软质包装课程设计.docx
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软质包装课程设计
设计一100G月饼包装盒设计
1内状物分析以及选择纸板材料
1.1内装物分析
根据国家有关规定,单块月饼包装与月饼包装盒的外盒包装内壁及单个包装间的平均距离应不超过2.5厘米。
内装月饼尺寸为100g,为便于集装礼盒包装、节省空间,所以设计盒型为规则正方形,为满足良好的展示效果以及良好的稳定性,设计成体板开窗结构的管式折叠纸盒。
1.2选择纸板材料
折叠类纸容器是通过折叠和局部粘合(钉合)成型的,除要求纸材有必要的弯曲强度外,耐折度要求比较高,保证反复折叠不开裂。
耐折纸板的种类有白纸板、盒纸板、马尼拉纸、牛皮纸、涂布纸板、双面异色纸板和玻璃卡纸等,纸板厚度一般为0.3—1.1mm。
选择纸材要具有优良的加工性能,印刷及装潢性能,展示、陈列性强,有良好的货架效果。
此次设计中采用白纸板作为包装纸盒的材料。
白纸板是一种具有2-3层结构的白色挂面纸板,是一种比较高级的包装用纸板,主要用于销售包装,经彩色印刷后制成各种类的纸盒、箱,起着保护商品、装潢美化商品的促销作用,也可以用于制作吊牌、衬版和吸塑包装的底版。
主要用于印制儿童教育图片和文具用品、化妆品、食品、药品的包装,定量为200g/㎡—400g/㎡。
薄厚一致,不起毛、不掉粉、有韧性、折叠是不易断裂。
白纸板由面层、芯板、底层组成。
生产白纸板时面层和底层使用漂白浆,芯层用机械浆、二次纤维纸浆或其他的一些未漂和半漂纸浆。
产品由3~6层,甚至更多层构成。
一般面层的漂白浆要求有一定的施胶度和印刷适应性。
白纸板是一种用圆网造纸机生产的挂面纸板,浆内加有填料,定量150g/㎡或更高。
不同等级的白纸板在颜色、光泽度、抗张强度、耐破度等内在质量上都有所不同。
白纸板具有印刷功能、加工功能、包装功能。
白纸板分为双面白纸板和单面白纸板,双面白纸板低层原料与面层相同,双面白纸板只有用于高档商品包装时才采用,一般纸盒大多采用单面白纸板,如制作香烟、化妆品、药品、食品、文具等商品的外包装盒。
故月饼包装采用白纸板可起到保护内装物的作用,且用双面白板,提高月饼包装的档次。
根据表1-1折叠类纸容器所用纸板厚度推荐值,选择厚度为0.46mm的纸板。
表1-1折叠类纸容器所用纸板厚度推荐值(内装物不承重)
纸盒容积/
内装物质量/kg
纸板厚度
/mm
纸盒容积/
内装物质量/kg
纸板厚度
/mm
0~300
300~650
650~1000
1000~1300
1300~1800
约0.11
0.11~0.25
0.25~0.34
0.34~0.45
0.45~0.57
0.46
0.51
0.56
0.61
0.66
1800~2500
2500~3300
3300~4100
4100~4900
4900~6150
0.57~0.68
0.68~0.91
0.91~1.13
1.13~1.70
1.70~2.27
0.71
0.76
0.81
0.91
1.02
2盒型确定
首先,月饼包装造型,应注意美观易于销售,其次还要起到保护内装物的作用。
月饼保包装的造型有方形、圆形、异形等多种形态。
月饼属于易碎类食品,所以要从商品的包装、储运、运输、展示、使用的整个过程去考虑,真正做到对商品的保护、方便、促销的功能。
表2是各种纸包装的结构分析。
方形是月饼包装的基本造型,便于折叠和拆装。
开窗结构可以使消费者直接看到内装物,保证食品质量,增强消费者的购买欲望。
根据相关参数可以确定纸盒的内尺寸:
:
80mm
45mm
80mm
表2.纸包装的结构分析
序号
种类
结构特点
应用
1
线式
套筒式
无顶盖无底盒一张纸折成桶状
大多不用粘合剂,盒身切口拴接和锁定,使纸盒形成封口
药用、日用产品的外包装
盒盖一体式
盒盖与盒身相连
香烟盒等
盒盖分底式
盒盖与盒身分开
鞋子、食品、体育用品等包装
2
开窗式
盒身部分采用透明材料制作,增强商品的可信度
食品、化妆品、玩具等的包装
3
抽屉式
形似抽屉、方便拉出、推合,分盒盖和盒身两部分
食品、保健品及音像品等的包装
4
手提式
提手与盒体分体式
提手通常用综合材料,以增加丰富感
方便人们携带搬运
饮料、小家电、厨具等有一定重量的包装
提手与盒体一体式
利用一纸成型的方法,成本低、易加工、应用广泛
化妆品、食品等
5
书本式
开启方式类似于精装图书,摇盖通常没有插接咬合,而通过附件来固定
礼品酒类等名贵商品的在包装
6
异型盒式
形态由折叠线变化引起,奇特有趣,结构复杂,制作难度大,展示效果好
化妆品、食品、玩具等的外包装
7
组合式
大包装中套小包装,整体与部分的结合。
外观贵重,成本较高。
高附加值产品的包装
8
集合式
利用一张纸成型,在包装内部自然形成间隔,可以有效地保护商品,提高包装效率。
饮料瓶、饮料罐、玻璃器皿、鸡蛋等易碎商品的包装
2.1盒盖、盒底结构
管式折叠纸盒的盒盖、盒底不用于承受内装物的重量,但是会受到压力、振动、跌落等情况的影响,因此盒盖、盒底结构一定要保证内装物不会掉出。
但若其结构过于复杂,势必造成包装结构复杂,包装速度降低,而手工组装又耗时耗力。
本纸盒采用插入式盒盖盒底结构,如图1所示,成型简单,应用广泛。
图1盒盖盒底结构
2.2盒身结构
盒身上体板设有开窗结构,便于观察内装物,同时设有内折凸起结构,更富立体感,同时也不失曲线的柔顺感。
如图2。
图2盒身结构
2.3盒型展开图整体结构
图3盒型整体结构
制造尺寸的计算:
从左至右,依次标号1~6
长度方向:
Li=80mm,L2=Li+t=80.46mm,
L4=Li+2t=80.92mm,L6=Li+3/2t=80.69mm;
高度方向:
Hi=80mm,H2=Hi+3t=81.38mm,
H3=H5=Hi+t=80.46mm,H4=Hi=81mm,H6=Hi+3/2t=80.69mm
宽度方向:
Bi=45mm,B3=Bi+t=45.46mm,B5=Bi+2t=45.92mm;
3心得体会
经过此次设计,我不仅对纸板材料有了更多的了解,对纸盒的设计也有了一定的基础。
在设计过程中,按照要求独自完成盒体的设计,选择合适的材料,对各板进行尺寸计算,在这个过程中我做过很多弯路,经过多次修改,但这个过程让我对软质包装课程有了更深入的认识。
让我体会到要学好一门技术并不那么容易,我对AutoCAD的认识又有了进一步的提高,能够在短时间内高效利用。
此次课程设计也让我对包装设计这个行业有了更深的探究,如果能将自己设计的包装,运用在市场上,无疑是对我们的极大肯定,当然对于目前水平的我来说,达到这个目标还有很大很大的差距,但是我今后会像这个方向不断努力。
设计二200ML洗发香波瓶体结构设计
1内装物分析
洗发香波是一种气味好、去头屑功能、焗油功能、染发功能、防止脱发、柔顺营养、防止分岔、某种发质专用制品、天然功能、多效合一、洗护分开、洗护、含果酸、去痒的护发品。
其主要成分是表面活性剂,此外还有泡膜稳定剂、香精、增稠剂、色料等。
高级洗发香波中还加入一些功效成分,如中草药提取物、水解蛋白、茶树精油、生姜、首乌提取物、维生素和羊毛脂衍生物,使其不仅有清洁作用,还可以修复受损烫染后受损的头发,使其柔亮更有光泽。
2材料选择
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2.1。
表2.1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。
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。
洗发香波属于化妆品,根据其具体属性要求,包装要求生产成本较低,阻隔性较好,耐有机溶剂的侵蚀,表面光滑平整,壁厚均匀,有一定的强度和刚度,且有良好的印刷适应性。
根据表2.1,初步选定瓶体材料为PP。
聚丙烯PP为白色蜡状固体,无味、无毒,外观上似PE,但比PE更透明光亮。
PP属于线性的高结晶性聚合物,熔点为165℃,PP的密度为0.89~0.91,是通用塑料中最轻的一种。
具有优良的防潮性和抗水性,防止异味透过性较好,可以热封合。
PP的抗张强度、硬度、耐磨性以及耐热性均优于PE。
PP耐热性好,可在100℃~120℃下长期使用。
PP具有极好的耐弯曲疲劳强度,,薄处能经受数万次折叠弯曲。
PP能耐80℃以下的酸、碱、盐溶液及大多数有机溶剂,PP有异乎寻常的抗化学溶剂、抗酸抗碱能力。
所以PP容器常用于化妆品、药品、洗涤剂等物品的包装。
即便宜又轻、良好的加工性使得PP用途非常广。
根据内装物材料要求及结构适应性,选定PP作为洗发香波包装容器的材料。
3成型方法及工艺过程
200ml的洗发香波属于小口颈薄壁容器,选用中空吹塑成型。
中空吹塑容器生产塑料瓶的成型方式主要有以下几种:
挤出吹塑成型;注射吹塑成型;拉伸吹塑成型。
其中注射吹塑成型方式生产的瓶体在成型过程中,设备的注嘴可以对瓶口进行注塑,从而保证了瓶口的精度,然后再由机械配置的芯棒吹塑瓶体,保证了塑料瓶体外形尺寸的精度,并能有效防止瓶内制品气体的挥发和外部气体向瓶内渗透。
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。
4塑料包装容器的结构设计
4.1瓶体外形设计
市场上的洗发香波种类繁多,价格质量不一,一款新的洗发香波想要吸引人们的眼球,瓶体的外包装必须有一定的吸引力,而在瓶体的结构设计上也必须有独到之处。
在设计过程中不仅要考虑到整体造型美,还要保证强度、刚度以及平稳性,同时还要便于脱模。
常见的瓶子形状有圆形、正方形、三角形、椭圆形、球形及异型等。
由于已知包装内装物是200ml洗发香波,要求瓶子安全无棱角,瓶身为流线型,内径均值为60mm,瓶肩高为100mm,瓶体总高度为mm,它既有整体造型的美观,又能够保证强度、刚度及平稳性,还便于加工。
图4.1瓶体结构
4.2壁厚设计
一般确定塑料制品壁厚时,应从以下几个方面进行考虑:
a、制品的结构特性与设计要求;
b、对冲击应力的均匀分散程度及脱膜强度;
c、带嵌件制品嵌件嵌入的牢固性;.
d、孔、窗、嵌件周围的熔接强度;
e、制品的使用、存储和装配过程中的强度要求;
f、最终制品的尺寸精度和外观;
g、成型时的充模流动性,防止薄壁处充料不足、烧焦;后壁处发生塌坑等
h、脱模时制品的强度、变形、硬化、顶出等。
由于以上种种原因,同时考虑经济节约的原则,查表(书上141页表8-12)可知,聚丙烯(PP)最小壁厚为:
0.85mm,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。
表4.1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
4.3瓶口螺纹设计
这里采用圆形螺纹,为了便于清除模缝飞边,螺纹可制成间歇状。
根据塑料标准螺纹尺寸可知,瓶口螺纹外径T=29mm,瓶口螺纹内径E=23mm,螺纹高度H=10mm
4.4瓶盖设计
为方便内状物的挤出,可采用如图所示瓶口结构。
图4.2瓶盖
4.5瓶底的设计
洗发香波的瓶底支承面,要求平稳,有足够的强度,可以在底面设计内凹支承面,减少支承接触面,提高平稳性。
如图4.3
图4.3瓶底
4.6瓶底稳定结构设计
该塑料瓶体积较小,有足够的强度和刚性,不易翘曲变形,因此在盒体无需加强筋。
为了增加强度,以及整体美观在瓶底部设计为圆弧形.
塑料沐浴液瓶底面作为支承面,要求平稳,有足够的强度,可以在底面设计内凹支承面,减少支承接触面,提高平稳性。
4.7圆角设计
在制品上两个面相交的尖角处由于应立集中,在赢利或受冲击振动时发生破裂,甚至自脱模过程中由于模塑内应力而开裂。
为了防止因尖角而引起的应力集中,制品的角隅处都应设计成圆角,且圆角的半径一般不应小于0.5mm。
同时圆角减小了成型过程中的冲模阻力,与足于物料流动。
另外,塑件的圆角也是模具相应部委的强度增加。
塑件的外圆角对应着型腔的内圆角,它是磨具在淬火或使用时不至于因应力集中而开裂,延长了磨具的使用寿命。
由制品受力时应力集中系数与圆角半径的关系可知,当塑料容厚为t,过渡圆角结构半径为R,其比值R/t=0.4时,其应力基本处于最低状态。
当R∕t=0.5即R=0.5t时,可减少应力集中。
同样,制品的外壁面也应设计成圆角,且拐角处比后人保持t不变。
圆角过渡的优选值为:
内圆半径r=0.5t,外圆半径R=1.5t
本次设计根据瓶的大小选择R=3mm.
4.8脱模斜度设计
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长形容器,收缩率比较大,要求脱模斜度选取较小,因此选择30´。
表4.2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
与成型材料有关的因素主要是成型收缩率的波动。
塑料的成型收缩率受成型工艺条件的影响较大,不同批号的材料启程性收缩率也存在差异,所以几乎所有的塑料的成型收缩率都在某一范围内。
各种塑料因其本身的性质不同,其成型收缩率各不相同。
常用塑料的成型收缩率见表4-2。
对于收缩率大、收缩率波动范围宽的塑料,一般只能得到尺寸精度较低的制品。
4.9精度等级设计
洗发香波塑料瓶由于材料性质和工艺方法的原因,尺寸精度比较高,查表可知,聚丙烯一般取精度为:
3
4.10表面粗糙度选择
爽身粉瓶的表面粗糙度,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、和其他零件的表面粗糙度。
根据塑料容器表面粗糙度范围表可选择表面粗糙度:
Ra=0.400μm。
5心得体会
通过对洗发香波塑料瓶的设计,使我加深了对塑料及塑料包装容器知识的理解。
增强了将理论知识应用于实践的能力,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。
参考文献
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中国轻工业出版社,1993.5
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化学工业出版社,2004
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吉林大学出版社,1997.158
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(8)周祥兴.塑料包装材料成行及应用技术,2004
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