PET용기의 상부하중(Topload)강도 향상을 위한 디자인방안 연구

Abstract

PET용기는 무게가 가벼우면서도 탄산가스나 산소의 차단성이 높아 식음료를 보존하는데 유리하며, 비교적 자유로운 성형성으로 다양한 디자인이 가능하여 식음료 산업 전반에 걸쳐 대량생산 및 유통되어 사용 되고 있다. 대량생산 방식으로 인해 심미적으로 뛰어난 디자인보다, 생산 및 유통과정의 문제로 보편적인 용기디자인만이 이루어지고 있다. 또한 디자인을 배재한 채 PET용기의 원재료 절감, 운임 및 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해 용기의 두께를 감소시키는 연구가 수행 되고 있으나 원가절감만을 위하여 과도하게 중량을 낮춘 용기는 보관 및 유통 시에 적층무게를 지탱하는 내력이 약해지는 문제가 발생할 수 있다. 본 연구의 목적은 PET용기를 디자인함에 있어 외부형태의 디자인 요소들이 상부하중(Topload)강도 및 내구성 향상에 도움을 줄 수 있는 방안을 찾는 것이고, 대량생산 및 유통과정에서의 문제요소를 사전 파악하여 PET용기디자인 시 발전적 디자인이 가능토록 하여 심미성 및 내구성을 향상시키는 것이다. 일상생활에 가장 밀접한 2L 생수용기를 통해 치수적 연구로 전체형태, 어깨각도, 어깨길이, 굴곡편차 등의 물성 측정과 수직 압축실험(Topload Test)을 통한 내구력 실험을 진행하여, 해석적 연구로서 각 측정된 값의 상호작용 및 연관관계를 분석하여 상부하중(Topload)강도 향상이 가능하도록 하는 방안으로 높이가 낮을수록, 어깨각도가 작고, 어깨길이는 길수록, 굴곡편차가 작을수록 강도향상에 도움을 주는 디자인 방안을 제시하고 그 방안을 상부하중(Topload)강도에 문제를 겪고 있는 PET용기디자인에 적용하여 어깨각도와 굴곡편차가 작을수록, 어깨거리가 길어질수록 상부하중(Topload)강도 향상 디자인 방안임을 검증하였다. PET containers are useful for preserving food and beverage because of the light weight and effective protection against carbon gas and oxygen. Also, they can be designed in various forms and, therefore, are mass-produced and distributed in the overall food and beverage industry. Because of the need for mass-production, the container design is more focused on being suited to general purposes than being aesthetically outstanding in order to facilitate production and distribution. The purpose of this study was to find a way to improve top load strength and durability of external design elements in designing PET containers, and to predict problems that can be caused during mass-production and distribution of PET containers to improve the aesthetic quality and durability. In the study, by using a 2L water bottle, which is commonly used in everyday life, a durability test was conducted based on property measurement including overall shape, shoulder angle, shoulder length, and shape deviation, and top load test. And then, as interpretative research, interaction and correlation between the measured values were analyzed. As a result, the study proposed a design method for enhancing the top load strength, i.e. by reducing the shoulder angle, increasing the shoulder length, and decreasing the bending deviation, when the height increases, and then, by applying this method to a PET container design that showed problems related to the top load strength, proved that reduced shoulder angle and bending deviation and longer shoulder strength increases the top load strength.