1升黄油的塑料罐包装结构设计说明书.docx

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1升黄油的塑料罐包装结构设计说明书

1内状物分析以及材料的选择

1.1内装物分析

内装物为黄油，黄油（Butter）是用牛奶加工出来的。

把新鲜牛奶加以搅拌之后上层的浓稠状物体滤去部分水分之后的产物。

主要用作调味品，营养很好但含脂量很高，所以不要过分食用。

黄油，蒙古语称“希日陶苏”，其味道独特纯香，含有丰富的营养物质，是牧民招待宾客的佳品。

黄油分食品黄油和润滑黄油，润滑黄油又称润滑脂，是润滑油的一种。

这里重点介绍食品黄油，其味道独特纯香，含有丰富的营养物质，是牧民招待宾客的佳品。

黄油的主要成分是脂肪，其含量在90%左右，剩下的主要是水分、胆固醇，基本不含蛋白质。

有研究称：

适量食用天然黄油可改善因食用不饱和脂肪酸或人造黄油而导致的贫血症状。

图1.1

黄油每100克的营养成分：

能量888千卡、蛋白质1.4克、脂肪98克、胆固醇296毫克、核黄素0.02毫克、钙35毫克、磷8毫克、钾39毫克、钠40.3毫克、镁7毫克、铁0.8毫克、锌0.11毫克、硒1.6微克、铜0.01毫克、锰0.05毫克（以上数据参考自中国疾病预防控制中心营养与食品安全所所著的《中国食物成分表（2002）》。

以上数据仅供参考，不得用于其他的用途）。

黄油对包装的要求：

主要是保护它的香珠、组织、外观、水分和颜色。

气密性包装是非常重要的，不仅保护其香味不至于散失，而且也能抵制外界气味的污染，因为黄油很容易吸收外来的异味。

由于黄油的乳液特征，其中的脂肪特别易受氧化而发生酸败。

加工厂的机器设备上残留的微量金属离子，也会使黄油带有“鱼腥”味。

图1.2

1.2包装罐的选材

塑料包装容器的原料以热塑性塑料为主，也有少量使用热固性塑料。

不同品种的塑料，从分子结构特征、产品性能到成型加工特性等都有较大的差异。

包装容器常用塑料的品种、性能特点及适用性见表1-1。

表1-1包装容器常用塑料的品种、性能特点及适用性

塑料品种

性能特点

适用性

优点

缺点

低密度聚乙烯

（LDPE）

柔韧性好，薄壁容器透明性较好，透湿率低，耐60℃以下的有机溶剂，成型加工性好。

透气率高，耐油性差，不能热灌装，印刷前须表面处理。

吹塑瓶、挤压软管用于调味品、医药品及日杂品等包装；瓶盖、瓶塞等容器附件。

高密度聚乙烯

（HDPE）

刚硬，有韧性，强度高，透湿率低，耐热温度达120℃，耐油、耐80℃以下的有机溶剂。

透明性差，光泽度低，透气率高，印刷前须表面处理。

集装箱、托盘；大型桶用于鲜奶、化工产品等周庄包装；瓶用于酸奶、习题集、漂白剂包装；瓶盖、瓶塞等容器附件。

聚丙烯

（PP）

刚硬有韧性，抗弯曲疲劳强度极佳，抗应力开裂性好，质轻，透湿率低，阻气性较好，耐油，耐酸碱及大多数溶剂。

容器透明性差，低温下易变脆，印刷前须表面处理。

食品、饮料、啤酒等周转箱；吹塑瓶用于洗发液、化妆品等包装；螺纹瓶盖或带铰链的包装盒。

聚氯乙烯

（PVC）

抗冲击强度较好，透明性好，阻气性好，耐油及大多数有机溶剂。

透湿率较高，耐热性差，有一定的毒性。

吹塑瓶用于包装香波、冷烫精等易氧化的化妆品；含油类家用清洁剂以及打火机油；无毒瓶用于矿泉水、果汁、食用油、酱油等包装。

塑料包装容器所用材料的选择，主要是根据容器本身的强度要求和内装物的特性以及经济成本等进行综合考虑。

具体瓶类容器选择材料可参考表1-2。

表1-2塑料包装容器的类型及常用塑料品种

容器类型

塑料品种

LDPE

HDPE

PP

PVC

PS

ABS

PA

PET

PC

PF

UF

瓶类

饮料、矿泉水瓶

调味品、酱油、醋瓶

食用油瓶

医药品瓶

化妆品、洗发液瓶

清洁剂瓶

日用品（如胶水）瓶

化工产品、农药瓶

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根据表1-1，表1-2，润肤霜属于化妆品，根据其具体属性要求，包装要求生产成本较低，并且PP刚硬有韧性，抗弯曲疲劳强度极佳，抗应力开裂性好，质轻，透湿率低，阻气性较好，耐油，耐酸碱及大多数溶剂。

根据容器本身的强度要求和内装物的特性以及经济成本等进行综合考虑，选用材料为PP。

2确定成型方法及工艺过程

2.1成型加工方法的选择

本容器为罐式包装容器，制造精度为一般精度。

根据表2-1可以查得该容器的成型方法为注塑成型法。

表2-1塑料容器成型方法及其包装制品

类别

成型方法

制品特性

制品

1

注射成型

成品精致，适合大量生产

瓶盖、广口瓶、罐、周转箱

2

模压成型

壁厚、开口容器

盘、盆、碟、小型托盘

3

基出成型

尺寸精度低

管状制品

4

中空吹塑成型

挤出吹塑

外形不规则

小口瓶类、带把手的壶

注射吹塑

外形不规则

化妆品、药剂大口瓶

拉伸吹塑

形状简单、薄壁

薄壁饮料瓶

5

真空成型

开口薄壁容器

泡罩、贴体包装、一次性口杯

6

旋转成型

大型、奇特外形

大型容器

7

发泡成型

壁厚发泡、保温

保温箱、盒、缓冲衬垫

注射吹塑制品具有以下优点：

吹塑制品不需要修整；吹塑制品精度高；吹塑制品重量偏差小；吹塑周期容易控制；生产效率高。

注射吹塑工艺过程分为两个阶段。

第一阶段：

由注射机将熔体注入带吹气芯管的管胚磨具成型管胚，启模，管胚带着芯管转到吹塑模具中。

第二阶段：

闭合吹塑模具，压缩空气，通入芯管，吹胀管胚成型制品，冷却定型，启模，取出制品，当管胚转到吹塑模具中时，下一管胚成型即开启。

PP塑料注射吹塑技术条件：

PP为高结晶度塑料，吹塑级PP的熔体流动速率一般为0.5～3.0g／10min。

选用PP的熔融指数（MI）小于0.2g／10min时，前料筒温度为200℃～240℃，中料筒温度为170℃～220℃，后料筒温度为160℃～190℃。

注射压力选取：

PP熔料流动性好，一般取80～90Mpa。

当PP熔料注射到型坯模内近95％时，注射压力应转换为保压压力，而保压压力取注射压力的80％左右。

由于PP结晶度大，分子排列规整而紧密，分子间作用力强，反映在瓶体上是拉伸强度大、刚性高、光泽性好、耐热性提高，但柔软性、透明性差。

由此吹塑模温度取30℃～60℃范围。

PP热稳定性好，提高螺杆转速能迅速完成预塑，因而螺杆转速取60γ/min，背压的取值高会抑制螺杆的后退速度，最好在0.5Mpa为宜，吹胀气压取值在0.5～0.8Mpa左右。

2.2注射成型的工艺要求

2.2.1尺寸精度和公差等级

塑料制品的尺寸精度是指所获得的塑料制品尺寸与设计尺寸的复合程度，即所获塑料制品尺寸的精确度。

表2-2塑料制品精度等级的选用

塑料名称

建议采用的精度等级

高精度

一般精度

低精度

聚丙烯

3

4

5

根据产品的内装物及面对的市场，在这里采用一般精度，即精度等级为4。

表2-3主要塑料的成型收缩率

塑

料

聚乙烯

聚丙烯

ABS

尼龙-6

尼龙-66

低密度

高密度

收

缩

率

1.5～5.0

2.0～5.0

1.6～1.7

0.3～0.8

0.6～1.4

0.8～1.5

表2-4按塑料成型收缩率值选用公差等级

模塑材料

公差等级

标注公差尺寸

未注公差尺寸

高精度

一般精度

聚丙烯

MT2

MT3

MT5

对于公差等级，某些材料可根据其收缩特性值确定公差等级。

成型收缩率，一般是指制件成型后的尺寸收缩，它用同一部位的制品尺寸同模具尺寸之差，与模具尺寸相比的百分率表示。

由此，我们可以得出，因我们选用的是聚丙烯，所以其收缩率为1.6～1.7，从而有表中选取公差等级为一般精度的MT3。

该瓶的尺寸公差为：

0.45mm。

2.2.2脱模斜度

在模具中，塑料冷却成型，塑料在成型过程中收缩，并包紧凸模或型芯，为便于塑件从型腔脱出，制品平行于脱模方向的表面，必须具有一定的斜度，即脱模斜度。

脱模斜度的大小与塑料性质、收缩率大小、成型壁厚及结构形状有关。

塑件要求精度高，脱模斜度应取小值。

参看销售包装结构设计中表6-5脱模斜度的推荐值，聚丙烯PP的脱模斜度取30´～1º，因为设计的塑料瓶为圆形容器，收缩率比较大，要求脱模斜度选取较小，因此选择30´。

2.2.3表面粗糙度

塑料容器的表面粗糙度，与塑料的种类、成型方式和工艺条件有关。

但主要取决于模具型腔、型芯和其它成型零件的表面粗糙度。

设计中应根据塑料容器的使用要求和装饰要求选用。

根据塑料容器表面粗糙度范围表可选择该由材料聚丙烯制成的洗衣粉桶的表面粗糙度为：

Ra=0.400μm。

3塑料包装容器的结构设计

3.1瓶体长度、半径设计

由黄油的体积为1000ml，认为直径90mm，高度为160mm是最合适的。

如下图3.1。

图3.1瓶身

3.2壁厚设计

在型坯壁厚方面，除容器颈部外，要求型坯的径向壁厚大于1.5mm，不超过5mm。

壁厚过大过小，都会使吹胀难以控制，在此选择最大壁厚为2.3mm，其次，吹胀比一般要小于3，，因为这里所设计的是小型塑件，所以，瓶体壁厚为：

1.5mm，瓶底壁厚为：

2.3mm，瓶颈壁厚为：

1.8mm，吹胀比过大，可影响容器壁厚分布的均匀性。

表3-1热塑性塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值

塑件厚度

最小壁厚

推荐壁厚

小型塑件

中型塑件

大型塑件

尼龙

0.45

0.76

1.5

2.4～3.2

聚乙烯

0.6

1.25

1.6

2.4～3.2

聚苯乙烯

0.75

1.25

1.6

3.2～5.4

改性聚苯乙烯

0.75

1.25

1.6

3.2～5.4

有机玻璃

0.8

1.50

2.2

4～6.5

硬聚氯乙烯

1.2

1.6

1.8

3.2～5.8

聚丙烯

0.85

1.45

1.75

2.4～3.2

氯化聚醚

0.9

1.35

1.8

2.5～3.4

聚碳酸酯

0.95

1.80

2.3

3～4.5

聚苯醚

1.2

1.75

2.5

3.5～6.4

醋酸纤维素

0.7

1.25

1.9

3.2～4.8

丙烯酸类

0.7

0.9

2.4

3.0～6.0

3.3圆角设计

同注塑制品一样，吹塑制品要避免断面和外形的突然变化，壁面交接处不宜设计成尖角。

尖角部位在成型时有困难，而且受冲击易破裂。

因此，所有拐角部位都应采用圆弧过渡，特别是对受载的吹塑容器。

圆弧半径随制品的使用目的和形状的不同而变化，对圆柱形的吹塑制品边缘的圆弧半径应不小于容器直径的1/10;在此确定圆弧半径为7mm。

3.4盖部的结构形式

各种盖子是包装行业的重要组成部分。

对于容器，要求盖子来弥补容器与盖子在尺寸上制造的不准确，同时还要具有良好的密封性，能保护容器内的产品。

为了有良好的密封性，盖子结构中几乎都有某种形式的弹性密封表面。

盖子可用多种材料制作，包括软木、金属、玻璃，人们越来越多的选择塑料作为盖子材料。

制作盖子最常用的材料是PP，而且增长速度最快；依次是PS、HDPE、LDPE和PVC。

也有使用含有少量热固性酚醛树脂和脲醛塑料的。

在此选用PP材料。

塑料盖可以分为三种类型：

摩擦型、搭扣型、带螺纹型。

螺纹盖可以从容器上拧下或拧上，螺纹座固定在容器上，螺纹座带有配套的螺纹。

通常把这些盖子称作连续螺线，即CT盖子。

要根据容器口的标定尺寸来确定盖子的尺寸，容器和盖子来两者是标准化的，至少在理论上是如此。

在美国，盖子标准是由盖子协会制定的，塑料瓶的标准是由美国测试与材料学会制定。

图3.2给出了盖子的标准尺寸。

图3.2标准盖子尺寸

3.5瓶嘴的设计

象瓶盖一样，塑料瓶的设计是高度标准化的，目标是制定规格的盖子应该适合于对应规格的塑料瓶。

螺纹外形有两种样式：

“L”形，即多能螺纹，是为塑料和金属盖设计的；“M”形即改进的三角螺纹，专为塑料瓶盖设计的。

关于标准尺寸的名称，在图3.3中用图形说明。

图3.3瓶子标准螺纹尺寸名称

4课程设计心得

通过对黄油的塑料罐包装结构设计,使我加深了对塑料及塑料包装容器知识的理解。

学习了塑料包装容器结构设计的整体设计与局部设计的思维，使我意识到考虑问题时整体思维与局部思维相结合的重要性。

经过本课程设计的设计，使我懂得了产品包装的设计的基本流程和主要操作，同时对所学的专业知识进行了系统的了解和运用。

一个成功的产品包装是要把图案、符号、文字、美感、信息、产品本身特点和市场需要集于一体。

虽然课程设计的时间有限，但是真正的东西是在实践中才能学到的。

一开始觉得画CAD是一件很难的事情，可是，当自己去做的时候才发现，其实并没有那么难。

尤其是当自己的思想跃然纸上时，所表达出来的那份成功的喜悦，让自己倍感自豪，同时让自己明白自己的付出得到的结果，无论在别人的眼里是什么样子的，在我自己这里永远是最棒的。

通过这次课程设计，所学到的东西让我受益匪浅，在以后的路上，我会走的更好。

参考文献

【1】周开明.销售包装结构设计.北京：

化学工业出版社，2004

【2】杨宗魁.包装造型设计.北京：

中国青年出版社，2002

【3】宋宝峰.包装容器结构设计与制造.北京：

印刷工业出版社，2005

【4】刘喜生.包装材料学.北京：

吉林大学出版社，1997

【5】萧多皆.纸盒结构设计指南.辽宁科学技术出版社，2004

【6】孙诚.包装结构设计.中国轻工业出版社，2008

【7】中国知识资源总库CNKI。