《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第四篇　包装设计基础

第三章　包装容器结构设计

第三节　玻璃陶瓷包装容器结构设计

（六）玻璃容器设计计算

1．瓶容设计计算

确定玻璃容器的实际容积，首先要知道该容积用于盛装什么物质，使用哪一种封口方法，对可能被加热的容器，还要确定灌装后连瓶带物的最高温度。此外还必须知道内容物的公称容量。所谓公称容量系指在20℃使用温度下所测得的瓶内内装物的容积量。

瓶容计算公式如下

V1＝V＋△V　　　　（4－3－28）

式中：V1———受热后内装物容积（cm3）

　　V———公称容量（cm3）

　　△V———因受热内装物容积净增量（cm3）

其中

△V＝（T1－T2）βV　　　　（4－3－29）

式中：T1———内装物最高温度

　　T2———公称温度，即20℃

　　β———体膨胀系数

将式（4－3－29）代入式（4－3－28）经整理后得：

V1＝［1＋（T1－20）β］V　　　　（4－3－30）

2．瓶重设计计算

确定瓶重要考虑成品壁厚和玻璃料密度。在多数情况下，物品重量决定于生产工艺或所用的制瓶机。实际上瓶重往往只是根据经验估算的。

瓶重的计算公式如下：

G＝（Vw－Vo）g　　　　（4－3－31）

式中：G———瓶重（g）

　　Vw———按外部尺寸计算的瓶全容（cm3）

　　Vo———瓶内腔全容（cm3）

　　g———玻璃密度（g／cm3）

　　3．瓶公差的设计计算

瓶尺寸公差应能补偿模具可能发生的一切误差和制品的变形。最重要的是变化幅度窄的瓶口尺寸公差，其次是瓶高与瓶直径尺寸公差。

瓶高度尺寸公差按下式计算：

tb＝±h9．85＋0．15　　　　（4－3－32）

式中：tb———瓶高度尺寸公差（mm）

　　h———瓶实际高度（mm）

　　9．85———常数

　　0．15———玻璃与模具收缩量，常数

一般用于计算瓶直径尺寸公差的公式如下：

tD＝±D6．45＋0．3　　（4－3－33）

式中：tD———直径尺寸公差（mm）

　　D———直径（mm）

　　6．45与0．3———常数

容器尺寸公差和重量可根据图表来确定。

4．瓶型设计计算

瓶型设计计算之前应先设计好外形轮廓，然后将画好的瓶正视图分为口部、瓶颈肩部、瓶身和瓶底四部分。然后分别求各段容积，各段容积总和应等于按下式计算出的瓶外廓全容。

VW＝V0＋G/g　　　　（4－3－34）

式中：VW———瓶全容（cm3）

　　V0———瓶内腔容积（cm3）

　　G———瓶重（g）

　　g———瓶料密度（g／cm3）

当有关制品全部所需数据定出后，即可着手绘制瓶制作图，要尽量按实物大小绘制。局部位置可专门绘制放大图。若瓶上有文字或其它符号，也要一同绘制。

三、陶瓷包装容器的结构设计

进行陶瓷包装容器的结构设计必须兼顾包装功能、包装成本、美学价值和陶瓷成型加工工艺问题。其中包装的功能作用是首要的，它决定了陶瓷包装容器造型结构的基本形式，成型加工工艺及材料是陶瓷包装容器造型结构的物质条件。良好的陶瓷包装容器造型结构是综合考虑这些因素的结果。

（一）陶瓷包装容器的结构

陶瓷包装容器的结构组成有以下几个部分（图4－3－108）。

图4－3－108　陶瓷包装容器的结构

（1）瓶口。瓶口是被包装物装填倒出和封闭之处。

（2）瓶颈。瓶颈是瓶口和瓶肩的连接部位，起到辅助密封作用。

（3）瓶肩。瓶肩是瓶口、瓶颈部以下，且向陶瓷包装容器的容腔－腹部过渡的部分。

（4）瓶腹。瓶腹是装填被包装物的部位，是陶瓷包装容器的主要部分。（5）瓶足。是陶瓷包装容器的腹部到底部的过渡部分。

（6）瓶底。是陶瓷包装容器的支承部分。

（7）瓶耳、耳环等。是陶瓷包装容器的装饰性附件和功能性构件。

（二）陶瓷包装容器的结构与造型设计

进行陶瓷包装容器的结构与造型设计时，首先要了解被包装物的性质、形态、保护保存方法以及使用要求等来确定包装方法。然后在此基础上设计陶瓷包装容器的结构、大小，以及口部的结构和密封方法等。

同时，必须考虑原材料和成型工艺方法的影响，应根据包装功能和被包装物的要求选择陶瓷包装容器制造原料，并根据原料的性能和特点设计造型结构，从成型工艺方法的角度应防止设计的造型结构出现整体或局部的变形和开裂。陶瓷包装容器的结构设计与造型设计是相互联系的，在造型设计中必须考虑结构，在结构设计中离不开造型，两者应同时进行。

1．陶瓷包装容器的局部结构与造型

（1）口部的结构与造型。口部位于容器首端，是被包装产品装填倒出和封口之处，在设计上应予重视。对口部的造型结构除考虑封口等要求外，重点注意口部的结构强度问题。见图4－3－109的几种简式陶瓷容器瓶口结构，对这几种瓶口结构，封口一般采用锥形软木塞。从瓶口的结构强度比较来看，图4－3－109和图4－3－109的结构强度最好，而图4－3－109的口边结构强度最差。

图4－3－109　简式陶瓷容器瓶口结构

图4－3－110所示的几种口部结构，从造型美学上来说起到了美化口部和突出的装饰功能效果，但从图中可看出局部曲线变化剧烈的结构在成型中易产生开裂变形，设计时应慎用。

图4－3－111为日常常见的敞口式瓶口，内口均设有凸缘，瓶口的强度和刚度均较高。

图4－3－110　装饰性陶瓷容器瓶口结构

图4－3－111　敞口式陶瓷容器瓶口结构

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