Denna rapport avhandlar ett examensarbete på 15 hp utfört åt BillerudKorsnäs inom forskningsprojektet "A New Model for Deformation of Carton Board Packages by Manual Handling". Syftet är att analysera två olika testmetoder som används för att undersöka kartongförpackningars greppstyvhet. Detta görs genom att undersöka hur väl metoderna kan skilja på olika kartongkvaliteter. Målet är att genomföra tester på en Lloyd Instrument LR5K dragprovare och jämföra resultaten med erhållna resultat från Syntouch´s BioTac, vilket är en fingerliknande taktil sensor. Tryckprover utfördes på Örebro Universitet, på ca 120 kartongförpackningar där diverse storlekar på sfärer användes för att applicera kraft på förpackningen. Statistiska metoder användes för att avgöra metodernas tillförlitlighet. Det kunde avgöras att vid små fixa krafter så kan inte Lloyd Instrument LR5K dragprovaren differentiera olika kartongtyper åt. Däremot kan tydliga skillnader ses vid jämförelse av högsta uppmätta styvhet. BioTac kan vid små fixa krafter differentiera kartongkvaliteter. / This Bachelor’s thesis is a collaborated work done between the paper manufacturer BillerudKorsnäs and Örebro University, within the research project "A New Model for Deformation of Carton Board Packages by Manual Handling". The aim of this work is to test and evaluate two methods regarding their ability to determine grip stiffness of cartonboard packages. This was achieved by analyzing how well each method was able to distinguish between various cartonboard qualities. The two methods that were compared were: box compression tests performed by a Lloyd Instrument LR5K tensile testing unit, and BioTac which is a finger-like tactile sensory device made by Syntouch LLC. About 120 box compression tests, with varying sphere sizes, were performed on cartonboard packages supplied by BillerudKorsnäs. Statistical methods were then applied to the data from these tests in order to see whether this method was able to distinguish between the different cartonboard materials. A member of the research project had previously performed experiments using the BioTac on the same types of packages. Data from those experiments underwent the same statistical tests. The results from the two methods could thus be compared. Albeit being able to distinguish maximum stiffnesses between the cartonboard materials for arbitrary forces, the box compression method failed at this endeavor for fixed low forces. The BioTac, however, showed better results in that regard.

Projektet avhandlar en specifik testmetod avseende hur en kartongförpackning reagerar på krafter den utsätts för när den belastas av ett artificiellt finger (BioTac), detta i syfte att undersöka om testmetoderna genererar objektiva och repeterbara resultat.   Projektet analyserar också hur en förvald kartongförpackning böjs vid en specifik punktlast, samt vilken resulterande omslutning och nedböjningen som då registreras av BioTacen. Metoderna som används kompletteras med testresultat utförda med hjälp av laborativa verktyg; en dragprovsmaskin tillverkad av Lloyd instruments med tillsatsen en haptisk sensor (BioTac) från Syntouch.  Vidare forskning har lett till ett mer definierat och objektivt sätt att mäta bland annat en förpacknings grepp-styvhet, vilket bidragit till en ökad förståelse för hur en förpackning ska konstrueras för att bäst tjäna dess syfte. / The project deals with a specific test method regarding how a cardboard package reacts to the external forces when an artificial finger (BioTac) is forced upon it, the purpose being to examine if the method generates objective and repeatable results.  The project also analyses how a pre-selected cardboard package bends at a certain load, and which the resulting enclosure is registered by the BioTac. The methods used are supplemented with laboratory tools, such as: A tensile testing machine by Lloyd instruments, in addition with a tactile sensor (BioTac) by Syntouch.  Further research has led to a more defined and objective way of measuring, amongst other things, a packaging’s grip-stiffness, which has contributed to an increased understanding of how a package should be designed to best serve its purpose.

Due to the rapid development of technology, electrical products are being shipped all over the world. The electronic components have gotten greater in capacity but are smaller in size, making them sensitive to electrostatic discharge (ESD). ESD packaging protects sensitive components from electrostatic discharge and electrical fields. There are different types of packaging solutions depending on the sensitivity of the product. Rigid packaging of insulating paperboard, impregnated with a thin, conductive carbon layer was used in this study. The conductive material is supposed to lead the static electricity away from the product, to the packaging which is insulated, where it safely can discharge. The inside of the packaging, normally dressed in a foam to protect the device inside, is supposed to be replaced with paperboard. The purpose of this master thesis is to investigate whether or not an ESD-packaging can be created by coating a paperboard with a dispersion containing nanographite and nanocellulose. Solid Bleached Board is a paperboard made by the mill Iggesund Paperboard, used for graphical products and packaging of high quality. Paperboard is made from cellulose, an environmentally sustainable raw material from the forest. Classifications of materials used in ESD packaging-solutions are divided into how quickly electricity moves through the material. Carbon is normally within the range of 10^2 to 10^6 Ω for sheet- and volume resistance. Maximal charge and maximal electrical discharge of the packaging are by standard not supposed to exceed 100 V and 50 nJ. Two different nanographite dispersions with different binders (polyvinyl alcohol and cellulose nanofibres) have been made. These have been coated onto the paperboard using a bench-coater. Measurements of ESD- and paperboard-properties have been performed onto the paperboard. The measured values were within the range of what was considered acceptable to be able to create an ESD packaging. The prototype was designed materially with solid bleached board, coated with a dispersion made of 220g nanographite, 22g cellulose nanofibres and 3791g water with a solid content of 8,2%. The design has been developed with the company's existing packaging in mind together with information about the already existing ESD packages. The results from the measurements show that it is fully possible to create and produce ESD-packaging, but needs further testing after this thesis. Societal, ethical and environmental aspects have been considered during the entire study. / På grund av den snabba tekniska utvecklingen transporteras elektriska produkter över hela världen. Elektroniska komponenter har fått större kapacitet men är mindre i storleken vilket gör dem känsliga för elektrostatisk urladdning (ESD). ESD-förpackningar skyddar känsliga komponenter från elektrostatisk urladdning och elektriska fält. Det finns olika typer av förpackningslösningar beroende på produktens känslighet. Styva förpackningar av isolerande kartong, impregnerade med ett tunt, elektriskt ledande kolskikt användes i denna studie. Det ledande materialet leder den statiska elektriciteten bort från produkten, till förpackningen som är isolerad, där den säkert kan urladdas. Förpackningens insida, som normalt är klädd med ett skum för att skydda produkten inuti, är tänkt att ersättas med kartong. Syftet med examensarbetet är att undersöka om en ESD-förpackning kan skapas genom att bestryka ett kartongark med en dispersion innehållande nanografit och nanocellulosa. Homogen helblekt kartong (Solid Bleached Board, SBB) är en kartong tillverkad av pappersbruket Iggesund Paperboard, som används för grafiska produkter och förpackningar av hög kvalitet. Kartong är tillverkad av cellulosa, ett miljövänligt och hållbart material från skogen. Klassificeringar av material som används i ESD-förpackningar är indelade i hur snabbt elektricitet rör sig genom materialet. Kol ligger normalt inom intervallet 10^2 till 10^6 Ω för yt- och volymresistans. Maximal uppladdning och maximal elektrisk urladdning av förpackningen ska inte överstiga 100 V och 50 nJ. Två olika dispersioner med olika bindemedel (polyvinylalkohol och cellulosa nanofibrer) har tillverkats. Dessa har bestrukits på kartongen med en bänkbestrykare. Mätningar av ESD- och kartong-egenskaper har utförts på kartongen. Mätdata låg inom det intervall som ansågs vara acceptabelt för att kunna skapa en ESD-kartong. Prototypen, sample B, är designad materiellt med homogen helblekt kartong, bestruken med en dispersion gjord av 220g nanografit, 22g cellulosa nanofibrer och 3791g vatten med en torrhalt på 8,2%. Designen har utvecklats med företagets befintliga förpackningar i åtanke tillsammans med information om de redan existerande ESD-förpackningarna. Resultaten från mätningarna visar att det är fullt möjligt att skapa och producera ESD-kartong, men det kräver ytterligare tester efter denna studie. Samhälleliga-, etiska- och miljöaspekter kommer att beaktas under hela studien.