《包裝容器結構設計與制造》實驗指導書

包裝與材料工程學院包裝工程系編制

《包裝容器結構設計》實驗指導書目錄

實驗一   鋼提桶氣密液壓性能的測定      （選修）

實驗二   金屬罐罐體耐壓強度的測定      （必修）

實驗三   金屬罐罐蓋耐壓強度的測定      （選修）

實驗四   噴霧罐耐壓強度的測定          （選修）

實驗五   噴霧閥泄漏試驗的測試          （選修）

實驗六   金屬容器表面漆膜附著力的測定  （必修）

實驗七   紙包裝容器結構設計實驗        （必修）

實驗八   飲料瓶瓶體垂直度的測定        （選修）

實驗九   飲料瓶蓋扭矩的測定            （選修）

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金屬包裝容器主要包括飲料罐、食品罐、噴霧罐、金屬軟管、方便桶、鋼桶等。如按結構分則可分為二片罐和三片罐。
金屬容器的檢測包括兩個方面：

（一）、常規檢驗：即對全部產品進行外觀質量和不滲漏檢驗。

1、外觀質量檢驗又包括缺陷檢驗、損壞檢驗、漆膜附著力檢驗等。

2、不滲漏檢驗一般在封口工序后，外噴涂工序前進行。

（二）、鑒定性檢驗：即對選用材料或制造工藝的可靠性和適用性進行鑒定。

1、液壓試驗

2、灌裝試驗

3、跌落試驗

4、耐氣候試驗

實驗要求

1. 在申請實驗之前，應做好預習，對實驗目的與內容應了如指掌，并做好實驗預習報告。
2. 自由組合申請并完成實驗，組合人數最多2人。申請實驗時應上交實驗預習報告。
3. 預約實驗時間后，不得更改，沒有按時來做實驗的做曠課論處。
4. 實驗過程中應注意安全，不浪費實驗材料，人為損壞儀器需照價賠償。
5. 實驗結束后，必須在檢查儀器完好，清理干凈實驗室后方可離開。
6. 及時上交實驗報告。

以上步驟全部完成后才能得到實驗成績。

實驗預習報告應包括以下內容：

1. 實驗內容與目的
2. 實驗原理與儀器結構
3. 實驗各儀器組裝過程與樣品準備過程
4. 實驗步驟與應紀錄的實驗原始數據
5. 實驗數據處理的方法
6. 可能出現的實驗誤差分析

實驗報告應包括以下內容：

1. 實驗名稱與目的
2. 實驗人姓名與實驗時間
3. 實驗設備名稱、型號與實驗條件
4. 實驗原始數據紀錄
5. 實驗數據處理與結果
6. 實驗誤差分析
7. 實驗思考題

附錄

1. 實驗預約申請表
2. 實驗預習報告格式
3. 實驗報告格式

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實驗一  鋼提桶氣密液壓性能的測定

一、實驗內容：

學習鋼提桶進行氣密、液壓兩項實驗的基本方法

二、實驗目的：

1．熟悉儀器的原理及使用方法；

2. 學習掌握氣密、液壓試驗時所使用的主要設備及測量裝置；

3. 理解這些實驗對確保金屬容器質量的實際意義

三、實驗原理作實驗步驟：

1. 實驗原理及儀器結構：

氣密試驗是用于測試試驗樣品的密封性能的；液壓試驗是用于測試試驗樣品的承壓能力的。

實驗儀器是由支架、密封蓋、氣壓控制儀等組成。

2．實驗步驟：

(1).氣密試驗：a.按運輸包裝試驗時的規定對試件各部位進行編號；

b.打開空壓機，調好肥皂水；

c.將金屬鋼桶放在支架上，旋轉手輪絲杠，使密封蓋向下運動將鋼桶完全封閉；

d.將氣源的壓縮空氣壓力調至20KPa，然后打開左閥門將壓縮空氣輸入鋼桶，達到預定壓力時關閉閥門，保壓2min ；

e.將肥皂水涂在鋼桶的焊縫，卷邊和封閉部分,檢查鋼桶是否有氣泡吹起,從而判斷是否有氣體滲漏。

f.試驗結束后,慢慢旋松絲杠,釋放桶內壓縮空氣。

(2) 液壓試驗：a.如氣密試驗的(1)a、(1)b；

b.在鋼桶中注入滿桶水，其余如(1)c；

c.將氣源的壓縮空氣壓力調至100KPa，然后打開左閥門將壓縮空氣輸入鋼桶，達到預定壓力時關閉閥門，保壓5min；

d.仔細觀察是否有水滲漏出來；

e.試驗結束后,慢慢旋松絲杠,釋放桶內壓縮空氣，倒出桶內的水。

四、實驗儀器：

(1)空氣壓縮機(輸出壓力≥200 KPa)

(2)壓力表(精度為1.5級，量程為0～1MPa)

五、思考題：

1．為什么要進行鋼提桶的氣密和液壓試驗？

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實驗二    金屬罐罐體耐壓強度的測定

一．實驗內容

掌握金屬罐罐體耐壓強度的測定方法。

二．實驗目的

1．熟悉儀器的原理及使用方法；

2. 學習掌握耐壓試驗時所使用的主要設備及測量裝置；

3. 理解這些實驗對確保金屬容器質量的實際意義

三．實驗原理及實驗步驟

1. 實驗原理及儀器結構：

罐體耐壓試驗是用于測試試驗樣品承受內壓力的程度，由于金屬容器特別是兩片罐的內容物為充氣飲料，所以對于金屬容器而言耐壓強度是一個非常重要的技術指標。

試驗儀器的工作原理是由空氣壓縮機提供達到要求壓力的壓縮空氣，經雙向閥門之后，進入安裝且密封好的試驗樣品和帶有敏感壓力傳感器的數顯表，保壓，從而判定試驗樣品的耐壓能力。

本儀器是由機體、測試胎具、夾緊機構、壓力數顯表、安全罩等部件組成。

2．實驗步驟：

1、接通電源和氣路，打開電源開關，在未加氣壓前，數顯表的顯示為零。

2、打開空壓機，觀察氣源壓力是否達到0.6～0.8MPa的要求。

3、取一端未封口的試樣，如未封口處有縮口或口端不平的現象，應將口端切平整，盡量避免有毛刺，以免劃傷密封圈和漏氣。

4、推開有機玻璃安全罩，將試樣倒扣在胎具上，壓到底。

5、用螺旋手柄將試樣在胎具上夾緊，一定要保證足夠的夾緊力，防止試樣在氣壓作用下升起。

6、蓋好有機玻璃安全罩，打開管路閥門，使壓縮空氣進入測試儀。

7、用調壓閥緩慢地增加試樣內的氣壓，同時觀察數顯表示值的變化。

8、壓力顯示值升到一定程度時，可能由于試樣底部變形，造成示值波動或停止測試，此時可暫緩加壓，待穩定后繼續加壓。

9、當壓力表的顯示數值達到國標所規定的數值時（兩片罐為≥610KPa，三片罐為≥150KPa，保壓1分鐘），即可判定該試樣為合格。

10、當需測試爆破壓力時，則應繼續緩慢加壓直至試樣爆破，注意觀察壓力表數值，當壓力再次下降時，記住最高壓力值即為爆破壓力。

11、停止加壓，關閉加壓閥，打開放氣閥。

12、打開有機玻璃安全罩，取出試樣。

13、全部試驗結束后，關閉電源和氣源。

四．實驗儀器

金屬罐罐體耐壓測試儀    空氣壓縮機

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實驗三    金屬罐罐蓋耐壓強度的測定

一．實驗內容

掌握金屬罐罐蓋耐壓強度的測定方法。

二．實驗目的

1．熟悉儀器的原理及使用方法；

2. 學習掌握耐壓試驗時所使用的主要設備及測量裝置；

3. 理解這些實驗對確保金屬容器質量的實際意義

三．實驗原理及實驗步驟

1. 實驗原理及儀器結構：

罐蓋耐壓試驗是用于測試試驗樣品承受內壓力的程度，它的實驗原理和要求大體與罐體耐壓試驗一致。

試驗儀器的工作原理是由空氣壓縮機提供達到要求壓力的壓縮空氣，經雙向閥門之后，進入安裝且密封好的試驗樣品和帶有敏感壓力傳感器的數顯表，并利用壓縮空氣夾緊試驗樣品，保壓，從而判定試驗樣品的耐壓能力。

本儀器是由機體、測試胎具、夾緊機構、壓力數顯表等部件組成。

2．實驗步驟：

1、接通電源和氣路，打開電源開關，在未加氣壓前，數顯表的顯示為零。

2、打開空壓機，觀察氣源壓力是否達到0.6～0.8MPa的要求。

3、取下花形壓板。

4、將試樣裝在測試胎具內，帶拉環的一端在上面，切勿裝反。

5、扣上花形壓板，并將壓板凸邊旋到壓頭之下。

6、打開進氣閥，用夾緊系統調壓閥壓緊試樣。

7、用測試系統調壓閥緩慢向測試腔及傳感器加壓，同時注意觀察數顯表的示值變化。

8、當壓力表達到國標所規定的數值時（兩片罐為≥610KPa，三片罐為≥150KPa，保壓1分鐘），即可判定該試樣為合格。

9、如需測試爆破壓力時，可繼續緩慢加壓，注意觀察壓力表的示值，當示值突然下降時，記住其最高壓力值即是爆破壓力。

10、打開放氣閥（包括夾緊系統的放氣），取出試樣。

11、全部試驗結束后，關閉電源和氣源。

四．實驗儀器

易拉罐蓋耐壓測試儀    空氣壓縮機

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實驗四    噴霧罐耐壓強度的測定

一．實驗內容

掌握噴霧罐耐壓強度的測定方法。

二．實驗目的

1．熟悉儀器的原理及使用方法；

2. 學習掌握耐壓試驗時所使用的主要設備及測量裝置；

3. 理解這些實驗對確保金屬容器質量的實際意義

三．實驗原理及實驗步驟

1. 實驗原理及儀器結構：

噴霧罐耐壓試驗分為罐體的耐壓和噴霧閥的耐壓兩種。因為噴霧罐所裝的內容物多為有毒或有較高內壓的，所以它的耐壓檢測猶為重要。

試驗儀器采用檢測壓力表裝置的結構設計而成，通過對試驗樣品加入帶有一定壓力的水，使其內壓達到國標所要求的范圍，從而達到檢測的目的。

本儀器由三個閥門、注水口、液壓缸、手動輪等組成。

2．實驗步驟：

1、用手輪旋出絲杠，使液壓缸的容量最大。

2、在儲存罐中注滿水。

3、用測頭上的螺母將測頭上有倒體的舌旋出。

4、將試驗樣品與測頭吻合，同時旋轉測頭的螺母，使倒錐體的舌縮回，擠壓密封唇環，使唇外翻封住噴霧罐的口。

5、從上部注水口給系統補水，應使全部系統均充滿水，避免局部窩存氣泡。

6、打開通壓力表的閥門，關閉其他兩個閥門，使整個系統呈封閉狀態。

7、旋轉加壓手柄，讓絲杠推動活塞在液壓缸內推進。

8、注意觀察壓力表是否達到國標要求（當罐體變形時，壓力表可能不會繼續上升），已達到即可判定該試樣為合格。

注：壓力為0.8MPa，保持1分鐘，放在水中觀察是否罐體有氣泡冒出；

壓力為1.2MPa，保持10秒鐘，觀察罐體有無永久性變形現象；

升壓至1.4MPa，保持10秒鐘，觀察是否有爆裂現象

9、當要求測試試樣的爆破壓力時，繼續旋轉手柄加壓，注意觀察壓力表的示值，當示值突然下降時，記住其最高壓力值即是爆破壓力（如測爆破壓力，應在測頭部位準備好遮擋物，以防試樣爆破時有水噴射而出）。

10、旋松手柄拉出絲杠，旋松螺母取出試樣，將試驗用水倒空。

11、試驗結束后，將儀器及周圍的水擦拭干凈。

四．實驗儀器

噴霧罐耐壓測試儀

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實驗五    噴霧閥泄漏試驗的測試

一．實驗內容

掌握噴霧閥泄漏試驗的測試方法。

二．實驗目的

1．熟悉儀器的原理及使用方法；

2. 學習掌握泄漏試驗時所使用的主要設備及測量裝置；

3. 理解這些實驗對確保金屬容器質量的實際意義

三．實驗原理及實驗步驟

1. 實驗原理及儀器結構：

噴霧閥泄漏試驗是用于檢測噴霧閥門的通道暢通性和加壓狀態下是否泄漏的試驗。

其試驗原理是將壓縮空氣通過噴霧閥，達到預定壓力，觀察噴霧閥頂端是否有氣體泄漏，同時觀察噴霧閥上氣管是否有氣體溢出。

本儀器由氣壓表、夾持器、壓力閥開關等組成。

2．實驗步驟：

1、接通氣路。

2、將試樣放入測試儀內。

3、調整氣壓至預定值（0.8MPa）。

4、將上氣管掃入水中，觀察是否有氣泡冒出。（泄漏實驗）

5、打開氣路開關，調整氣壓至預定值（0.5MPa）。

6、將上氣管掃入水中，觀察是否有氣泡冒出。（通道暢通實驗）

7、關掉開關，泄掉氣體。

8、切斷氣路。

四．實驗儀器

噴霧閥泄漏測試儀

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實驗六    金屬容器表面漆膜附著力的測定

一．實驗內容

掌握金屬容器表面漆膜附著力的檢測方法（GB/T1720—79）。

二．實驗目的

1．熟悉儀器的原理及使用方法；

2. 學習掌握漆膜附著力試驗時所使用的主要設備及測量裝置；

3. 理解這些實驗對確保金屬容器表面印刷質量的實際意義

三．實驗原理及實驗步驟

1. 實驗原理及儀器結構：

漆膜附著力試驗用于對底材粘合的牢度進行評定。其工作原理是通過劃針按一定壓力在底材上劃出螺線形的花紋，再根據花紋情況判斷該漆膜的附著力等級。

本儀器由荷重盤、升降桿、試驗臺、搖柄等組成。

2．實驗步驟：

① 準備好大小約50mm×100mm的試驗樣品；

② 裝上新鋼針，調整好針尖與試驗樣品的壓力，然后用調整螺釘緊固；

③ 將準備好的試驗樣品漆膜朝上放在試驗臺上，用壓板壓緊；

④ 提起可動半螺母將工作臺移至外端，然后放下；

⑤ 撥動壓桿，使針尖與膜面接觸，搖動手輪，讓針尖在試驗樣品上劃出螺線形的花紋；

⑥ 取出試驗樣品，觀察漆膜表面劃痕的情況：

選擇10個觀察部位，其中的70%以上部位完好時，判定附著力最好——為一級，；60%完好為二級，以此類推，七級為最差。

四．實驗儀器

漆膜附著力試驗儀

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實驗七    紙包裝容器結構設計實驗

一、實驗內容：

a、對所要包裝的物品進行包裝盒的設計和選材。

b、 運用GRAPHTEC平板切割機所配備的設計軟件對實驗的設計方案進行電腦輸入

c、學習和掌握GRAPHTEC平板切割機的使用，將紙包裝容器切割成型

二、實驗目的：

1. 學習和掌握產品設計的技巧
2. 了解產品設計的方法和步驟
3. 學習和掌握GRAPHTEC平板切割機所配備的設計軟件的使用方法
4. 了解GRAPHTEC平板切割機所配備的設計軟件的操作界面
5. 熟悉儀器的原理及使用方法；
6. 了解紙包裝成型所需的技能和方法。

三、實驗原理及實驗要求

1、實驗原理與儀器結構

本儀器是一臺多功能的切割機，當刀架上裝上筆時，它就是一臺繪圖儀，當刀架上安裝了刀具時，它就是一臺平板切割機。其原理是利用電腦進行紙包裝的成型設計，然后在切割機上切出成品。

本儀器是由靜電板、刀架、筆、刀具等組成。

1. 實驗要求：

Ⅰ、請同學們根據設計題目，自行設計實驗方案，編寫實驗計劃書，內容包括實驗目的、實驗要求、實驗步驟以及驗證方法；

Ⅱ、利用計算機繪制設計圖用以制作樣品，選擇250g以下紙板材料的用CorelDraw軟件繪圖；選擇250g以上紙板材料以及瓦楞紙板的用AutoCAD軟件繪制設計圖。

Ⅲ、用CorelDraw軟件繪制的設計圖應按以下要求進行：

⑴ 將所有的折痕線畫在折痕層上，然后將所有的切線畫在切線層上。各層不得混淆。（注意不要反復畫同一條直線）

⑵ 將所有的折痕線組成一個塊，切線組成一個塊。

⑶ 設計圖的保存格式為“*al”。（應使用“輸出”方式進行保存為Illustrator10，不要直接“另存為”去改保存格式）

⑷ 帶著已完成的電子稿到實驗室進行實際切割實驗。

Ⅳ、用AutoCAD軟件繪制的設計圖按以下要求進行：

⑴ 按實際尺寸畫出圖形。

⑵ 將所有的折痕線用一種線型，切線用另一種線型。

⑶ 設計圖的保存格式為“*dxf”。

⑷ 帶著已完成的電子稿到實驗室進行實際切割實驗。

4．實驗儀器

GRAPHTEC平板切割機

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實驗八  飲料瓶瓶體垂直度的測定

一．實驗內容

掌握飲料瓶瓶體垂直度測定的方法。

二．實驗目的

1．熟悉儀器的原理及使用方法；

2. 學習掌握飲料瓶瓶體垂直度試驗時所使用的主要設備及測量裝置；

3. 理解這些實驗對確保塑料容器質量的實際意義

三．實驗原理及實驗步驟

1．實驗原理用儀器結構：

飲料瓶瓶體垂直度檢測是為了更好的實現機械化灌裝生產的需要而進行的，由于飲料瓶瓶體垂直度超出了機械灌裝的誤差要求，就可能導致生產停產。

試驗儀器是由臺架、表架、夾持器等組成。

2．實驗步驟：

① 取出試驗樣品，將其裝夾在夾持器中，旋緊手柄夾緊；

② 裝好千分表，調整好檢測角度，使千分表頭壓住飲料瓶瓶口的支撐環上；

③ 轉動飲料瓶，找出測量的最小值點，將表針在此點處調為零位；

④ 再次轉動飲料瓶，記錄表針讀數的最大值。

四．實驗儀器

飲料瓶垂直度測定儀    千分表

五．思考題

1．為什么要進行飲料瓶瓶體垂直度的測定？其意義何在？

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實驗九  飲料瓶蓋扭矩的測定

一．實驗內容

掌握飲料瓶蓋扭矩的測定方法。

二．實驗目的

1．熟悉儀器的原理及使用方法；

2. 學習掌握飲料瓶瓶蓋扭矩測試時所使用的主要設備及測量裝置；

3. 理解這些實驗對確保塑料容器質量的實際意義

三．實驗原理及實驗步驟

1. 實驗原理用儀器結構：

飲料瓶蓋扭矩試驗是用于測量扭開瓶蓋所需的最大力。該儀器的工作原理是用精密扭矩傳感器接收由專用夾頭傳來的扭開瓶蓋的扭矩并顯示在數顯表上。

2．實驗步驟：

1、接通電源。

2、在測試頭不受任何力的情況下，打開電源開關，儀器顯示自檢狀態數據后顯示零位。

3、儀器需開機預熱10分鐘，達到熱平衡以保證測試準確。

4、在空載狀態下如零點飄移可按置零鍵，零位指示燈亮。

5、將試樣卡在測試頭上不有松動，并且不可過緊以影響試樣狀態。

6、逐漸加力扭轉試樣，讀取儀器顯示的扭矩值。

7、測量完畢后松開測試頭，取下試樣，以免傳感器損壞。

8、關閉電源開關。

四．實驗儀器

飲料瓶蓋扭矩測試儀

五．思考題

1．為什么要進行飲料瓶瓶蓋扭矩的測定？其意義何在？

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附件一：實驗預習報告

姓名                  班級                 課程名稱             

實驗名稱：                                                            

一、實驗內容與目的：

二、實驗原理與儀器結構：

三、實驗方案：

四、試樣要求：

五、設計需記錄的原始數據表格：

六、數據處理方法：

七、可能出現的誤差分析：

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附件二：實驗報告

姓名          班級          課程名稱          同組人姓名          實驗時間       

實驗名稱：                                                            

一、實驗儀器名稱、型號：

二、試樣尺寸：

環境溫濕度：

試驗條件：

三、實驗數據記錄：

四、數據處理：（一般精確至0.01mm）

五、分析產生誤差的原因：

六、實驗結論以及思考題：

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附件三：實驗申請預約表

200  -200  學年第  學期）