Trong quá trình thiết kế cấu trúc thùng carton, lựa chọn cấu trúc tấm carton được xem là quan trọng nhất. Cấu trúc của tấm carton làm cho thùng carton có khả năng bảo vệ sản phẩm bên trong khỏi các va đập. Việc lựa chọn tấm carton sao cho thùng thỏa mãn các yêu cầu, đặc biệt là yêu cầu về độ bền cơ học, là mối quan tâm hàng đầu của nhà sản xuất.
Trên thế giới, dựa trên các mối liên hệ giữa tính chất thùng và tính chất vật liệu, người ta đã đưa ra các phương pháp chuẩn đoán khả năng chịu lực của thùng dựa trên tính chất của tấm carton. Kết hợp các phương pháp chuẩn đoán với việc sử dụng các phương pháp kiểm tra tính chất vật liệu (tấm carton), người ta có thể dự kiến trước việc sử dụng loại giấy nào, tấm carton dợn sóng bao nhiêu lớp, sử dụng các dạng sóng nào để thùng sản xuất ra đạt yêu cầu về khả năng chịu lực.
1. Cấu trúc và đặc tính của tấm carton
Tấm carton chủ yếu được tạo thành từ giấy và có cấu trúc dợn sóng, với số lớp và loại sóng khác nhau giúp tăng cường tính chịu lực và khả năng bảo vệ sản phẩm. Có ba loại tấm carton chính:
- Carton sóng đơn (Single Wall): Bao gồm một lớp sóng giữa hai lớp giấy phẳng.
- Carton sóng đôi (Double Wall): Gồm hai lớp sóng và ba lớp giấy phẳng, tăng khả năng chịu lực.
- Carton sóng ba (Triple Wall): Gồm ba lớp sóng, được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền và bảo vệ cao nhất.
2. Xác định cấu trúc tấm carton phù hợp với yêu cầu độ bền nén
Độ bền nén là khả năng của thùng chịu được lực ép mà không bị xẹp xuống. Đây là một yếu tố quan trọng trong quá trình đóng gói, vận chuyển và phân phối sản phẩm. Theo phương pháp McKee, độ bền nén phụ thuộc vào hai yếu tố chính: độ bền ép biên của tấm (ECT) và độ cứng cong của tấm (FS – Flexural Stiffness).
Công thức tính toán độ bền nén của thùng là:
- Độ bền nén của thùng (BCS)=K×ECTa×FSb×Dc
Trong đó:
- BCS: Độ bền nén của thùng
- D: Chu vi của thùng (m)
- ECT: Độ bền ép biên của tấm (KN/m)
- FS: Độ cứng cong của tấm
- K, a, b, c: Các hằng số kinh nghiệm được thiết lập qua thực nghiệm
- Chu vi thùng là một thông số xác định, nó rất quan trọng trong việc xác định tính ổn định của thùng.
- Độ ép biên và độ cứng cong có thể đo được dựa vào các thiết bị đo. Hằng số kinh nghiệm được xác định thông qua một số thử nghiệm hoặc thực nghiệm bằng cách đo độ bền nén của hàng loạt thùng với các chu vi khác nhau, và đo độ bền nén biên, độ cứng cong của các tấm tương ứng.
Với các tấm sản xuất sẵn trong doanh nghiệp, tiến hành đo và tính toán chỉ số:
- H=ECTa×FSb×Dc
- Thống kê thiết lập các thông số trên cho từng dạng tấm
- Khi có yêu cầu thùng với yêu cầu về độ bền nén và kích thước, ta sẽ lựa chọn tấm có chỉ số H tương ứng từ bảng thống kê.
Phương pháp này cho phép dự đoán và lựa chọn vật liệu tấm carton phù hợp, đảm bảo thùng có độ bền cơ học tối ưu, tránh tình trạng sụp đổ khi chịu lực.
3. Lựa chọn cấu trúc tấm carton dựa trên độ cao rơi
Thùng carton trong quá trình vận chuyển thường phải chịu lực từ việc rơi hoặc va đập. Để đảm bảo sản phẩm bên trong không bị hư hỏng, việc thử nghiệm độ cao rơi được thực hiện. Qua các thử nghiệm với nhiều loại tấm có cấu trúc khác nhau, ta có thể xác định được loại vật liệu phù hợp, đảm bảo an toàn cho sản phẩm khi thùng bị rơi từ một độ cao nhất định.
4. Lựa chọn cấu trúc carton phù hợp với yêu cầu về độ bục tấm
Ngoài yêu cầu về độ nén, tấm carton còn phải đáp ứng tiêu chuẩn về độ bục. Độ bục phản ánh khả năng chống lại áp lực từ bên ngoài, đảm bảo sản phẩm bên trong không bị ảnh hưởng trong quá trình xếp chồng hoặc va đập. Việc xác định độ bục cũng có thể dự đoán thông qua các phương pháp tính toán và thực nghiệm, giúp rút ngắn thời gian thiết kế và lựa chọn vật liệu phù hợp cho thùng.
Để tiện cho việc thiết kế nhanh chóng, nhà sản xuất cũng tiến hành dự đoán độ bục của tấm như sau:
Độ bục = L1 +L2+ 100
Với L1 và L2 là độ bục của lớp giấy phẳng (Kpa)
5. Phân loại sóng và ảnh hưởng của chúng đến thùng carton
Các loại sóng của tấm carton bao gồm sóng A, B, C, E, và F, mỗi loại đều có những đặc tính riêng:
- Sóng A: Độ dày lớn, khả năng chịu nén và đệm tốt, phù hợp với các sản phẩm dễ vỡ.
- Sóng B: Sóng thấp, giúp cải thiện khả năng chống va đập.
- Sóng C: Phổ biến nhất, cung cấp sự cân bằng giữa khả năng chịu nén và đệm.
- Sóng E và F: Sóng nhỏ, thường được dùng cho bao bì cao cấp, đòi hỏi độ thẩm mỹ cao.
Việc kết hợp các loại sóng trong tấm carton sóng đôi hoặc sóng ba cũng là một phương pháp hiệu quả để tăng cường độ bền và phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.
6. Xác định cấu trúc tấm phù hợp với khả năng chứa đựng và thông số kích thước thùng
Bảng. Mối liên hệ giữa khả năng chứa đựng với kích thước thùng carton dợn sóng (chiều dài + chiều rộng + chiều cao) và dạng tấm cần sử dụng
| Dạng tấm | Khả năng chứa lớn nhất (kg) | Thông số (L+W+H) lớn nhất (mm) |
| Tấm carton 5 lớp và 7 lớp | 200 | 3150 |
| Tấm carton 7 lớp | 400 | 4000 |
Bảng. Mối liên hệ giữa khả năng chứa đựng với kích thước thùng carton dợn sóng (chiều dài + chiều rộng + chiều cao) độ dày tối thiểu tấm cần sử dụng
| Khả năng xếp lớn nhất (kg) | Giới hạn đường kính (L+W+H) (mm) | Độ dày nhỏ nhất của tấm carton sóng (mm) |
| 8 10 15 20 30 40 55 | 750 1025 1275 1525 1650 1775 1900 | 0.85 0.95 1.20 1.46 1.75 2.15 2.50 |
Kết luận
Việc lựa chọn vật liệu tấm carton là một bước quyết định trong quá trình thiết kế cấu trúc thùng carton. Bằng cách phân tích các yếu tố về độ bền nén, độ bục, và độ cao rơi, nhà sản xuất có thể lựa chọn vật liệu phù hợp nhất để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả cho sản phẩm trong quá trình vận chuyển và sử dụng. Quy trình này không chỉ tối ưu hóa chi phí sản xuất mà còn nâng cao chất lượng của bao bì, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe của thị trường hiện đại.
——————
Tài liệu tham khảo: “Giáo trình thiết kế và sản xuất bao bì”, NXB Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh, Nhóm tác giả: Nguyễn Thị Lại Giang – Trần Thanh Hà
——————-
Về Công ty TNHH Nhân Gia Hào, chúng tôi tự hào là một trong những đơn vị uy tín và tin cậy trong lĩnh vực sản xuất và cung cấp các loại bao bì, vật tư đóng gói chất lượng cao, đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng từ các ngành công nghiệp khác nhau. Với hơn 10 năm kinh nghiệm, chúng tôi đã xây dựng được niềm tin và uy tín từ khách hàng.
THÔNG TIN LIÊN HỆ:
CÔNG TY TNHH NHÂN GIA HÀO
Hotline: 0329 797979 hoặc 0274.396.9672
Website: Nhangiahao.vn
Địa chỉ xưởng: Số 17/20, Khu phố Bình Phước A, P. Bình Chuẩn, TP. Thuận An, T. Bình Dương.
#cartonnhangiahao #cartonmiennam #thungcarton #baobigiay #xuongbangkeope #thunggiaycartongiaxuongbinhduong #ThiếtKếBaoBìHộpGiấy #SảnXuấtBaoBìGiấy
