日本包装学会誌ＶｏＬ８Ｍ'３（1999ノ

殿論文

データ更新機能を特徴とする
包装設計ＣＡＤシステムの開発(第１報：システムの機能構成）
山崎潔＊陳謙＊＊島田哲夫＊＊
TheDevelopmentofaPackagingComputerAidedDesignSystem
SpecifiedbyRenewableDatabase（1stReport:SystemConfiguration）
ＫｉｙｏｓｈｉＹＡＭＡＳＡＫＩ.,ＱｉａｎＣＨＥＮ.、ａｎｄＴｅｔｓｕｏＳＨＩＭＡＤＡ｡、ＴｈｅｓｔｕｄｖａｉｍｓｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｃｏｍｐｕｔｅｒaidedpackagingdesignsystemIorWindowsspecified
byrenewabledatabase，Ｉｎｐａckagingdcsign・ｉｔｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｃａｔｃｈｕｐｗitbvariousin‐
dustrialgoodsneedcdbyagreatvarｉｅｔｙｏｆｂｕｍａｎｂｅｉｎｇａｎｄｔｏｍｅｅｔｔｈｅｓｏciaIdemandsoIthetimestoprotectglobalenvironmentandtodisposeindustrialwastcsinsafe・Thissystenlcon‐

sistsofthecompressivestrengthanalysis（thatis，thestrengthdeductionandtbedetermination

ofcorrugatedliberboardconstruction）andcomputationprocessjngforvariouspurposes，Ｔｈｅ

strength-deducingalgorithmhasthefunctionofcomputingthenecessarypackagestrengtbfrom
thecaIculatedstrengtbolthecorrugated（iberboardofspecilied［inerandflutingconstructiontak、
ingintoaccountthedegradationfactors･Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄ・theroutinelorthedeterminationof
corrugatedfiberboardconstructionisdcsignedtohelprealizethepackagingspccilicationsneces‐sarytoprotectthequalityofthepackagedgoods、ＯｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓｉｎsuccessIul
packagingdesigniswhetheritisgivemthelatestdegradationfactorswithrespecttoenvirolT
mentalconditionsanduptodatecorrugatedcardboardandbuflermaterialｓｏｒｎｏＬＴｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆ
ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｓｈｏｗｔｈａｔｉｔｉｓｎｏｗｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｐackagingcomputeraideddesignsystemfor
Windowsspecifiedbyrenewａｂｌｅｄａｔａｂａｓｅ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：packagingdesign，computeraideddesignsystem，thecompressivestrengthanaw
sis・strengthdeduction･corrugated【iberboardconstruction，globalenvironment、disposalofindustrialwastes

本研究は、ウィンドウズ上のデータ変更機能を強化した包装設計ＣＡＤシステムを開発することを目的とする。包装設計は刻一刻と変化する内容品のニーズや地球環境、廃棄物処理といった社会的な要請に即応する必要があるため、最新かつ変化に合致した仕様をデータとして持つことが最も重要な事項である。本システムは圧縮強度解析と汎用計算処理を有し、圧縮強度解析にはフルートやシートなどの段ボールの構成要素から得られた計算強度をもとに物流環境条必要強度を推定する処理と内容品の品質保証に必要な原紙榊成決定処理から成り立っている。包装設計にとって最も重要なことのひとつは物流環境条件に関する劣化係数を算出し、最新の段ボール資材

や緩衝材のデータを得ることができるかどうかにかかっていると言われている。
本研究において、これら最新の必要なデータの更新機能を備えた包装設計について検討し、ウィンドウズ上で稼働するＣＡＤシステムを構築した。

キーワード：包装設計､CADシステム､圧縮強度解析､強度推定､原紙橘成､地球環境､廃棄物処理＊兵庫県立工業技術センター(〒654-0037神戸市須磨区行平町3-1-12）：IIyog()PreIecturalInsti〔uteoflnduslry
3-1-12,Yukihira,SumaoKobe654-OO37Japan*＊和歌山大学システム工学部デザイン情報学科（〒640-8510和歌U｣市栄谷：WakayamaUniversitySakaedani，Wakayanlacity640-8510Jal〕aｎ－１１１－

一夕更新機能を持微とする包装iiMi77/ＣＡＤシステムの開発

パソコンが設計作業の合理化に直接影響を与１．はじめにえるものとなって久しい。1995年には本格的

包装はあらゆる工業製品にとって欠かすこなグラフィックスによるユーザーインターフとのできないもので、その形態・要求される

ェースを特徴とするWindows95が、また機能も多岐にわたるため理論的・統計的にも'998年にはインターネットと本体システムを処理しづらい領域となっている．またその仕統一的に扱いうるWindowS982)が登場し、様も、刻一刻と変化する内容品のニーズに対パソコンは職場においては情報の共通インフ

応する必要があり、従来からともすれば勘とラとしての機能を益々深め、家庭ではテレビ経験が優先する技術分野であったため、従来などの成熟した商品との融合をめざした情報の包装設計の対応では十分に追従できない局

家電としての機能を備えつつある。
無論、包装設計用ＣＡＤシステムの基本は、面も見受けられる。

また地球環境から派生した循環型社会の形

圧縮強度解析と汎用計算処理になることは従成を背景に、廃棄物処理法あるいはリサイク

来と少しも変わっていない。圧縮強度解析に

ル法など包装に対する社会的ニーズに変化がはフルートやシートなど段ボールの構成要素

生じ、包材の役割・環境影響評価（LIeCyから得られた計算強度をもとに物流環境条件

cleAssessment：LCA）などにも新たな見直対応の必要強度を推定する処理と内容品の品しが必要になってきている。

質保証に必要な原紙構成決定処理から成り立

さらに、コンテナー化、パレチゼーションっている。また汎用計算処理は各種圧縮強度などユニットロードの普及や物流インフラの計算、倉庫保管による強度劣化計算、温度湿整備など流通環境に改善が進んでおり、これ度雰囲気による強度劣化計算、積み付け不適までの安全係数の設定を見直すなど、包装設による強度劣化計算、寸法変更による推定強計にも手直しが要求されている。

度計算、印刷による強度劣化の計算などであ著者らが包装設計仕様の標準化と自動化をる。

目指し、1990年に開発した「包装設計ＣＡＤ

しかし今日上述したように包装設計は刻一システム｣'）はMSDOS対応であり、最近の刻と変化する内容品のニーズや地球環境、廃Windowsを中心とするコンピュータシステ

棄物処理といった社会的な要請に即応する必ムに適応できなくなったため、前述の新しい要があるため、最新かつ変化に合致した仕様

包装設計ニーズに対応するための手直しを含をデータとして持つことが最も重要な事項でむ新たなシステムの構築を図ることが必要とあると考える。

具体的には物流環境条件に関する劣化係数なった。

は、流通環境変化すなわちユニットロードの

2．輸送包装設計システムの概要と特徴

普及や物流インフラの整備など安全’性の向上
により、旧来技術を考え直す必要が生じてき社会の変化に対応して情報通信技術が重要ている。また既存の緩衝材の一部は包装に対性を増すなか、WindowsというＯＳを持ったする社会的ニーズ（安全な廃棄物処理やリサ-112-

日本包装学会誌Ｖｏｌ８ｊＶＯ３（1999ノ

イクルを考慮した生産形態）に適応すること本システムは、流通負荷に対応させた設計が不可能となりつつあり、新たな素材を用い技法と、日常の設計業務の中で汎用の計算処た設計も必要になってきている。このような理ができる簡易ツールより構成されている。

要求に対し、筆者らは市販のソフトウェアをWindows対応システムはビジュアル化に調査した結果、劣化係数による強度計算、緩優れ、これまでの入力処理に比べてはるかに衝設計を対象とするもの、積み付けパターン

簡素化され操作しやすくなった。新たに再構導出処理、など個別の処理をおこなうシステ

築するシステムには、汎用計算事例の追加、ムは存在するが、それらを統合したシステム

使用する段ボール原紙の個人専用データベーはまだ存在しないという結論を得た。

スの装備、あるいは任意の劣化係数の設定、物流包装に関する環境の変化や社会のニー

ならびにこのビジュアルの特徴を活かしパレズ、さらにはコンピュータ技術の進展を踏ま

ット積み付けパターンの決定に３次元表示をえ、新たに構築したのがウインドウズ対応の行うなど、ソフトウエアの充実を図った

データ更新機能を強化した包装設計ＣＡＤシ

本システムはファイル、編集、導出、設計
ならびに表示の５つの大きなブロックによりステムである。
ｐＨ円Ｉ構成される（Fig.２)。
包装設計用CADシステム「「

l仕樺ﾌｧｲﾙ１ ﾊﾟｯｹｰｼﾞ１

付ﾊﾟﾀｰﾝ
積付ﾊﾟﾀｰﾝ

展開ﾊﾟﾀｰﾝl資材ﾌｧｲﾙ１

パレット

倉庫保管Ｉ l原紙構成’

l終了１

フルート

温度湿度１ 剛田団

FiglPackagingDesignSystqn|強度推定１

菰付不適■■■■■■■■■■■■■■■■

計一生壷爾

ニニーニニ
Ｌ」

その特徴は、(1)輸送包装設計に不可欠な

Fig2MenusTable

物流環境条件に基づく強度推定と段ボール原
紙構成の決定、(2)流通過程における損傷から製品を守るための緩衝材の設計、(3)物流

3．処理概要合理化に関して効果が最も期待できるパレッ

ト積み作業のための積み付けパターン自動化「ファイル」ブロックは包装仕様ファイル

処理、(4)包装に関わるコスト計算に必要なと段ボール原紙ファイルより構成される。

各種箱展開図の自動生成など、物流、包装に｢編集」ブロックは包装設計の基礎となる貨

関する巾広い各種設計作業を可能とした物寸法の入力、使用するパレットサイズの入Windows上のソフトウェアである。

力、段ボールの種類および段ボール原紙の選－１１３－

一夕更j;f機能を特徴とする包装,識計CADシステムのﾙﾎﾟ;Ｉ譜

択、さらに個装．入り個数・余裕寸法から外設定した物流環境条件（箱にかかる荷重条件

装寸法を導き出す入力処理より構成される。

と容器の吸湿性）などを一覧表（Ｆｉｇ．３(1)）

｢導出｣は設計のための汎用計算を行うもので、にまとめて表示を可能とした。

ケリカット式など段ボール箱の代表的な強度

また原紙構成ファイルは包装仕様を満足さ計算方法による箱強度の算出、保管中の劣化、せる段ボール原紙の組み合わせの一覧表

水分率の影響、パレット積み付け不適の影響、(Fig.３(2)）を表示している。

箱寸法と強度ならびに印刷劣化より構成され資材ファイル（Fig.４）は、包装設計に用る。「設計」は包装設計のメインとなる部分で、いられる段ボール原紙（ライナと中しん）の包装仕様の評価、包装仕様（原紙構成）の決

全てについて、名称､坪量､原紙圧縮強度（リ定ならびに緩衝包装設計より構成される。

ングクラッシュ強さ）ならびに単価を一括管｢表示」はパレット積み付けパターンの決定理する。既存のデータとしてはJIS規格（ラと箱展開図の作成より構成される

イナ；JISP-3902、中しん原紙；JISP-3904）

これらに含まれる計算方法・手順についてにあげられた原紙が登録されているが、これは、追加した項目以外は前システム'〉に従う。

以外の現実に各自が使用している原紙の追加、

ただし、「設計」ブロックの環境条件については、前システムで採用した季節・期間・荷扱い条件などの複雑な条件に代わって、実用的なJIS規格（JISZ-0200）に定める包装形
態に基づく要因のみに簡素化した。また別に

ｈ肝劃図､.]－－－－－．ロ'－－

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任意の係数が設定できるなど、多様な対応を可能にした。

以下、個々のブロックについて新システムの特徴を述べる。

(1)

4．「ファイル」ブロックについて
仕様ファイルと資材ファイルより構成される。

仕様ファイルは、強度推定に関するファイ

ルと原紙構成に関するファイルの２種類ある。

護薯鶏慧簔菫臣
藍三二弓議姜菫芸_霊強度推定ファイルは設計作業を通じて登録、蓄積された包装仕様について、強度に関するデータ（ケリカット式などから求められる計

算強度と、物流環境条件から予測される推定
強度、および段ボールの種類と原紙構成）と、
－１１４－

(2)
Ｆｉｇ．３Specificationofcorrugatedfib｢eboards

日本包装学会誌Vol８Ａ/０３（1999ノ

ロﾛ■

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(2)

(1)

聖輩．鳶……鴨》．
(3)(4)

Ｆｉｇ．４ComponentpaperboardstabIe
あるいはすでに登録済みの原紙についても名意のサイズ）の入力と、段ボールの種類と資称・圧縮強度あるいは単価などの内容も、随材ファイルに登録された原紙の中から該当す

時呼び出して変更・修正ができる。従って絶るライナと中しんを選択する。

えず最新の情報を管理することができるため、これらの入力データは、汎用計算（｢導出」

このファイルは常に正確な包装設計を可能とブロック）はもとより、包装仕様の評価（｢設する本システムの大きな特徴の一つになって計」ブロック）にもそのまま活用される。

いる。

5.1［パッケージ］メニュー（Fig.５）

5．「編集」ブロックについて外装に関する包装寸法は［パッケージ］メニューと［プロダクト］メニューがあり、前このブロックでは、包装設計を始めるに当者では外装寸法のみの場合、また後者では個たり、個装の状態から外装に至る一連の包装

装からはじめて外装寸法を求める場合に対応

寸法仕様、パレットサイズ（標準サイズ、任している。

--115-

一夕更斬機能を狩徴とする包装,論ﾅＣ４Ｄシステムの開発

入力方法は、長さ、幅、高さに対応するバ

譲雲ＩＦ雫j<T111Ｗ

ーをスクロールするか、または電卓ツールを用いて数値（､、）を入力する。値の範囲は

盈鍵iKシ；

１０ｍｍから９９９ｍｍまで入力可能とし、幅は長さより大きくならないように制約している(入力したIljmが長さより大きい場合にはエラーメッセージを表示し、入力を無効として再度入力を促す)。

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Fig.６Ｐａ lette－－￣蒲｢~7:ララiE7FZ7露D1ry=１

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Fig.５Package

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丘パト

5.2［パレット］メニュー（Fig.６）
パレット寸法の入力には１１００（､、）×）

Ｆｉｇ．７SeIectionofeachflutesize
andｓｅｒｉｅｓ

1１００（､､）および１１００（､､)×800（､､）の標準サイズに加えて、ユーザーが長さと幅の形状が図形で表示され、視覚的に間違いをを自由に設定できるカスタムパレットを用意

防止する。

した。

数値はスクロールバーまたは電卓ツールか5.4［ライナ］メニュー（Fig.８）

ら入力し、その範囲は１００ｍｍから１５００ｍｍ

ここではライナおよび中芯など段ボール原まで入力可能とし、幅は長さより大きくなら紙の一覧表(名称､坪量(g/㎡)､圧縮強度(kgf)、

ないように制約している。

単価（円/､?)）を参照しながら、適当な原紙の組み合わせを選択する。

5.3［フルート］メニュー（Fig.７）
中しんの段形状は段ボールの仕様を決定す

5.5［プロダクト］メニュー（Fig.９）

る要素のひとつで、オプションボタンにより個装からはじめて、入り個数、余裕寸法を５種類の段（Ａ、Ｂ、Ｃ、ＥならびにＡＢ）の順次入力し、外装寸法を決定する。処理メニ

中から一つを選ぶ。その際、画面右にその段

ューで、これまでと同様、スクロールバーと-116-

日本包装学会誌Vol８Ａ/、３（199卯§パッケージの構成§復囮廻「瞳作余裕症外装’

資材の選択

Yiii圓瓢蕊翻項番名称坪且(g/nf）強度(k9f）単価(Wnf）

1.ライナ ０１ＡＡ四［１６０２２．４

、鰯寵醤鬮

3.2
38

1０８
１１３

23.4
10.4
10.8
１１．３
１７．６

１６．２
９２

画

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爾日鰯鶴勵

､１００汁鍾回、

Ｆｉｇ．８s⑧lectionofoBchIimrboaTda｢面ｃｏｒｎ旧atir咀

1００ｍ、

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蠣剛》鰯

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ＡＢＢＢＢ

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１２５

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項番名称坪趣(g/If）強度(kgf）単価(Ｗ､、

２中しん

1００ｍＵｎ1７．６

Ｆｉｇ．９Products

mfuJi血電卓ツールで数値を入力してゆく値の範囲は種々の計算ルーチンを集めた。

１０ｍｍから９９９ｍｍまでを入力可能とし、幅段ボールの箱強度計算として汎用されるケは長さより大きくならないように制約していリカット式をはじめ、マルテンフォルト式・る。

マッキー式ならびにウオルフ式などに加え、さらに個装の質量（９）と外装箱の積み段

宅配便などの混載輸送の際に起こり得る横積数（段）を入力し、ｌパレットの荷姿を決定

み、縦積みのときの強度劣化、ならびにラッする．

プアラウンド箱など各種箱形式の箱強度を予測する。（Fig.１０）

6．「導出」ブロックについて

その他の箱強度設計に係わる汎用計算(Fig.１１(1)(2)(3)(4)(5)）として、倉庫保管に
日常の包装業務の中で、包装設計の一部による影響では経時変化に伴う強度劣化などを、ついて条件変更や手直し、あるいは別仕様の

温湿度雰囲気の影響では温湿度に伴う段ボー強度の予測など、それぞれの条件下で単独にルの水分率変化から強度変化を予測する。積強度計算が必要になることがあり、その際のみ付け不適では、パレット台上からの箱のハ
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(1)

(2)

Ｆｉｇ．１０CompressiveStrength
-117-

(3)

一夕更訓ﾀﾃ機能を特徴とする包装識計ＣＡＤシステムの開発

ミ出しの程度から強度劣化を、また箱寸法変ル」のなかの仕様ファイルとして登録される。

更では箱の長さ・幅および深さ方向の寸法を緩衝包装設計（Fig.１４）については、対変更した際の強度変化を、さらに印刷の影響象となる包装内容品の衝撃易損性3〉に対し、では印刷面積比率などによる箱強度劣化の程

従来の緩衝材の主流であった発泡プラスチッ

度を予測する。

クスなど既存の緩衝材4）を用いた場合の設計ならびに、最近のリサイクル問題からにわ

7．「設計」ブロックについてかに注目を集め始めた段ボール製緩衝材（折り曲げ加工した構造体5)、積層段ボール6.7)）
ここでは、包装現仕様にかかわる外装箱のについて、その使用法の一例を示した。

強度評価（Fig.１２）と、本来の仕様通りの強度性能を発揮させる段ボールの原紙構成

8．「表示」ブロックについて(Fig.１３）を選択、決定させる。
この場合には、流通環境にかかわる安全係

ここでは段ボール箱のパレット積み付けパ

数は、ＪＩＳ規格O1SZ-0200）に示される環

ターン8),）と箱展開図を表示するが、前者

境条件に対応した負荷係数と本システムのオでは荷崩れ防止などの安全性を第一に考えた

ペレータ自身が定める任意の係数を利用して最適積み付けと積載効率を優先させたブロッ演算される。またこれらの計算から求められ

ク積みパターンの３次元形状（立体図）と２た最新の包装設計仕様は、メニュー「ファイ次元形状（平面図）を表示させる（Fig.１５)。

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(2)

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－１１８－

(3)

日本包装学会誌VolβノVｎ３（1999ノ

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Ｆｉｇ．１３Determinationofcorrugatedfibe｢boar。

－１１９－

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(2)

(1)
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(4)

(3)

Ｆｉｇ．１４ＳｅＩｅｃｔｉｏｎ oｆｂｕｆｆｅｒ materials
各積み付けの際の箱寸法仕様変更も瞬時にパターン化させることができる。またｌパレッ

BUz

トの積載個数・パレット上の積載効率などのデータも表示させる（Fig.１６)。
9．結言
包装設計は刻一刻と変化する内容品のニーズや地球環境、廃棄物処理といった社会的な要請に即応する必要があるため、最新かつ変化に合致した仕様をデータとして持つことがFig.１５PaletteIoadingpatterns

最も重要な事項である。そのため本システム-120-

日本包装学会誌Ｖｏｌ８ｊＶＯ３（1999ノ10．引用文献
1）島田哲夫、山崎潔、－森和之、“パーソナルコンピュータパッケージ設計用

ＣＡＤシステム入門"、日報、ｐ、（1990）
2）BorlandB，“MicrosoftWindows98速報ガイド"、日経ＢＰ社、Ｉｌｌ５（1998）
3）前沢英一、包装技術別冊９２、(2)、２２（1992）

4）輸送包装研究会、“輸送包装設計ハンド

Ｆｉｇ．１６UnfoIdingiIlustrations

ブック',、ｐ、１０２（1994）
では物流環境条件に関する劣化係数や段ボー

5）五十嵐清一；“段ボール包装技術実務編"、

日報、ｐ・’1０（1996）

ル資材や緩衝材のデータを常に最新かつ独自の設計業務に合致するようにデータを保守管

６）山崎潔、兵庫県立工業技術センター研究
報告、(6)、７３（1996）

理する機能を強化したソフトウェアを開発した。さらにWindows仕様であるため、入力

７）山崎潔、兵庫県立工業技術センター研究
報告、(7)、７２（1997）のし易さ、グラフィック表示などの操作が明快簡単であり、かつ入力に際して包装設計の８）島田哲夫、山崎潔、日本包装学会誌、２(2)、１０３（1993）

予備知識をさほど必要としないということも本システムの大きな特徴である。

９）島田哲夫、清水淳也、山崎潔、日本包装学会誌、３(4)，２３８（1994）（原稿受付1998年１１月１２日）（審査受理1999年２月１２日）－１２１－