《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第七篇 包装性能测试

第二章　包装容器测试

第四节　玻璃包装容器性能测试

（三）耐热冲击强度测试

玻璃容器的使用条件因内容物的不同而有较大差异。如装瓶时高温弃填、高温杀菌、骤然冷却、冷藏保存等等，都要求玻璃容器应具有取受突变温度的能力，即玻璃容器的耐热冲击能力。

由于玻璃容器形状各异，其壁厚及其分布各不相同，就决定了同一材料的玻璃容器承受热冲击能力也不完全相同。

1．试验原理

玻璃容器耐热冲击强度破坏源于热应力强度破坏。从热应力观点看，玻璃容器的壁厚值愈小愈好，壁厚变化量愈小愈好。在经受不同冷、热介质时，容器壁较厚的地方产生的温差较大，而导致较大热应力产生。而壁厚变化突出的部位，热应力分布就不均匀，其对温度的变化就更为敏感。

2．试验装置

玻璃容器耐热冲击强度测试的试验装置如图7－2－33所示。

图7－2－33　耐热冲击试验装置

1—启动开动；2—计时器；3—马达；4—试样筐；

5—冷水槽；6—热水槽　7．链条　8．支架

（1）试样筐是由金属丝或穿孔的铝板制成，其结构应使瓶间隔在2cm以上，且不影响水与空气在瓶间的自由通过。为防止样品相互间及样品与筐间碰伤，试样筐的表面可涂敷耐温度冲击的塑性涂层。

（2）测试装置中有冷、热两个水槽，并有能控制载瓶试样筐浸入水槽和将其在冷、热水槽间转换的自动定时装置。

（3）温度控制装置可使水槽中的水温值保持在所需温度值上，并使水温误差值不大于±1．1℃。

（4）水槽的容量应不低于被测容器容量值的8．5倍；槽中水能充分浸没整个容器，且水位高于试样瓶5cm以上。

3．试验方法

根据测试目的不同，具有三种测试方法，即合格测试法、逐级测试法和全部测试法。具体内容请参阅GB4575—84。

（1）合格测试法。先将试样瓶在一定的温、湿度条件下放置30min以上；调节冷水槽温度至25±1℃，热水槽温度为冷水槽的温度加上规定的受试温差；将试样瓶浸入热水槽中，使瓶中充满热水，浸泡5min；再将盛满热水的试样瓶在10±1s的时间内转入冷水槽中，浸泡30s后取出样瓶逐个检查破坏情况，以受试温差、破裂数量和破裂百分数表示。

这一方法适合于连续生产玻璃容器的厂家做常规的试样测试。

（2）递增性试验。按合格性试验的步骤，以每次增加5℃的间隔逐级提高受试温度差，直至样瓶的破损率达到预定的百分比时，即可停止试验。

（3）破坏性测试法。这种试验方法作为递增性测试法的一种强化方式，即将递增性试验继续进行，直至所有样瓶全部破损为止。以每次试验的温度表示试验结果。

（四）抗垂直载荷强度测试

当玻璃瓶开盖时及堆码时均承受垂直载荷的作用。普通瓶的垂直载荷强度高达400～5000N，开盖时的负荷约为1000～2000N。

在垂直负荷的作用下，通常在瓶肩部外表面产生最大拉应力，且垂直载荷强度随瓶肩形状的变化而改变如图7－2－34所示。

图7－2－34　瓶肩部形状与垂直载荷强度的关系

在图中的四种肩形中，第一种瓶的垂直载荷强度是第四种瓶的十几倍。说明肩形对垂直载荷的影响很大。

垂直载荷强度测试的试验装置如图7－2－35所示。

图7－2－35　垂直载荷试验装置

1—压力指示灯；2—汽缸；3—定时器；4—启动开关；5—电机；6—压力计

7—管路；8—加压汽缸；9—加压头；10—平台；11—挡板；12—护板

试验方法是将试样瓶夹在平台和汽缸间，由汽缸对瓶加压，测出瓶体发生破损时的载荷值。试验时应注意安装树脂挡板，以免瓶体破碎伤人，且加载时要均匀地加到整个瓶身上。

除瓶肩形状外，垂直载荷强度还与瓶口尺寸、瓶盖种类、密封方法及内容物种类有密切关系。如口径越大，压盖时所需的压力也就越大，形成垂直载荷破损的可能性也越大。

（五）水冲强度测试

水冲强度又称水锤强度，是由水冲效应引起的破损。水冲效应通常在以热装形式充填的瓶体上发生，瓶内盛装密度较大的内容物时，发生碰撞就会产生水冲效应。

1．水冲效应形成原理

如图7－2－36（1）所示，装有玻璃容器的纸箱跌落在堆码的瓦楞纸箱上时，所产生的碰撞使下层纸箱内的玻璃容器突然下移，虽然位移很小，但由于容器的内容物悬空，致使容器与内容物之间产生空穴，容器内的上部同时受到压缩，这一压缩力又传递给内容物，并通过它冲击整个容器，在容器底部区域形成高压。水冲现象的模拟可参见图7－2－36（2）。

图7－2－36　水冲效应的形成及现象模拟

1—内压；2—受压缩区域；3—形成空穴

2．试验方法

将被测玻璃容器按规定进行充填、包装。如图7－2－37所示，从30～40cm高度使其向下跌落，只要有一个容器因水冲效应发生破损，则此跌落高度值即为水冲强度的临界跌落高度。

图7－2－37　水冲试验方法

1—下部假箱体；2—被测箱体；3—上部假箱体；4—20mm钢板

返回目录页