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골판지상자의 압축강도에 미치는 요인 - (1)
수분에 의한 영향

골판지는 종이로 만들어지고 있으며, 파도와 골모양으로 성형된 골심지와 라이너로 구성되는 구조체이다.

따라서 환경조건, 특히 수분에 의한 영향을 받기 쉽고, 하중이 걸린 채 보관되면, 크립에 의한 피로열화가 생기며, 또 적재방법에 따라서도 약해진다.

또 골판지 제조시의 골의 눌림, 수송 및 취급시의 진동, 낙하충격에 의한 대미지도 받는다.이런 열화 요인을 충분히 고려한 후 골판지상자의 설계를 하지 않으면 문제가 생기게 된다.


1. 수분에 의한 영향

골판지의 평형함유수분은, 외기의 온습도에 의해 <그림 1>과 같이 변화된다.

<그림 1> 온습도와 골판지 수분의 관계
















수분에 1% 정도의 폭이 있는 것은 골판지가 흡습해 가는 경우와, 탈습하는 경우로 같은 온습도에서도 수분이 달라지기 때문이다. 이것은 특유의 성질로 히스테리시스라 일컬어진다

<그림2> 종이의 히스테리시스현상










골판지는 외부 환경에 노출되었을 경우, 항상 외기의 조건변화에 따라, 번갈아 가면서 흡·탈습을 반복하고 있다.또 골판지상자의 압축강도와 수분의 관계는 그림3과 같이, 수분의 상승에 의해 압축강도가 크게 저하된다.

<그림3> 수분과 상자 압축강도


이 관계를 식으로 나타내면 다음과 같이 된다.

p = a X 9χ
a : 수분의 0%시 압축강도(kgf)
χ : 수분(%)
p : 수분 χ%의 압축강도(kgf)

(계산 예)
수분 9%시 상자의 압축강도가 300kgf의 경우, 수분이 13%가 되면 몇 kgf가 되는가.

300 = a X 0.99∴
a = 774kgf

따라서 13%시의 강도는 p = 774 X 0.913 = 197kgf가 된다.

통상, 골판지상자는 9% 수분(調濕조건 20℃, 65%RH)에서의 강도가 기준이 되기 때문에, 다음 식을 사용하는 것이 편리하다.

p´ = a´ X 0.9(χ-9)
a´ : 수분 9%시의 압축강도(kgf)
χ : 수분(%)
p´ : 수분 χ%시의 압축강도(kgf)

앞의 계산 예에서는 다음과 같이 산출할 수 있다.

p´ = 300 X 0.9(13-9)
p´ = 197kgf

수분이 1% 상승하면, 압축강도는 약 10% 저하한다. 따라서 건조시기는 그다지 문제가 되지 않지만, 장마철 수분이 많을 때에는, 종종 보관시의 골판지상자의 배부름 문제가 발생한다.

수분에 의한 영향으로서, 강도열화 외에 골판지의 치수변화도 있다<그림 4>. 하중이 걸린 태에서 상자 몸통부분의 치수가 늘어나면, 그 신장은 배부름의 방향으로 작용한다. 치수변화도 배부름의 한 요인이라는 것도 간과할 수 없다.

<그림4> 골판지의 수분과 치수 변화


[2000-06-08]
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