ή τετραγωνικών διατομών, τα περισσότερα κυψελοειδή υλικά κηρήθρας έχουν εξαγωνικό σχήμα κελιών γι αυτό θεωρούνται οι περισσότερο αντιπροσωπευτικές.επιπλέον οι εξαγωνικές διαμορφώσεις είναι αυτές που συνήθως εμφανίζουν υψηλότερη αντοχή και καλύτερες μηχανικές ιδιότητες. Όπως φαίνεται στην (Εικ.15) που ακολουθεί, η εξαγωνική γεωμετρία χαρακτηρίζεται από το πάχος τοιχώματος των κελιών (t), το πλάτος των κελιών (b), την δευτερεύουσα διάμετρο των κελιών (D), και το ύψος των κελιών (2H). Όπως στην εξαγωνική διαμόρφωση κελιών, έτσι και οι διαμορφώσεις με άλλο σχήμα κελιών έχουν παρόμοια γεωμετρικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν την συμπεριφορά τους Εικόνα 15 : Δομή κυψελοειδών κελιών Αυτή η διάταξη των εξαγωνικών κελιών οδηγεί σε υλικά που φέρουν υψηλές ορθοτροπικές ιδιότητες στις τρεις κύριες κατευθύνσεις. (T) που είναι η κατεύθυνση του πάχους ή σωληνοειδή κατεύθυνση, (L) διαμήκης κατεύθυνση παράλληλα στα φύλλα του πυρήνα), (W) κατεύθυνση του πλάτους ή εγκάρσια κατεύθυνση (κάθετα στα φύλλα του πυρήνα) όπως φαίνεται στην (Εικ.16). 59

60 Εικόνα 16: Γεωμετρία της δομής ενός κυψελοειδούς στερεού και των κύριων κατευθύνσεων Με διαφοροποιήσεις στον πυρήνα, το πάχος και στα υλικά των εξωτερικών φύλλων είναι δυνατό να αποκτήσουμε πλήθος και διαφορετικών ιδιοτήτων και επιθυμητών συμπεριφορών.[15] Εικόνα 17: Διαμορφώσεις των κυψελοειδών στερεών κηρήθρα, Μήκος L, Πάχος T, Πλάτος W 3. Walls Μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίπεδες επιφάνειες ή σειρές σωλήνων μεταξύ των φύλλων για το σχεδιασμό τοίχων. Τα τοιχώματα μπορούν είτε να φέρουν φορτία είτε να είναι αυτοφερόμενα στοιχεία σταθερότητας. Οι τοίχοι μπορούν είτε να είναι σχεδιασμένοι εξ ολοκλήρου σε χαρτόνι είτε πιο συχνά ως στοιχεία από χαρτόνι 60

61 τοποθετημένα πάνω σε πλαίσιο πρωτογενούς ξυλείας. Και στις δύο περιπτώσεις η δυσκαμψία του τοίχου και η απόδοση του σε πλευρικά φορτία είναι κρίσιμες. Η ακαμψία μπορεί να ενισχυθεί με τη χρήση ενισχυτικών στοιχείων, διασταυρούμενων τοιχωμάτων ή με το σχεδιασμό του τοίχου ως διπλωμένη πλάκα. Εάν τα πάνελ τοποθετηθούν σε πλαίσια ξύλου, το χαρτόνι γίνεται κυρίως ένα υλικό επένδυσης και το χαρτόνι ένα στοιχείο σταθερότητας. Solidboard Είναι ένα στρώμα σάντουιτς με ανακυκλωμένο εσωτερικό στρώμα και ισχυρά εξωτερικά στρώματα. Τα εξωτερικά στρώματα δίνουν την αντοχή υλικού. Τέλος είναι ένα πολύ φθηνό υλικό. Εικόνα 18: Η γεωμετρία του solidboard Corrugated board Το κυματοειδές χαρτόνι ακολουθεί την δομή των υλικών τύπου sandwich. Αποτελείται από τον κυματοειδή στρώση χαρτιού που είναι ο πυρήνας και τα επίπεδα φύλλα χαρτιού. Η σύνδεση μεταξύ τους γίνεται με κόλλα με βάση το άμυλο, η οποία εφαρμόζεται στις κορυφές των κυματοειδών διαμορφώσεων. Η κύρια λειτουργία του πυρήνα είναι να διαχωρίζει τα επίπεδα φύλλα και να τα συγκρατεί σε συγκεκριμένη απόσταση, προκειμένου να επιτευχθεί μια δομή με μεγάλη ακαμψία. Ο πυρήνας πρέπει να είναι άκαμπτος και με μεγάλη αντοχή σε θλίψη, εφελκυσμό και διάτμηση. Τα εξωτερικά φύλλα είναι αυτά που δέχονται όλες τις ενέργειες κάμψης του επιπέδου. Κατασκευάζονται διάφορα είδη κυματοειδών διαμορφώσεων, ανάλογα με τις απαιτήσεις της εκάστοτε κατασκευής. Η διαμόρφωση μονής επιφάνειας αποτελείται από τον πυρήνα και ένα επίπεδο φύλλο χαρτιού. Η διαμόρφωση μονού τοιχώματος ακολουθεί την τυπική δομή sandwich και αποτελείται από τρία επίπεδα, τον πυρήνα και δύο επίπεδα φύλλα χαρτιού. Οι διαμορφώσεις διπλού και τριπλού τοιχώματος έχουν αντίστοιχα δύο και τρία επίπεδα επιπλέον. [16] Είναι πολύ ελαφρύ και φθηνό. Χρησιμοποιείται συνήθως για τις συσκευασίες. Στον άξονα z δεν είναι πολύ ισχυρό καθώς τα λεπτά στρώματα λυγίζουν εύκολα. 61

62 Εικόνα 19 : Είδη κυματοειδούς χαρτονιού Διαμόρφωση μονής επιφάνειας Χρησιμοποιείται ως κύρια προστασία για εύθραυστα αντικείμενα και παρέχει επιπλέον προστασία σε ήδη πακεταρισμένα αντικείμενα. Δεν έχει την αντοχή των υπολοίπων τύπων αλλά είναι ιδιαίτερα οικονομικό. Διαμόρφωση μονού τοιχώματος Είναι ο πιο διαδεδομένος τύπος κυματοειδούς διαμόρφωσης. Χρησιμοποιείται ευρέως ως μέσο συσκευασίας προϊόντων και ως συσκευασία μεταφοράς προϊόντων καθώς είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό, απορροφά τους κραδασμούς, είναι ανακυκλώσιμο υλικό και παρέχει και μια επιφάνεια κατάλληλη για να τυπωθεί. Μπορεί να γίνει αδιάβροχο και ανθεκτικό στην υγρασία. Στις περισσότερες περιοχές, το κυματοειδούς χαρτόνι, χρησιμοποιείται στην συσκευασία τροφίμων και ποτών. Διαμόρφωση διπλού τοιχώματος H διαμόρφωση διπλού τοιχώματος παρέχει έναν συνδυασμό προστασίας, καλής αντοχής στο στοίβαγμα και μια καλή επιφάνεια εκτύπωσης. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε συσκευασίες για την μεταφορά προϊόντων. Διαμόρφωση τριπλού τοιχώματος Η διαμόρφωση τριπλού τοιχώματος είναι εξαιρετικά δυνατή και χρησιμοποιείται σε πολλές περιπτώσεις ως υποκατάστατο του ξύλου, όταν απαιτείται παρόμοια αντοχή μαζί με σημαντική μείωση του βάρους. Πολλές φορές χρησιμοποιείται και σε συνδυασμό με το ξύλο. Οι γεωμετρικές παράμετροι του κυματοειδούς χαρτονιού απεικονίζονται παρακάτω. (Εικ.19) Οι κύριες διαστάσεις είναι το συνολικό πάχος d της διαμόρφωσης, το μήκος κύματος λ του κυματισμού και το ύψος h του κυματισμού. Το πάχος του πυρήνα και των επίπεδων στρωμάτων είναι d fluting και d liner και το συνολικό πάχος του χαρτονιού είναι 62

63 dcorr=2dliner+ hcore. Οι ίνες του χαρτιού είναι προσανατολισμένες κάθετα προς τον άξονα των πτυχώσεων.(εικ.20) Εικόνα 20: Γεωμετρικοί παράμετροι κυματοειδούς χαρτονιού Εικόνα 21: Σύνθεση κυματοειδούς χαρτονιού 4.3 Τύποι κυματοειδούς χαρτονιού Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι κυματοειδών διαμορφώσεων οι οποίοι ορίζουν το μέγεθος της διαμόρφωσης. Τα γράμματα που ορίζουν την ονομασία του κάθε τύπου έχουν δοθεί με βάση την σειρά που η κάθε γεωμετρία εισήλθε στην αγορά. Επειδή το μήκος κύματος και το ύψος δεν μπορούν να οριστούν επακριβώς, καθώς διαφέρουν ελάχιστα από κατασκευαστή σε κατασκευαστή, χρησιμοποιείται ως πιο αξιόπιστη μονάδα μέτρησης ο αριθμός των κυματισμών ανά μονάδα μήκους. Χαρτόνια με μικρότερο κυματισμό έχουν περισσότερες αυλακώσεις ανά μονάδα μήκους. (Εικ.23) Η αναλογία του μήκους της μη κυματοειδούς διαμόρφωσης προς το μήκος του κυματοειδούς χαρτονιού ονομάζεται συντελεστής απορρόφησης. Οι τιμές του συντελεστή απορρόφησης δίνονται κατά προσέγγιση καθώς εξαρτώνται από την κατάσταση και την φθορά των εργαλείων αυλακώσεων. (Εικ.22) Γενικά οι διαμορφώσεις με μεγαλύτερο κυματισμό παρέχουν μεγαλύτερη αντοχή και καλύτερη απορρόφηση των κραδασμών, ενώ οι διαμορφώσεις με μικρότερο κυματισμό μπορούν πιο εύκολα να αναδιπλωθούν και να τυπωθούν. Οι διαφορετικοί τύποι 63

64 διαμορφώσεων συνδυάζονται μεταξύ τους, ανάλογα με τις ανάγκες που υπάρχουν, είτε για καλύτερο εκτυπωτικό αποτέλεσμα, είτε για μεγαλύτερη αντοχή, είτε για καλύτερη απορρόφηση των κραδασμών, είτε για να διαχειριστεί το συνολικό πάχος του χαρτονιού. Εικόνα 22: Τύποι κυματοειδούς διααμόρφωσης Εικόνα 23: Παραδείγματα τύπων κυματοειδούς διααμόρφωσης 64

65 4.4 Παραγωγή κυματοειδούς χαρτονιού Το κυματοειδές χαρτόνι κατασκευάζεται σε μεγάλες μηχανές υψηλής ακρίβειας. Η διαδικασία ξεκινάει με την θέρμανση του χάρτινου ιστού με ατμό, με σκοπό να μαλακώσει. Στην συνέχεια το χαρτί περνά μέσα από ένα εργαλείο δημιουργίας αυλακώσεων, ώστε να διαμορφωθεί και να πάρει την κυματοειδή μορφή με τις αυλακώσεις. Εφαρμόζεται κόλλα στην κορυφή των αυλακώσεων από την μία πλευρά και τοποθετείται πάνω σε αυτές ένα προ θερμασμένο επίπεδο φύλλο χαρτιού (διαμόρφωση μονής επιφάνειας). Έπειτα αναθερμαίνεται, εφαρμόζεται κόλλα στην άλλη πλευρά των αυλακώσεων και ένα δεύτερο φύλλο χαρτιού συνδέεται (χαρτόνι μονού τοιχώματος). Τέλος ακολουθεί μια διαδικασία στεγνώματος του χαρτονιού με την εφαρμογή θερμότητας.(εικ.24) Για την δημιουργία χαρτονιών διπλού ή τριπλού τοιχώματος η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Προβλήματα που προκύπτουν κατά την κατασκευή του κυματοειδές χαρτονιού είναι όταν τα επίπεδα υγρασίας μεταξύ των επιπέδων δεν είναι σε ισορροπία. Τότε το κυματοειδές χαρτόνι, είτε παραμορφώνεται και λυγίζει, ή δημιουργούνται βαθουλώματα στις αυλακώσεις.[20] Εικόνα 24 : Διαδικασία παραγωγής κυματοειδούς χαρτονιού Εικόνα 25: Μηχανισμός δημιουργίας αυλακώσεων 65

66 4.5 Ιδιότητες του κυματοειδούς χαρτιού Οι μηχανικές ιδιότητες του κυματοειδούς χαρτονιού εξαρτώνται από τις ιδιότητες των συστατικών από τα οποία αποτελείται, καθώς επίσης και από την κυματοειδή γεωμετρία. Γι αυτό το λόγο μπορούν να προσαρμόζονται μεταβάλλοντας τη διατομή γεωμετρίας, για παράδειγμα με τη χρήση διαφορετικών μεγεθών κυματοειδούς διαμόρφωσης ή επίσης με διαφορετικούς συνδυασμούς διαφορετικών τύπων κυματοειδούς διαμόρφωσης και ποιοτήτων χαρτιού Εφελκυστικές ιδιότητες Η συμπεριφορά σε εφελκυσμό εξαρτάται άμεσα από τη συμπεριφορά σε εφελκυσμό των συστατικών του χαρτιού. Σε τάσεις παράλληλες με τον άξονα της κυματοειδούς διαμόρφωσης, η αντοχή σε εφελκυσμό CD (cross-direction) διεύθυνση τόσο των επιπέδων φύλλων όσο και των φύλλων με τη κυματοειδή διαμόρφωση θα συμβάλλουν, ενώ τάσεις κάθετης διεύθυνσης η αντοχή σε εφελκυσμό επηρεάζεται μόνο από την αντοχή της επίπεδης στρώσης στην διεύθυνση της μηχανής MD (machine direction). Εικόνα 26: Κυματοειδής γεωμετρία Ιδιότητες θλίψης Η αντοχή σε θλίψη (ECS) του κυματοειδούς χαρτονιού, παράλληλα στον άξονα των πτυχώσεων σχετίζονται με την αντοχή σε θλίψη των χάρτινων συστατικών του, όπως επίσης και την κυματοειδή γεωμετρία. Με την χρήση χαρτιού μεγαλύτερης πυκνότητας με μεγαλύτερη αντοχή σε θλίψη γενικά αυξάνει την ECS του χαρτονιού. Στην βιομηχανία του χαρτιού αυτή η ιδιότητα του κυματοειδούς χαρτιού υπολογίζεται με τον παρακάτω τύπο: = (2 + ) όπου k είναι ένας συντελεστής ο οποίος εξαρτάται από το περιβάλλον κατασκευής και συνήθως είναι

67 Οι τιμές της θλιπτικής αντοχής των ακμών του κυματοειδούς χαρτονιού κυμαίνονται από 3 KN/m για το χαρτόνι μονού τοιχώματος έως 20 KN/m για το χαρτόνι διπλού και τριπλού τοιχώματος Ιδιότητες κάμψης Τα χαρακτηριστικά κάμψης του κυματοειδούς χαρτονιού εξαρτώνται σημαντικά από το μέτρο ελαστικότητας των συστατικών του καθώς επίσης και από την γεωμετρία του χαρτονιού. Η καμπτική ακαμψία του κυματοειδούς χαρτονιού μπορεί να υπολογιστεί από το άθροισμα της καμπτικής ακαμψίας της κάθε στρώσης n, όπως φαίνεται στον παρακάτω τύπο: Σ= =1 + 2 όπου Et, Ιι, Αι, xl είναι το μέτρο ελαστικότητας, η ροπή αδρανείας, το εμβαδόν διατομής και η απόσταση μεταξύ των κέντρων βάρους των στρώσεων i και του χαρτονιού αντίστοιχα. Για κάμψεις σε άξονα κάθετο στον άξονα της κυματοειδούς διαμόρφωσης η συμβολή των κυματοειδών στρώσεων είναι υψηλότερη σε σχέση με την κάμψη σε άξονα παράλληλα σε αυτή, όπου τα επίπεδα φύλλα χαρτιού ασκούν μεγαλύτερη επιρροή την συνολική συμπεριφορά. Επίπεδα φύλλα (liners) με μεγάλο μέτρο ελαστικότητας έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο στην καμπτική ακαμψία της διατομής (όπως στις σάντουιτς δομές), σε σχέση με την χρήση κυματοειδών στρώσεων με μεγαλύτερο μέτρο ελαστικότητας. Η καμπτική ακαμψία στην κατεύθυνση MD ( machine direction) μπορεί να παίρνει τιμές από 3Nm έως και πάνω από 80Nm για διαμορφώσεις μονού τοιχώματος και πολλαπλών τοιχωμάτων αντίστοιχα. Η ακαμψία στην CD κατεύθυνση είναι περίπου το 50% με 70% της ακαμψίας στην MD κατεύθυνση [20,34,35] Διατμητικές ιδιότητες στο επίπεδο Σε κυματοειδές χαρτόνι μονού τοιχώματος τις διατμητικές δυνάμεις τις δέχεται κυρίως η κυματοειδής στρώση (όπως στις σάντουιτς δομές). Λόγω της γεωμετρίας η αντοχή διάτμησης του χαρτονιού είναι υψηλή στην κατεύθυνση CM(cross-machine) και χαμηλή στην κατεύθυνση μηχανής MD των συστατικών του χαρτιού. Στην κατεύθυνση MD η μικρή αναλογία του ύψους της κυματοειδούς διαμόρφωσης προς το μήκος κύματος της κυματοειδούς διαμόρφωσης οδηγεί σε υψηλότερη αντοχή σε διάτμηση[25]. Το μέτρο διάτμησης του κυματοειδούς χαρτονιού έχει αναφερθεί ότι κυμαίνεται μεταξύ 1.8 MPa και 11.6Mpa στην κατεύθυνση MD και μεταξύ 11.2MPa και 31.5MPa στην CD κατεύθυνση, ανάλογα με την μέθοδο μέτρησης και την διαμόρφωση του χαρτονιού Μέθοδοι εκτύπωσης στο χαρτόνι (Lamination) 67

68 H πιο κοινή μέθοδος εκτύπωσης πάνω σε χαρτόνι είναι η μέθοδος της φλεξογραφίας. Παλαιότερα γνωστή ως εκτύπωση ανιλίνης, χρησιμοποιεί πλάκες από εύκαμπτα καουτσούκ ή από πολυμερές για να μεταφέρει μια εικόνα στο χαρτόνι, σαν μια μηχανοποιημένη σφραγίδα. Χρησιμοποιούνται μελάνια με βάση το νερό που στεγνώνουν γρήγορα, τα οποία επιτρέπουν γρήγορες ταχύτητες εκτύπωσης. Η ποιότητα της εκτύπωσης εξαρτάται από πολλές μεταβλητές, και επηρεάζεται από την απορροφητικότητα του υλικού πάνω στο οποίο γίνεται η εκτύπωση. Από τη φύση του το χαρτόνι είναι πολύ απορροφητικό και έτσι η μέθοδος αυτή δεν συνιστάται για γραφικά υψηλής ευκρίνειας. Η μέθοδος αυτή είναι ιδανική για εικόνες με ένα ή δυο χρώματα ή για κείμενο. Μια άλλη μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι η λιθογραφία. Στην μέθοδο αυτή, ουσιαστικά η εκτύπωση γίνεται πρώτα σε ένα φύλλο χαρτιού με τη χρήση ενός λιθογράφου/εκτυπωτή και στην συνέχεια το τυπωμένο φύλλο ενσωματώνεται στο χαρτόνι, χρησιμοποιώντας μια κόλλα με βάση το νερό. Ο λιθογράφος χρησιμοποιεί δύο πλάκες, την θετική και την αρνητική. Η θετική πλάκα είναι μια λεία επιφάνεια η οποία είναι δεκτική στο μελάνι με βάση το λάδι και απωθεί το νερό. Η αρνητική πλάκα έχει τραχιά υφή, απορροφά το νερό και απωθεί το μελάνι. Στην συνέχεια κύλινδροι από καουτσούκ πιέζουν, απωθώντας όλο το νερό, συγκρατώντας μόνο το μελάνι και το εφαρμόζουν σε ένα φύλλο χαρτιού. Αύτη η μέθοδος οδηγεί σε γραφικά υψηλής ευκρίνειας και χρησιμοποιείται κυρίως σε μεγάλες γραμμές παραγωγής. Τέλος εφαρμόζεται η τεχνική της μεταξοτυπίας στην οποία χρησιμοποιείται ένα πλαίσιο, πάνω στο οποίο είναι καλά τεντωμένο ένα πλέγμα από πολυεστερικές ίνες, το οποίο φέρει το μελάνι. Η μέθοδος αυτή δίνει καλύτερα γραφικά αποτελέσματα σε σχέση με την φλεξογραφία και χρησιμοποιείται κυρίως σε μικρές και μεσαίες γραμμές παραγωγής. 4.6 Χαρακτηριστικά χαρτονιών Τα χαρτόνια έχουν πλεονεκτήματα όσον αφορά τα παραδοσιακά δομικά υλικά: 1. Το χαμηλό βάρος, τα ελαφριά υλικά έχουν πλεονεκτήματα σε πολλές πτυχές της οικοδομικής βιομηχανίας (μεταφορές, μειώνοντας την ανάγκη για ανθρώπινη ή μηχανική ενέργεια) 2. Αναδιπλούμενο / εκτυπώσιμο, στον κόσμο της συσκευασίας η δίπλωση και η εκτύπωση είναι απαραίτητη κατά την εφαρμογή χαρτονιού. Θεωρώντας ως δομικό στοιχείο, αυτά τα πλεονεκτήματα είναι λιγότερο προφανή 3. Ανακύκλωση, το οικολογικό πλεονέκτημα είναι μεγάλο. Η πρώτη ύλη είναι άπειρη (ίνες κυτταρίνης) και ο κύκλος παλαιού χαρτιού έχει απόδοση 70%. Ωστόσο, η ενεργειακή διαδικασία ανακύκλωσης αυξάνει τον αντίκτυπό της στο περιβάλλον 4. Η μαζική παραγωγή, έχει όλα τα μειονεκτήματα της διαδικασίας παραγωγής. Η υγρή φάση και η φάση "rollling" (πίεση πολτού και κυλίνδρου) δίνουν εξαιρετικές ευκαιρίες για τη καθοδήγηση των ιδιοτήτων του υλικού. 68

69 5. Χαμηλή τιμή, η πρώτη ύλη είναι πολύ φθηνή. Αυτό σημαίνει ότι διαθέτουμε ένα περιθώριο, με την εργασία του προϊόντος, για να επιτύχουμε ένα οικονομικά αποδοτικό προϊόν ή μέρος του κτιρίου. Το χαρτόνι είναι ένα υλικό με πολλές εμφανίσεις (σωλήνες, κυματοειδές, κυλινδρικό χαρτί και χαρτόνι 3D) και με διαφορετικές ιδιότητες υλικών. Εμπνέει τους καλλιτέχνες, τους σχεδιαστές επίπλων και τους αρχιτέκτονες να σχεδιάζουν σχέδια τα οποία είναι (τις περισσότερες φορές) βασισμένα στα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά του χαρτιού: δύναμη, εκτυπώσεις ή ικανότητα σχηματοποίησης (paper-mache) και υφής. Το χαρτόνι που παράγεται αυτή τη στιγμή μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα χωρίς προβλήματα για εσωτερικές εφαρμογές. Οι εφαρμογές στην οικοδομική βιομηχανία απαιτούν πολύ μεγαλύτερη πολυπλοκότητα. Ως εκ τούτου, η άμεση εφαρμογή με τους τρέχοντες τύπους χαρτονιού εμποδίζεται από τους περιορισμούς της. Σύγκριση μηχανικών ιδιοτήτων του χαρτονιού με άλλα υλικά Εικόνα 27: Σύγκριση του χαρτονιού με άλλα υλικά 69

70 Συμπεριφορά υλικού Εικόνα 28: Η συμπεριφορά του χαρτονιού ως υλικό Εικόνα 29: Η συμπεριφορά του χαρτονιού ως υλικό 70

71 Μηχανικές ιδιότητες του χαρτονιού Εικόνα 30: Οι μηχανικές ιδιότητες του χαρτονιού Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης για το χαρτόνι Εικόνα 31: Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης Ιδιότητες που βασίζονται στα χαρτόνια Εικόνα 32: Ιδιότητες του χαρτονιού 71

72 Σχέδιο σύνδεσης Ο σχεδιασμός και η λεπτομερής περιγραφή των συνδέσεων είναι τα πιο σημαντικά στοιχεία των περισσότερων δομών από χαρτόνι. Είναι η περιοχή που είναι πιο δύσκολο να ελεγχθεί κατά τη διάρκεια της κατασκευής και της κατασκευής και παράλληλα με το σημείο όπου συγκεντρώνονται και αλλάζουν προς την κατεύθυνση οι τάσεις. Είναι επίσης συχνά ένα σημείο όπου το χαρτόνι συνδέεται με διαφορετικά γενικά πιο σκληρά και ισχυρότερα υλικά και η αλληλεπίδραση αυτών των υλικών πρέπει να διερευνηθεί προσεκτικά. Από τεχνική άποψη οι συνδέσεις μπορούν είτε να κολληθούν είτε να βιδωθούν. Μια καλά κολλημένη σύνδεση, χρησιμοποιώντας κόλλες υψηλής αντοχής είναι ισχυρότερη από το περιβάλλον χαρτόνι. Ως εκ τούτου, η τομή μεταξύ του τυποποιημένου χαρτονιού και του στοιχείου σύνδεσης θα είναι το ασθενέστερο σημείο του σχεδιασμού. Οι κόλλες μπορούν είτε να είναι pva είτε εποξεικές. Κάθε κολλημένη σύνδεση πρέπει να στοχεύει στη μεταφορά των φορτίων είτε στην άμεση συμπίεση είτε στη διάτμηση κατά μήκος των πλευρών των συνδεδεμένων στοιχείων. Οι βιδωτές συνδέσεις συμπεριφέρονται διαφορετικά και αποτελούν πάλι ένα κρίσιμο σημείο στο σχεδιασμό. Η αποτυχία οφείλεται στη διαφορετική αντοχή των μπουλονιών και ροδελών και των στοιχείων από χαρτόνι. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε συγκέντρωση τάσης και σε περίπτωση αποτυχίας της διάτμησης του χαρτονιού. Συνιστάται να χρησιμοποιούνται κοχλίες μεγάλης διαμέτρου ή ροδέλες μεγαλύτερης διαμέτρου. Αν είναι δυνατόν, τα φορτία πρέπει να μεταφέρονται με διάτμηση μεταξύ των ροδελών και των στοιχείων από χαρτόνι. Η λεπτομερής περιγραφή των συνδέσεων πρέπει να λαμβάνει υπόψη την απόσταση ακμής, τον αριθμό των μπουλονιών, την απόσταση των μπουλονιών και ιδιαίτερα την κατεύθυνση της εφαρμογής του φορτίου. Επιπλέον, θα πρέπει να ελεγχθεί αν τα φορτία είναι στατικά ή δυναμικά. Τα δυναμικά φορτία στις συνδέσεις από χαρτόνι σύντομα θα οδηγήσουν σε πλαστική παραμόρφωση της σύνδεσης και συνεπώς πιθανή εξασθένηση. Ο τρίτος τύπος συνδέσεων μπορεί να επιτευχθεί με την αναδίπλωση ή την περιέλιξη των στοιχείων χαρτονιού μεταξύ τους, αποφεύγοντας εντελώς τη κόλλα ή τους κοχλίες για τη μεταφορά φορτίου. Πολύ μικρή εμπειρία για αυτό το είδος σύνδεσης έχει αποκτηθεί στα δομικά έργα, αλλά είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται συνήθως για το σχεδιασμό εσωτερικών χώρων και επίπλων. Θα είχε το πλεονέκτημα να συνδέει στοιχεία παρόμοιας χαμηλής αντοχής μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο συγκέντρωσης τάσεων. 4.7 Ενίσχυση του χαρτονιού Χαρτόνι σάντουιτς Κόβουμε το χαρτόνι στο απαραίτητο μέγεθος και το βάζουμε πάνω στην επιφάνεια εργασίας έτσι ώστε η αυλάκωση να είναι οριζόντια. Τοποθετείται κόλλα στη μια πλευρά. Στη συνέχεια κόβουμε ένα κομμάτι χαρτονιού που ταιριάζει με την καμπύλη που κυλά κάθετα. Κάνουμε τα δύο κομμάτια του χαρτονιού σάντουιτς μαζί με την κόλλα μεταξύ τους. Επαναπροσδιορισμός πείρου 72

73 Χρήση γάντζων που είναι η κατάλληλη διάμετρος και μήκος για το χαρτόνι. Καλύπτουμε τη μία πλευρά του πείρου με λευκή κόλλα και τον τοποθετούμε στο πίσω μέρος του χαρτονιού. Αυτό είναι ιδιαίτερα καλό για τα κομμάτια χαρτονιού που διακλαδίζονται από το κύριο σώμα του κομματιού. Αφρώδες σάντουιτς Κόβουμε δύο κομμάτια χαρτονιού που έχουν το ίδιο μέγεθος. Έπειτα ένα κομμάτι αφρού το ίδιο μέγεθος με τα δύο κομμάτια από χαρτόνι. Καλύπτουμε μία πλευρά του αφρού με κόλλα, κολλάμε το χαρτόνι πάνω του και το αφήνουμε να στεγνώσει. Κάνουμε το ίδιο με την άλλη πλευρά, ώστε να έχετε αφρό στη μέση των δύο τεμαχίων χαρτονιού Είδη ταινιών για ενίσχυση χαρτονιού Ενισχυτική χάρτινη ταινία Η λευκή και καφέ χαρτοταινία παρέχει ενίσχυση. Μπορεί να αντισταθεί σε υψηλές θερμοκρασίες και είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για ανακυκλωμένα κουτιά από χαρτόνι. Ενισχυτική διάφανη ταινία Εικόνα 33: Χάρτινη ταινία Ενισχυτική, διαφανή ταινία MOPP με κόλλα συνθετικού καουτσούκ και υψηλή κόλλα. Παρέχεται σε κυλίνδρους τυλιγμένους με πηνίο με επιπλέον μήκος. Εικόνα 34: Διάφανη ενισχυτική ταινία 73

74 Τεχνικά χαρακτηριστικά Εικόνα 35: Τεχνικά χαρακτηριστικά διάφανης ενισχυτικής ταινίας Ενισχυτική ταινία 8300 Ενισχυτική, διαφανής ταινία MOPP με κολλητική ουσία από φυσικό καουτσούκ. Παρέχεται σε κυλίνδρους τυλίγματος με πολύ μακρύ μήκος. Τεχνικά χαρακτηριστικά Εικόνα 36: Ενισχυτική ταινία Εικόνα 37: Τεχνικά χαρακτηριστικά ενισχυτικής ταινίας 4.8 Aνάλυση και δομικό μοντέλο Η επιλογή των δομικών μοντέλων που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση του σχεδιασμού εξαρτάται από την πολυπλοκότητα και τη λειτουργία του έργου. Το χαρτόνι μπορεί κατ 'αρχήν να αναλυθεί με τον ίδιο τρόπο όπως οποιαδήποτε άλλη δομή, εφόσον οι τάσεις και οι παραμορφώσεις παραμένουν χαμηλές. Ωστόσο, η δυσκολία οποιασδήποτε χρήσιμης και αντιπροσωπευτικής ανάλυσης είναι διπλή. Πρώτον, λόγω της έλλειψης παραμέτρων σχεδιασμού και ιδιοτήτων υλικών. Τα εμπειρικά δεδομένα ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό 74

75 ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο προϊόν και για να το αποκτήσουν για ένα συγκεκριμένο έργο θα χρειαστεί να δοκιμαστεί ένα πλήρες μέγεθος των δομικών στοιχείων. Ως εκ τούτου, η λεπτομερής ανάλυση πραγματοποιείται σχετικά αργά στη διαδικασία σχεδιασμού και κυρίως ως εφεδρική εξέταση των αρχικών παραδοχών και της ιδέας σχεδιασμού. Δεύτερον, οι παράμετροι σχεδιασμού ποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με το χρόνο και τις συνθήκες περιβάλλοντος. Ως εκ τούτου, κάθε μόνιμο σχέδιο από χαρτόνι απαιτεί μια πολύ ευρύτερη ανάλυση από μια προσωρινή και μπορεί να βασίζεται σε παραδοχές που δεν μπορούν να δοκιμαστούν πριν από την κατασκευή. Αυτό εξηγεί εν μέρει γιατί το μεγαλύτερο μέρος του έργου χαρτονιού που πραγματοποιήθηκε μέχρι στιγμής ήταν για προσωρινές δομές. Οποιαδήποτε ανάλυση πρέπει να επικεντρωθεί στην λεπτομερή περιγραφή των συνδέσεων, καθώς αυτές είναι δύσκολο να αναπαρασταθούν σε ένα μοντέλο και είναι οι περιοχές όπου η αστοχία είναι πολύ πιθανό να συμβεί. Η ανάλυση πρέπει να βασίζεται σε απλοποιημένα μοντέλα που μπορούν να ελεγχθούν με το χέρι και να δείξουν σαφώς τη ροή δύναμης. Η εκτίμηση της μακροπρόθεσμης παραμόρφωσης είναι πολύ σύνθετη, καθώς το χαρτόνι είναι ανισότροπο υλικό και η ακαμψία διέπεται από παράγοντες όπως η περιεκτικότητα σε υγρασία, το μέγεθος της πίεσης και η διάρκεια φόρτωσης. Επομένως είναι σκόπιμο να «σχεδιάσετε» την ανάγκη για μακροχρόνιους ελέγχους παραμόρφωσης. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση σκληρυντικών και αποφεύγοντας τη χρήση του χαρτονιού στην κάμψη. Η αρχική παραμόρφωση επηρεάζεται έντονα από την περιεκτικότητα σε υγρασία του χαρτονιού κατά την έναρξη της κατασκευής Εμπειρική γνώση και δοκιμή του χαρτονιού 1. Ανθεκτικότητα Τα ζητήματα ανθεκτικότητας αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για το σχεδιασμό και την προδιαγραφή των δομών από χαρτόνι. Η αντοχή και η ακαμψία του χαρτονιού επηρεάζονται έντονα από την ευκολία με την οποία μπορεί να διεισδύσει η υγρασία. Αυτό σημαίνει ότι θα απορροφήσει την υγρασία από την ατμόσφαιρα, η οποία μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την αντοχή του. Επιτρέπεται να γίνει υγρό, χαρτόνι παραμορφώνεται και τελικά αποικοδομείται στον πολτό. Εάν χρησιμοποιείται εξωτερική προστασία νερού μπορεί να εφαρμοστεί με διάφορους τρόπους. 2. Χημική επεξεργασία Το αδιάβροχο χαρτόνι κατασκευάζεται με προσθήκες στον χαρτοπολτό. Ενώ επιτυγχάνεται αντοχή στο νερό, η χρήση προσθέτων σημαίνει ότι οι σανίδες δεν μπορούν να ανακυκλωθούν τόσο εύκολα. 75

76 3. Επιφανειακές εφαρμογές Οι επιφάνειες από χαρτόνι μπορούν να επικαλυφθούν με πολυμερή βαφή ή να επικαλυφθούν με χάρτινο δομικό ή μεταλλικό φύλλο. Οι επιφάνειες χαρτονιού ζωγραφικής τείνουν να παραμορφώνουν τα φύλλα εάν δεν εκτελούνται και στις δύο πλευρές. Συνεπώς, το χαρτόνι πρέπει να βαφτεί εκτός της θέσης του και κατά τη διάρκεια της κατασκευής του. 4. Υπερβολική επικάλυψη και εσωτερική χρήση Η χρήση του χαρτονιού μπορεί να περιοριστεί σε περιοχές όπου δεν έχει άμεση επαφή με την εξωτερική ατμόσφαιρα. Αυτό μπορεί επίσης να επιτευχθεί με την επικάλυψη με αδιάβροχο υλικό. Και στις δύο περιπτώσεις, οι μεταβολές της ατμοσφαιρικής υγρασίας μπορεί να είναι σημαντικές και δεν μπορούν να αγνοηθούν. 5. Κόστος Το χαρτόνι ως πρώτη ύλη είναι σχετικά φθηνό. Ωστόσο, η ανακύκλωση μπορεί να επιτευχθεί μόνο με μια διαδικασία παραγωγής που είναι ιδιαίτερα επαναλαμβανόμενη και τυποποιημένη, επομένως το ανακυκλωμένο χαρτόνι είναι οικονομικά διαθέσιμο μόνο σε ορισμένα βασικά σχήματα. Όσο χρησιμοποιούνται τα τυποποιημένα στοιχεία, το χαρτόνι παρουσιάζει ένα οικονομικό υλικό, ειδικά για πολύπλοκες κατασκευές. Το πρόσθετο κόστος των δομών από χαρτόνι έγκειται κυρίως στον παρατεταμένο χρόνο σχεδιασμού, το κόστος για συγκεκριμένη έρευνα και δοκιμή υλικών και τη χρήση εξειδικευμένου εργατικού δυναμικού. 4.9 Διαδικασία πτύχωσης και αναδίπλωσης του χαρτονιού Περιγραφή του εργαλείου κοπής Το καλούπι αποτελείται από τους κανόνες κοπής και πτύχωσης. Κατά την εκτέλεση της εργασίας κοπής, η μήτρα παλινδρομεί προς τα πάνω και προς τα κάτω προς το χαρτόνι, το οποίο τοποθετείται στο ήδη έτοιμο για προετοιμασία. Μετά από ένα κύκλο, αφαιρείται το κομμένο χαρτόνι και ένα νέο τροφοδοτείται στο μηχάνημα.(εικ.38) Το εργαλείο εκτίναξης είναι για να συγκρατεί το φύλλο σε σταθερή θέση κατά τη διάρκεια της κοπής και να εκτοξεύει τα ακατέργαστα χαρτόνια από τη μήτρα κοπής. Η γεωμετρία των εγκοπών (σχήμα και μέγεθος) ποικίλλει και εξαρτάται κυρίως από τον τύπο χαρτονιού που χρησιμοποιείται. Το ύψος της εγκοπής πρέπει να είναι ελαφρώς υψηλότερο από το πάχος χαρτονιού. 76

77 Οι διαστάσεις του εργαλείου θα πρέπει να προσαρμοστούν στο υλικό που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί. Εικόνα 38: Εργαλείο κοπής Η λειτουργία κοπής με laser Εικόνα 39: Τα εργαλεία κοπής και πτύχωσης Η κοπή με laser είναι μακράν η πιο περίπλοκη και αποκλειστική μέθοδος κοπής. Επιτρέπει πολύ μικρές λεπτομέρειες και πολύ περίπλοκα σχέδια. Με το σωστό χαρτόνι μπορεί να επιτευχθεί σχεδόν οποιοδήποτε σχέδιο. Ο αρχικός σχεδιασμός χαράσσεται μέσα από ένα πρότυπο χαλκού, το οποίο τοποθετείται πάνω από το φύλλο χαρτονιού. Μια ακτίνα λέιζερ με μεγάλη ακρίβεια κινείται πέρα από το πρότυπο και όπου υπάρχουν χαραγμένες περιοχές, η δέσμη laser εξατμίζει το χαρτόνι. 77

78 Το χαρτόνι που χρησιμοποιείται για την κοπή με laser πρέπει να είναι τόσο ελαφρώς επικαλυμμένο για δύο λόγους. Το πρώτο είναι ότι όσο πιο ελαφριά είναι η επικάλυψη, τόσο πιο γρήγορα λειτουργεί η κοπή laser. Το δεύτερο είναι ότι αφήνει έναν ελαφρώς καφετί αποχρωματισμό στην οπίσθια πλευρά του χαρτονιού, και αυτό είναι πιο αισθητό σε ένα πολύ βαμμένο χαρτόνι. Αυτός ο αποχρωματισμός μπορεί να καλυφθεί με εκτύπωση, αλλά μπορεί επίσης να θεωρηθεί ως μέρος του σχεδίου. Δεδομένου ότι τα φύλλα τροφοδοτούνται στη μηχανή κοπής laser με την πλευρά εκτύπωσης προς τα κάτω, συνιστάται ένα προστατευτικό βερνίκι για την αποφυγή γρατζουνιών στην εκτύπωση. Η χρήση χαρτονιού παχύτερου από περίπου 500 μm θα πρέπει να αποφεύγεται, λόγω περιορισμών στη διαδικασία κοπής με laser. Το χαρτόνι πολλαπλών στρώσεων έχει αρκετά μεγάλα πλεονεκτήματα όταν κόβεται με laser, σε σύγκριση με προϊόντα όπως το επιστρωμένο χαρτί χωρίς ξύλο ή το White Lined Chipboard (WLC). Το επικαλυμμένο χωρίς ξύλο χαρτί έχει υψηλότερη αναλογία επικάλυψης / βάσης και συνήθως περιέχει πληρωτικά (για αδιαφάνεια). Συνεπώς απαιτείται συγκριτικά περισσότερη ενέργεια για να μειωθεί το ίδιο πάχος (μεγαλύτερος χρόνος παραγωγής). Λόγω της μεγάλης ποσότητας επικάλυψης και πληρωτικών, ο αποχρωματισμός είναι επίσης πιο έντονος απ 'ό, τι για το χαρτόνι. Ανάλογα με τον τύπο του WLC, η μικρότερη αντοχή στη διάβρωση και η αντοχή εφελκυσμού μπορεί επίσης να περιορίσουν την ικανότητα για την παραγωγή ενός εξαιρετικά λεπτομερούς σχεδιασμού Πτύχωση Η πτύχωση είναι μια λειτουργία που διευκολύνει τη λειτουργία δίπλωσης του χαρτονιού. Κατά τη διάρκεια της επικάλυψης, το χαρτόνι εξασθενεί κατά μήκος σαφώς καθορισμένων γραμμών δίπλωσης, οι οποίες στη συνέχεια λειτουργούν ως μεντεσέδες για την αναδίπλωση των συσκευασιών και των γραφικών προϊόντων. Είναι πολύ δύσκολο να διπλώσετε το χαρτόνι με καλό αποτέλεσμα χωρίς τσακίσεις. Τα επιφανειακά στρώματα θα σπάσουν ή η γραμμή δίπλωσης θα είναι απροσδιόριστη. Κατά τη μετατροπή χαρτιού (μικρότερη από 180 g / m²), η διαδικασία διπλώματος γίνεται συχνά χωρίς προετοιμασία επιφάνειας. Το χαρτόνι με βάρος πάνω από 600 g / m² απαιτεί περισσότερες από μία πτυχώσεις. Για να επιτευχθεί μια τέλεια πτύχωση η σχέση μεταξύ του πλάτους και του βάθους είναι πολύ σημαντική. Η πτύχωση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια λεπτή λωρίδα από χάλυβα με μια στρογγυλή λεία άκρη και μια εγκοπή που κόβεται με ακρίβεια σε ένα λεπτό σκληρό υλικό γνωστό ως (μήτρα ή αντίθετη μήτρα). Ο κανόνας πτυχής ωθεί το χαρτόνι στην αυλάκωση του έτοιμου, που βρίσκεται κάτω από το χαρτόνι, δημιουργώντας μια μόνιμη πτυχή. 78

79 Η κατασκευή και η απόδοση του εργαλείου πτυχώσεων αποτελούν ουσιώδη στοιχεία για την επίτευξη ενός ικανοποιητικού αποτελέσματος Περιγραφή του εργαλείου πτύχωσης Οι κανόνες επικάλυψης τοποθετούνται μέσα στη μήτρα. Όταν εκτελείται η λειτουργία τσακίσματος, η μήτρα παλινδρομεί προς τα πάνω και προς τα κάτω προς το χαρτόνι, το οποίο τοποθετείται στο ήδη έτοιμο. Μετά από ένα κύκλο αφαιρείται το τσαλακωμένο χαρτόνι και εισάγεται ένα νέο σε μηχανή. Το πάχος του εργαλείου πτυχώσεως, το πλάτος του αυλακιού, το πάχος του έτοιμου υλικού και το πάχος χαρτονιού πρέπει να αντιστοιχούν μεταξύ τους. Οι διαφορετικοί τύποι χαρτονιού απαιτούν διαφορετικές γεωμετρίες εργαλείων Πτύχωση παραμόρφωση Το χαρτόνι τσαλακώνεται πιέζοντας το μέσα σε ένα κανάλι ή αυλάκι στο έτοιμο χαρτόνι. Οι δυνάμεις που δημιουργούνται παραμορφώνουν το χαρτόνι με προκαθορισμένο τρόπο και η παραμόρφωση είναι μόνιμη.(εικ.39) Το αποτέλεσμα είναι η μείωση της αντοχής στην κάμψη της πτυχής. Το χαρτόνι είναι συνεπώς ασθενέστερο κατά μήκος της πτυχής από ό, τι αλλού. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας τσακίσματος, το φύλλο χαρτονιού είναι λυγισμένο σε τέσσερις στενές ζώνες και σε κάθε ένα από αυτά το χαρτόνι πρέπει να αντέξει υψηλές δυνάμεις εφελκυσμού ή δυνάμεις συμπίεσης. (Εικ.41) Εικόνα 40: Διαδικασία πτύχωσης Κατά τη διάρκεια της τσακίσεως και της μετέπειτα δίπλωσης χαρτόνι υπόκειται σε σοβαρές καταπονήσεις και παραμόρφωση.(εικ.42) 79

80 Εικόνα 41: Διαδικασία πτύχωσης Κατά τη μετατροπή εξαιρετικά παχύρρευστου υλικού η χρήση διπλών πτυχών είναι κανονική διαδικασία. Εικόνα 42: Παραμόρφωση χαρτονιού κατά τη διαδικασία πτύχωσης Χαρακτηριστικά χαρτονιού Οι διαφορετικοί τύποι χαρτονιού αντιδρούν διαφορετικά και χρειάζονται τα κατάλληλα εργαλεία για να δώσουν το καλύτερο αποτέλεσμα. 80

81 Διαφορετικές κατασκευές από χαρτόνι Τα περισσότερα χαρτόνια είναι κατασκευασμένα από διάφορα φύλλα. Η σύνθεση των ινών και οι φυσικές ιδιότητες ποικίλλουν σημαντικά μεταξύ διαφορετικών τύπων χαρτονιού. Για να είναι καλά καθορισμένες οι πτυχές και να υπάρχει ακριβής αναδίπλωση με χαμηλή αντοχή στην αναδίπλωση, η πτυχή πρέπει να είναι βαθιά και στενή. Κατά τη διάρκεια της τσακίσης και της μετέπειτα δίπλωσης το χαρτόνι υπόκειται σε σοβαρές καταπονήσεις και παραμορφώσεις. Για την επιτυχή επικάλυψη, το χαρτόνι πρέπει να έχει ισχυρά επιφανειακά στρώματα και στρώματα επικάλυψης. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η επίτευξη ενός καλού μεντεσέ. Στην ιδανική περίπτωση, το χαρτόνι πρέπει να ξεφλουδίζει σε ένα πεπερασμένο αριθμό λεπτών μη διακλαδισμένων στρωμάτων σε όλο το πάχος του χαρτονιού. Λόγω της ευρείας γκάμας χαρτονιών και των διαφορετικών φυσικών ιδιοτήτων τους, οι απαιτήσεις συσκευασίας για τσακίσματα πρέπει να ταιριάζουν προσεκτικά με ένα κατάλληλο χαρτόνι. Εξίσου σημαντική είναι η προσαρμογή των εργαλείων πτύχωσης στον τύπο του χαρτονιού Πτύχωση στη πράξη και προετοιμασία εργαλείων Το πλάτος του κανόνα καμπής, το πλάτος του αυλακιού και το πάχος του έτοιμου προς προετοιμασία χαρτονιού πρέπει να καθοριστούν σε σχέση με τον τύπο χαρτονιού, το πάχος χαρτονιού και την κατεύθυνση των πτυχών (MD ή CD). (Εικ. 42) Οι ακόλουθοι παράγοντες είναι απαραίτητοι για καλή πτύχωση: το ύψος και το πλάτος του κανόνα πτύχωσης το πάχος του προετοιμασμένου προϊόντος το πλάτος του αυλακιού η ακρίβεια και η σκληρότητα του προετοιμασμένου προϊόντος η πίεση του κοπτικού Είναι πιο δύσκολο να δημιουργηθεί μια τέλεια πτυχή παράλληλη με την κατεύθυνση της μηχανής (MD) από ότι είναι παράλληλη προς την εγκάρσια κατεύθυνση (CD). Σε απαιτητικές περιπτώσεις, οι πτυχές MD πρέπει να ορίζονται χωριστά. Εάν υπάρχουν πολλές πτυχές, ιδιαίτερα κοντά σε άλλη, συνιστάται να είναι παράλληλες με το CD του χαρτονιού. Η ακρίβεια λειτουργίας του εργαλείου πτυχώσεων είναι σημαντική προκειμένου να εντοπιστούν σωστά οι πτυχώσεις. Μία λανθασμένη τοποθέτηση θα δώσει μια κακή εμφάνιση, ειδικά όταν εκτυπώνεται το χαρτοκιβώτιο. 81

82 Εικόνα 43: Η γεωμετρία του εργαλείου πτύχωσης Εικόνα 44: Η περιοχή της πτύχωσης Το πάχος είναι μια σημαντική μεταβλητή για το σχεδιασμό των εργαλείων πτυχώσεων. Εάν αλλάξει το πάχος χαρτονιού, ακόμα και μέσα στον ίδιο τύπο χαρτονιού, τα εργαλεία πρέπει να ρυθμιστούν. Είναι σημαντικό να εντοπιστεί από την αρχή το πάχος του χαρτονιού. Διαφορετικοί τύποι χαρτονιού έχουν διαφορετικές σχέσεις πάχους και διαφορετικές φυσικές ιδιότητες. Για να επιτευχθεί καλό αποτέλεσμα, τα εργαλεία θα πρέπει να σχεδιάζονται σύμφωνα με τον τύπο χαρτιού και το πάχος που επιλέγεται Χαρακτηριστικά αναδίπλωσης Η ικανότητα χαρτονιού να επιτρέπει βαθιές και στενές πτυχές. Η αναδίπλωση ενός τέτοιου χαρτονιού είναι εύκολη και το αποτέλεσμα θα είναι καλά καθορισμένες άκρες και γωνίες. 82

83 Η ικανότητα του χαρτονιού να προσαρμόζεται στο σχήμα του κανόνα πτυχής και να διατηρεί την επιθυμητή γεωμετρία της πτυχής. Η ακρίβεια του σχήματος και της θέσης της πτυχής είναι σημαντικές. Η λειτουργία δίπλωσης είναι δύσκολο να εκτελεστεί αν η πτυχή είναι πολύ ρηχή ή ευρεία. Η ικανότητα χαρτονιού να διπλώνεται μετράται με τον παράγοντα δίπλωσης. Όσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής πτυχώσεως που επιτυγχάνεται χωρίς τις ρωγμές των επιφανειών, τόσο καλύτερη είναι η ικανότητα πτύχωσης και η δυνατότητα λειτουργίας στις μηχανές μετατροπής και συσκευασίας. Η ικανότητα χαρτονιού να "συγχωρεί". Ένα χάσιμο χαρτονιού είναι λιγότερο ευαίσθητο στις μεταβολές των συνθηκών πτύχωσης (πλάτος, βάθος και πάχος). Το χαρτόνι θα είναι πιο αξιόπιστο στις μηχανές μετατροπής. Η αντοχή σε συμπίεση χαρτονιού γενικά είναι 2-3 φορές μικρότερη από την αντοχή εφελκυσμού. Το υλικό θα καταρρεύσει όπου αρχίζουν να εμφανίζονται οι δυνάμεις συμπίεσης, αλλά τα επιφανειακά στρώματα δεν επηρεάζονται και διατηρούν την αντοχή εφελκυσμού τους. Αυτή η πορεία των γεγονότων είναι επιθυμητή. Οι περιοχές με συμπίεση αρχικά χωρίζονται σε αρκετά λεπτά στρώματα μέσα στο χαρτόνι και τα φύλλα διαχωρίζονται. Κατά τη διάρκεια της επακόλουθης διαδικασίας αναδίπλωσης, η αποκόλληση θα αναπτυχθεί πλήρως και τα επιφανειακά στρώματα όπου η αντοχή σε εφελκυσμό δεν επηρεάζεται δημιουργούν την άρθρωση. Τα επιφανειακά φύλλα του χαρτονιού, συμπεριλαμβανομένης της επίστρωσης με χρωστική ουσία, πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτικά ώστε να αντέχουν τις απαιτούμενες δυνάμεις και επιμηκύνσεις. Οι βαθιές και στενές πτυχές είναι δύσκολο να εκτελεστούν. Τα επιφανειακά στρώματα ενδέχεται να σπάσουν είτε όταν το όριο βάθους κλίσης του υλικού υπερβεί, είτε κατά τη διάρκεια της αναδίπλωσης. Τα κριτήρια για τη σωστή πτύχωση καθίστανται πιο προφανή εάν ο συντελεστής αναδίπλωσης ως συνάρτηση του βάθους ή του πλάτους πτύχωσης παρουσιάζεται σε μία απεικόνιση. Τα τελικά σημεία κάθε γραφήματος αντιπροσωπεύουν είτε μια κακώς καθορισμένη πτυχή ή ρωγμή επιφανειών (βαθιές πτυχές). (Εικ.46) Εικόνα 45: Η άρθρωση είναι μια ιδανική κατάσταση μετά την πτύχωση και τη δίπλωση 83

84 Μια κακή πτύχωση και αναδίπλωση μπορεί να αλλάξει το σχήμα του τελικού προϊόντος και αυτό να έχει αντίκτυπο στη στοίβαξη και στη μεταφορά του.(εικ. 46) Εικόνα 46: Τα αποτελέσματα της αναδίπλωσης Εικόνα 47: Καλή και κακή αναδίπλωση Το ακριβές σχήμα, η συμμετρία και η θέση των πτυχών είναι πολύ σημαντικές καθώς οι εφαρμογές συσκευασίας απαιτούν όλο και μεγαλύτερη αξιοπιστία και αποδοτικότητα. Το τελικό σχήμα της πτυχής, δηλαδή το πλάτος και το βάθος της, δεν ορίζεται μόνο από τη γεωμετρία του εργαλείου πτύχωσης αλλά και από τον τύπο του χαρτονιού και την ικανότητά του να προσαρμόζεται στη γεωμετρία του εργαλείου. Μία άλλη σημαντική παρατήρηση είναι ότι ο δυναμικός χαρακτήρας της επικάλυψης σημαίνει ότι διαφορετικές ποιότητες χαρτονιών απαιτούν διαφορετικούς χρόνους παραμονής ή χρόνους εμφάνισης για να εξασφαλιστούν ικανοποιητικές πτυχές, δηλαδή μερικά χαρτόνια μπορούν να φτιαχτούν γρηγορότερα από άλλα. 84

85 Η συμμετρία είναι σημαντική, ειδικά για χαρτοκιβώτια μικρότερου μεγέθους και χαρτοκιβώτια με πολύ υψηλές απαιτήσεις για ακριβή σχήμα και διαστάσεις. Εάν οι πτυχές είναι ασύμμετρες, η διπλωμένη γωνία δεν θα φαίνεται όπως προβλέπεται και μπορεί, ανάλογα με τον βαθμό ασυμμετρίας, να δώσει λάθος ευθυγράμμιση. Αυτά τα χαρτοκιβώτια ενδέχεται να έχουν αρνητικά επηρεασμένη εμφάνιση ή ακόμα και να προκαλέσουν διακοπές στη γραμμή συσκευασίας. Οι γεωμετρικές θέσεις των άκρων και των πτυχών είναι επίσης σημαντικές για παρόμοιους λόγους. Σε αυτή την περίπτωση, οι ανοχές των εργαλείων και η συνέπεια των κινήσεων διαστάσεων του χαρτονιού διαδραματίζουν επίσης βασικό ρόλο Παραδείγματα προϊόντων από ανακυκλωμένο χαρτόνι Το χαρτόνι το συναντάμε πολύ συχνά στη καθημερινότητα μας. Είναι ένα πολύ φθηνό ανακυκλώσιμο και αειφόρο υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με πολλούς τρόπους όπως για τη δημιουργία επίπλων. Η ευελιξία και η αντοχή του υλικού το καθιστά πολύ δημοφιλές, από την μινιμαλιστική συσκευασία, τη δημιουργία και τη διακόσμηση επίπλων ακόμη και σε μικρές και μεγάλες εσωτερικές αρχιτεκτονικές, το χαρτόνι αγκαλιάζεται τώρα από τους σχεδιαστές σε όλο τον κόσμο ως ένα μέσο με τεράστιο δυναμικό. Το χαρτόνι βρίσκεται στο προσκήνιο της περιβαλλοντικής συνείδησης και έτσι τα περιβαλλοντικά του οφέλη αποτελούν έναν ενθαρρυντικό παράγοντα για πολλούς οικολογικά συνειδητούς σχεδιαστές όπου δοκιμάζουν το χαρτόνι ως υλικό προτείνοντας έτσι έναν πιο βιώσιμο τρόπο ζωής ξεκινώντας να σχεδιάζουν αντικείμενα της καθημερινότητας μας όπως καρέκλες, σκαμπό, τραπέζια, βιβλιοθήκες, ακόμα και κρεβάτια. Έπιπλα 85

86 86

87 Εικόνα 48: Παραδείγματα προϊόντων από ανακυκλωμένο χαρτί Ηλεκτρονικά είδη Ορισμένα ηλεκτρονικά είδη κατασκευάζονται από χαρτόνι και στοχεύουν στη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των ηλεκτρονικών προϊόντων. Αν και τα ηλεκτρονικά αγαθά μπορεί να μην είναι εντελώς φιλικά προς το περιβάλλον από μόνα τους, οι εταιρείες που καταβάλλουν προσπάθεια να δημιουργήσουν προϊόντα με βιώσιμα εξωτερικά στοιχεία, κάνουν σίγουρα ένα βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση. Ο σχεδιασμός ηλεκτρονικών ειδών από χαρτόνι περιλαμβάνει φωτιστικά, ηχεία, φωτογραφικές μηχανές κ.α. 87

88 Εικόνα 49: Ηλεκτρονικά είδη από ανακυκλωμένο χαρτί 88

89 Άλλα προϊόντα από χαρτόνι Το χαρτόνι γίνεται ολοένα και περισσότερο ένα δημοφιλές ανακυκλώσιμο φιλικό προς το περιβάλλον υλικό και φτιάχνονται όλο και περισσότερα προϊόντα από αυτό. Μερικά από αυτά είναι κουτιά αποθήκευσης, βάση για υπολογιστή, κρεμάστρες, στυλό κ.α Εικόνα 50: Προϊόντα από ανακυκλωμένο χαρτί Συσκευασίες Το κυματοειδές χαρτόνι χρησιμοποιείται ως υλικό συσκευασίας από πολλές βιομηχανίες. Η κατασκευή υψηλής τεχνολογίας εξασφαλίζει ότι το υλικό αυτό μπορεί να μεταφέρει ένα ευρύ φάσμα βαρών, προστατεύει από την υγρασία και παρέχει βιώσιμες λύσεις συσκευασίας. Επιπλέον, το κυματοειδές χαρτόνι είναι ιδιαίτερα προσαρμόσιμο και οικονομικό. Το κυματοειδές χαρτόνι είναι κατασκευασμένο από τοξωτό χαρτί και είναι μια λύση αρκετά υψηλής τεχνολογίας που χρησιμοποιεί προηγμένα συστήματα σχεδιασμού και παραγωγής υπολογιστών. Έτσι το σχέδιο αυτό κάνει το κυματοειδές χαρτόνι την καλύτερη επιλογή για πολλούς σχεδιαστές συσκευασίας. Πολλές από αυτές τις συσκευασίες είναι είτε για τρόφιμα όπως ζυμαρικά, γλυκά κτλ. είτε για άλλα οικιακά είδη. 89

90 Εικόνα 51: Συσκευασίες από ανακυκλωμένο χαρτί 90

91 Παραδείγματα αρχιτεκτονικών κατασκευών από χαρτόνι Το χαρτόνι λόγω των ιδιοτήτων του και δεδομένης της καλής αντοχής του χρησιμοποιείται ακόμα και σε κατασκευές κτηρίων. Μερικά παραδείγματα είναι ένα μαγαζί το οποίο είναι φτιαγμένο στο εσωτερικό του από χαρτόνι, ένα σπίτι όπου τα πάντα στο εσωτερικό του είναι από χαρτόνι, αλλά και η χρήση του χαρτονιού ως δομικό υλικό για εξωτερικούς χώρους. Brooks + Scarpa recycles cardboard tubes and paper for Los Angeles Aesop store interior Εικόνα 52: Εσωτερικός χώρος μαγαζιού από χαρτόνι 91

92 Paper Tea House by Shigeru Ban Εικόνα 53: Εσωτερική διακόσμηση σπιτιού από χαρτόνι 92

93 Westborough school Εικόνα 54: Χρήση χαρτονιού ως δομικό υλικό Cardboard Pavilion at the Faculty of architecture, Delft Εικόνα 55: Χρήση χαρτονιού ως δομικό υλικό 93

94 4.11 Brief Σχεδιασμός πολυμορφικού επίπλου από χαρτόνι το οποίο αποτελεί και τη συσκευασία του προϊόντος Προσδιορισμός target group Το ηλικιακό κοινό που απευθύνεται το προϊόν είναι άντρες και γυναίκες ηλικίας ετών. Οι χρήστες είναι σύγχρονοι άνθρωποι, που ενδιαφέρονται και ενημερώνονται συνεχώς για νέα προϊόντα, καινοτομίες, ακολουθούν τις τάσεις τις εποχής και είναι διατεθειμένοι να αγοράσουν κάτι που να ξεχωρίζει. Είναι ανοιχτόμυαλοι και θέλουν να δοκιμάζουν καινούργια πράγματα ξεφεύγοντας από τα κλασικά. Είναι κοινωνικά και περιβαλλοντικά ευαισθητοποιημένοι με το περιβάλλον. Προτιμούν ένα πιο βιώσιμο τρόπο ζωής και γι αυτό το λόγο επιλέγουν ανακυκλώσιμα ή επαναχρησιμοποιήσιμα προϊόντα και συσκευασίες, τα οποία δεν καταλήγουν στα σκουπίδια Προσδιορισμός πλαισίου περιβάλλοντος Το πολυμορφικό έπιπλο που θα σχεδιαστεί είναι κατάλληλο είτε για μεγάλους δημόσιους χώρους πολυκαταστημάτων, επιχειρήσεων, εταιριών όπου θα χρησιμοποιείται ως stand διαφήμισης προϊόντων είτε για προσωπική χρήση στο σπίτι Τελική επιλογή υλικού Το υλικό που θα χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πολυμορφικού επίπλου είναι το κυματοειδές χαρτόνι τύπου Β flute (3mm), λόγω της μεγάλης ευκολίας διαμόρφωσης του σε σχέση με την αντοχή του Trends συσκευασιών H πράσινη συσκευασία είναι μια τάση που είναι στη μόδα εδώ και πολύ καιρό. Πέρα από τη θετική επίδρασή της στο περιβάλλον, μπορεί να εξοικονομήσει χρήματα και να προσελκύσει πελάτες. Ένας από τους ηγέτες στον τομέα της βιώσιμης σχεδίασης, πωλεί μπουκάλια φτιαγμένα με ανακυκλωμένο πλαστικό ωκεανού. Από τη χρήση περισσότερων ανανεώσιμων πόρων ως τη διατήρηση ανακυκλώσιμων υλικών, ολοένα και περισσότερες μάρκες ενσωματώνουν φιλική προς το περιβάλλον σχεδίαση συσκευασίας στην επιχείρησή τους. Αυτή είναι μια τάση που ελπίζουμε να δούμε να αυξάνεται κάθε χρόνο, διότι μας ωφελεί όλους. 94

95 95

96 Εικόνα 56: Trends συσκευασιών 96

97 4.16 Trends ανταγωνιστών Πολλές εταιρίες έχουν υιοθετήσει το χαρτόνι ως υλικό για τη κατασκευή επίπλων και stand διαφήμισης προϊόντων. Το υλικό αυτό δεν είναι δημοφιλές μόνο λόγω της χαμηλής τιμής του, αλλά και λόγω των καλών ιδιοτήτων του συμπεριλαμβανομένου ότι είναι ένα οικολογικό υλικό το οποίο προτιμούν πολλοί καταναλωτές. Εικόνα 57: Trends ανταγωνιστών 97

98 4.17 Προδιαγραφές Να είναι εύκολο στη μεταφορά Να είναι ελαφρύ Να χωράνε όλα τα κομμάτια του προϊόντος μέσα στη συσκευασία Να μην πιάνει πολύ μεγάλο χώρο όταν είναι κλειστό Να είναι εύκολο στη συναρμολόγηση Να είναι εύκολο στην αποσυναρμολόγηση Να μην αποτελείται από πολλά κομμάτια Να είναι αυτοεξηγούμενο Να μπορεί να αλλάξει σχήμα Να αντέχει το λιγότερο 10 kg Concepts Η αρχική ιδέα ήρθε από αυτό το concept όπου ένα τραπέζι γίνεται τσάντα. 98

99 Εικόνες 58: Εικόνες μακέτας από την αρχική ιδέα Concept 1 Το βασικό του κομμάτι έχει σχήμα κλεψύδρας και μπαίνει στη μέση μια οριζόντια επιφάνεια όπου δημιουργεί ράφια δεξιά και αριστερά. Διαθέτει προεξοχές για να κουμπώσει με το κυρίως μέρος. Επιπλέον στο κάτω μέρος του έχει ένα τρίγωνο όπου μπαίνει στο κάτω μέρος της κλεψύδρας και κουμπώνει για περισσότερη αντοχή του ραφιού. Επίσης το κάτω μέρος της κλεψύδρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως αποθηκευτικός χώρος. Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί και η πάνω επιφάνεια ως ράφι. Έπειτα το κεντρικό κομμάτι διπλώνει και τα ράφια μπαίνουν στο εσωτερικό του και γίνεται πάλι τσάντα. 99

100 Εικόνες 59: Εικόνες μακέτας από το 1 ο concept Concept 2 Η ιδέα είναι μια ζικ ζακ ενιαία επιφάνεια με σχισμές από τις οποίες περνάνε 3 ράφια. 100

101 Εικόνες 60: Εικόνες μακέτας από το 2 ο concept 101

102 Concept 3 Η ιδέα είναι δυο ζικ ζακ παράλληλα τμήματα με σχισμές από τις οποίες περνάνε 6 οριζόντιες επιφάνεις με αποτέλεσμα να δημιουργούνται 6 ράφια μπροστά, 6 από τη δεξιά πλευρά και 6 από την αριστερή. Οι οριζόντιες επιφάνειες είναι μπροστά επίπεδες και στο πίσω μέρος είναι αιχμηρές. Εικόνες 61 : Εικόνες μακέτας από το 3 ο concept 102

103 Concept 4 Σ αυτή τη παραλλαγή του ζικ ζακ αλλάζουν τα ράφια και στο μπροστινό μέρος βρίσκονται οι αιχμηρές πλευρές και στο πίσω μέρος οι επίπεδες. Εικόνες 62 : Εικόνες μακέτας από το 4 ο concept Σ αυτό το μοντέλο οι σχισμές δεν είναι 1 mm όπως σε όλα τα προηγούμενα αλλά 4mm. Αυτή η αλλαγή έγινε με στόχο τα ράφια να μπαίνουν με ευκολία στις εσοχές και να μη σκίζεται το χαρτόνι στα πλάγια όπως γινόταν σε προηγούμενα μοντέλα. Για να εξετάσουμε την αντοχή των ραφιών κολλήσαμε στα μεσσαία δεξιά ράφια επίπεδες επιφάνεις χαρτονιού με στόχο να ενισχύσουμε το χαρτόνι. Βάλαμε μεγάλο βάρος στο δεξί ράφι και αριστερό. Το αποτέλεσμα ήταν το ενισχυμένο ράφι να κατέβει περίπου 2mm ενώ το άλλο 4 mm. 103

104 Εικόνες 63 : Εικόνες μακέτας από τους πειραματισμούς του 4 ου concept Εδώ είναι ένα μεγαλύτερο μοντέλο όπου διαφέρει από τα υπόλοιπα όσον αφορά τις σχισμές οι οποίες είναι 3 mm. Το ύψος του είναι 20 cm, το πλάτος του 70 cm και η κάθε πλευρά ζικ ζακ είναι 5 cm. Αρχικά έχουμε τη συσκευασία όπου είναι διπλωμένο το κυρίως μέρος του ζικ ζακ και στο εσωτερικό του βρίσκονται 6 επιφάνειες όπου είναι τα ράφια του επίπλου. 104

105 Εικόνες 64: Εικόνες μακέτας από τη συσκευασία του τελικού concept Ανοίγει η συσκευασία και η 1 η παραλλαγή του μοντέλου είναι με τα 6 ράφια μπροστά 6 αριστερά και 9 δεξιά. Εικόνες 65: Εικόνες μακέτας από τη 1 η παραλλαγή του τελικού concept 105

106 Στη συνέχεια η 2 η παραλλαγή του μοντέλου είναι να γίνει κυκλικό ζικ ζακ. Αυτό γίνεται ενώνοντας τα μπροστινά ράφια. Εικόνες 66: Εικόνες μακέτας από τη 2 η παραλλαγή του τελικού concept Και η 3 η παραλλαγή του μοντέλου είναι να γίνει το ζικ ζακ μια ευθεία. Αυτό γίνεται βάζοντας τα μπροστινά δεξιά ράφια στις εσοχές των αριστερών ραφιών και αντίστροφα. Εικόνες 67: Εικόνες μακέτας από τη 3 η παραλλαγή του τελικού concept 106

107 4.18 Αξιολόγηση των concept Το πρώτο concept υστερεί από τα υπόλοιπα διότι δεν έχει υψηλή αντοχή στα ράφια δεξιά και αριστερά αλλά και στην κύρια επιφάνεια του. Παρόλα αυτά κλείνει πολύ εύκολα και καταλαμβάνει λίγο χώρο. Το δεύτερο concept ενώ έχει υψηλή αντοχή δεν έχει μεγάλη χωρητικότητα στα επιμέρους ράφια. Το τρίτο concept έχει αρκετή αντοχή στα ράφια και μεγαλύτερη χωρητικότητα από τα άλλα δυο. Το τελευταίο concept συμπεριλαμβάνει και υψηλή αντοχή, μεγάλη χωρητικότητα, και πολυμορφία. Αυτό που το καθιστά περισσότερο ελκυστικό είναι ότι μπορεί να έχει τρεις διαφορετικές εκδοχές. Επιπλέον μπορεί να μετατραπεί εύκολα στη συσκευασία του και όταν κλείνει καταλαμβάνει μικρότερο χώρο από το 1 ο concept Γεωμετρικός σχεδιασμός Υπολογισμός πλάτος ραφιού Η γωνία πτύχωσης του ραφιού έχει αποφασιστεί να είναι 45⁰. Για να μπορεί το ράφι να εισέρχεται εύκολα στη σχισμή θα πρέπει να είναι μικρότερο από τη προβολή της σχισμής στο κατακόρυφο επίπεδο. Για το μήκος σχισμής L η προβολή είναι άρα το πλάτος του ραφιού υπολογίζεται κάθε φορά πολλαπλασιάζοντας 0.92 επί το μήκος της σχισμής L. Με τον τρόπο αυτό το ράφι μπορεί να συναρμολογείται και να αποσυναρμολογείται εύκολα. Το ράφι χρησιμοποιείται ως περιορισμός έτσι ώστε κατά το άνοιγμα να μπορεί να ανοίγει μέχρι 45⁰. Διαστάσεις πρωτoτύπου Κατά τη δημιουργία πρωτοτύπου το συνολικό ύψος είναι 70cm και το πλάτος 2m. Η απόσταση μεταξύ των τριών ραφιών είναι 17.5cm. Το μήκος της σχισμής είναι 12cm ενώ το συνολικό μήκος της κάθε πλευράς είναι 14cm. Αφήσαμε 1 cm περιθώριο από τη κάθε πλευρά για να μην δημιουργούνται εύκολα παραμορφώσεις και σχιστεί το μοντέλο. Επίσης 1 cm είναι και το πλάτος της ενίσχυσης που χρησιμοποιήθηκε δεξιά και αριστερά από τις σχισμές. 107

108 4.20 Τελική μακέτα 108

109 Εικόνες 68: Εικόνες της 1 ης παραλλαγής του πρωτοτύπου 109

110 110

111 111

112 Εικόνες 69: Εικόνες της 2 ης παραλλαγής του πρωτοτύπου 112

113 113

114 114

115 Εικόνες 70: Εικόνες της 3 ης παραλλαγής του πρωτοτύπου 115

116 Εικόνες 71: Εικόνες της συσκευασίας του πρωτοτύπου 4.21 Πρωτότυπο Συσκευασία Η συσκευασία αποτελείται από το κύριο μέρος του επίπλου, τα ράφια του όπου βρίσκονται στο εσωτερικό της και δύο κομμάτια όπου κολλάνε στο χρατς χρατς και συγκρατούν τη συσκευασία για να μην ανοίξει. Μπροστά μέρος συσκευασίας 116

117 Εικόνες 72: Εικόνες του μπροστινού μέρους της συσκευασίας 117

118 Πίσω μέρος συσκευασίας Εικόνες 73: Εικόνες του πίσω μέρους της συσκευασίας Άνοιγμα συσκευασίας Αφαιρούμε διαδοχικά τις 2 επιφάνειες που είναι κολλημένες με χρατς χρατς στο μπροστινό και στο πίσω μέρος της επιφάνειας. Έπειτα ξεδιπλώνουμε το κυρίως μέρος του επίπλου και το προσαρμόζουμε σε όποια παραλλαγή επιθυμούμε. 118

119 Εικόνες 74: Εικόνες απεικόνισης της διαδικασίας ανοίγματος της συσκευασίας 1 η παραλλαγή επίπλου Ανοίγουμε το έπιπλο και δημιουργούμε δυο παράλληλες ζικ ζακ επιφάνειες. Περνάμε 3 ράφια από τις σχισμές δεξιά και αντίστοιχα τα άλλα 3 από αριστερά. 119

120 120

121 Εικόνες 75: Εικόνες της 1 ης παραλλαγής του επίπλου 2 η παραλλαγή επίπλου Κάνουμε το έπιπλο κυκλικό ενώνοντας τα μπροστινά ράφια, τοποθετώντας τα αριστερά πάνω στα δεξιά ράφια. 121

122 122

123 Εικόνες 76: Εικόνες της 2 ης παραλλαγής του επίπλου 3 η παραλλαγή επίπλου Ανοίγουμε το έπιπλο κατά μήκος τοποθετώντας τα ράφια παράλληλα δεξιά και αριστερά. 123

124 Εικόνες 77: Εικόνες της 3 ης παραλλαγής του επίπλου 124

125 Μεγαλύτερη διάσταση επίπλου με 4 ράφια 1 η παραλλαγή Εικόνες 78: Εικόνες της 1 ης παραλλαγής της μεγαλύτερης διάστασης επίπλου 125

126 2 η παραλλαγή Εικόνες 79: Εικόνες της 2 ης παραλλαγής της μεγαλύτερης διάστασης επίπλου 3 η παραλλαγή 126

127 Εικόνες 80: Εικόνες της 3 ης παραλλαγής της μεγαλύτερης διάστασης επίπλου 4 η παραλλαγή Η 4 η παραλλαγή έχει το ίδιο σχήμα με τη 3 η απλά αλλάζει η τοποθέτηση των ραφιών όπου μπαίνουν από την αντίθετη πλευρά δηλαδή η αιχμηρή πλευρά αυτή τη φορά είναι από την απέξω πλευρά. 127

128 Εικόνες 81: Εικόνες της 4 ης παραλλαγής της μεγαλύτερης διάστασης επίπλου 128

129 Το φυλλάδιο με τις οδηγίες που θα περικλείεται στην συσκευασία. Εικόνα 82: Εξώφυλλο του φυλλαδίου με τις οδηγίες 129

130 Εικόνα 83: 2 η σελίδα του φυλλαδίου με τις οδηγίες 130

131 Εικόνα 84: 3 η σελίδα του φυλλαδίου με τις οδηγίες 131

132 4.22 Ανάλυση κατασκευής Στην ενότητα αυτή πραγματοποιείται μία μελέτη της μηχανικής συμπεριφοράς του τελικού concept θεωρώντας ένα βασικό τμήμα του που περιέχει τη βάση ύψους 70 εκ. και τρία ράφια. Σκοπός είναι να μελετηθεί η αντοχή και η παραμόρφωση τόσο της βάσης όσο και των εσωτερικών και εξωτερικών τμημάτων των ραφιών. Το μοντέλο προσομοίωσης αναπτύχθηκε στο πρόγραμμα Creo και παρουσιάζεται στην Εικόνα 85. Η βάση πακτώθηκε στο κάτω μέρος και σε κάθε ράφι εφαρμόστηκε μια ομομοιόμορφα κατανεμημένη κατακόρυφη δύναμη 10 kg (100 N). Μεταξύ των ραφιών και των εγκοπών της βάσης θεωρήθηκαν συνθήκες επαφής με συντελεστή τριβής 0.5. Το υλικό όλης της κατασκευής είναι κυματοειδές χαρτόνι τύπου Β και οι ορθότροπες ιδιότητές του φαίνονται στην Εικόνα 86 [25]. Λόγω της επαφής, η ανάλυση είναι μη γραμμική και για την εύκολη σύγκλιση πραγματοποιήθηκε σε 5 βήματα φόρτισης (κάθε βήμα αντιστοιχεί σε 20 Ν δύναμης). Στην Εικόνα 87 παρουσιάζεται η κατανομή των κατακόρυφων μετατοπίσεων (για να είναι εμφανής ο τρόπος παραμόρφωσης, η μετατόπιση φαίνεται μεγενθυμένη Χ50). Η μέγιστη μετατόπιση είναι μικρότερη από 0.5 mm στο ελεύθερο τμήμα των ραφιών και μόνο 0.15 mm στα εσωτερικά τμήματα. Παρόμοια μετατόπιση παρουσιάζει και η βάση. Στη βιβλιογραφία [25] η αντοχή του συγκεκριμένου τύπου χαρτονιού έχει υπολογιστεί περίπου στo 1 MPa τόσο σε εφελκυστικά όσο και σε θλιπτικά φορτία. Η κατανομή των μέγιστων κύριων τάσεων φαίνεται στην Εικόνα 88, ενώ των ελάχιστων στην Εικόνα 89. Η μέγιστη κύρια τάση φτάνει τα 1.4 ΜPa αλλά μόνο τοπικά στις γωνίες των ραφιών. Στην κύρια μάζα της κατασκευής dεν ξεπερνάει τα 0.5 MPa. Η μέγιστη θλιπτική τάση φτάνει τα 2.3 MPa τοπικά αλλά δεν ξεπερνάει τα 0.3 ΜPa στην κύρια μάζα της κατασκευής. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δείχνουν ότι τα ράφια μπορούν με ασφάλεια να παραλάβουν 10 kg το καθένα, φορτίο πολύ μεγαλύτερο για την χρήση που σχεδιάστηκαν. 132

133 Εικόνα 85:Μοντέλο στο Creo Εικόνα 86:Ιδιότητες χαρτονιού 133

134 Εικόνα 87: Κατανομή μετατοπίσεων (η παραμόρφωση φαίνεται Χ50) Εικόνα 88: Κατανομή μέγιστων κύριων τάσεων 134