Độ nén thùng carton (BCT, Box Compression Test) là lực nén lớn nhất mà một thùng carton sóng chịu được trước khi bị bẹp. Đây là chỉ tiêu khách hàng thường yêu cầu khi hàng phải xếp chồng trong kho hoặc trên pallet. Bài viết này trình bày cách tính BCT theo công thức McKee, cách tính ngược từ BCT yêu cầu ra ECT và RCT của giấy, kèm một ví dụ bằng số.
BCT, ECT và RCT liên quan với nhau thế nào
- RCT (Ring Crush Test): độ nén vòng của từng loại giấy, đơn vị thường dùng là kgf/152 mm. Số liệu lấy từ phiếu thông số của nhà cung cấp giấy hoặc kết quả đo.
- ECT (Edge Crush Test): độ nén cạnh của tấm carton sóng, phụ thuộc vào RCT của các lớp giấy và hệ số sóng (take-up) của từng lớp sóng.
- BCT: độ nén của cả thùng, phụ thuộc vào ECT, độ dày tấm và chu vi thùng.
Vì vậy khi biết BCT khách yêu cầu, có thể tính ngược ra ECT cần đạt, rồi chọn giấy có RCT phù hợp cho từng lớp mặt, sóng, đáy.
Công thức McKee dạng rút gọn
Công thức McKee rút gọn được dùng rộng rãi cho thùng carton thông dụng (kiểu RSC):
BCT = 5,876 × ECT × √(P × h)
- BCT: độ nén thùng, kN
- ECT: độ nén cạnh của tấm, kN/m
- P: chu vi thùng = 2 × (dài + rộng), m
- h: độ dày tấm carton, m
Quy đổi thường dùng: 1 kN ≈ 102 kgf; ECT 1 kN/m ≈ 15,5 kgf/152 mm.
Tính ECT của tấm từ RCT của giấy
ECT = k × Σ(α × RCT)
- RCT: độ nén vòng của giấy ở từng lớp.
- α: hệ số sóng (take-up) của lớp đó. Lớp phẳng lấy α = 1; lớp sóng lấy theo loại sóng, thường trong khoảng 1,3 đến 1,5.
- k: hệ số hiệu chỉnh theo dây chuyền, thường lấy từ 0,85 đến 0,95.
Từ kết quả lý thuyết đến điều kiện thực tế
Giá trị McKee là kết quả trong điều kiện phòng thí nghiệm. Khi thiết kế cho điều kiện sử dụng thực tế cần xét thêm:
- Hệ số an toàn (SF): theo điều kiện xếp chồng, thời gian lưu kho và vận chuyển.
- Độ ẩm môi trường lưu kho: độ ẩm càng cao, độ nén của thùng càng giảm.
- Độ ẩm của bìa khi đóng hàng.
- Tỷ lệ chiều cao so với chu vi thùng.
- Hệ số thực nghiệm của nhà máy: phản ánh chênh lệch giữa tính toán và kết quả nén thùng thực tế của từng dây chuyền. Hệ số này cần được hiệu chỉnh bằng số liệu thử nén của chính nhà máy.
Ví dụ tính
Thùng 5 lớp sóng B+C, kích thước trong 450 × 350 × 400 mm, tấm dày 6,1 mm. Khách yêu cầu BCT 350 kgf, điều kiện sử dụng khắc nghiệt (hệ số an toàn 1,3), độ ẩm kho 65%, độ ẩm bìa 5–10%.
| Bước | Cách tính | Kết quả |
|---|---|---|
| 1. BCT cần đạt sau hệ số an toàn | 350 × 1,3 | 455 kgf |
| 2. Quy về điều kiện chuẩn | 455 ÷ 1,645 (tích các hệ số hiệu chỉnh theo bộ tham khảo của PTS) | ≈ 277 kgf ≈ 2,71 kN |
| 3. Chu vi thùng P | 2 × (450 + 350) | 1.600 mm = 1,6 m |
| 4. √(P × h) | √(1,6 × 0,0061) | ≈ 0,0988 |
| 5. ECT cần đạt | 2,71 ÷ (5,876 × 0,0988) | ≈ 4,67 kN/m ≈ 72,4 kgf/152 mm |
Với ECT mục tiêu khoảng 72,4 kgf/152 mm, bước tiếp theo là chọn giấy cho năm lớp sao cho k × Σ(α × RCT) đạt giá trị này. Tích các hệ số hiệu chỉnh 1,645 trong ví dụ là giá trị tham khảo; mỗi nhà máy cần dùng hệ số của mình.
Những điểm cần lưu ý
- Công thức McKee rút gọn phù hợp với thùng RSC thông dụng. Thùng có tỷ lệ kích thước đặc biệt, thùng bế hoặc có lỗ, tay xách cần kiểm chứng bằng thử nghiệm.
- RCT của cùng một định lượng giấy khác nhau đáng kể giữa các dòng giấy và nhà cung cấp. Nên dùng số liệu của đúng loại giấy đang chạy.
- Kết quả tính là cơ sở để chọn kết cấu, không thay cho thử nén thực tế trước khi sản xuất hàng loạt.
Tính nhanh bằng PTS BoxCalc
PTS BoxCalc là công cụ trực tuyến do PTS phát triển để làm các bước trên: nhập kích thước thùng và BCT yêu cầu, công cụ đề xuất giấy cho từng lớp, kèm ECT, độ bục và định lượng tấm. Người dùng khai báo bảng giấy và hệ số của nhà máy mình, lưu lịch sử, so sánh phương án và in báo cáo. Đăng ký miễn phí.
Cần tư vấn về kết cấu thùng hoặc thiết bị sản xuất bao bì carton, liên hệ PTS qua Zalo / WhatsApp: +84 986 673 773.
