包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計

<包裝構(gòu)造設(shè)計>

馮梅第七章瓶罐封蓋構(gòu)造設(shè)計天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系第七章瓶罐封蓋構(gòu)造設(shè)計第一節(jié)瓶蓋第二節(jié)密封原理第三節(jié)密封蓋構(gòu)造第四節(jié)平安蓋構(gòu)造設(shè)計第五節(jié)方便蓋構(gòu)造設(shè)計第一節(jié)瓶蓋一、瓶蓋功能瓶蓋經(jīng)過與瓶口的配合、緊固在瓶口上，為彈件內(nèi)襯與瓶口的嚴(yán)密接觸，并為封合面提供必要的壓力。瓶蓋與彈性內(nèi)襯配合，使彈性內(nèi)襯得以固定和定位，能準(zhǔn)確地與瓶口構(gòu)成特定的配合關(guān)系。瓶蓋主要有如下功能。⒈維護經(jīng)過有效密封，瓶蓋可以到達對內(nèi)裝物的保護性容裝：⑴防止內(nèi)裝物及其成分從瓶口逸出；⑵防止氣體、水蒸汽及塵埃雜質(zhì)從瓶口侵入。⒉方便瓶蓋可以根據(jù)各種方便性和控制要求提供封合-開啟-再封合的才干。⑴瓶蓋要適宜于人工或機械封蓋；⑵瓶蓋要容易開啟且傾倒或分配內(nèi)裝物。例如螺旋蓋的側(cè)面滾花可以添加開蓋時的摩擦力；⑶瓶蓋可要求嚴(yán)厲的開啟控制，如防盜蓋〔顯偷換蓋〕和兒童平安蓋。⒊提供信息瓶蓋是包裝容器最引人注目的部分。由于消費者在每次取用內(nèi)裝物時都會看到和觸摸到他們，聽到開啟時的特殊聲響〔如香檳酒瓶塞〕，所以可以傳達視覺、觸覺和聽覺信息。⑴瓶蓋可顯示商品稱號、牌號、消費廠家、消費日期等一系列圖形或文字信息。⑵瓶蓋可以顯示開啟方法、開啟方向、用力點以及取出內(nèi)裝物的方向。⑶瓶蓋可以印刷商品條形碼。二、瓶蓋的根本類型⒈密封蓋密封蓋的主要功能是為了在大規(guī)模消費中提供密封和開啟密封。這類瓶蓋有用于普通密封的螺旋蓋，用于真空密封的凸耳蓋和壓合蓋，用于壓力密封的王冠蓋和滾壓蓋。⒉方便蓋方便蓋的主要功能是為液體、粉末、片狀或顆粒狀內(nèi)裝物提供開啟和運用的方便性，使內(nèi)裝物可以從瓶罐包裝中傾倒、擠出、淋灑、噴霧等，如傾倒蓋、涂敷蓋、分配蓋等。⒊控制蓋控制蓋可以對開啟方式提供某種方式的控制，如防盜蓋和兒童平安蓋。前者在開啟后可顯現(xiàn)開啟痕跡，后者那么需一定的力度或復(fù)雜的開啟程序才干開啟。⒋公用蓋專供特殊用途而設(shè)計的瓶蓋，如排氣蓋、抗生素藥瓶蓋等。三、瓶蓋的資料⒈金屬金屬是強度最好的瓶蓋資料。主要用于普通、真空和壓力密封。鍍錫薄鋼板和無錫薄鋼板用于生產(chǎn)延續(xù)螺紋蓋、王冠蓋、快旋蓋、撬開蓋、壓-旋蓋等。鋁及鋁合金可消費螺旋蓋和滾壓蓋等。⒉熱塑性塑料熱塑性塑料〔PPPEPS等〕具有良好的耐旋緊合旋開的性能，能堅持良好的密封并阻止退回；具有良好的模塑成型性，可以模塑構(gòu)造復(fù)雜的功能蓋如防盜蓋、兒童平安蓋等。⒊熱固性塑料熱固性塑料〔木粉填料酚醛樹脂、紙?zhí)盍想迦渲⒚馨芳訌婋迦渲取趁芏群陀捕容^高，分量較大，能有效地防止瓶蓋螺紋的滑動。⒋玻璃玻璃塞和玻璃磨塞用于密封精度要求較高的化學(xué)品、化裝品及香精香料的包裝。常常用一個PE套蓋，以協(xié)助玻璃塞摩擦配合到瓶口中。⒌密封資料⑴溶膠內(nèi)襯器具有液體流動性的PVC塑料溶膠或天然〔合成〕橡膠分散膠體注入金屬蓋，并且經(jīng)過烘干加工使流體定型成墊片、墊圈或密封環(huán)。⑵模塑內(nèi)襯用PVC、PE、EVA或具有類似彈性的其他熱塑性塑料通過模塑工藝制造的具有特殊構(gòu)造的內(nèi)襯。⑶組合內(nèi)襯由復(fù)合軟木或紙漿板等彈性資料沖裁加工成被襯，不與內(nèi)裝物起反響的資料加工成面襯，背襯與面襯組成內(nèi)襯。⑷單一內(nèi)襯用PVC、PE、EVA、橡膠等片材沖裁墊片或墊圈，資料既具有彈性，又具有化學(xué)相容性。⑸內(nèi)密封資料在防偷換瓶蓋包裝中，常用內(nèi)密封資料密封容器口。①熱感應(yīng)密封涂塑鋁箔資料在封蓋后與容器一同經(jīng)過電磁場，導(dǎo)致鋁箔發(fā)熱，其涂塑面材即可熔化并粘附容器口緣。②壓敏密封發(fā)泡聚苯乙烯借助外表涂布的壓敏膠粘貼容器口，壓敏膠在轉(zhuǎn)動力矩呵斥的壓力下粘附容器口緣。③膠粘密封涂蠟紙漿背襯和半透明紙面襯用粘合劑粘貼容器口，然后封蓋。當(dāng)開蓋時，紙漿背襯留在容器蓋內(nèi)，而半透明紙那么粘在容器口緣。四、瓶蓋設(shè)計要求⒈相容性蓋襯、墊于內(nèi)裝物應(yīng)相容。⒉密封性襯墊、圈必需有彈性，耐熱、耐擠壓，瓶與蓋之間的擠壓力要足夠，長期運用不松弛。⒊堅強性蓋不變形〔耐內(nèi)壓、外壓、〕。⒋易開性易開、快開，不傷人，不需工具。扭矩、拉力、撬力應(yīng)適當(dāng)。⒌復(fù)封性⒍多功能性如防盜蓋、兒童平安蓋、方便運用蓋。⒎裝飾性第二節(jié)密封原理一、密封要求⒈瓶蓋與瓶口瓶蓋與瓶口經(jīng)過一定的銜接配合方式實現(xiàn)如下要求：①經(jīng)過瓶蓋與瓶口的銜接配合，把瓶蓋固定在瓶口上，同時可以按一定方式開啟或復(fù)蓋；②為密封接觸面提供足夠的壓力，且應(yīng)壓力均布，在容器開啟前或更長的時間內(nèi)，壓力要維持恒定；③對無內(nèi)襯的瓶蓋構(gòu)造，與瓶口接觸密封部位應(yīng)平滑、均勻、接觸良好；④開啟、復(fù)蓋簡便、快捷、無走漏。

⒉瓶蓋與密封內(nèi)襯為使密封內(nèi)襯準(zhǔn)確地壓向密封接觸面，密封內(nèi)襯在瓶蓋內(nèi)該當(dāng)定位準(zhǔn)確，大小尺寸適宜。⒊密封內(nèi)襯與瓶口密封內(nèi)襯與瓶口的配合設(shè)計，需求確定接觸方式、接觸向積、接觸寬度及密封內(nèi)襯的厚度，保證足夠的彈性和必要的剛性要求。二、密封原理在于對一處有能夠發(fā)生走漏〔氣體或液體內(nèi)裝物〕或侵入〔外界環(huán)境中空氣、水汽或雜質(zhì)等〕而要對其施以密封的瓶口位置，設(shè)置一個完善的物理壁壘。

為了到達此目的，內(nèi)襯必需有足夠的彈性，以可以填滿密封面上的任一凹凸不平之處，同時還要堅持足夠的剛性，以防止在密封壓力之下擠入外表間隙之中。彈性與剛性都要持之以恒。為獲得良好的密封效果，壓向瓶口密封面的內(nèi)襯在包裝的貨架壽命期限內(nèi)必需堅持足夠功的壓強。在合理的范圍內(nèi)，壓強越高，密封效果越好。但是，顯而易見，當(dāng)壓強添加到一定程度，就會引起瓶蓋的破裂或變形、玻璃瓶口的碎裂或塑料容器的變形以及內(nèi)襯的破壞，使密封自行失效。密封壓強保證了內(nèi)襯與瓶口密封面的良好接觸。瓶口密封面積越大，由瓶蓋施加負(fù)荷的面積分布越大，一定扭矩下的密封效果越差。因此，為獲得良好的密封，不一定非得采用過高的固定扭矩，在不損壞內(nèi)襯及其外表的情況下，密封面的寬度應(yīng)盡能夠小一些。也就是說，假設(shè)小的固定扭矩要到達最大有效密封壓強，應(yīng)選用窄的密封圈。⒉螺紋嚙合螺紋嚙合指螺旋蓋的螺紋起點與瓶口螺紋起點之間的第一嚙合點到瓶口密封面與內(nèi)襯接觸的那一點所轉(zhuǎn)過的螺紋圈數(shù)。為使內(nèi)襯可以均勻壓向瓶口密封面的整個圓周，那么至少需求一個整圈的螺紋嚙合。螺紋嚙合的區(qū)域越大，瓶蓋定位越好，那么堅持瓶蓋在原位的固定扭矩的作用越大。螺距決議螺紋的傾角或斜度。螺距越大，那么螺紋斜度越大，瓶蓋旋上或旋下的速度越快，要獲得一定圈數(shù)的螺紋嚙合的瓶蓋高度也越大?？梢源_定，螺旋蓋的性能取決于螺紋嚙合及其任務(wù)螺距。⒊固定扭矩一旦確定了瓶蓋及瓶口構(gòu)造，對于良好密封的要求就容易處理。問題歸結(jié)于能否保證瓶蓋向瓶口施加適當(dāng)?shù)膲毫?。就螺旋蓋來說，需求一個丈量瓶蓋作用效果的尺度—固定扭矩。固定扭矩可以經(jīng)過扭矩測試儀來丈量。在實踐中，由于扭矩測試儀不能夠置于旋蓋機壓頭之下，所以必需由測試儀施加于瓶蓋的“擰松扭矩〞來間接測定。固定扭矩隨瓶蓋的直徑變化而變化，成正比關(guān)系。瓶蓋密封的可靠性取決于內(nèi)襯彈性、密封面平整等，而不僅僅是其緊度或所施加的力矩。⒋其他密封方法的機理除了上密封面密封之外，瓶罐包裝還有許多密封方法，這些方法伴隨著不同的密封類型。⑴瓶口邊緣密封瓶口邊緣密封的密封面在瓶口上部外緣。天然或合成橡膠墊圈安放于金屬凸耳蓋的邊緣，與瓶口外邊緣上部的錐度密封面吻合，主要依托瓶口凸緣所施加的壓力來密封。⑵結(jié)合密封結(jié)合密封即瓶口上密封面與瓶口邊緣密封面的雙重密封。結(jié)合密封的技術(shù)要求比較高。⑶塞封塞封是各種資料制成的塞子經(jīng)過壓入配合與塞形瓶口內(nèi)緣密封面借助摩擦作用而構(gòu)成的密封。有軟木塞、塑料塞、玻璃塞等。由于軟木塞具有彈性、可緊縮、不透氣、不透水、導(dǎo)熱率低，可提供良好的塞封，是理想的天然資料。作為軟木塞的替代物，有帶筋或不帶筋的中凹塑料塞，有順應(yīng)瓶口直徑逐漸變化的環(huán)裙塑料賽，都可保證更有效的塞封。⑷搭扣密封具有彈性的LDPE和PC瓶蓋可與瓶口進展搭扣密封。所謂搭扣就是壓向瓶口的瓶蓋緊緊咬住瓶口封鎖環(huán)，使環(huán)緣的整個外表成為密封面。塑料的彈性越大，與封鎖環(huán)的配合越緊，密封效果越好。三、密封類型⒈普通密封普通密封的瓶蓋設(shè)計沒有進展專門的耐壓設(shè)計，但可以堅持容器的密封，并且在留有適當(dāng)頂隙的情況下，可以抵御由環(huán)境溫度變化所引起的內(nèi)壓變化。對于普通密封的根本要求：⑴內(nèi)襯與內(nèi)裝物具有化學(xué)相容性。⑵內(nèi)襯均勻壓向瓶口密封面，螺旋蓋至少應(yīng)有一整圈螺紋嚙合，以獲得最大的密封可靠性。實踐上只需有3/4圈的螺紋嚙合，即可到達目的。⑶瓶口密封面無飛邊、平滑且寬度合理〔普通0.6～1.2mm〕，以確保薦用固定扭矩下對內(nèi)襯有足夠的壓強。塑料瓶罐那么要防止密封面過于狹窄或鋒利而破壞內(nèi)襯。⒉真空密封真空密封是當(dāng)包裝進展密封或包裝產(chǎn)品在消費過程中容器頂隙產(chǎn)生一定的真空度而呵斥瓶蓋的氣體密封。真空度在一定程度上有利于內(nèi)裝物的保管。真空密封只能運用配有橡膠圈或溶膠內(nèi)襯的金屬蓋，這是由于在配有普通內(nèi)襯〔如紙板或復(fù)合軟木背襯〕的任何瓶蓋中，真空將把內(nèi)襯吸向瓶口。對于真空密封的根本要求：⑴多為口緣密封，內(nèi)稱多為環(huán)狀密封圈。⑵蓋的剛度要高，否那么會產(chǎn)生漏氣、胖聽、凹聽。⒊壓力〔內(nèi)壓〕密封壓力密封所接受的壓強大約為345～980kPa，普通用于需求巴氏滅菌的啤酒瓶或碳酸飲料瓶。在壓力密封中，承壓面積越大，需求施加在瓶蓋上的總壓力也越大。同時，瓶蓋直徑越大，瓶蓋資料的厚度也需求越大。否那么難以接受較高壓力。但資料越厚，本錢越高。因此可以接受較高內(nèi)壓力的瓶蓋最大直徑大約為40mm。對壓力密封的根本要求：⑴瓶蓋最大直徑大約為40mm。⑵蓋與瓶的搭扣要結(jié)實。第三節(jié)密封蓋構(gòu)造一、冠形瓶蓋冠形瓶蓋亦稱王冠蓋，是一種蓋裙帶有21—24個波褶的淺型金屬蓋。與冠形瓶口配，蓋底帶有軟木、塑料或溶膠內(nèi)襯。封蓋時，蓋裙與瓶口封鎖環(huán)嚙合密封，開啟需用公用啟蓋器(俗稱啟子)開啟。適于普通密封、壓力密封和真空密封，廣泛運用于白酒、啤酒、調(diào)味品和飲料的包裝瓶。王冠蓋的外型及構(gòu)造尺寸見圖7-1與表7-1。二、快旋蓋〔凸耳蓋〕快旋蓋又稱凸耳蓋。因其只需求旋轉(zhuǎn)1/4圈就可以旋上或旋下而得名。其構(gòu)造如圖7-2所示，蓋裙下緣內(nèi)卷，并構(gòu)成向里凸出的沿周向等間隔分布的耳狀凸臺。凸臺個數(shù)按瓶蓋直徑的大小確定，并與瓶口螺紋頭數(shù)對等，普通快旋蓋采用馬口鐵、薄鋼板或硬塑料制造。凸耳與瓶口延續(xù)外螺紋嚙合，其嚙合原理同螺旋蓋，蓋子沿整個瓶口密封面的壓力相當(dāng)均勻。三、螺旋蓋螺旋蓋是經(jīng)過與瓶口螺紋相嚙合而實現(xiàn)瓶口密封的。⒈塑料螺旋蓋塑料螺旋蓋普通都設(shè)計成內(nèi)螺紋，模塑成型。由于我國目前尚無塑料制件的螺紋規(guī)范，通常塑料瓶蓋、瓶口螺紋套用玻璃制品螺紋構(gòu)造及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。螺紋牙型與瓶口螺紋牙型一致，多采用圓形、鋸齒形、梯形，圓形螺紋有利于強迫脫模。假設(shè)采用60°三角牙型．應(yīng)參照粗牙螺紋尺寸，齒頂以平面園角過渡，并適當(dāng)加大齒配合間隙。

⒉滾壓蓋金屬螺旋蓋的螺紋為滾壓成型，故稱滾壓蓋(見圖7-4)。滾壓蓋采用延展性好的鋁材制成帶有內(nèi)襯的蓋坯，然后將蓋坯套在帶有外螺紋的瓶口上，頂部由上蓋機機頭頂壓住，機頭上的壓輥在蓋裙上滾壓出螺紋，構(gòu)成與瓶口螺紋嚙合的封蓋構(gòu)造。滾比蓋尺寸見表7-2。四、撬開蓋撬開蓋，是預(yù)先成型的金屬蓋。當(dāng)把預(yù)先成型的金屬蓋壓扣在玻璃容器瓶口上時，瓶蓋的內(nèi)襯與瓶口頂部及周圍嚴(yán)密接觸，實現(xiàn)密封。由于只是摩擦力在起作用，撬開蓋在開啟后普通不會變形。見圖9-13〔孫誠P416〕。五、連底環(huán)密封蓋六、塞蓋塞蓋是利用塞進瓶口部分產(chǎn)生的徑向緊縮力和摩擦作用實現(xiàn)對瓶口的密封。所用資料多為軟木、彈性塑料及橡膠等。第四節(jié)平安蓋構(gòu)造設(shè)計一、防盜蓋防盜蓋，作為商業(yè)平安措施，是在密封蓋的構(gòu)造上添加一種顯現(xiàn)或阻止非法開啟、盜用內(nèi)裝物的構(gòu)造．也就是防盜構(gòu)造。⒈扭斷式防盜蓋⑴鋁扭斷式防盜蓋是在滾壓蓋的構(gòu)造上添加了防盜環(huán)構(gòu)造，普通采用鋁板經(jīng)沖裁、拉伸成型、采用嵌入式內(nèi)襯、模塑內(nèi)襯或溶膠內(nèi)襯。扭斷式防盜蓋的封蓋方式如圖7-8所示：⑵塑料扭斷式防盜蓋