현재 국내에는 통기성 상자의 설계에 관한 기준이 마련되어 있지않아, 통기공으로 인한 상자 압축강도 저하와 통기성 면에서도 좋지 않은 형편이다. 선진 외국과는 물류 및 포장환경이 다르고, 방법에 있어서도 큰 차이가 있기 때문에 외국의 사례를 국내의 포장설계에 적용하는 데는 한계가 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에서 유통되는 통기성 상자에 대한 실태분석과 온 습도 변화에 따른 압축강도 저하와 통기성을 분석하므로써, 통기성 상자의 최적설계를 위한 설계 기준을 마련하고자 수행되었다. 현행 유통되는 통기성 상자의 통기공의 면적 비율은 $1.41{\sim}2.65%$ 였으며, 통기공의 형태, 크기 및 위치가 매우 다양하여, 이로 인한 상자 압축강도 저하율은 $8.5{\sim}20.2%$의 범위에 있었다. 대체로 통기공의 면적비율 보다는 통기공의 형태와 위치가 상자의 압축강도 저하에 미치는 더 중요한 요인으로 분석되었다. 통기공의 면적비율이 클 수록 온도와 상대습도의 평형도달시간은 짧았으며, 온도가 상대습도에 비하여 더 빨리 형평상태에 도달하였으며, 또한 통기공의 면적 비율이 같은 경우, 통기공의 형태에 따른 온도 및 상대습도의 평형도달 시간과 평형도달 온 습도에 있어서는 큰 차이가 없었다.
현재 국내에는 통기성 상자의 설계에 관한 기준이 마련되어 있지않아, 통기공으로 인한 상자 압축강도 저하와 통기성 면에서도 좋지 않은 형편이다. 선진 외국과는 물류 및 포장환경이 다르고, 방법에 있어서도 큰 차이가 있기 때문에 외국의 사례를 국내의 포장설계에 적용하는 데는 한계가 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에서 유통되는 통기성 상자에 대한 실태분석과 온 습도 변화에 따른 압축강도 저하와 통기성을 분석하므로써, 통기성 상자의 최적설계를 위한 설계 기준을 마련하고자 수행되었다. 현행 유통되는 통기성 상자의 통기공의 면적 비율은 $1.41{\sim}2.65%$ 였으며, 통기공의 형태, 크기 및 위치가 매우 다양하여, 이로 인한 상자 압축강도 저하율은 $8.5{\sim}20.2%$의 범위에 있었다. 대체로 통기공의 면적비율 보다는 통기공의 형태와 위치가 상자의 압축강도 저하에 미치는 더 중요한 요인으로 분석되었다. 통기공의 면적비율이 클 수록 온도와 상대습도의 평형도달시간은 짧았으며, 온도가 상대습도에 비하여 더 빨리 형평상태에 도달하였으며, 또한 통기공의 면적 비율이 같은 경우, 통기공의 형태에 따른 온도 및 상대습도의 평형도달 시간과 평형도달 온 습도에 있어서는 큰 차이가 없었다.
The design criteria of ventilating container is not provided yet in Korea. This caused strength reduction due to the ventilating hole and bad ventilating performance. The purposes of this study were to survey the present situation of ventilating container in Korea, to analyze the strength reduction ...
The design criteria of ventilating container is not provided yet in Korea. This caused strength reduction due to the ventilating hole and bad ventilating performance. The purposes of this study were to survey the present situation of ventilating container in Korea, to analyze the strength reduction on the atmosphere condition variation, and to provide the criteria for the optimum design of ventilating container. The ventilating area of container was $1.41{\sim}2.65%$, and strength reduction due to the varied pattern, size and location of ventilating hole was $8.5{\sim}20.2%$. The effect on the strength reduction from the pattern and location of ventilating hole was bigger than that from the ventilating area. Equilibrium arrival time of temperature and relative humidity was shorter as the ventilating area was bigger, and temperature reached to the equilibrium state earlier than the relative humidity. There was no significant difference on the ventilating hole pattern between equilibrium arrival time of temperature and relative humidity and equilibrium arrival temperature and relative humidity if the ventilating area was the same.
The design criteria of ventilating container is not provided yet in Korea. This caused strength reduction due to the ventilating hole and bad ventilating performance. The purposes of this study were to survey the present situation of ventilating container in Korea, to analyze the strength reduction on the atmosphere condition variation, and to provide the criteria for the optimum design of ventilating container. The ventilating area of container was $1.41{\sim}2.65%$, and strength reduction due to the varied pattern, size and location of ventilating hole was $8.5{\sim}20.2%$. The effect on the strength reduction from the pattern and location of ventilating hole was bigger than that from the ventilating area. Equilibrium arrival time of temperature and relative humidity was shorter as the ventilating area was bigger, and temperature reached to the equilibrium state earlier than the relative humidity. There was no significant difference on the ventilating hole pattern between equilibrium arrival time of temperature and relative humidity and equilibrium arrival temperature and relative humidity if the ventilating area was the same.
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문제 정의
따라서 본 연구는 현재 국내에서 유통되는 통기성 상자에 대한 실태 분석과 온 · 습도 변화에 따른 압축 강도 저하와 통기성을 분석하므로써, 통기성 상자의 최적설계를 위한 설계기준을 마련하고자 수행되었다.
따라서, 본 연구는 현재 국내에서 유통되는 통기성 상자에 대한 실태 분석과 온 · 습도 변화에 따른 압축 강도 열화정도를 분석하므로써, 통기성 상자의 최적설계를 위한 설계 기준을 마련하고자 수행되었다.
제안 방법
Fig. 1에 나타낸 통기공의 형태와 면적 비율이 서로 다른 상자(상자 내부조건: 31℃-rh 40%)를 2℃-rh 40%로 조성된 대기조건에 놓았을 때의 상자 내부의 온도 변화와 상자 내부 조건을 23℃-rh 65%로 만들어, 23℃-rh 95%의 대기조건에 놓았을 때의 상대습도 변화를 각각 연속 측정하여, 평형도달 시간과 그때의 온 · 습도를 분석하여 아래의 Table 2에 나타내었다. 이때, 온도와 상대습도의 평형도달시간은 온도 및 습도가 각각 분당 1% 미만의 변화를 보일 때의 시간으로 정하였다.
Table 1에 나타낸 통기공의 형태별 압축 강도 저하율을 분석하기 위하여, 이와 동일한 치수의 무인쇄 DW 골판지 상자(RSC, KL175/K200/KL175/K200/KL175)에 이들 상자와 각각 동일한 통기공과 손잡이를 제작하였다.
수집된 단감 포장 상자 50여종 중상자의 규격, 통기공과 hand hole의 크기 및 형태별로 크게 분류하여 먼저 16종을 선발하고, 이중 포장 단위가 15kg인 상자를 대상으로, 이와 동일한 치수를 갖는 무인쇄 DW 골판지상자(RSC, KL175/K200/KL175/K200/KL175)에 이들 상자와 각각 동일한 통기공과 손잡이를 제작하여 이로부터 압축 강도 저하율을 분석하였다.
이 실험에는 PID 제어 방식의 대형 항온항습기가 사용되었으며, 상자 내부의 중심 위치에, Fig. 2에도 시한 바와같이, 온 · 습도센서 한 조를 설치하였다. 이때 항온항습기 내부의 공기유동에 의한 직접적인 영향을 피하기 위하여, 상자의 측면으로부터 30cm 둘레에 공기유동차 단막을 설치하였다.
2에도 시한 바와같이, 온 · 습도센서 한 조를 설치하였다. 이때 항온항습기 내부의 공기유동에 의한 직접적인 영향을 피하기 위하여, 상자의 측면으로부터 30cm 둘레에 공기유동차 단막을 설치하였다.(Fig.
통기공의 형태별 대기 조건 변화에 따른 압축 강도 저하율 분석에는 조사 분석된 통기공 형태를 고려하여. Fig.
통기성 상자의 실태와 통기공 형태별 압축강도 저하율 을분석하기 위하여, 국내의 단감 포장상자를 기본 모델로 설정하였다.
대상 데이터
조사 분석된 통기공 형태를 고려하여. Fig. 1에 돗한 바와 같이, 상자의 측면적 대비 서로 다른 면적 비율(#1: 2%. #2: 1.88%, #3: 1.42%, #4: 0.63%)을 갖는 4가지 형태의 통기성 상자를 제작하여 사용되었다.
온도계 측에는 T-type의 열전대가, 그리고 습도 계측용센서로는 상대습도 30~95% 범위에서 직진성이 우수한 정전용량식(4~20mmA)의 SHM-R(Philips사)이 사용되었다. 온 · 습도의 각 센서에서 출력되는 신호의 노이즈는 소프트웨어로 처리하였다.
제작한 상자의 크기는 410×300×250mm, 원지배합은 KA210/K200/K180/RH250/K200 이었으며, 적용한 온 · 습도 조건은 2℃-rh 90%, 12℃-rh 70%. 23℃-rh 50%의 3수준이었다.
이론/모형
상자의 압축 실험에는 ASTM D64219) 시험 규정을 적용하여, 하중재하 속도는 12.7±2.5mm/min, 초기 작용하중은 45kgf로 하였다. 실험 전 상자를 온도 23±1℃, 상대습도 50%의 표준상태로 잘 조성된 대형 항온항습기 내에서 48시간 이상 충분히 평형시킨 후 실험에 사용되었으며, 상자의 각 형태별로 5반복 실험하여 그 평균값을 취하였다.
성능/효과
보다는 온도의 민감성이 큰 것으로 나타났다. 대체로 동적인 온 · 습도 대기 조건에 대해 통기공의 면적 비율에 따른 민감성에 있어서는 뚜렷한 차이가 있었으나, 동일한 면적 비율에서 통기공 형태에 따라서는 민감성의 차는 크지 않았다.
2%의 범위에 있었다. 대체로 통기공의 면적 비율 보다는 통기공의 형태와 위치가 상자의 압축 강도 저하에 미치는 더 중요한요인으로 분석되었다.
#01~#04의 수치는 #05의 온전한 상자 대비 압축 강도 저하율을 나타낸 것으로 . 온도보다는 상대 습도에 더 큰 영향을 받았으며, 상대습도가 높을수록 통기공의 형태별 압축 강도 저하율은 더 큰 것으로 나타났다.
이와 같은 성능의 실험설비를 통해 분석된 결과만 놓고 보았을 때, 동적으로 변화하는 온 · 습도 조건에 대해 상대습도 보다는 온도의 민감성이 큰 것으로 나타났다. 대체로 동적인 온 · 습도 대기 조건에 대해 통기공의 면적 비율에 따른 민감성에 있어서는 뚜렷한 차이가 있었으나, 동일한 면적 비율에서 통기공 형태에 따라서는 민감성의 차는 크지 않았다.
통기공의 면적 비율이 클수록 온도와 상대 습도의 평형도달시간은 짧았으며, 온도가 상대 습도에 비하여 더 빨리 형평상태에 도달하였다. 또한, #01과 #02의 비교로부터, 통기공의 면적 비율이 같은 경우, 통기공의 형태에 따른 온도 및 상대습도의 평형도달 시간과 그때의 온 · 습도에 있어서 큰 차이가 없는 현상을 알 수 있다.
통기공의 면적 비율이 클수록 온도와 상대 습도의 평형도달시간은 짧았으며, 온도가 상대 습도에 비하여 더 빨리 형평상태에 도달하였으며, 또한 통기공의 면적 비율이 같은 경우, 통기공의 형태에 따른 온도 및 상대 습도의 평형도달시간과 평형도 달 온 · 습도에 있어서는 큰 차이가 없었다.
통기공의 형태별 압축 강도 저하율 분석 결과를 나타낸 Fig. 5에서 보는 바와 같이, 통기 공 무가 공상자 대비 최하 8.5%에서 최고 20.2%의 압축 강도 저하율을 보였으며, 통기공의 면적 비율 보다는 통기공의 형태와 위치가 상자의 압축강도 저하에 미치는 영향이 더 큰 것으로 분석되었다. 따라서 통기공의 적정위치 및 형태의 설계는 통기성 상자의 압축강도 저하를 막는 중요한 설계변수가 됨을 알 수 있다.
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