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製品破損を防ぐ!~段ボールつぶれ防止の設計ポイントと材質の選び方~

製品破損を防ぐ!~段ボールつぶれ防止の設計ポイントと材質の選び方~|段ボール 包装設計マイスター

輸送中や倉庫保管時に段ボールが「つぶれる」トラブルは、製品破損に直結する深刻な課題です。大抵は「材質を厚くする」ことで解決を図ろうとします。段ボールのつぶれを防ぐには、物理的な圧縮強度、湿度への耐性、そして「中身に合わせ […]

輸送中や倉庫保管時に段ボールが「つぶれる」トラブルは、製品破損に直結する深刻な課題です。大抵は「材質を厚くする」ことで解決を図ろうとします。段ボールのつぶれを防ぐには、物理的な圧縮強度、湿度への耐性、そして「中身に合わせた構造設計」の視点が不可欠です。包装設計で活用している強度計算の考え方や、最適な材質選定のポイントをお伝えしていきます。

1. 段ボールの「つぶれ」とは?

物流現場における段ボールの「つぶれ」とは、主に垂直方向の荷重に耐えきれず、箱が変形する現象を指します。これを専門用語で「圧縮強度の不足」と呼びます。段ボールが潰れると、外装の見た目が悪くなるだけでなく、中身の製品に直接荷重がかかり、破損や変形を引き起こします。

特に注意すべきは「経時劣化」です。段ボールは箱詰め直後が最も強く、時間の経過や保管環境によって強度は徐々に低下します。設計段階では、出荷直後の強度だけでなく、長期保管や積み上げ(段積み)を想定した「安全率」を見込むことが、事故を防ぐための大前提となります。

2. よくある失敗事例:なぜ「厚くしたのに潰れる」のか

「段ボールをAフルート(約5㎜)からWフルート(約8㎜)に変えたのに、まだ潰れる」ということがあります。これは、原因が材質の厚み以外にある場合に起こる典型的な失敗です。

よくある事例の一つが、中身と箱の間に「隙間」が多数にあるケースです。製品が箱の中で動くと、荷重が一点に集中し、箱の角が折れ曲がってしまいます。

また、冷蔵・冷凍品や多湿な倉庫での保管も盲点です。段ボールは湿度を吸うと強度が低下します。

3. つぶれを引き起こす3つの主原因:材質・環境・構造の不一致

段ボールがつぶれる原因は、大きく分けて以下の3つの不一致に集約されます。

  1. 材質の選定ミス: 表層の紙(ライナー)が薄すぎたり、芯材の中芯が低坪量だと、垂直方向の力に抗えません。
  2. 保管・輸送環境の過酷さ: 高湿度下での保管や、長距離トラックでの激しい振動は、段ボールの繊維を弱らせます。
  3. 内装設計(緩衝材)の欠如 :箱単体で強度を持たせようとせず、内箱やパット(仕切り)で支える設計がなされていない場合です。

これらが複合的に絡み合うことで、設計上の計算値よりもはるかに低い荷重でつぶれが発生します。現場の環境・状況を無視した選定が、つぶれに繋がる原因になります。

4. 設計視点での解決策:強度計算と最適なフルート構成

つぶれを防止するためには、理論に基づいた「圧縮強度」の設計が必要です。段ボールの強度は一般的に「ケリカットの式」などで算出されますが、実務では以下のポイントを優先して調整します。

  • ライナーの強化 C5よりK5、K5よりK6と、紙のグレードを上げることで表面の「コシ」を強めます。
  • フルート(波状の芯材)の選択 厚みのあるAフルート(約5mm)は緩衝性に優れますが、実は平滑性が高いBフルート(約3mm)を二重にしたWフルートの方が、垂直荷重に強い構造を作りやすい性質があります。
  • 中芯(なかしん)の強化 波の部分に強化中芯(160gや180g)を使用すると、箱全体の支柱強度が劇的に向上します。
グレード特徴・原料構成強度(コシ)主な用途・利用シーン
C5古紙含有率が非常に高い。コスト優先の標準材質。★☆☆☆☆内箱、軽量物の発送、緩衝材(パット)
K5クラフトパルプを配合。繊維が長く、粘りと強度がある。★★★☆☆一般的な宅配用、飲料・食品の輸送
K6K5の配合で紙を厚くしたもの。垂直荷重に強い。★★★★☆重い製品、長期保管、海外配送
K7最高クラスの強度。手で曲げるのが困難なほど硬い。★★★★★超重量物、輸出用強化段ボール

5. 実務で役立つ!つぶれにくい箱を作るための3つの重要ステップ

強度の高い箱を安定して導入するために、以下の手順を推奨します。

  1. 「安全率」の正しい設定 :物流条件(段積み段数、保管期間、湿度)に合わせ、理論上の強度に対して安全率を設定します。
  2. サンプルによる「段積み/輸送テスト」の実施: 机上の計算だけでなく、実際の製品を詰めた状態で重りを載せ、数日間放置する簡易テストが最も確実です。
  3. 内装材(パット・仕切り)を入れる: 外箱を厚くする代わりに、中に「コ」の字型の仕切りを入れる方が、コストを抑えつつ飛躍的に強度を高められる場合があります。組仕切りや板仕切なども追加したら強度がUPする。

「今の箱が潰れるから厚くする」というただの対処法ではなく、物流全体を見通したトータルな設計視点が、コストダウンと品質維持を両立させる鍵となってきます。

まとめ

段ボールのつぶれ防止は、単なる「硬い紙選び」ではありません。物流環境を把握し、湿度や保管期間による強度低下を予測した上で、適切なライナーとフルートを組み合わせる「設計力」が問われます。

  1. 現状の原因(隙間、湿度、積み方)を特定する
  2. 安全率を加味した圧縮強度を算出する
  3. 外箱だけでなく内装構造を含めたトータル設計を行う

このステップを踏むことで、製品破損のリスクを最小限に抑え、かつ過剰包装によるコスト増を防ぐことが可能になります。

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