골판지 박스 디자인

Corrugated box design
일시적으로 상자를 닫을 수 있는 인터록 슬롯이 있는 부분 중첩 상자

골판지 상자 설계는 골판지 섬유판(때로는 골판지라고도 함) 상자에 대한 설계 요소와 기능적 물리적, 가공 및 최종 사용 요구 사항을 일치시키는 프로세스입니다. 포장 엔지니어는 시스템 전반에 걸쳐 총 비용을 제어하면서 상자의 성능 요구 사항을 충족시키기 위해 노력합니다. 골판지 박스는 운송 포장에 사용되는 선적용 컨테이너로 기능적, 경제적으로 중요한 고려 사항을 가지고 있습니다.[1]

이 기사에서 논의한 구조적 디자인 외에도 인쇄된 바코드, 라벨 및 그래픽 디자인도 중요합니다.

기능들

원형 보안 테이프 씰이 있는 마이크로플루트 박스
부분적으로 열림; 턱 플랩 및 잠금 탭(통) 표시
피자와 같은 납작한 물품을 위한 다이컷 폴더

골판지 박스는 배송 용기로 자주 사용됩니다. 상자는 제조부터 유통, 판매에 이르기까지 제품을 보관해야 하며 때로는 최종 사용해야 합니다. 상자는 자체적으로 제품을 보호하는 데 어느 정도 도움이 되지만 깨지기 쉬운 내용물을 보호하기 위해 쿠션, 브레이싱 및 차단과 같은 내부 구성품이 필요한 경우가 많습니다. 배송 위험은 주로 사용되는 특정 물류 시스템에 따라 달라집니다. 예를 들어, 팔레트의 단위 적재물로 단위화된 상자는 개별 취급에 직면하지 않는 반면, 혼합 적재물 또는 급행 운반체로 분류되어 유통 주기의 일부를 통해 배송되는 상자는 심각한 충격, 발차기 등을 받을 수 있습니다.[2][3][4]

일반적인 선적 컨테이너는 내용물을 식별하고, 법적, 규제적 정보를 제공하며, 라우팅을 위한 바코드를 인쇄하고 라벨을 부착해야 합니다. 마케팅, 상품화 및 판매 시점에 사용되는 상자는 종종 내용 소통을 돕기 위해 그래픽이 높습니다. 일부 상자는 "소매 준비 포장"으로 알려진 선반에 내용물을 표시하도록 설계되었습니다. 다른 것들은 내용물을 배출하는 데 도움이 되도록 설계되었습니다. 강도, 내구성, 경량성, 재활용성, 가성비로 인기 있는 골판지 상자는 다양한 품목의 배송에 사용됩니다. 골판지 박스에 담긴 포장 물품의 품질과 안전성으로 인해 식품 산업에서 널리 사용되고 있습니다. 상자는 쌓을 때 발생하는 압력을 처리하여 운반하기에 이상적입니다.

미국 전체 제품의 95% 이상이 골판지 상자에 담겨 배송됩니다. 골판지는 미국에서 재활용되는 모든 종이의 절반 이상을 차지합니다.

적층강도

골판지 박스의 중요한 기능 중 하나는 창고에 쌓아두기 위한 내크러시(제품 보호)와 적절한 강도를 제공하는 것입니다. 고습도에서 주름진 상자를 장기간 보관할 것으로 예상되는 경우 추가 강도와 내습성이 요구됩니다. 팔레트에 상자를 싣는 방식은 적층에 강한 영향을 미칩니다. 수직 기둥은 최상의 박스 성능을 제공하는 반면, 박스의 연동 패턴은 성능을 크게 저하시킵니다. 상자와 팔레트의 상호 작용도 중요합니다.[5][6]

골판지의 등급, 박스 디자인, 플루트 방향, 내부 지지대를 최적화하여 박스를 설계할 수 있습니다. 제품의 지원은 또한 "부하 공유"를 제공하며 중요한 요소가 될 수 있습니다.[7] 상자를 닫으면 상자를 쌓는 강도에 영향을 미칠 수 있습니다.[8]

박스 압축 시험은 제어된 조건에서 박스, 박스 스택 및 단위 하중을 평가하는 수단입니다. 스태킹과 동적 압축의 현장 조건은 동일한 제어 정도를 가지고 있지 않습니다. 압축 강도는 컨테이너 구조, 크기 및 사용 매개 변수를 기반으로 추정할 수 있습니다. 실제 패키지 테스트는 이러한 추정치를 검증하기 위해 종종 수행됩니다.

취급강도

박스 구조는 물류 시스템과 일치해야 합니다. 균일한 팔레트 적재물의 운송을 통제하기 위해 설계된 패키지는 특급 운송업체와의 혼합 운송에 적합하지 않을 수 있습니다.

많은 품목이 개별적으로(부분적으로 또는 전체적으로) 특급 운송사, 우편 또는 기타 혼합 물류 시스템으로 배송됩니다. 다수의 수동 핸들링, 자동 선별, 트럭 또는 공기 컨테이너에서의 제어되지 않는 적층의 요구는 박스, 박스 폐쇄 및 내용물에 심각한 스트레스를 줍니다. 단위 부하 취급 및 보관을 위해 설계된 박스는 혼합 물류 시스템에 적합하지 않을 수 있습니다. 트럭 적재량보다 적은 배송은 트럭이나 복합 컨테이너의 균일한 팔레트 적재에 의한 배송보다 주름진 배송 컨테이너에 더 많은 스트레스를 줍니다. 상자는 때때로 유통 시스템의 요구에 맞게 더 무거운 구조가 필요합니다. 패키지 테스트는 종종 예상 배송 위험과 일치합니다. ASTM International 및 International Safe Transit Association 테스트 프로토콜은 이를 반영합니다.[9][10]

기타요소

여러 텍스트에서 상자 디자인 과정에 대한 지침을 제공합니다. Wiley Handbook of Packaging Technology는 고려 사항 및 옵션에 대한 지침을 제공합니다. ASTM D5639 파형 섬유판 재료 선택 및 성능 요구사항에 기초한 박스 구성을 위한 표준 실무에서는 특정 패키지 성능을 위한 좋은 옵션이 될 수 있는 재료 선택 및 박스 구조에 대해 논의합니다.

내용물에 따라 일부 골판지 상자는 추가 강성 또는 더 무거운 등급의 보드가 필요합니다.[11][4] 핸드 홀이[12] 있거나 손잡이가 있는 상자는 때때로 더 높은 강도의 보드, 접착제로 부착된 보강재 또는 내장된 섬유가 필요합니다.[3]

과정

메인기사 : 포장공학
거친 취급에도 견딜 수 있는 능력을 확인하기 위한 실험실 낙하 시험

여러 포장 텍스트에서는 패키지 디자인에서 고려해야 할 요소에 대해 논의합니다. ASTM International에는 표준 D6198, 운송 포장 디자인 표준 가이드 및 D5639가 있습니다. 골판지 재질 선정 및 성능 요구에 따른 박스 시공을 위한 표준 실무 여기에는 비용(재료, 노동, 자본), 유틸리티, 패키지 성능, 가공성, 마케팅 요구 사항, 물류 요인, 운송 위험(압축, 충격, 파열, 습도, 응축, 온도, 필퍼리지), 규제 등이 포함됩니다.

패키징 엔지니어와 디자이너는 특정 프로젝트의 요구(비용 제약, 기계 기능, 제품 특성, 물류 요구, 해당 규정, 소비자 요구 등)에서 시작합니다. 설계는 자동화된 샘플 제작 테이블에 연결된 컴퓨터 보조 설계 프로그램으로 이루어지는 경우가 많습니다. 몇 가지 설계 및 건설 옵션이 고려될 수 있습니다.샘플은 종종 ASTM 또는 국제 안전 운송 협회와 같은 기타 표준 테스트 프로토콜을 기반으로 한 패키지 테스트에 제출됩니다. 구조 디자인은 그래픽 디자인과 일치합니다. 소비자 기반 설계의 경우, 마케팅 담당자는 때로 Focus 그룹을 사용하거나 합격을 평가하는 보다 정량적인 방법을 사용합니다. 테스트 마켓은 주요 프로그램에 사용됩니다.[13][14]

이 과정은 (미국) 축구장 크기의 긴 일련의 연결된 기계인 골판지 라인에 골판지를 만드는 것으로 시작됩니다. 단일 벽 골판지의 완성품은 두 개의 라이너 사이에 끼워진 단일 골판지 층입니다.

숙련된 작업자들은 상자 빈칸의 각 스택에 대한 작업 티켓을 준비하고 빈칸을 제조 기계로 라우팅합니다. 인쇄 다이와 패턴은 크고 유연한 고무 또는 주석 시트에 준비됩니다. 롤러에 적재되고 상자 블랭크가 이를 통해 공급되며, 여기서 각각은 다듬고, 인쇄하고, 자르고, 점수를 매기고, 접고, 접착하여 상자를 만듭니다. 완성된 상자는 쌓여 밴딩 기계로 보내져 포장되어 배송됩니다.

설계.

일반 슬롯형 컨테이너(RSC)
점수선, 슬롯 및 제조업체 조인트가 표시된 RSC의 상자 공백

가장 일반적인 박스 스타일은 일반 슬롯형 컨테이너(RSC)입니다. 모든 플랩은 점수에서 가장자리까지 길이가 동일합니다. 일반적으로 주 플랩은 중간에서 만나며 주 플랩은 너비가 길이와 동일하지 않으면 그렇지 않습니다. 상자의 크기는 내부(제품 적합) 또는 외부(기계 취급 또는 팔레트 조정) 치수에 대해 측정할 수 있습니다. 제조업체의 조인트는 접착제로 접합되는 경우가 가장 많지만 테이프로 붙이거나 스티치로 고정할 수도 있습니다. 상자는 평평하게(노킹 다운) 배송되어 상자를 설정하고 채우고 배송을 위해 닫습니다. 박스 클로저는 테이프, 접착제, 스테이플, 스트래핑 등에 의한 것일 수 있습니다. 상자는 일반적으로 내부 치수에 따라 지정되고 순서가 지정됩니다.유럽의 박스 스타일은 일반적으로 유럽 골판지 제조업체 연맹(FEFCO)에서 제공하는 4자리 코드로 지정되며, RSC는 0201로 코드화됩니다.[15]

다른 많은 스타일의 골판지 상자와 구조물을 사용할 수 있습니다. 하나의 공통 소스는 Fibre Box Association입니다.[16]

  • FOL(전체 중첩): Full Overlap Box(전체 중첩 상자)는 주요 플랩이 완전히 겹친다는 점을 제외하고는 RSC와 유사합니다. 전체 오버랩 플랩은 추가 적층 강도와 가장자리 보호 기능을 제공합니다.
  • HSC(Half Sloted Container): HSC(Half-Sloted Containers)는 RSC와 비슷하지만 플랩이 한 세트만 있습니다. 오픈 탑 용기를 원할 때 유용합니다. HSC는 망원경 상자를 만드는 데 사용할 수 있습니다.
  • 전체 망원경 상자에는 두 개의 완전 망원경 섹션이 있습니다. 섹션은 스테이플, 다이컷 잠금 장치, 접착제 등에 의해 형성될 수 있습니다.
  • 부분망원경 상자에는 두 개의 섹션이 있습니다. 맨 위의 망원경은 부분적으로 바닥 위에 있습니다. 인쇄 용지를 보관하는 데 일반적으로 사용됩니다.
  • 파형 트레이는 종종 디스플레이 목적으로 사용되거나 수축 랩과 함께 사용됩니다.
  • 주름진 모서리 패드는 제품 지지 및 쿠션에 사용할 수 있습니다.
  • 특수 다이컷 모양은 거의 끝이 없는 디자인과 용도를 가지고 있습니다.
  • 기타.

컨테이너 설계 예시

  • Wholesale outlet using full pallet loads

    전체 팔레트 하중을 이용한 도매 아웃렛

  • Bag-In-Box containing liquids to dispense

    분사할 액체가 들어 있는 Bag-In-Box

  • Fruit Packaging Boxes

    과일 포장에 사용되는 상자가 열려 있어 호흡과 콜드체인에 접근할 수 있습니다. 팔레트에 쌓을 때 탭이 연동됩니다.

  • Boxes of books, with security tape used as a closure

    폐쇄용으로 사용되는 보안 테이프가 있는 책 상자

  • Telescope box with hand holes and ventilation holes (banana box)

    손구멍과 통풍구멍이 있는 망원박스(바나나박스)

  • Die-cut folder for a faucet

    수도꼭지용 다이컷 폴더

  • Corner cut carton for beverage cans[17]

    음료수 캔용[17] 코너 컷 카톤

  • Corrugated box, inner corrugated support, and cushioning for hard drive

    골판지 박스, 내부 골판지 서포트, 하드 드라이브용 쿠션

  • Take-out pizza in a die-cut folder

    피자를 다이컷 폴더에 넣어 꺼냅니다.

  • Display boxes for bottles of juice

    주스병 표시 상자

리테일 디스플레이

주 기사: 기성포장
주 기사: 엔드캡

소매업체는 종종 전체 케이스 로드를 쉽게 보관할 수 있도록 배송 컨테이너에 상품을 배송해 달라고 요청합니다. 단위 팩이나 1차 패키지를 개별적으로 취급하지 않고 케이스를 선반과 보관 위치에 직접 올려놓는 것이 목표입니다. 소매업체들은 재고 비용을 줄이고 인건비를 절약하기 위해 제품을 바로 포장해야 하는 경우가 많습니다. 몇 가지 특화된 박스 디자인이 제공됩니다.[18][19][20][21][22][23][24]

정부, 군사, 수출

정부에 공급되고 있는 많은 품목들은 매우 잘 취급되고 있습니다. 상자들은 단위화되어 있고, 덮개가 있는 트럭이나 복합 컨테이너에 실려 있으며, 창고에 보관되어 있습니다. 일반적인 "국산 상자"와 상업용 포장은 허용됩니다.[25]

군수 물자, 야전 물자 및 인도적 지원은 종종 심각한 취급과 통제되지 않는 보관에 직면합니다. 정부 출하를 위한 특수 상자 사양이 적용되는 경우가 많습니다. 내후성 섬유판, 박스 시공, 박스 클로저, 유닛화가 필요합니다.[26]

위험물 및 위험물

부식성 액체 4병을 배송하기 위한 디바이더가 있는 이중 벽 상자

위험한 물건이나 위험한 물질의 선적은 규제가 심합니다. UN 위험물 수송에 관한 권고 모델 규정을 바탕으로 각국은 선적을 위한 설계 및 성능 요구 사항을 조율해 왔습니다. 예를 들어 미국의 경우 교통부가 관할권을 가지고 있으며 연방규정집 제49호에 요구사항을 게시했습니다. 골판지 상자는 4G 요구 사항에 설명되어 있습니다. 박스와 내용물에 대한 성능(중낙하 테스트 등) 인증이 필요합니다.[27][28]

일부 운송업체에는 추가 요구 사항이 있습니다.

박스클로즈

상자를 닫는 수단은 디자인의 중요한 측면입니다. 생산 라인이 사용할 수 있는 장비의 종류, 측정된 실험실 성능, 현장 성능, 최종 사용자가 쉽고 안전하게 상자를 열 수 있는 능력에 영향을 받습니다.

상자 닫힘은 다음을 포함합니다.[29]

  • 접착제, 수성 또는 핫멜트 접착제 - 접착제는 수동 또는 기계로 도포됩니다. 전분계 접착제는 경제적이기 때문에 골판지를 선택할 수 있습니다. 전분은 곰팡이, 지의류, 곰팡이의 매개체 역할을 하기 때문에 이를 방지하기 위해 사용 전에 항진균제를 첨가합니다.
  • 스테이플 - 스테이플은 박스 플랩을 부착하는 데 사용됩니다. 작음(명칭) 1 ⁄2인치 크라운) 스테이플러가 있는 상자에 스테이플러를 적용할 수 있습니다. 블라인드 클리너로 더 넓은 크라운(명칭 1+1 ⁄4인치) 스테이플을 적용할 수 있습니다.
  • 박스 밀봉 테이프, 압력 감지 테이프는 다양한 폭, 즉 36, 48, 72mm 폭과 여러 두께로 제공됩니다. BOPP와 PET는 백킹으로 사용됩니다. 테이핑은 수동 또는 반자동 케이스 씰러에 의해 수행됩니다.
  • 필라멘트 테이프, 상자를 닫을 때 사용되는 강화된 감압 테이프입니다.
  • 껌을 바른 종이 테이프 - 접착제가 물에 의해 활성화되어 테이프를 상자에 붙이는 무거운 종이로 구성되어 있습니다.
  • 강화된 워터 활성화 껌 테이프입니다. 보강 필라멘트가 내장된 두 장의 종이입니다.
  • 스트랩 - 스트랩은 일반적으로 플라스틱(PP, PE, PET, PVC), 금속(SS강) 등으로 구성되어 있으며 다양한 폭으로 제공됩니다.
  • 수축 랩 - LLDPE, LDPE 등의 얇은 필름으로 열이 가해지면 수축하여 사방에서 상자를 감싸게 됩니다. 수축 포장은 일반적으로 뜨거운 터널이 필요하고 대체품보다 더 많은 재료가 필요하기 때문에 더 비쌉니다. 그러나 포장된 상자는 랩이 장벽으로 작용하기 때문에 환경으로부터 더 잘 보호됩니다.

참고문헌

  1. ^ a b Foster, G A (22 September 2009), "Boxes, corrugated", in Yam, K L (ed.), Encyclopedia of Packaging Technology, Wiley (published 2010), pp. 162–178, ISBN 978-0-470-08704-6
  2. ^ Singh, S. P.; Burgess (November 2001). "Package Specifications for Corrugated Boxes with Heavy Flowable Products in Single Parcel Shipments". Journal of Testing and Evaluation. 29 (6): 570. doi:10.1520/JTE12403J.
  3. ^ a b Han, Jongkoo; Park, Jong Min (January 2007). "Finite element analysis of vent/hand hole designs for corrugated fibreboard boxes". Packaging Technology and Science. 20 (1): 39–47. doi:10.1002/pts.741. S2CID 135760649.
  4. ^ a b Lee, Myung Hoon (September 2004). "Flexural stiffness of selected corrugated structures". Packaging Technology and Science. 17 (5): 235–294. doi:10.1002/pts.663. S2CID 137700468.
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  6. ^ Whitish, W J (1972). "EFFECT OF RELATIVE HUMIDITY AND TEMPERATURE ON STACKING PERFORMANCE, Project 2695-9" (PDF). The Institute of Paper Chemistry. Retrieved 18 March 2023.
  7. ^ Koning, J (November 1966). "Slip Pad, Vertical Alignment Increase Stacking Strength 65%". Boxboard Containers.
  8. ^ Sheehan, R (August 1988). "Box and Closure: Partners in Performance". J. Packaging Technology. Technical Publications Inc. 2 (4).
  9. ^ ASTM D4169. 선적 컨테이너 및 시스템의 성능 테스트.
  10. ^ ASTM D7386. 단일 택배시스템의 택배성능시험
  11. ^ "Corrugated Boxes with Heavy Flowable Products in Single Parcel Shipments". Journal of Testing and Evaluation. 29 (6): 570. doi:10.1520/JTE12403J.
  12. ^ Singh, J (2008), "The Effect of Ventilation and Hand Holes on Loss of Compression Strength in Corrugated Boxes", J Applied Packaging Research, 2 (4): 227–238, retrieved 2 April 2018
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  14. ^ Hanlon, J F (1998). Handbook of Package Engineering (3 ed.). CRC. Press. pp. 18–29.
  15. ^ International Fibreboard Case Code, FEFCO, 2007
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  18. ^ US 6073833, Desrosiers, Marc; Jette, Luc & Tremblay, Jean-Pierre et al., "Shelf ready shipping container" 발행, 2000-06-13, McNeil-PPC Inc.에 할당.
  19. ^ US 5881884, 포도섹, 에드워드, "배송 및 진열 상자와 그에 대한 빈칸" 출판, 1999-03-16, 에이버리 데니슨 회사에 할당.
  20. ^ US 8342335, Couture, David G., "Shelf-Ready Shipper display system" 출판, Rock-Tenn Shared Services LLC에 할당
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  22. ^ US 6523692, Gregory, James W., "Fold-in-half shipping/display box", 2003-02-25 발행, Fort James Corp에 할당.
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  27. ^ ISO 16104 - 2003 포장 - 위험물 운반 포장 - 시험 방법
  28. ^ Hazardous Materials Packaging Training Program (Second ed.). Fibre Box Association. 2022.
  29. ^ ASTM D1974, 골판지 상자를 닫는 표준 관행

책, 일반 참고문헌

ASTM 표준

  • D642 출하용기, 구성품 및 단위하중의 압축저항 측정 시험방법
  • D1974 섬유판 상자의 닫힘, 밀봉 및 보강 방법에 대한 표준 관행
  • D4577 일정하중을 받는 컨테이너의 압축저항 시험방법
  • D5118 섬유판 출하 박스 제작 표준 관행
  • D5168 3중벽 골판지 용기의 제작 및 폐쇄 표준 관행
  • D5639 골판지 재질 선정 및 성능 요구에 따른 박스 시공을 위한 표준실무
  • D6804 골판지 상자의 핸드홀 디자인 표준 가이드