日本包装学会誌 Vol.25 No.1 （2016）

ノート～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

段ボール箱圧縮試験の等価性-Ⅰ-荷重期間による荷重係数斎 藤勝 彦* , 波夛野

諭 志*Equivalency of Compression Test on Corrugated Box -Ⅰ-Load Factor by Loading PeriodKatsuhiko SAITO* and Satoshi HATANO*
圧縮試験は、包装物が荷重に耐え内容物が守られることを確認するという目的がある。２通りの圧縮試験方法について、荷重期間による荷重係数が、段ボール箱が座屈するまでの実験結果をもとに定められている。実際の包装物では、段ボール箱が座屈しなくても内容物に対する影響の有無を確認する必要があり、荷重係数の値に妥当性があるかどうかを確認しておく必要がある。本研究では、段ボール箱に対して２通りの圧縮試験を行い、箱の圧縮変形量を比較することにより、両試験の等価性と現場再現性を評価している。その結果、荷重期間を短縮する圧縮試験では、現場条件よりも圧縮変形量が大きくなった。

The compression test has a purpose to know that the packaged product is able to hold the load andprotect the contents. The two compression tests are given the different load factor which is derived by thebuckling test of corrugated box. Therefore, it is necessary to confirm the validation of the load factor,
because the package is not buckling in real condition. In this study, the two compression tests are carriedout, compared the compression displacement and evaluated equivalence of the real condition. As a result,in the compression tests to shorten a load period, compression displacement of deformation became
bigger than real long period load condition.
キーワード : 包装、段ボール箱、保管、圧縮試験、積重ね荷重試験

１．はじめに

これらの試験方法に対して、保管管理状態、

日本工業規格(JIS-Z0200-2013：以下、規格)1)

湿度条件および荷重期間による荷重係数が定によれば、圧縮試験には 2 通りの方法、すなめられている。このうち荷重期間による荷重

わち、静圧縮試験（変形速度一定で荷重を計

係数は、段ボール箱が座屈するまでの値が基測）と 24 時間積重ね荷重試験（24 時間一定本となっている 2)。実際の包装物では、座屈荷重を加え変形させる）が規定されている。に至らなくても内容物に対する影響の有無を*

神戸大学輸送包装研究室 (〒658-0022 神戸市東灘区深江南町 5-1-1)
5-1-1 Fukaeminami,Higashi-nada,Kobe,658-0022 Japan
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確認する必要があり、荷重期間による荷重係現性を評価する。具体的には、規格に規定さ数の値に妥当性があるかどうかを確認しておれている荷重期間による荷重係数を導き出しく必要がある

2)。圧縮による段ボール箱の変た方法論の有効性について検討する。

形量が大きければ内容物に影響を及ぼすので、2 通りの圧縮試験で圧縮変形量に明らかな差

２．試験方法があり、それらの結果が長期間の圧縮荷重に

ここでは、実験条件として、相対湿度 50%、よる変形量と同等でなければ、両試験の等価温度 23℃で重量 50kgf を上載した段ボール箱性は無い。また、規格の解説として記載され単体の圧縮変形量を計測する。なお、すべて1)ている「懸案事項」 においても、両試験の等の試験で段ボールの含水率を紙水分計（ｹﾂﾄ価性は証明されていないことが今後の課題で科学 HK-300-2：一定時間間隔自動計測対応特2)は、規格

注品：事前に絶乾ﾃｽﾄで校正済）により 1 分間で定められている 2 種類の圧縮試験の保管期ごとに自動計測しており、その値は 7.0％から間による荷重係数が等価であるかを検証する7.5%の範囲内である。段ボール箱（内フラッために、静圧縮試験と積重ね荷重試験を模擬

プ固定空箱）は、内寸法 302×202×303mm でしたクリープモード試験を行い、圧縮変形量

C フルート、裏表ライナと中しんの坪量はそを比較している。それによれば、クリープモ

れぞれ 160g/m2、120g/m2、圧縮強度（23℃50%ード試験による結果よりも静圧縮試験によるの環境下での 30 回の静圧縮試験の平均値）は結果の方が小さくなり、静圧縮試験では危険139.8kgf である。Fig.1 は、積重ね荷重試験の側の評価になることが指摘されている。一方、様子であり、単体の段ボール箱に 20kg 平板を長期保管時の圧縮変形量と、２通りの圧縮試載せた上に錘（1 個 5kg）を段ボール箱が不等験による圧縮変形量の関係についても一部検沈下しないように均等に配置し、段ボール箱討され、積重ね荷重試験の方がより現実を再中央部（平板のセンター）の圧縮変形量をレ現できることが示唆されているものの、実験ーザー変位計（キーエンス LB-300）により計的に不十分な点があり検討課題として残され測（荷重 20kgf のとき変形量 0mm）している。

あると指摘されている。大河原らている。そこで本研究では、段ボール箱の 1ヶ月積重ね荷重試験、荷重期間を短縮した積３．荷重期間による荷重係数重ね荷重試験（1 ヶ月の積重ね状態と等価に荷重期間による荷重係数は、段ボール箱がするため、規格に規定されている荷重期間に座屈するまでの試験結果 3)を基に定められてよる荷重係数を導き出した同様の方法によりいる。式(1)は、一定荷重を加え始めてから座負荷する重量と荷重期間を決定）および静圧屈するまでの耐久期間と積載荷重の関係を示

縮試験を行い、圧縮変形量を比較することにしている 4)。

より、2 つの圧縮試験方法の等価性と現場再100L/P=a・log D + b ：0.2<D<100－ 38 －(1)日本包装学会誌 Vol.25 No.1 （2016）

ここに、 L: 積載荷重、P:静圧縮試験による時間積重ね荷重試験での荷重係数である 1.2

座屈強度（段ボール箱の圧縮強度）、D:座屈には、D に 1 を代入した場合の式（1）右辺値の至るまでの期間(day)、a=-8.8, b=72 である。

1/100 である 0.72 の逆数 1.39 と、上述の静圧規格に規定されている荷重期間による荷重縮試験の荷重係数 1.7 の比から計算されてい係数は、式(1)の L を積重ね試験荷重、D を積る 2)。

重ね荷重試験での荷重期間（規格では 24 時間）、P を静圧縮試験で加える最大荷重と読み４．試験結果替えることにより算出される。

静圧縮試験と積重ね荷重試験の圧縮変例えば、荷重期間として 1 ヶ月(D=30day)を想定すれば、式(1)の右辺は 59（0.59 の逆数形量（4 つの同一条件計測結果の平均値）を比較する。

1.7 が規格で規定されている静圧縮試験でのその結果、荷重 50kgf・荷重期間 1 ヶ月荷重係数）となり、50kgf を 1 ヶ月間載せたとでは 3.45mm であったのに対して、荷重きと等価な条件として、静圧縮試験では荷重60kgf・荷重期間 32 時間 51 分では 4.37mm、を 84.7kgf（=50kgf×1.7）まで加えて直ちに取荷重 65kgf・荷重期間 7 時間 1 分では 4.40mm、り除くことになる。

静圧縮試験（圧縮速度を毎分 10mm としてまた同様に 50kgf を 1 ヶ月間載せたときと等価な条件として、積重ね荷重試験での荷重荷重が 84.7kgf のときの圧縮変形量）の結果が 4.69mm となった。

が 60kgf の場合の荷重期間は 32 時間 51 分 11以上より、1 ヶ月の荷重期間での箱変形秒、65kgf の場合は荷重期間が 7 時間 0 分 59量を、短期間で再現するための積重ね荷重秒となる。ただし、規格に規定されている 24試験および静圧縮試験の結果は、１ヶ月の荷重期間での結果よりも圧縮変形量が大きく安全側の評価となっている。実際に長期間の積重ね荷重試験は実施上困難であるし、静圧縮試験で現場再現を試みる場合の方が多い。一方、今回の実験によれば、荷重期間をなるべく長くした（規格では 24時間）積重ね荷重試験を実施すべきである。
以上のように、荷重期間を短縮する圧縮試験は、長期保管となる現場条件よりも圧縮変形量を過大（安全側）に評価する傾向にあることが明らかになった。この原因は、

Fig.1 Equipment of Stacking Test

荷重期間による荷重係数が、段ボール箱の－ 39 －

段ボール箱圧縮試験の等価性-Ⅰ座屈現象をもとに設定されているところに根本原因があり、より適正な包装設計のためには、荷重係数をより詳細に検討していく必要がある。
最後に、本研究を実施するにあたり、レンゴー㈱には実験資材の提供を賜ったことに対して謝意を表する。

＜引用文献＞
1） 日本規格協会：JIS Z 0200 包装貨物-性能試験方法一般通則 2013
2） 大河原駿、斎藤勝彦、東山哲、日本包装学会誌、23(5), 369(2014)3） K.Q.Kellicutt and E.F.Land, Forest
Product Lab., No.D1911, 14(1951)
4） R.Thielert, Tappi Journal, 67(11),110(1984)（原稿受付 2015 年 10 月 14 日）（審査受理 2015 年 12 月 4 日）

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