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包裝容器結構設計與制造初探

    在眾多包裝容器中,塑料容器是應用最廣的一類包裝容器,它被大量應用于藥品包裝。塑料包裝容器之所以被廣泛應用是由于它具有質輕、堅固耐用、阻隔性好、易成型、形狀多變、成本低廉等一系列優點,在包裝行業中具有非常強的競爭力。

    能否開發制造出具有競爭力的產品,是企業生存和發展的關鍵。而具有競爭力產品的誕生,首先從產品的優化設計開始。 優化設計的第一點必須深刻了解塑料包裝容器應當具備下列功能。 

1)容器必須具有保護內裝物的功能,容器可以做到防潮、防水、防塵、防腐蝕。  對外界粉塵、水和其他液體物質的阻隔作用;防止包裝物受到污染和腐蝕;防止紫外線穿透,適應環境溫度變化,保護包裝物免受陽光和紫外線的損害。 

2)容器必須具有承受外力作用的功能,它能夠適應多種運輸方式和倉庫貯存方式,保護內裝物不致受到損壞。 

3)容器使商品具有展示功能,容器可以通過美觀的造型,鮮艷的色彩,光潔的表面和透明性,顯示商品的展示功能 。吸引顧客,激發顧客的購買欲。

    例如:不同顏色的瓶,可以清楚地表明商品的系列、種類或型號,透明容器可顯示內容物的色彩及品質的純正;半透明容器則部分顯示或隱蔽內容物品;不透明容器可罐裝裝有各種色彩的物品。容器的表面印刷,可將印刷信息直接傳遞給消費者。   

    容器應具有使用方便的功能,容器的瓶口設計要考慮開啟方便,且能多次開啟和封閉,傾倒內容物要方便。不能產生濺射傷人現象。設計產品時,可以在密封器附加其他功能:如防偽、防盜、防堵塞、噴霧等。優化設計的第二點就是在產品設計之初,設計者必須進行市場調查,明確客戶要求,博采同行業同類產品之長,熟悉本企業的成型設備和生產技術水平,確立所設計產品的初步概念。 優化設計的第三點就是根據各項技術資料,本人的設計經驗和想象力,材料配方,成型工藝,標新立異。勇于創新設計出產品圖、產品效果圖或模型,形成初步設計。  設計時要重點考慮:產品的剛度和外形設計、印刷表面設計、邊緣和抹角設計、瓶口設計、底部設計等。

    容器應具有足夠的剛度和美觀的外形。塑料容器最常見的外形有圓形、方形、橢圓形等。從使用角度來看,它們各自有其優缺點。圓形容器剛度較高,但外形不美觀。方形容器外形美觀,但成型時不易控制容器壁厚均勻。橢圓形容器,剛度也較高,但模具的制造費用較高。因此為保證容器的剛度,除選擇剛度高的材料外,還要通過容器的外形設計,增強容器的剛度和耐負荷強度。 

1)改變容器的表面形狀,如容器中部相對地細一些,增加容器的表面的周向凹槽或凸筋,可提高容器的剛度和耐彎曲性??v向的凹槽或加強筋,可消除容器在長期負荷下的偏移、下垂或變形現象。 

2)在設計擠壓式容器時,如果材質為高密度聚乙烯或聚丙烯,容器的橫截面應為矩形或橢圓形,對于材質為低密度聚乙烯或其他柔性塑料容器,其橫截面以圓形為好。這樣便于內容物從容器內擠出。

3)為使容器壁厚均勻,應注意容器的外形要有對稱性。盡量減少極端拉伸點和部位。所有過渡處均采用圓弧過渡。  

4)容器的印刷面,是消費者注意力最集中的部位。印刷表面應平整、連續;如果容器含有手柄、凹槽、加強筋等結構,設計時應注意不能給印刷操作造成不便。 

5)容器表面采用標貼時,應使標貼面平整??稍谌萜鞅砻嬖O計一個“框格”,使標貼準確定位,不產生移動。  

6)在吹塑成型時,型坯吹脹首先接觸的部位,總是趨于先行硬化的部位。因此該部位的壁厚也大一些。邊緣與轉角部位,是型坯吹脹最后接觸的部位,該部位的壁厚較小。因此容器的邊緣和抹角部位應設計成圓角。   

7)由于大多數塑料具有凹口敏感性,容器在尖角處、口部螺紋的根部、頸部等部位,容易產生裂縫和開裂現象,所以這些部位應設計成圓角。對于矩形容器的轉交處,需要支撐容器的大    部分負荷,因此局部增加該處的壁厚,還有利于提高容器的剛度和耐負荷強度的。與容器口配合使用的塑料件主要為蓋和密封器。容器口的設計應重點考;慮如何使容器口能更好地與蓋和密封器配合容器的底部,是容器力學性能的薄弱部位。因此,容器的底部一般設計成內凹形;容器的轉角處,及內凹處,均做較大的圓弧過度。為便于容器的堆放,增加容器的堆碼穩定性,容器的底部應設計內凹槽。

    優化設計的第四點就是廣泛聽取大家的對初步設計的評審意見,經過多次修改,反復修改。包括產品試模后的修改,客戶的最終修改,直至最后定型確認。 塑料有多種成型方法,它們都可以用來制造不同形狀、不同用途的塑料容器。其中吹塑成型是使用最廣泛、產量最大的一種成型方法擠出吹塑成型是制造塑料吹塑容器使用最早、使用最多的工藝方法。它的工藝包括塑料的擠出、型坯的制取、型坯的吹脹與冷卻、啟模并取出制品。已脫模的制品,根據設計要求,還需進行加工和檢測拉伸吹塑又稱雙軸取向吹塑。它是將熱塑性塑料用擠出或注射工藝制成型坯,經調溫處理,使型坯處于高聚物的高彈態下,先進行軸向機械拉伸,再用壓縮空氣進行軸向拉伸,制成雙軸向容器的一種成型方法。經拉伸取向的容器,比未拉伸取向的容器,具有更好的物理力學性能和經濟性。  拉伸吹塑的容器,有不斷擴大的趨勢。在各種雙向拉伸吹塑容器中,PET瓶是使用數量最大的一種;PP拉伸吹塑瓶在美國的發展速度最快;可熱罐裝、可重復使用的PET瓶,正在飲料市場迅速崛起。  廣州達意隆包裝機械有限公司前不久研制出國內第一臺全自動旋轉式高速PET吹瓶機,生產速度可達8600個/小時。這種新型吹瓶機整個作業過程中從上坯到出瓶、不合格品檢測、故障排除均為全自動過程,技術水平國內領先,填補了國內空白注射吹塑,是注射與吹塑組成的一種吹塑成型方法。用注射工藝制作型坯,曾在20世紀50年代使用過,它被作為注射成型的一個附屬工序。但由于塑料品種的缺乏、模具制造技術、市場等原因,而未能 推廣應用。直至20世紀80年代,現代塑料成型技術的發展,才在塑料容器制造領域擴展。今后,隨著家庭小型化,包裝材料安全化及超級市場的增長,對于瓶類小容器的需求,勢必繼續增長。同時塑料制品行業,將進一步降低模具成本,采用長型吹塑成型,選用新的塑料制品和型號,新一代吹塑成型機的出現,注射吹塑容器將會有更大的發展。  我國藥品包裝行業迅速發展,其塑料包裝容器需求量日趨增加,吹塑成型設備也在不斷增長。由于注射吹塑成型設備在運行過程中,首先對瓶口進行注射,保正瓶口的精度,然后再吹塑瓶體。因而能防止容器內的氣體揮發和外部氣體向瓶內滲透。保證了瓶口與瓶蓋之間有很好的密切性能。我國塑料注射成型中空容器的設備現雖能少量生產,但設備本身的精度及各項性能均不及國外設備。 

    目前,此類設備的生產要在提高精密程度上下工夫。今后一段時間內我國注吹機的發展方向為: 

1)具有高度靈敏度、高的再現性和穩定性的液壓控制系統。 

2)具有能進行微調的控制性能,優良可靠的操作,及使用方便的電子控制系統。 

3)具有優良的塑化裝置,能使塑料在均勻溫度下充分塑化,并能正確計量。 

4)能進行高速度高壓注射型坯,吹塑時能使容器的收縮量最小。 

5)精密注射型坯模。發展吹塑模具的設計與制造技術。

    隨著我國醫藥工業的迅猛發展,藥品包裝行業開始走上前臺,成為我國醫藥工業發展的重要組成部分。當前我國藥品包裝行業整體技術水平不高,遠遠落后于發達國家,在發達國家里醫藥包裝占藥品價值的30%,而我國還不足10%。今后五年內仍是我國醫藥行業快速發展的關鍵時期,蘊藏著誘人的巨大的商機。國際市場商品競爭的諸多因素中,商品質量、價格、包裝設計是三個主要因素。正如國外一位市場營銷專家所說:“通往市場的道路中,包裝設計是最重要的一條,包裝對商品整體形象的作用不亞于廣告?!彼晕覀円欢ㄒプ∵@發展的大好時機,勇于創新,標新立異,使產品具有新穎、離奇,富有現代意識。
 
2009年6月11日

022-86342893