包装结构设计(下).ppt

第六节 折叠纸盒的功能性结构,异型 提手 间壁 开窗 组合 多件方便结构 集合 易开结构 展示 倒出口结构,一、异型 广义上的异型折叠纸盒指除了长方体之外的其他盒型。一部分可以通过前述的基本成型方法成型，另一部分则可以在基本结构的基础上通过一些特殊的设计技巧加以变化。1斜线设计 a.在盒盖或盒底位置设计斜线。,盒盖或盒底位置设计斜直线的异型盒,b.在盒体位置设计斜线 图2所示盒型，通过盒体斜线丰富了造型，而作业线是专门设计的。图1 造型渐变的异型盒 图2 盒体位置设计斜直线的异型盒,2曲拱设计 利用纸板的可弯折性，在盒盖处进行曲拱设计 曲拱盖异型盒,3角隅设计 在纸盒的两个角隅处进行变形设计，好象在长方体上切掉两个角，改变其呆板的形象。（a）凹两角（b）凹四角 凹角异型盒,六面形的异型盒,正四面体纸盒 五星纸盒 心形纸盒,二、间壁 间壁式折叠纸盒除了间壁封底式之外，还有间壁衬格式，它不是利用底板来兼作隔衬，而是利用体板上部或端部的延长部分来设计隔衬。,1.排列方式 排列数目 n1，需设计(n-1)个中间隔板；n2，需设计(n-1)2个中间隔板。排列方向 lB bL bB lL(lb)内装产品排列方式,2.间壁板结构 隔衬纸板的长度，在不考虑减息的条件下，应等于纸盒的内尺寸Li，每个中间隔板折叠线之间的距离P=Li/n；隔衬纸板的宽度应略小于纸盒内尺寸Hi,中间隔板的长度等于纸盒内尺寸Bi；在隔衬纸板上的纵向位置要根据产品形状海外尺寸确定。,画出隔衬纸板廓形ABCD 在中心线上分别确定点A1、A2、A3，使得分段距离为Li/4；确定B1、B2、B3各点，使得A1 B1=A2 B2=A3 B3=Bi确定C1、C2、C3各点，使得折片宽度B1 C1=B2 C2=B3 C3；画出个中间板廓形，廓形要满足产品间隔的需要。,(a)lB bL(b)bB lL 图5-83 隔衬纸板设计结构,图5-84 隔衬在盒体上的位置,（2）间壁衬格式纸盒 间壁衬格式纸盒的间壁板结构（a）间壁板粘合位置（b）Q型排列（c）P型排列,3.分体式隔衬 图5-86 分体式隔衬结构,三、组合 组合恰恰与间壁相反，后者是将纸盒主体分隔为单个内装物的包装，前者是将单个内装物的包装组合为纸盒主体。组合盒可以是两件组合或多件组合。因此，组合盒是指两个以上相等的基本盒在一页纸板上成型，且成型以后仍然可以相互连接，从整体上组成一个大盒。,四件组合盒,两件组合盒,四、提手 提手是为了方便消费者携带而设计的。提手的设计要保证有足够的强度，安全可靠。1.提手的结构 分体结构 分体式提手结构,整体结构 将提环或提手直接设计在盒体上，或设计在盒体某部位的延长部分，与盒体同时裁切、压痕形成的结构。提手的位置一般如下设计：,在盒体体板设置提手 在盒体体板上设置提手,在盖板或盖板延长线部分设置提手 在盖板或盖板延长板上部分设置提手,2.提手的尺寸与尺度 提手长度（a）：提手长度与手幅宽度有关，它应等于或略大于手幅宽度，以便手掌从该尺寸方向上能自由伸入提手窗。提手宽度（b）：提手宽度与手掌厚度有关，它应等于或略大于手掌厚度，以便手掌从该尺寸方向上也能自由伸入提手窗。包装提手结构尺寸,提梁高度（c）：提梁高度（如果提梁存在）与手掌执握尺寸有关，从主观愿望上讲，它应等于或略小于手掌执握尺寸，以便执握动作更舒适、更轻松、更牢靠。但是，如果提梁高度过小，由于重力和行进间自然摆臂动作的影响，提手极易在提手窗纵端的提梁位置上撕裂破坏。由于包装提手一般为片材开窗，所以手掌执握提梁不同于握柄操作。提手窗与提手的端点距离（d）：这是一个强度薄弱之处，不宜过小。在上述4个主要尺寸中，a、b、c与人体手掌结构尺寸有关，设计时要考虑尺度问题，其中c应同时考虑强度问题，此时应综合平衡。,下图(a)是最常见的提手盒。图(b)是在图(a)的基础上将提手梁锁孔改成扇形不完全开孔，这样提梁在运输状态中可以自动平折，提携时可以自动成型，避免了组装时的繁琐。这是一项日本专利技术。图(a)常用提手结构,图(b)扇形不完全开孔的提梁锁孔（a）提携状态（b）（c）展开图,如果提手长度小于手掌正向执握宽度与必要的承重尺寸之和，则可以考虑利用纸盒对角线设计提手(图(a)，或设计圆提手孔，以便手掌提携(图(b)。图(a)提手加长结构 图(b)圆孔提手盒,五、开窗 开窗结构可以部分展示内装物商品，吸引消费者的注意视线，增强其购买信心，从而具有促销功能。1开窗的基本位置 开窗的基本位置有：一面（前板）开窗；两面（前板和一个端板）开窗；三面（前板和两个端板）开窗。,纸盒开窗的位置,2开窗的形状 a.矩形；b.平行四边形；c.异形。平行四边形开窗盒 心形开窗盒,(a)与商标图案配合(b)与内衬结构配合 图5-69 与图案、内衬配合的窗口结构,六、展示 1展示式纸盒的特点 a.具有良好的生产性能，便于大量机械化生产。b.结构简单，既便于折叠成盒，又便于折叠展示。c.具有一定的强度和刚度，在预定的展示时间内保 持盒型不变。d.便于运输，有些能兼作运输包装。2展示式纸盒的基本结构（1）悬挂式结构 悬挂式展示纸盒,（2）展示板结构 盖板作展示板的结构 盖板展示与其他展示相结合的结构,图5-71 体板横向延长展示牌,陈列展示台 图5-73盒盖支撑的陈列展示结构,图5-74盒体支撑的陈列展示结构,七、易开结构 作为一种方便使用的包装，易开启折叠纸盒越来越受到消费者的喜爱，这代表着现代包装的发展趋势。1易开启纸盒的设计要点 a.对保护性功能的影响应有限度；b.应适合机械化自动化生产；c.不影响纸盒表面尤其是图案的整体美观；d.开启后不应留有明显痕迹，以免印象不佳；e.开启方便，简单易行。,2易开结构在纸盒上的位置 盖板；前板；端板；三板即两个端板加一个前板；四板即前后板和两个端板。易开结构的位置,3易开启的基本形式（1）撕裂：同软包装撕裂口一样，多在盒盖（2）半切缝:（3）打孔线：纸盒易开方式,打孔线在纸盒上部，多用于一次性开启或开启次数少的场合。打孔线在纸盒端部，多用于洗衣粉等粉末状商品，再封性差，内装物易于倒出。打孔线在纸盒盒板中间，适合多次取用的商品。由于再封性差，在包装卫生条件要求高的商品时，里面要贴上塑膜或进行其他处理。打孔线：,（4）间断切线：撕裂打孔线具有方向性，比打孔线更易于开启，多用于食品包装盒。撕裂打孔线 带撕裂打孔线的POP盒(a)盒型1(b)盒型1的展开图(c)盒型2(d)盒型2的展开图,4.易开结构的类型 一次性易开结构 可封盖易开结构 分期使用易开结构,5.组合开启方式（1）打孔线与切缝配合 a.打孔线在纸盒中部。b.打孔线与半切缝并用，开启性好，开口处无毛刺。c.打孔线与长切缝并用，开封性好。（2）打孔线与撕裂打孔线配合组合开启形式：,（3）打孔线、撕裂打孔线与半切缝配合 在粘贴面采用打孔线方式，撕裂打孔线上有半圆形孔眼，内侧有半切缝，通过剥离而开启。（4）打孔线与盒盖配合 a.取物口采用打孔线，盒盖上增加一块盖板，多用于防 尘包装。b.在封缄盒盖板周围及两侧盖、端板折叠处设计打孔 线，开封与再封性好。打孔线与盒盖配合,图5-77 复用、分期使用易开结构,6方便开启的盒盖（1）“T”形切口插入式盒盖 通过在盖插入襟片上增加一段“T”型裁切线，并且在 纸盒前板上相应于“T”型结构处增加一个指孔，使用者将 手指从“T”型切痕插入盒内时，就很容易向上用力将盒盖 掀开；当内装物对防潮、防尘等要求比较高时，可以将 前板上的指孔改为一个三面切的挡板来有效的阻挡由“T”型切口进入的灰尘、水汽。“T”形切口插入式盒盖,（2）“H”型撕裂口 在打孔线的一端增加几条裁切线，在打孔线的一侧增加了一个“H”型的切口，用户可以通过这个结构很容易将手指伸入，再沿打孔线将纸盒撕开。切口的形状可以多种多样，例如倒“A”字型的结构。“H”型撕裂口开启结构,八、倒出口结构 具有易倒出功能的折叠纸盒，除使用方便外，还增加了盒型特征，形成与其他竞争商品明显区别的辨别性。采用倒出口结构的纸盒一般可用于包装流动性能好并需多次取用的液体、粉末、颗粒状内装物。,1滑动开启倒出口结构 滑动开启倒出口结构2旋转开启倒出口结构 以盒体结构部分的某点为轴旋转一定角度形成倒出口的开闭状态。,（1）一页成型倒出口结构 a.体板延长部分形成倒出口(a图所示)b.盖板形成倒出口(b、c图所示)c.盖板延长部分形成倒出口(d图所示)一页成型旋转开启倒出口结构,（2）非一页成型倒出口结构 a.纸板制作倒出口配件 b.金属、塑料等非纸材料制造倒出口配件 非一页成型旋转开启倒出口结构,第七节 折叠纸盒的尺寸设计,一、尺寸设计 折叠纸盒的尺寸设计，可以根据运输空间由外向内进行设计，即根据外包装瓦楞纸箱内尺寸来依次计算折叠纸盒外尺寸、制造尺寸与内尺寸。也可以根据内装物最大外形尺寸，由内向外逐级计算折叠纸盒内尺寸、制造尺寸与外尺寸。在中国进入WTO以后的国际间贸易迅速发展时期，前者的尺寸设计方法是今后发展的方向，因为它可以充分地利用运输空间从而降低流通成本。,二、一般盒体的尺寸设计 1、由外尺寸计算制造尺寸与内尺寸（1）外尺寸计算公式 折叠纸盒外尺寸与瓦楞纸箱内尺寸及其盒型排列方式有关。Xo=W-d（Nw-1）-koNW（5-7）式中 Xo 折叠纸盒的外尺寸()；W 瓦楞纸箱的内尺寸()；d 间隙系数()；NW纸盒在W方向上的排列数目()；ko 外尺寸修正系数()。其他纸包装外尺寸也可用此公式计算。,（2）制造尺寸与内尺寸计算公式 制造尺寸的计算公式：X=XO-n.t-K 式中 X 折叠纸盒在X方向上的制造尺寸，mm；XO 折叠纸盒在在X方向上的外尺寸，mm；n 外尺寸XO与制造尺寸X尺寸界限间的纸 板层数，层；t 折叠纸盒纸板的厚度，mm；K 制造尺寸修正系数，mm。,内尺寸的计算公式 Xi=Xo-n.t-Ki 式中 Xi 折叠纸盒在X方向上的内尺寸，mm；XO 折叠纸盒在X方向上的外尺寸，mm；n 外尺寸XO与内尺寸Xi尺寸界限间的纸板 层数，层；t 折叠纸盒纸板的厚度，mm；Ki 内尺寸修正系数，。,例5-4 图5-l02所示管式折叠纸盒，已知其外尺寸Lo=60mm，Bo=30mm，Ho180mm，修正系数均为o，计算各部分制造尺寸及成型后的内尺寸。图5-102 管式折叠纸盒尺寸计算,解：由纸盒的容积LoBoHo6030180，查表5-4，得纸板厚度t=0.2mm。为了计算方便，将纸盒体板编号为-。长度方向制造尺寸 L2=Lo-n.t-Ki=60-30.2-0=59.4（mm）L4=Lo-n.t-Ki=60-20.2-0=59.6（mm）L6=Lo-n.t-Ki=60-0.2-0=59.8（mm）,图5-102 各方向尺寸关系,宽度方向制造尺寸 B1=Bo-n.t-Ki=30-2.50.2-0=29.5（mm）B3=Bo-n.t-Ki=30-20.2-0=29.6（mm）B5=Bo-n.t-Ki=30-0.2-0=29.8（mm）B7=Bo-n.t-Ki=30-0.2-0=29.8（mm）,高度方向制造尺寸 H1=H2=60(mm)H3=Hi H5=H7=Ho-n.t-Ki=180-50.2-0=179(mm)H4=Ho-n.t-Ki=180-30.2-0=179.4(mm)H6=Ho-n.t-Ki=180-0.2-0=179.8(mm),纸盒内尺寸 Li=Lo-n.t Ki=60-40.2-0=59.2(mm)Bi=Bo-n.t Ki=30-30.2-0=29.4(mm)Hi=Ho-n.t Ki=180-60.2-0=178.8(mm)所以，折叠纸盒内部空间尺寸为：LiBiHi=59.229.4178.8(mm3),2由内尺寸计算制造尺寸与外尺寸（1）内尺寸计算公式 Xi=LmaxNx+d（Nx-1）+ki（5-3）Xi 折叠纸盒在X方向上的内尺寸()；Lmax 内装物在X方向上的最大外尺寸()；Nx 内装物在X方向上的排列数目；d 内装物间隙系数()；ki 内尺寸修正系数()。对于折叠纸盒，在长度与宽度方向上，ki值一般取35，在高度方向上，则取13。ki值主要取决于产品易变形程度，对于可压缩商品如针棉织品、服装等可取低限，而对于刚性商品如仪器仪表、玻璃器皿等则应取高限。,（2）制造尺寸与外尺寸的计算 制造尺寸的计算公式 X=Xi+n.t+K 式中 X 折叠纸盒在X方向上的制造尺寸，mm；Xi 折叠纸盒在在X方向上的内尺寸，mm；n 内尺寸Xi与制造尺寸X尺寸界限间的纸 板层数，层；t 折叠纸盒纸板的厚度，mm；K 制造尺寸修正系数，mm。一般为12mm。,对折压痕线宽度的计算公式 D=m.t 式中 D 对折压痕线宽度，mm;m 纸板对折后，D 尺寸界限间的纸板层数，层；t 折叠纸盒纸板的厚度，mm；外尺寸的计算公式 Xo=Xi+n.t+Ki 式中 XO 折叠纸盒在X方向上的外尺寸，mm；Xi 折叠纸盒在X方向上的外尺寸，mm；n 内尺寸Xi与外尺寸Xo尺寸界限间的纸板 层数，层；t 折叠纸盒纸板的厚度，mm；Ko 外尺寸修正系数，。,例5-3 如图5-100所示为衬衣盒盒盖，内尺寸Li340mm、Bi200mm、Hi50mm，修止系数均为0，计算各部分制造尺寸及成型后的外尺寸。解：由纸盒的内尺寸LiBiHi34020050，计算容积为3400cm3查表5-4，得纸板厚度为0.81mm，但因内装产品衬衣的质量一般只在0.30.5kg左右，故按内装物质量查表5-4选取，纸板厚度t=0.6mm。,长度方向制造尺寸 L1=L4=Li+n.t+K=340+30.6+0=341.8(mm)L2=L3=Li+n.t+K=340+50.6+0=343(mm)L9=Li+n.t+K=340+70.6+0=344.2(mm),宽度方向制造尺寸 B5=B7=B9=Bi+n.t+K=200+30.6+0=201.8(mm)B6=B8=Bi=200(mm)对折压痕线宽度 D1=m.t=10.6=0.6(mm)D2=m.t=30.6=1.8(mm),高度方向制造尺寸 H2=H3=Hi=50(mm)H1=H4=Hi+(-1)t+K=50-0.6+0=49.4(mm)H6=H8=49.4(mm)H5=H7=Hi=50(mm),纸盒外尺寸 Lo=Li+n.t+K=340+80.6+0=44.8(mm)Bo=Bi+n.t+K=200+40.6+0=202.4(mm)Ho=Hi+n.t+K=50+0.6+0=50.6(mm)所以，折叠纸盒的外部空间尺寸为：LoBoHo344.8202.450.6(mm),第八节 粘贴（固定）纸盒结构设计,一、粘贴纸盒 折叠纸盒粘贴纸盒是用贴面材料将基材纸板粘合裱贴而成，成型后不能再折叠成平板状，而只能以固定盒型运输和仓储，故又名固定纸盒。,二、粘贴纸盒的原材料 基材主要选择挺度较高的非耐折纸板，如各种草纸板、刚性纸板以及高级食品用 双面异色纸板等。常用厚度范围为11.3。内衬选用白纸或白细瓦楞纸、塑胶、海绵等。贴面材料品种较多，有铜版印刷 纸、蜡光纸、彩色纸、仿革纸、植绒纸以 及布、绢、革、箔等。而且可以印刷、压 凸和烫金。盒角可以采用胶纸带加固、钉合、纸（布）粘合等多种方式进行固定。,三、粘贴纸盒各部结构 名称粘贴纸盒各部结构名称 1-盒盖粘贴纸 2-支撑丝带3-内框 4-盒角补强 5-盒底板 6-盒底粘贴纸7-间壁板 8-间壁板衬框 9-摇盖铰链 10-盒盖板,四、粘贴纸盒结构 1.管式粘贴纸盒（框式）（1）特点 管式粘贴纸盒 1-粘贴面纸 2-体板 3-底板,管式粘帖纸盒结构 1、3体板粘帖材料 2体板 4体板（外框）5体内板（内框）6底内板 7、9、11底板粘帖资料 8、10、12底板（2）结构形式 图(a)结构简单，易于生产，但底板在压力作用下容易脱落，而且边框粘贴面与盒底粘贴面纸接缝清晰可见，影响外观。图(b)增加一块底外板使纸盒强度有所增加，但两贴面纸接缝仍很明显。图(c)结构强度较高，接缝隐蔽，外观效果最佳。,上纸过胶 成品定位 单封边 双封边,2.盘式粘贴纸盒（一页折叠式）（1）特点 基盒盒体盒底用一页纸板成型。盘式粘贴纸盒的基盒,（2）结构形式 盘式粘贴纸盒基本结构 1盒板 2粘贴面纸,双壁盘式粘贴盒 1盒内板 2盒外板 宽边粘贴盒,3.亦管亦盘式粘贴纸盒 书盒结构,二、粘贴纸盒成型 1.罩盖盒 2.摇盖盒 3.凸台盒 4.宽底盒 5.抽屉盒6.书盒 7.转体盒 转体盒 1扣眼 2盒盖 3粘贴面纸 粘贴纸盒类型,8.异型盒（1）异形体盒 盒体本身为异形，如椭圆形、心形与星形等。异形体盒,（2）圆拱盖盒,圆拱盒盖（a）盒（b）外芯纸与贴面材料（c）外框板（d）内芯板（e）内框板（f）盒体（g）截面图 1-外芯板 2-外框板 3-外板 4-插入板 5-内板 6-内框板 7-内芯板,1什么是内折.外折和对折?2在折叠纸盒中如何选择纸板纹向 3如何选择折叠纸盒的纸板厚度？4纸包装制造尺寸为什么不能用L*B*H表示。5管式折叠纸盒的旋转性是什么？6设计自锁底式盒底结构时的先决条件是什么?7盘式折叠纸盒的旋转性是什么？制作一盒盖与盒底位置设计斜直线的异型盒。制作间壁折叠纸盒的间壁板结构。设计一个正六菱柱连续摇翼窝进式纸盒盒盖。,包装容器结构设计,冯 梅,第四章 玻璃包装容器结构设计,天津商学院包装工程系,第四章 玻璃包装容器结构设计,第一节 概述第二节 玻璃瓶的装饰第三节 瓶罐玻璃的性能 第四节 玻璃包装容器结构设计第五节 瓶口结构设计第六节 玻璃瓶设计要点,第一节 概述,一、玻璃材料及其特性 玻璃 加热熔解成为液体，冷却不析晶，硬化成为固体（无定型）。特性 有亚稳定性不流动的液体；没有固定的熔点，成分不同熔点不同，由熔融到冷 固过程连续可逆；没有固定的组分，组分变，性能变；可以透明、半透明，各向同性的硬脆材料；不透气、不透湿，永不变质。,特点 原材料丰富、价廉，碎玻璃可回收；透明，可展示商品，也可着色，放光；外观多彩晶莹、生动；玻璃瓶口经研磨，密封性好。常用玻璃 Na,Ca,Si 玻璃（苏打玻璃，石灰玻璃）又称瓶罐玻璃，器皿玻璃。主要成分：SiO2 72%,CaO 11%，NaO 15%,Al2O3 2%,SiO2为网络骨架结构。主要特点：在玻璃中成本最低，易熔制、加工，耐热性、化学稳定性好，没有特殊要求的容器适宜。Na，B，Si 玻璃（医用玻璃）中性玻璃。主要成分：SiO2 67-75%，Na2O 6.4-11.5%B2O3 6-9%,Al2O3 4-8.5%主要特点：耐水、耐热、耐酸、碱性均比前者强，长期贮存中性液体其PH值不变。,二、瓶罐玻璃的熔制,原料 主料 辅料 特殊用料 熔制 原料准备 熔制过程,主料（1）硅砂或石英粉 作用：引入SiO2，构成玻璃的网络骨架结 构。（2）纯碱（Na2CO3）作用：引入Na2O，还可以助熔。（3）石灰石（CaCO3）作用：引入CaO，还可以防止碱结晶，可提高玻璃的化学稳定性。,（4）长石 作用：引入Al2O3，可节省纯碱。因长石能引入 碱金属氧化物，如：Na2O，K2O。（5）白云石（CaCO3MgCO3的复盐）作用：可提高化学稳定性。（6）芒硝（Na2SO4）作用：引入Na2O，节省纯碱，主要作用是除渣（SiO2）。（7）碎玻璃（炉料的25-30%）作用：主要为了节省纯碱、能源，促进溶化。,辅料（1）澄清剂 在高温时分解放出气体的物质，可促进玻璃中气泡的排除。一般为硫酸盐，如：CaSO4,Na2SO4。用量1%以下。（2）助熔剂 硝酸盐，硫酸盐。用量1%以下。,特殊用料（1）无色玻璃 加入脱色剂。化学脱色剂（氧化剂）用澄清剂即可。物理脱色剂 两色互补而失色。TiO2，FeO使玻璃呈绿色。Mn+3着紫色，Se+2(硒)着浅玫瑰色，它们可与玻璃中浅绿色互补，CoO呈蓝色，可与绿色互补，增加玻璃的透明度。,（2）彩色玻璃 Fe+3淡青色，Cr+3+Mn+3黑色，Mn+3+Fe+3橙黄色至暗紫色，Fe2O3黄色，Cr2O3蛋黄色。（3）乳白色玻璃 加入乳浊剂。氟化物，炉料的3-10%。,（二）原料制备 原料准备 按成分比，计算出各主料的用量，称量混合，放入重油熔窑熔制。熔制过程 硅酸盐形成阶段（800-900）作用：去除所有水（混合进去的与结构水），生成硅酸盐与未熔硅砂（未发生反应）的烧结物。（含大量气泡）玻璃形成阶段（1200）作用：烧结物全部变成玻璃液，但组分不均 匀，含大量气泡。,澄清阶段（1400-1600）气体搅拌作用，使组织均匀，同时气体排除。均化阶段（温度下降）通过对流、扩散进行。冷却阶段（成型温度稍高，约 1150）冷却到适合成型的温度。,三、成型,滴料供给 由滴料供料机将一定量的玻璃料滴至模具中。,容器成型 吹-吹法成型,压吹法成型 压制法成型管（拉）制成型,四、玻璃包装容器的类型,按所盛装的内装物分 有罐头瓶、酒瓶、调料瓶、饮料 瓶、输液瓶、化妆品瓶、广告色瓶等。按瓶口瓶盖形式分 有普通塞瓶、冠盖瓶、螺纹盖瓶、滚 压盖瓶、防盗盖瓶、凸耳盖瓶及喷洒瓶等。按瓶口尺寸大小分 有大口瓶、小口瓶、玻璃杯瓶。一般 瓶口内径小于30mm的为小口瓶，大于30mm的为大口瓶，而对于瓶颈和瓶肩直径相差不大的大口瓶，有时 也称玻璃罐。,按玻璃容器的颜色分 有透明的白玻璃瓶、绿色瓶、茶色瓶、蓝色瓶、黑色瓶等，还有不透明的乳浊色瓶。按容器的制造方法分 有模制瓶和管制瓶。按瓶罐的结构特征分 有普通瓶、长颈瓶、短颈瓶、凸颈瓶、溜肩瓶、端肩瓶及异型瓶等。,五、玻璃包装容器的一般构成,第二节 玻璃瓶的装饰,一、毛面装饰 无光泽的麻面。作用：可显示图文；遮光；明暗对比。有三种方法：喷砂法：将瓶的非麻面用橡胶、纸板或白铁皮等包 盖保护，用压缩空气高速喷出的石英砂、金刚砂打在裸露上形成平面。耗能高。腐蚀法：用氟化物腐蚀需装饰的表面。抛磨法：在研磨机、抛光机上进行。研磨时施加研 磨粉，抛光时施加抛光粉，通过高速机械 摩擦去除玻璃表面的粗糙不平，得到平整 光滑、透明光亮的玻璃表面。,四、彩饰,二、着色 三、浮雕 印花彩饰（机械印刷）玻璃色彩（有机油墨）由三部分组成：易熔玻璃细粉 氧化铝（氧化铅、氧化铜），二氧化硅，碳酸钠，二氧化钛。着色剂 a透明玻璃釉（有机玻璃）b半透明玻璃釉（加着色剂与乳浊剂的玻璃）c.不透明的玻璃釉（低熔点的玻璃加无机矿 物颜料）,挥发的有机油 混合使其成为稠糊状。烧成 一般经500烧成，使釉粘在玻璃上。喷涂彩饰 适用于瓶型复杂的表面。,第三节 瓶罐玻璃的性能,一、化学性能 总的化学性能好，比陶瓷差。耐酸：氢氟酸、弱磷酸可熔玻璃；碱性氧化物含能量高，抗酸能力下降。玻璃耐酸程度分为三级：耐酸、中溶于酸及微溶于酸。从炉料上解决。耐碱：酸性氧化物含量高时，抗碱能力下降，可使二氧化硅解体。但表面形成膜后里面不再腐蚀。可分为：（微、中）强溶于碱。二、物理性能 密度：瓶罐玻璃 3,硬度：莫氏硬度5级，热胀系数：9.210-8,三、机械性能,断裂强度 玻璃的理论抗拉强度为：104MPa；实际抗拉强度为：20-70MPa；抗压强度为抗拉强度的10-20倍。实际抗拉强度没有理论值那么大，其主要原因：内部有不可避免的缺陷,组织不均匀；微观组织有 裂 纹，这两个因素均使玻璃产生应力集中。模具表面摩擦玻璃，使其产生伤痕，也将产生应 力集中,例如：新 瓶 耐内压能力为1 经轻划后 耐内压能力为0.3 经砂纸打磨 耐内压能力为0.1 金刚石划痕 耐内压能力为0.08 温、湿度变化 如相对湿度从0%RH增至100%RH，强度降低15%。温度低于200或高于200时，均无影响，正好在200是有影响，这是因为在此温度水汽作用剧烈所致。,机械冲击强度 侧壁冲击 当玻璃容器受到冲击时，受冲击的部位即冲击点处产生局部应力，内部产生弯曲应力，离冲击点45出产生扭转应力。,三种应力的破坏形态：,倾倒冲击 是指瓶子放在桌子上倒下时的强度，也是一种冲击强度。与机械冲击强度的区别在于它同瓶重量和形状有关。例如，瓶的重心位置、倾倒冲击位置不同，瓶倾倒时所受的冲击程度就不一样，从而倾倒强度也不同。瓶倾倒强度与瓶本身的稳定性有关。短颈、宽肩的瓶子，重心高、不易碰到瓶口，因而不易破损。重心高破损率低。,内压强度 是玻璃容器的一个重要强度指标。玻璃瓶罐在密闭状态下，内压力产生器壁周向应力和平行于纵轴的轴向应力，其轴向应力要比周向应力小得多。器壁的周向应力可根据薄壁圆筒内压强度理论进行考虑计算。公式为：,垂直荷重强度 是玻璃容器在垂直负荷的作用下所体现的强度，是容器 承受载荷的能力指标。其值与容器的形状结构关系很大。,热冲击强度（热震强度）是玻璃容器的一个重要强度指标。是玻璃包装容器承受温度急变而不破裂的性能。当玻璃瓶受急冷急热作用，因其导热性差，在玻璃内产生很大的温差，发生不均匀的热胀冷缩，使瓶壁内产生复杂的应力，当此应力超过玻璃强度时，瓶子破裂。,外部急冷（内急热）当瓶表面受急冷作用时，瓶壁外表面受到的拉应力 远大于内表面的压应力，此值超过玻璃的许用应力，瓶子破坏。这种破裂常发生在瓶与瓶底的过渡下部的外表面。外部急热 当外部受急热作用时，瓶壁外表面的压应力远大于内表面的拉应力，因内表面状况较好，缺陷少，所以玻璃容器的耐急热性能好。,圆瓶在急冷作用下产生的拉应力：,水冲强度 主要由于内装物的惯性所致。当受到震动时，瓶内装物并不立即下移，于是在瞬间产生瓶底与内装物之间的空隙，瓶口空间被压缩，此压力经内装无最后传递给瓶底，造成剧烈的冲击内应力。万分之一秒内产生的冲击力，甚至会更大，致使瓶罐破裂。,跌落强度 是水冲与机械冲击的综合评定指标。把瓶子装满内装物，然后横、竖、斜跌落（1m高处落在地板上）看是否破坏。,四、瓶型对结构强度的影响,瓶肩 瓶肩与垂直荷重关系极大，通常在瓶肩部外表面产生最大拉应力，因此垂直荷重强度随瓶肩的变化而变化。一般来说，瓶型越复杂则应力集中越大，强度越小。瓶型越接近于球形，应力集中越小，强度越大。如图3-9，瓶肩宽度B越宽，倾斜角越小，瓶肩过渡圆弧的半径R越小，瓶的垂直载荷强度越差，反之，瓶的垂直载荷强度越好。,瓶足 瓶底 凹球形为佳。稳定，耐内压、水冲击强度好。常采用球冠。,瓶身 瓶型复杂耐内压强度就越低，如表3-2所示，瓶罐截面形状与内压强度的关系。又如图3-12所示，异型瓶截面应力分布状态。应力集中。瓶内真空与有内压力同样使四角突起处产生压应力，四面部位产生拉应力。两种应力状态，即周向的压应力与拉应力是交变的。玻璃承受交变应力的能力很差，强度明显下降。,第四节 玻璃包装容器的结构设计,一、形状 棱角圆弧过渡 圆棱角便于玻璃料在模具内流动，容器壁厚均匀。尖角过渡处会产生内应力而起裂纹。外形尽量简单，可以简化模具 型腔为圆柱锥面易加工 压制成型时尽量避免有斜孔、曲线孔 如表面有环向凹凸，需要双瓣模；如异型瓶各向凹凸不同时要用多瓣模,合缝线（分型痕）要尽量少，尽量 隐藏 瓶身加筋 防止成型时发生翘曲；另外，在不增加壁厚的条件下增加强度；筋条不可以为封闭图形。,二、壁厚,壁厚尽量均匀。如果壁厚过大，致使玻璃料熔化和容器冷却的热耗大为增加，而且在瓶壁内产生应力，使容器在脱模和冷却时产生变形，增加壁厚虽然能提高垂直荷重强度和内压强度，但其机械冲击强度和热冲击强度会降低。生产周期延长。,如需不同壁厚时，进行圆弧过渡。壁厚与垂直荷重呈线性关系 抗垂直载荷强度随容器壁厚的减薄成比例地降低。抗内压强度与壁厚呈线性关系 如图3-11。R相同，壁厚越薄，内应力越大；同一壁厚，外径R越大，内应力越大。,壁薄时，抗机械冲击、热冲击性好 冲击强度与壁厚呈正变 在弹性撞击范围内，不管壁厚的大小，冲击能量终归要被伴生的变形所吸收，于是有可能减少破损。如上图所示，随着壁厚的增加，冲击强度增加，但当壁厚增加到一定的程度，冲击强度增加不显著。其原因如下图，瓶壁厚时，瓶相对呈刚性，变形小，与摆锤相对接触时间短，所吸收能量少，瓶易破损。,下图是悬吊摆锤冲击不同壁厚瓶与接触时间关系。选用的瓶颈相差无几。当壁厚小于2mm时，接触时间随壁厚的减薄而增加；当壁厚在11.5mm之间时，接触时间差不多达到普通壁厚时的2倍；小于1mm时甚至可以达到若干倍。所以，接触时间越长，所吸收的能量越多，即玻璃瓶壁的厚度减薄到一定程度，实际上有可能提高耐破度。,壁薄温差迅速均匀，由温差引起的应力小 壁厚与生产条件的关系 合理的壁厚取决于原料成分、容器重量 及成型工艺（料温、模温、料的流程）等多种因素。可控因素瓶 玻璃成分：调解它，可以使玻璃获得所需 的粘度。具有这样的粘度的玻 璃很容易充满型腔。玻璃料的 粘度越小，压制出来的薄壁容 器的质量越好。,模具温度：料温虽然可以调节，但大多是在 送入模 具之前进行的。一旦玻 璃接触模壁，其表面就开始冷 却，冷却越甚，料、模之间的温 差就越大。模温越高，玻璃制品 质量就越好，但模温要保持在玻 璃粘附温度以下，即以玻璃不粘 附模壁为适度。模温取决于送入 的玻璃料温，通常为400-600。,过于细长、短粗都难以吹制均匀的 壁厚，短粗来不及吹，底厚。瓶的壁厚应适当。过薄，强度低，难成型；过厚，壁厚很难均匀，制 造过程中冷却也不均匀，易产生内 应力，不经济。表3-3，3-4，3-5是玻璃容器常用的壁厚，表中数据之壁厚平均值。,三、脱模斜度（主要以压制成型为主考虑）,在压制成型中，为了易于从玻璃料中拔出冲头（阳模）或从模具中取出制品，玻璃容器的侧壁内外必须具有一定的斜度。斜度的大小取决于压制制品的深度或高度以及玻璃料的收缩率。表3-20为压制法成型玻璃容器的最小脱模斜度推荐值。最小脱模斜度取决于模壁加工光洁程度，玻璃容器脱模时的冷却程度以及玻璃料的成分。,容器冷却程度同开模至容器取出之间的时间长短有关。时间越长，容器冷却越甚，其收缩就越快。容器收缩时，仍位于容器内的冲头受到容器内表面挤压，结果难于从成型空中取出。从表3-20可以看出，随着开模至容器脱模之间时间的增加，容器内表面的脱模斜度逐渐增加，而外表面的脱模斜度逐渐减小，这样使得开模时能够首先取出冲头，然后再从模具中取出制品。,四、瓶底结构设计,瓶罐的底部起支撑作用，承受瓶体及内装物全部质量，因此要求瓶底摆放平稳可靠，有相对较高的强度。瓶底一般都设计成内凹型，这样可减少接触平面内的接触点，增加稳定性。瓶底与瓶根采用圆弧过渡，过渡圆弧较大有利于提高瓶罐的强度指标，但过渡圆弧过大，将缩减支撑面积，削弱瓶罐的稳定性。,第五节 玻璃包装容器的瓶口结构设计,一、冠形瓶口,二、塞形瓶口,三、螺纹瓶口 单头螺纹 多头螺纹,防盗螺纹瓶口,四、卷边盖瓶口 卷边盖瓶口采用铁皮或铝皮盖，内置弹性瓶塞，通过压紧使盖裙下缘与瓶口卷边固定密封。其结构和尺寸见图3-41，3-42和表3-26，3-27所示。,五、真空封盖瓶口 采用真空封盖瓶口结构，因承受较高的压力，一般采用强度较高的马口铁皮盖。结构见图3-44。,六、喷洒瓶口 其结构形式如图3-45所示，内装液体在自身重力的作用下，通过小瓶口喷洒出来。目前已逐渐被气压式阀口所代替。,七、磨砂瓶口,第六节 玻璃瓶罐设计要点,一、选定合理瓶罐成分 依据：内装物的化学性质（如PH值、防 紫外线等）包装食用、药用品时须杀菌，就 存在热冲击问题 成型工艺及方法 外观要求,二、确定合理瓶型 商品的性能与使用 长期保存的用小口瓶。粒、粉、糊、膏状产 品又要长期贮存，也只能 用大口瓶；大溜肩瓶型，可使液体连续流出；宽肩瓶，不能使液体连续流出，但可存渣；瓶型必须便于手握瓶高适当 大口瓶最高不能超过匙长。是匙长的 3/4；最矮不能小于口径，太小成型工艺 难，罐装时飞扬。,便于包装作业 1小口瓶 如短颈，无法放漏斗；长颈，难于清洗，液面高度难于一致。2异型瓶 有死角，难清洗，难真空。省料且成品质量好 适当的强度 根据不同的使用、运输情况，确定垂直 荷重、各种冲击强度、耐内压等，要适度。装饰要求,三、确定壁厚,经验法 见表3-3，表3-4，表3-5。计算法 薄壁容器：厚壁容器：我国部颁标准规定酒瓶内压强度为：充气酒瓶瓶不低于 10kgf/cm2；不充气酒瓶不低于 5kgf/cm2；啤酒瓶不低于 12 kgf/cm2。,四、瓶容设计计算,确定直径与高度 尺寸公差：尺寸偏差是玻璃瓶罐的尺寸偏离标准规定的范围，用以补偿模具和产品生产过程中可能发生的一切误差和产品的变形。除了瓶口尺寸偏差最为重要之外，瓶径与瓶高的尺寸偏差也不容忽视。非标准瓶罐的瓶径和瓶高尺寸偏差的精确计算公式：,瓶容量计算 公称容量 在20时，罐装到罐装标线时瓶罐容量应有的容积。实际容量 玻璃容器的内装物随着环境温度的变化发生热胀冷缩，容量也将有变化。在环境温度为T时内装物所占的容量为实际容量，可用下式计算：,在实践设计中，实际容量应以最高环境温度计算。,满口容量 顶隙容量,瓶塞所占容量 满口容量及偏差,瓶体积1瓶罐的体积计算 根据玻璃瓶罐的结构特征把瓶体分割成若干部 分，每一部分都力求为规则几何体，确定其相应尺寸，以便直接利用公式计算。不是规则几何体的部分，用近 似的计算方法求其体积。如图349所示瓶型，按图示 分割后，除瓶底外的其系部分均是规则几何体。,例3-2 计算如图3-50所示冠形瓶口玻璃瓶 的体积。解：把图示玻璃瓶分成四部分，即瓶口(高 17.5mm)、瓶颈 瓶肩(高l 34.3mm)、瓶 身(高124.2mm)和瓶底(高4mm)，分别 计算各部分体积。瓶身体积,瓶颈、瓶肩体积 为了计算方便，将瓶沿轴向进行分段，分段后的每段体积，可取其平均直径，按规则圆柱体体积公式计算：把各段体积相加得：VPj=303.34(cm3),瓶口体积 冠形瓶口是一个非规则几何图形旋转体，体积较小，不规则性强。计算体积时，将其分割成若干个厚度相向的同轴中空微圆筒，利用中空微圆筒体积相加的方法求得瓶口体积。,冠形瓶口体积的计算公式为：瓶底体积 瓶底也是非规则几何形体，可根据瓶底结构的具体情况，把其分割成若干规则几何形体计算体积。本题瓶底的分割如图3-53所示。,冠形瓶口玻璃瓶体积,玻璃瓶罐的容积计算,玻璃瓶罐的质量计算,玻璃容器有哪些基本类型？玻璃容器的主要成型方法，适应于哪类容器的成型？讨论玻璃的各种强度与容器结构的关系。壁厚与各种强度的关系？,包装容器结构设计,第五章 陶瓷包装容器结构设计,第五章 陶瓷包装容器结构设计,第一节 概述第二节 陶瓷容器的成型加工第三节陶瓷包装容器的表面装饰第四节 陶瓷包装容器的结构设计,第一节 概述,陶瓷（Ceramics）的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经过混炼、成形、煅烧而制成的各种制品。一、陶瓷器的分类 按用途不同分类日用陶瓷：如餐具、茶具、缸、坛、盆、罐等。艺术陶瓷：如花瓶、雕塑品、陈设品等。工业陶瓷：如建筑、卫生、化工瓷，耐火材料、特殊瓷等。,按所用原料及坯体的致密程度的不同分类 从土器（Brickware or Terra-cotta）、陶器（Pottery）、炻器（Stoneware）、半瓷器（Semi-vitreous China）到瓷器（porcelain），原料从粗到精，坯体从粗松多孔逐步到达致密，烧结烧成的温度也逐渐从低到高。半陶器（普通陶器Common Pottery）表面粗糙，坯体带色、多孔、不透明，吸水率 及渗透性大，主要有盆、罐、缸、瓮等。,精陶器（Fine earthenware）精陶器一般为白色，不透明，412%的吸水率，对坯料要求不高，烧成温度较低，主要有坛、罐、瓶及卫生陶器等。炻器（Stoneware）介于陶和瓷之间的一种陶瓷制品。古时称石胎。坯体致密，以完全烧结，这一点已接近瓷器，但它还没有玻化（Vitification），仍有2%的吸水率，坯体不透明，多数制品略带颜色，也有白色的，如水缸、坛等。,半瓷器 坯料接近于瓷器，但烧成后仍有35%的吸水率，（瓷器0.5%以下）所以，它的 使用性能不及瓷器、比精陶好。瓷器 是陶瓷发展的最高阶段。它的特征是坯体完全烧结，完全玻化，因此很致密，对液体和气体都无渗透性，色白，胎薄处呈透明。,二、陶瓷容器的包装特点,陶瓷包装容器具有以下特征：具有良好的耐热性、隔