包装容器结构设计与制造课程设计说明书 (1)

课程设计说明书

课程名称：

设计题目：

专 业： 包装工程 班级： 包工1401 学生姓名: 黄启化 学 号: 1412020121 指导教师:

湖南工业大学科技学院教务部 制

2016年 12 月 25 日

1 引言

在世界塑料产业链中，塑料用量最大的当数包装塑料，约占塑料总用量的25%-70%，以塑料工业遥遥领先的美国，日本和德国为例，用于包装的塑料分别占塑料总消费份额的27.2%、32.8%和27.2%，而我国塑料包装约占塑料消费比例的25%。未来塑料包装材料发展前景分析如下：

随着市场经济的快速发展，日用品包装、化妆品包装、食品包装、家用电器包装都提出了更高的要求。回转一方面，随着环保的呼声日益高涨，如何在满足包装功能性前提下，尽量减少垃圾的产生量，从而呈现包装薄膜、包装容器向轻量化、薄壁化方向发展，以干法复合为主的高阻隔性薄膜，在生产过程中使用粘合剂、溶剂的排易污染环境，而发展共挤包装薄膜，其工艺设备投资省、成本低、适应性强、操作方便。国际上共挤技术发展很快，有关资料表明，发达国家共挤包装薄膜占整个软塑包装材料的40%，而我们仅占6%，仍然以干法复合膜为主，两者比例不协调。 蔬果保鲜包装薄膜市场前景广阔

我国是世界第一大果蔬生产和销售大国，然而有30%左右的水果在贮存、运输、销售过程中损失，在竞争激烈的市场条件，包装的作用显得越来越重要。目前，聚乙烯薄膜和聚丙烯薄膜是新鲜水果蔬菜应用最广的包装材料。 塑料饮料瓶市场潜伏着诱人商机

塑料包装容器应用市场广阔，其中饮料行业有着诱人的商机，汽水、果汁、蔬菜、饮料所需的塑料容器需求量与日俱增。碳酸饮料包装中PET 瓶的应用比例占57.4%，市场前景看好。

随着国内茶饮料市场异军突起，热灌装PET 瓶已成为聚酯瓶增长最快的品种，年增长率超过50%.聚丙烯透明包装瓶的开发是近几年国内外塑料包装的一个热点，其中高透明PP 可广泛用于注射、吹挤、吹拉、挤压、热型容器、食品、药品瓶等，其价格适宜，是PS 、ABS 、PET 、PE 瓶的竞争对手，有关广阔的市场。

第1章 市场调查与产品分析

1.1 产品包装的现状调查与分析.............................................................................1 1.2 产品性能及包装要求分析... ...........................................................................................1 第2章 内包装容器结构设计

2.1 容器包装材料的选择.........................................................................................1 2.2 包装容器结构设计方案.....................................................................................2 2.3 包装容器结构尺寸设计.....................................................................................2 2.4 制造工艺选择与分析.........................................................................................4 第3章 包装纸结构设计

3.1 塑料包装材料的选择.........................................................................................4 3.2 包装结构设计方案.............................................................................................4 3.3 包装结构的尺寸设计.........................................................................................8 3.4 制造工艺选择与分析.........................................................................................8 第4章 外包装纸箱设计

4.1 集装和运输包装的构思....................................................................................10 4.2 材料选择............................................................................................................11 4.3 包装结构设计方案............................................................................................11 4.4 包装结构的尺寸设计........................................................................................12 4.4 塑料包装的制造工艺........................................................................................13 第5章 市场预测及设计总结

5.1市场预测..............................................................................................................13 5.2设计总结..............................................................................................................13

参考文献...........................................................................................................................14

1.1 设计的目的及意义

了解并掌握塑料包装容器的种类及其要求 了解并掌握塑料包装容器的设计流程 了解并掌握塑料包装容器的材料成分

1.2 设计要解决的问题

塑料包装容器的材料选择 塑料包装容器的结构设计

2 内装产品特性分析

2.1产品包装的现状调查与分析

巧克力是世界上最受欢迎的食品之一, 其中糖果巧克力市场的需求正在进一步扩大，已成为中国食品工业中快速发展的行业。塑料包装以丰富的功能、形式多样的展示力等特点逐渐成为巧克力最主要的包装物之一。随着技术的成熟，冷封软包因其较高的包装速度、低异味、无污染、易撕开性等优点, 并能满足巧克力包装过程中避免高温的影响, 逐渐成为巧克力最主要的内包装材料。后期塑料包装的发展方向重点就是改善已有的塑料性能、开发新品种、提高强度和阻隔性、减少用量、重复使用、分类回收保护环境。

2.2 产品的性能及包装要求分析

巧克力是由可可液、可可粉、可可脂白糖乳品和食品添加剂等原料，经混合精磨精练调温浇模冷冻成型等工序加工而成。巧克力的分散体系是以油脂作为分散介质的，所有固体成分分散在油脂之间，油脂的连续相成为体质的骨架，巧克力的主要成分可可脂的融点在33℃左右，因此，巧克力在温度达到28℃以上渐渐软化，超过35℃以上渐渐融化成浆体巧克力表面质量受环境温度和湿度的影响也很大，当温度由25℃逐步上升到30℃以上时，巧克力表面的光泽开始暗淡并消失，或相对湿度相当高时，巧克力表面的光泽也会暗淡并消失同时，如果巧克力包装或者储藏不当的时候，还会出现发花、发白、渗油和出虫等现象，另外，巧克力还具有易于吸收其他物品气味的特性。由于巧克力自身

的特质，在包装是要求做到防吸湿溶化、防香气逸散、防油脂析出酸败、防污染防热等方面要求。所以对巧克力的包装材料要求非常严格, 既要保证包装的美观性, 又要做到上述的包装要求市场上出现的巧克力包装材料主要有纸制品包装、铝箔包装、锡箔包装塑料软包装和复合包装

3 包装结构设计说明

塑料包装容器的开发流程

1. 评估塑料容器的需求 2. 塑料容器的设计 外形设计 结构设计 材料设计 工艺设计 后工序设计

3. 设计方案的确认及验证 手板-外观效果验证

单腔模-功能、材料、工艺的验证 4. 模具设计与制造 5. 模具的确认及验证 6. 后工序的设计验证 7. 成品的验证

8. 开发完成结果确认

塑料包装容器常用的材料介绍

PP （聚丙烯）

常用类型：等规聚丙烯；间规聚丙烯；无规聚丙烯； 均聚聚丙烯；共聚聚丙烯；透明度高的聚丙烯；

2

主要性能：百折胶；结晶性热塑性塑料；密度0.89-0.91g/cm；熔点170-172℃ ；连续使用最高温度110-120℃ ；收缩率大（ 1%-2.5% ）；非极性材料，表面能较低；流动性能好；高阻湿；透气性大；耐水、耐化学药品、耐酸、耐碱、耐油性好；透明度比PE 好；

常见产品：

注塑产品-翻盖、罐、空筒等；

吹塑产品-挤吹瓶、注吹瓶、热罐装瓶等

PE （聚乙烯）

常用类型：LDPE 、HDPE 、LLDPE 、mPE 、VLDPE ；

主要性能：密度0.91-0.97g/cm3（ VLDPE

同PE 结晶度不同） ；机械强度较差（不同PE 不同） ；收缩率大1.5%-5%；表面能较低；阻湿性好；透气性大；耐酸、耐碱性好；耐油脂性较差；比较软；热封性； 常见产品：挤吹瓶；软管；防盗盖；内塞等

PET （聚对苯二甲酸乙二醇酯） 常用类型：APET 、 CPET、 PETE、PETG ；

主要性能：密度1.3-1.38g/cm3；结晶形高聚物；强韧性好，拉伸强度好；收缩率小，约0.2%；阻湿性差；透气性小；耐酸、耐碱性好；耐油性好；制品透明性与结晶度及干燥有关；

常见产品：注拉吹瓶、挤吹瓶、吸塑罩等

PVC （聚氯乙烯）

常用类型：硬质、半硬质、软质；

PVDC （聚偏二氯乙烯）；

3

主要性能：密度1.2-1.5g/cm；热塑性无定形聚合物； 毒性与VCM 的含量有关；易受热分解，100℃以上就会分解，需用稳定剂提高耐热性；阻燃性；耐磨性好；抗冲击强度低，易发生冲击破裂；耐酸、耐碱、耐油性好；易在酮类、酯类的溶剂中发生溶胀； PVDC共聚物有极佳的阻隔性，阻气、阻湿性均好，且阻隔性不受温度和湿度的影响； 常见产品：挤吹瓶、收缩膜、吸塑罩等

几种常见的塑料包装容器结构介绍

螺纹结构

结构要点：螺距、导程角、牙顶径、牙底径、牙型、牙宽、螺纹起始点、有效螺牙、圆度；

标准螺纹的公制与英制；

两种英制标准螺纹：“L”型或者通用螺纹，用于塑料或者金属瓶盖；“M”型或者改进加强型螺纹，用于塑料瓶盖；

塑料盖的旋脱螺纹与强脱螺纹 旋脱螺纹和强脱螺牙的牙形； 强脱螺纹的顶脱位；

旋脱螺牙的止转齿及螺纹要求；

不同牙型的有效配合（滑牙与旋盖扭力）

螺纹配合歪斜

螺距导致的歪斜；

有效螺纹导致的歪斜；

间隙、牙形及螺纹长度导致的歪斜；

多头螺纹

快速螺纹；防止短螺纹产品的配合歪斜；易出现因导程角大而反松；

变导程角的螺纹

有螺纹到位的手感 一般配合内塞式密封 难加工

密封性结构

垫片式密封 瓶口的厚度 瓶口的平整度 垫片的选择 旋盖扭力的要求

内塞式密封 内塞结构与精度 内塞的配合位结构 内塞的长度

瓶口内壁配合位的平整度 内塞式配合的强度

瓶口强度、盖顶强度、螺牙强度；

瓶底设计 瓶底强度

瓶底平面-站立平稳 印刷定位

3.1 包装材料的选择依据

3.1.1 内容物的要求

溶胀、迁移-脱色/添加剂、阻隔性等；

3.1.2法规的要求

国标、行标；

3.1.3 功能的要求

蝴蝶盖、防盗盖、热封层、收缩膜、内塞、耐温等

3.1.4 结构的要求

薄壁产品、强脱螺牙等

3.1.5 外观的要求

透明、亮面外观等

3.1.6 加工工艺的要求

挤吹、注拉吹、注塑等

3.1.7低成本

在多种材料同时可选的情况下选低成本的材料；综合选择；

3．2 包装结构设计的构思及设计加工

塑料包装容器的结构设计

塑料包装容器的结构设计要点

造型结构、功能结构、工艺结构

几种常用的塑料包装容器结构介绍

螺纹结构、密封性结构、扣盖结构、翻盖结构、PET 瓶的设计

塑料包装容器的减重

塑料包装容器的结构设计要点

造型结构

塑料包装容器的三维外观的美学设计；一般运用三维设计软件进行设计；

功能结构

塑料包装容器结构设计的核心，指为了满足包装的功能，而设计的特定结构，确定包装使用功能实现的制品形状、尺寸和壁厚；

例如：螺纹结构、密封性结构、翻盖结构等

工艺结构

合理的工艺结构设计是制品生产的前提，关系到制品的质量、生产率和成本；考虑模塑成型、后工序加工及流水线上的装配；

例如：脱模斜度、丝印定位、旋脱止转齿等

塑料包装容器的主要加工工艺介绍

成型方面

注塑、吹塑、热成型、挤塑、压注等

后工序：喷涂、电镀、丝印、胶印、热转印、凹版印刷、烫金等

注塑

普通注塑、双色注塑；

油压驱动、伺服电机驱动；

开环控制、闭环控制；

热流道模具；

主要产品：盖、塞、罐、空筒、粉饼盒等

注意事项：注胶位与溶合缝的选择；取向与残余应力；

吹塑

挤吹：单层挤吹、多层挤吹；

模内贴标；

油压缩模；气压锁模；

轴向型胚壁厚异化挤出；

瓶口冲断与切断

注拉吹：

一步法 - 一步法三工位, 如：Aoki ；一步法四工位, 如：ASB ；

两步法-注胚和吹瓶在两台设备上分别完成

异形瓶的吹制

挤拉吹；注吹；

主要产品：中空容器

注意问题：瓶身内凹；瓶底的强度；瓶口强度；瓶身光洁度、水纹与合模线；

4 设计总结

通过这次课程设计，我更加巩固了对包装容器结构设计理论知识，也为以后的专业理论知识奠定了基础通过这次课程设计使我了解包装容器结构设计的基本步骤、基本方法同时这次课程设计锻炼和培养了我的分析能力，创兴能力和动手能力。

当然在本次课程设计的过程中面临己存在许许多多的困难从最开始的选题到到绘图到计算，到写说明书都不是一件挺容易的事情，对于自己真是一个挑战，也发现在课堂上听懂了并不是真正的懂了，听跟做是两码事，我们不能一味的只是听老师在课堂上给我们灌输理论知识，在课下我们应该把学的理论知识与实践相结合，遇到不懂的问题应该首先思考或者查阅书籍或者问老师当然也不能全部寄托在老师身上我们应该注重思考自己独立解决，这样才能有所收获。

同时发现自己也存在许许多多的问题比如说一些软件并不是很熟悉有些基本的命令操作不会操作通过这次课程设计发现自己提高了不少比如说雅图、inventer 和ps 当然也非常感谢我的指导老师, 要不是他们对我耐心指导真的不知道从何下手，真的非常感谢两位老师。

参考文献

[1]宋宝丰. 包装容器结构设计与制造［M ］. 北京：印刷工业出版社，2006.11

Songbaofeng.Packaging container constitution design and manufacture［M ］Beijing: The press of the printing industry,2006.11

[2]孙诚 纸包装结构设计（第二版） [M]北京：中国轻工业出版社，2005.1

Suncheng.Construct desigen of paper packaging

(the second edition)[M]Beijing: The press of the chinese light industry,2005.1

[3]陈均锴 孟刚. 包装设计[M]北京：化学工业出版社，2004.6

Chenjunkai Menggang.Design of package[M]Beijing:The press of the themistry industry,2004.6

[4]刘喜生. 包装材料学［M]吉林：吉林大学出版社，2006.11

Liuxisheng.Packaging materialic [M]Jinlin: The press of Jinin University, 2006.11

[5]潘松年. 包装工艺学（第三版）[M]北京：印刷工业出版社，2007.3

Pansongnian.Packaging technics(the three editon)[M]Beijing:The press of printing industry,2007.3