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골판지를 이용한 완충 포장재의 물리적 특성에 관한 연구
The Analysis of Cushioning Properties of Corrugated Cushion 원문보기

한국포장학회지= Korean Journal of Packaging Science & Technology, v.12 no.1, 2006년, pp.35 - 40  

최승진 (미시간 주립대학교 포장학과) ,  신중민 (미시간 주립대학교 포장학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Cushioning systems, which are cushion material and its designed configuration, are important to protect fragile items since they act as buffers between the impact force and the fragile product. As cushioning materials, several plastic foams are commonly used in industry. However, the utilization of ...

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문제 정의

  • 골판지를 소재로 한 완충재의 개발을 모색하기 위한 기초인 골판지 완충재의 충격흡수 및 피로현상에 대한 물리적 특성을 연구하였고, 이에 따른 수학적 모형을 제시하였다. 본 연구에서 사용된 골판지 소재 완충재의 경우 플라스틱 완충재와 비교해 비슷한 충격완화 능력을 보였으며, 골판지 소재 완충재와 제품의 충돌시 발생하는 최대 감속도치 G는 다음의 식에 의해 결정된다.
  • 본 연구에서는 골판지를 이용하여 기본적인 완충 포장재를 설계하였으며 이러한 포장재의 물리적 특성 및 완충능력을 실제 완충 실험을 통하여 조사하였다. 또한 기존의 알려진 플라스틱 완충재의 기작 이론과 본 연구의 골판지 완충재의 결과를 비교하였으며 현재 가장 널리 사용되는 발포 폴리스티렌 완충재와 완충 능력을 비교함으로써 완충 포장재로써의 골판지의 사용 가능성을 모색하였다.
  • 이 경우 골판지 소재 완충재가 완충재로써의 기능을 발휘할 수 있는 최대 유효 낙하 수를 예측하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 이러한 피로현상에 대한 모형을 수립하여 골판지 소재 완충재의 최대 유효 낙하 (maximum effective drops)를 예측하고자 하였다.
  • 이 연구에서는 기존의 두 가지 이론, 즉 FCT를 이용한 골판지 소재 완충재의 충격흡수 모형과 플라스틱 완충재에 적용되는 에너지 밀도 곡선 모형을 골판지를 이용한 완충재에 적용하여 두 모형을 비교하고 이에 따른 골판지 완충재의 물리적인 특성을 예측하고자 하였다.

가설 설정

  • 앞서 밝힌 바와 같이, 골판지는 라이너 및 골심지로 이루어진 구조물로써 하중이 가해질 경우 매우 복잡한 과정의 압축과정을 보인다 (Sek, 1997). 이 연구에서는 복잡한 3차원 구조를 갖는 골판지를 단순화하여 일반적인 균일 구조의 소성 물질로 가정하였으며, 이러한 가정 하에서 피로 현상을 설명하여 보고자 하였다.
  • 이렇게 반복적으로 가해져서 부분적 변형을 유발한 에너지는 각각의 에너지 밀도 분획으로 남고 이 같은 과정이 반복되어 누적된 에너지가 골판지의 압축 강도 점의 에너지 밀도를 넘어서면 이때에 bottom out 현상이 발생하는 것으로 가정하였다. 또한 각각의 충돌 시 완충재에 가해지는 힘에 의한 변형이 비슷한 형태의 응력-변형 곡선을 따른다고 가정할 때에 각각의 하중에 의한 응력-변형 곡선의 shape factor들은 같아진다.
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