牙膏的包装工艺设计分析.docx
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牙膏的包装工艺设计分析
1牙膏特征
洁齿剂，指专用于齿部清洁剂。
最普遍洁齿剂为膏状或凝胶状，并以长条软管容器保存，称作牙膏；另外亦有粉末（牙粉）及液体（漱口水）等型态。
牙膏是日常生活中常用清洁用品，有着很悠久历史。
随着科学技术不断发展，工艺装备不断改进和完善，各种类型牙膏相继问世，产品质量和档次不断提高，现在牙膏品种已由单一清洁型牙膏，发展成为品种齐全，功能多样，上百个品牌多功能型牙膏，满足了不同层次消费水平需要。
牙膏是复杂混合物。
它通常由摩擦剂（如碳酸钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙、二氧化硅、氢氧化铝）、保湿剂（如甘油、山梨醇、木糖醇、聚乙二醇和水）、表面活性剂（如十二醇硫酸钠、2-酰氧基键磺酸钠）、增稠剂（如羧甲基纤维素、鹿角果胶、羟乙基纤维素、黄原胶、瓜尔胶、角叉胶等）、甜味剂（如甘油、环己胺磺酸钠、糖精钠等）、防腐剂（如山梨酸钾盐和苯甲酸钠）、活性添加物（如叶绿素、氟化物），以及色素、香精等混合而成。
特种牙膏它是有特殊性质牙膏。
含氟牙膏加有活性物氟化钠、氟化亚锡、单氟磷酸钠、氟化锌等，对防止龋齿有效。
叶绿素牙膏里加入叶绿素，对阻止牙龈出血、防止口臭有特效。
加酶牙膏能分解残留食物，对清洁口腔、防止虫蛀有效果。
药物牙膏在牙膏中添加药物，能治疗口腔疾病。
市场上出售黄岑牙膏、草珊瑚牙膏等，它们对牙龈出血、牙龈红肿、口臭、牙质过敏症等有明显减缓和治疗作用。
因为牙膏使用时间越久，暴露在空气中机会就越多，及牙刷接触频率就越高，接触细菌机会也就大大增加。
所以选用90g牙膏进行包装工艺分析设计。
2牙膏对包装要求
2.1保护产品
牙膏在生产、运输、贮存及使用过程中常经历较长时间，由于包装不当，可能使牙膏物理性质或化学性质发生改变，使牙膏减效、失效，或使药膏发生泄漏，对环境产生污染。
故牙膏包装应将保护功能作为首要因素考虑。
保护功能主要包括以下两个方面:
（1）阻隔作用：
牙膏为软膏，软膏剂等黏态物品在温度变化及光线照射下会变软，或发生氧化和颜色变化。
包装要能保证牙膏不穿透容器、不泄漏，也能阻隔外界空气、光、水分、热、异物和微生物等及牙膏接触，保证牙膏在有效使用期内成分稳定，不会发生变质。
（2）缓冲作用：
牙膏包装应具有缓冲作用，可防止其在运输、贮存、销售等过程中受各种外力震动、冲击和挤压时发生破坏。
2.2方便功能
牙膏包装应便于运输和装卸，便于保管及储藏，便于携带及使用，便于回收及废弃处理。
包装上应该有足够信息，使消费者能够快速识别牙膏使用效用、规格、净重、成分、保质日期、开启方法、使用方法等。
2.3促进销售
牙膏包装应有清楚外观图案、商标，鲜艳色泽；管身直挺，端正饱满，尾部焊封紧密，不破漏，未打开管盖闻不到牙膏气味；开盖后牙膏不溢流，轻压管时，管口即可挤出牙膏，挤出牙膏润滑细腻；管盖螺口能拧紧，开启方便，这样能在一定程度上显示牙膏质量和生产水平，赢得消费者信任，以便促进销售。
3牙膏包装防护功能研究和设计
3.1牙膏包装防护要求
3.1.1装卸搬运环节
由于包装件用瓦楞纸箱包装进行运输，一般来说，流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多。
在设计瓦楞纸箱包装和装潢时，如果包装件上有醒目搬运标志，光洁表面，合理手孔或者提手，必要捆扎带，符合人体因素包装重量及外部尺寸，则可以有效地减少粗野装卸发生。
3.1.2运输环节
长途运输用工具有汽车、火车、船舶和飞机，短途运输主要有叉车、电瓶拖车和手推车等。
本设计以选用长途运输工具──汽车进行分析。
运输过程对货物包装件造成损害原因主要有冲击、振动。
3.1.3气候条件
长途运输货物须要经历不同气候区域，受到寒冷、炎热、干燥、潮湿、风雨等气候因素影响。
若货物包装结构不当、材料选择不当、封闭不严，则会使内装物发生变质或者损坏。
3.1.4贮存环节
货物贮存方法、堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境等直接影响产品包装件流通安全性。
仓库建筑结构形式对贮存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。
因此，设计时还须校核包装容器堆码承压强度，以确保货物在运输和贮存时安全。
另外，对内装物而言，包装所围成空间，又是一种微型环境条件。
为了实施防护功能、包装件常由容器、结构材料、衬垫材料、内涂料、粘合剂、密封填料、印刷油墨等组成。
它们往往具有某些化学特性，又接触产品，若处理不当会污染内装产品导致产品变味变质。
因此包装及其材料同被包装产品之间相容性也应该为包装设计制造者所重视。
3.1.5其他因素
具体来说，氧气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等气体，以及盐雾、雨水、热源、放射源、气味源、日光照射等都会加速包装件及内装物品质下降，受污染或者受损害。
综合上面对产品流通环境分析，本设计二级包装为瓦楞纸箱包装，三级包装为托盘包装。
3.2牙膏销售包装定位
3.2.1消费者层次
针对不同消费层次并以这种层次去确立产品包装设计不同定位及其设计方式，这是依据市场竞争而做考虑。
3.2.2消费者类型
不同牙齿状况、不同年龄层次消费者使用不同功能牙膏：
1：
含氟牙膏：
氟可以提高牙齿抗腐蚀能力、抑制致龋细菌生长繁殖。
将适量氟化物加入牙膏内，增加口腔局部氟，在牙齿表面形成强有力保护层，从而减少龋齿发生。
成人使用含氟牙膏，用量约在1/2牙刷头位置就足够了，3岁以下儿童应避免使用含氟牙膏；4至6岁儿童应在大人指导下使用，每次刷牙使用量应为黄豆粒大小。
2：
中草药牙膏：
是在普通牙膏基础上添加了某些中草药，具有清热解毒、消炎止血作用药物，对缓解牙龈炎症有一定辅助作用。
3：
消炎牙膏：
在普通牙膏基础上加入某些抗菌药物以消炎抗菌、抑制牙结石和菌斑形成，起到改善口腔环境、预防和辅助治疗牙龈出血、牙周病作用。
此类牙膏不能长期使用，否则会导致口腔内正常菌群失调，应一到两个月更换一次。
4：
防过敏牙膏：
牙膏里含有硝酸钾或氯化锶等脱敏成分，对牙本质过敏有一定缓解作用。
牙本质敏感人可选用这种牙膏。
5：
去垢增白牙膏：
这类牙膏中含有过氧化物或羟磷灰石等药物，采用摩擦和化学漂白原理去除牙齿表面着色，起到洁白牙齿作用。
6：
含盐牙膏盐本身有杀菌消炎作用，适合大多数人群。
所以，牙膏包装要体现不同种类牙膏作用和所适用人群。
3.2.3消费者心理
牙膏每天早晚使用两次，每次用量比较少，而且开口之后很容易滋生细菌，消费者一般不希望买一大瓶一直用，同时不同时期牙齿状况不同要使用牙膏类型也不相同，所以牙膏包装应采用小量包装，本次设计净含量为90g/支。
3.2.4市场需求及其变化
市场始终是不断变化，人么对包装要求也越来越高，不仅要求使用方便简单，外观也要美观、大方。
综合上面对牙膏销售包装定位，本设计一级包装用金属软管装和盒装。
3.3牙膏包装材料和容器选择
3.3.1一级包装：
软管装+盒装
软管是用金属制成圆柱形薄壁容器，一端折合压封或焊封，另一端形成管肩和管嘴，并用螺纹盖封合，，挤压管壁时，内装物由管嘴挤出。
金属软管可以折叠，是包装不同粘度糊状或乳剂状产品良好容器。
它使用方便，可以一次一次地小量挤用，并对剩余内容物提供完全保护；金属容易印刷，且印刷后外表美观，所以软管外壁可以印刷装饰；金属软管可以卷曲，方便将所有牙膏挤完，避免浪费；软管产品可以用专门设备高速充填灌装，因而在许多领域得到广泛应用，如包装油彩、牙膏、牙膏、药膏、粘合剂、调味酱等。
故本次牙膏包装设计一级包装采用软管装。
牙膏盒不仅能起到保护牙膏产品本身作用，同时还有便于储存、促进销售作用。
在本次设计中选用管式折叠纸盒。
折叠纸盒特点有：
结构形式多样；储运费用较低；适用于大中批量生产，效率高。
纸盒材质选用耐折、挺度较高、价格低廉挂面纸板。
3.3.2二级包装：
热收缩薄膜+瓦楞纸箱
单只牙膏装入小盒后要再进行集合包装（多件收缩包装），目是在运输装卸过程中保护产品，本次集合包装选用热收缩包装薄膜PE（聚乙烯），鉴于牙膏盒子形状方整，采用平张薄膜两端开放式收缩包装法。
集合包装后要装入纸箱，纸箱作为产品销售外包装，除了具有代表产品形象进行商品促销作用外，更重要一点就是能够在仓储运输中起到防振、缓冲、保护产品作用。
本次包装设计采用折叠式瓦楞纸箱。
因此需要完成箱坯入贮架-取箱坯-撑箱-封底-装箱-封箱过程。
此过程可以选用自动装箱机完成。
3.3.3三级包装：
托盘包装
托盘包装是以托盘为承载物，将瓦楞纸箱堆码在托盘上，通过捆扎、裹包或胶粘等方法加以固定，形成一个搬运单元，以便用机械设备搬运。
本次设计托盘堆码方式采用交错式堆码，并用拉伸包装固定。
4牙膏包装工艺过程简表
工序
工步
工序内容及要求
包装设备及工艺装备
包装品
名称
数量
1
1
2
3
4
5
包装准备
准备牙膏
验收软管
验收纸盒
验收纸箱
环境消毒
泵、管道
链式传送带
2
1
2
3
4
5
6
灌装封尾
软管对中压紧
管帽重紧
对光定位
膏体灌装（容积定量）
折叠封尾
顶出输送
活塞定容灌装机
金属软管
1440
3
检验
4
1
2
3
4
5
6
装盒
纸盒上料分舌
撑开成形
牙膏进入纸盒
折左右小舌（折角）
折大舌
推进大舌
连续式装盒机
折叠纸盒
1440
5
1
2
3
4
多件收缩包装
展开平膜
裹包物品
折成封闭套筒
热熔封口
热收缩包装机
热收缩塑料薄膜
72
6
1
2
3
4
5
6
7
装箱
箱坯入贮架
取箱坯
撑箱
封底
装箱
封箱
打印标记及日期
装箱机
封箱机
标记机
瓦楞纸箱
6
7
1
2
装托盘
纸箱排列成层（2*2）
堆码2层纸箱在托盘上
堆码机
托盘TP3
1
8
拉伸包装
缠绕式拉伸包装机
LLDPE拉伸薄膜b=75mm
9
入库
叉车
5牙膏包装工艺过程
现代化软管包装车间，一般软管供给机、膏体灌装机和装盒机组成生产线进行自动化生产，其包装工艺过程如图一所示：
膏体供给（泵，管道输送）
软管供给（链式传送带）灌装装盒装箱
图一
5.1灌装
牙膏用灌装机灌装，包括软管对中压紧、管帽重紧、对光定位、膏体灌装（容积定量）、折叠封尾及顶出输送等工序。
5.1.1灌装机
灌装机按形式分类，有转盘式、链带式和直线式；按结构分类，有单管式、双管式和多管式；按生产能力分类，有低速机（50-80支/分钟）、中速机（100-200支/分钟）和高速机（200支/分钟）以上，本次设计采用高速机。
5.1.2膏体定量灌装
膏体灌装为容积定量。
定量装置由料斗、可调速送料泵、可定时开闭三通转换开关以及喷嘴射膏器组成，本次设计采用活塞定容灌装法，如下面图二所示。
5.1.3封尾形式
膏体从软管尾部灌装后要进行封尾。
机器动作为尾部夹紧、折叠、二次折叠及最后压紧。
金属软管封尾形式如图三所示。
5.2装盒
已灌满牙膏软管要装入纸盒，对产品进行保护和装饰。
装盒机有间歇式和连续式两种，连续式装盒机运行平稳，操作及保养较方便，生产能力大，使用较多。
装盒工序包括：
纸盒上料分舌，撑开成形，牙膏进入纸盒，折左右小舌（折角），折大舌，推进大舌，装盒完毕。
装盒工艺过程示意图如下面图四所示。
5.3集合包装
单支牙膏装盒完成后要进行集合包装（一般20支/盒），进行保护包装，便于装箱运输。
集合包装采用热收缩薄膜，收缩包装工艺包括预收缩：
用收缩薄膜将物品裹包起来，留出热封必要口及缝；热收缩：
将预包装物品放到热收缩设备加热收缩。
本次设计采用收缩包装法如下面图五所示。
5.4装箱
集合包装最后再装入瓦楞纸箱（一般12~18个中盒/箱），以便于运输。
装箱工艺过程如下面图六所示。
5.5托盘包装
在堆码机上按下面图七所示纵横交错式排列方式将瓦楞纸箱堆码在联运平托盘上，选用托盘包装。
图七纵横交错式托盘堆码方式
将托盘放在回转平台上，将宽75mmLLDPE拉伸薄膜从卷筒拉出，端部粘结在货物上部。
然后回转平台，并带着货物旋转，薄膜一边缠绕，同时被拉伸。
开始操作时薄膜卷筒位于支柱顶端，随着薄膜缠绕，卷筒向下移动，薄膜就在箱体表面自上而下，形成螺旋式包装。
将货物全部包严后，用切刀切断，用热封板把薄膜端部粘结起来，包装完毕。
5.6装盒、装箱和托盘包装工艺路线简图
拉伸裹包机
折平装填好装填好封好单元最终
纸盒纸盒纸箱纸箱包装成品
6填写包装综合工艺卡片、包装工序卡片
表1包装综合工艺卡片
企业
包装综合工艺过程卡片
产品名称及型号
第1页
牙膏
共6页
工序
工步
工序内容
生产车间
包装材料
包装设备
工艺装备
技术等级
时间定额（min）
灌装封尾
1
2
3
4
5
6
软管对中压紧
管帽重紧
对光定位
膏体灌装（容积定量）
折叠封尾
顶出输送
准备车间
金属软管
活塞定容灌装机
8
编制
标准
表2包装工序卡片
产品名称
牙膏
产品型号
第1页
生产车间
准备车间
生产工段
共6页
工序号
2
工序名称
灌装封尾
设备编号
1
设备名称
活塞定容灌装机
包装材料及容器
金属软管
工步号
工步内容
工艺装备
时间定额（min）
编号
名称
工艺时间
辅助时间
其他时间
4
膏体灌装（容积定量）
1
活塞定容灌装机
8
5
5
编制
校准
表3包装综合工艺卡片
企业
包装综合工艺过程卡片
产品名称及型号
第2页
牙膏
共6页
工序
工步
工序内容
生产车间
包装材料
包装设备
工艺装备
技术等级
时间定额（min）
装盒
1
2
3
4
5
6
纸盒上料分舌
撑开成形
牙膏进入纸盒
折左右小舌（折角）
折大舌
推进大舌
包装车间
折叠纸盒
连续装盒机
连续装盒机
5
编制
标准
表4包装工序卡片
产品名称
牙膏
产品型号
第2页
生产车间
包装车间
生产工段
共6页
工序号
4
工序名称
装盒
设备编号
2
设备名称
连续装盒机
包装材料及容器
折叠纸盒
工步号
工步内容
工艺装备
时间定额（min）
编号
名称
工艺时间
辅助时间
其他时间
3
牙膏装入纸盒
2
连续装盒机
5
5
5
编制
校准
表5包装综合工艺卡片
企业
包装综合工艺过程卡片
产品名称及型号
第3页
牙膏
共6页
工序
工步
工序内容
生产车间
包装材料
包装设备
工艺装备
技术等级
时间定额（min）
多件收缩包装
1
2
3
4
展开平膜
裹包物品
折成封闭套筒
热熔封口
包装车间
PE（聚乙烯）
热收缩包装机
热收缩包装机
6
编制
标准
表6包装工序卡片
产品名称
牙膏
产品型号
第3页
生产车间
包装车间
生产工段
共6页
工序号
4
工序名称
热熔封口
设备编号
3
设备名称
热收缩包装机
包装材料及容器
瓦楞纸箱
工步号
工步内容
工艺装备
时间定额（min）
编号
名称
工艺时间
辅助时间
其他时间
4
热熔封口
3
热收缩包装机
6
6
10
编制
校准
表7包装综合工艺卡片
企业
包装综合工艺过程卡片
产品名称及型号
第4页
牙膏
共6页
工序
工步
工序内容
生产车间
包装材料
包装设备
工艺装备
技术等级
时间定额（min）
装箱
1
2
3
4
5
6
7
箱坯入贮架
取箱坯
撑箱
封底
装箱
封箱
打印标记及日期
包装车间
装箱机
封箱机
标记机
装箱机
封箱机
标记机
2
编制
标准
表8包装工序卡片
产品名称
牙膏
产品型号
第4页
生产车间
包装车间
生产工段
共6页
工序号
5
工序名称
装箱
设备编号
4、5、6
设备名称
装箱机
封箱机
标记机
包装材料及容器
瓦楞纸箱
工步号
工步内容
工艺装备
时间定额（min）
编号
名称
工艺时间
辅助时间
其他时间
5
6
7
装箱
封箱
打印标记及日期卷桶上料
4
5
6
装箱机
封箱机
标记机
2
2
2
编制
校准
表9包装综合工艺卡片
企业
包装综合工艺过程卡片
产品名称及型号
第5页
牙膏
共6页
工序
工步
工序内容
生产车间
包装材料
包装设备
工艺装备
技术等级
时间定额（min）
装托盘
1
2
纸箱排列成层（2*6）
堆码2层纸箱在托盘上
包装车间
托盘
堆码机
堆码机
2
编制
标准
表10包装工序卡片
图七纵横交错式托盘堆码方式
产品名称
牙膏
产品型号
第5页
生产车间
包装车间
生产工段
共6页
工序号
6
工序名称
装托盘
设备编号
7
设备名称
堆码机
包装材料及容器
瓦楞纸板
工步号
工步内容
工艺装备
时间定额（min）
编号
名称
工艺时间
辅助时间
其他时间
2
堆码2层纸箱在托盘上
7
堆码机
1
1
1
表11包装综合工艺卡片
企业
包装综合工艺过程卡片
产品名称及型号
第6页
牙膏
共6页
工序
工步
工序内容
生产车间
包装材料
包装设备
工艺装备
技术等级
时间定额（min）
拉伸包装
1
拉伸包装
包装车间
LLDPE拉伸薄膜
缠绕式拉伸包装机
缠绕式拉伸包装机
2
编制
标准
表12包装工序卡片
产品名称
牙膏
产品型号
第6页
生产车间
包装车间
生产工段
共6页
工序号
7
工序名称
拉伸包装
设备编号
8
设备名称
缠绕式拉伸包装机
包装材料及容器
LLDPE拉伸薄膜
工步号
工步内容
工艺装备
时间定额（min）
编号
名称
工艺时间
辅助时间
其他时间
1
拉伸包装
8
缠绕式拉伸包装机
2
2
2
编制
校准
参考文献
[1]潘松年.包装工艺学.北京：
印刷工业出版社，2001
[2]刘喜生.包装材料学.长春：
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