沐浴露塑料容器结构设计说明书

1、材料选择
1.1 内装物分析
沐浴露是洗澡时使用的液体清洗剂。

他是粘稠状体，根据配料不同分碱性沐浴露和酸性沐浴露。

一般沐浴露要比香皂好一些具体的原因请看沐浴露对比里的酸碱值。

沐浴露一般天然安全除菌，自然健康。

1.2 根据内装物选择材料
近年来，我国塑料瓶包装有了较快的发展。

塑料瓶包装具有质轻、无破损、卫生等优点，符合各种产品包装的特殊要求。

优质塑料瓶的应用，离不开合理的瓶体结构和完善的生产设备以及成熟的工艺方法。

包装材料发展的趋势是多功能化、高机能化，所谓高机能化，高机能包括材料，总的概念是包装高阻隔性、耐热性、选择透过性、保鲜性、保香、保风味、可吸湿性、抗菌性以及具有一些特殊功能的包装材料。

常见的有PVC、LDPE、HDPE、PP、PET、PC、PS等的材料作为包装容器材料。

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。

塑料包装容器用材料的选择，主要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。

所以，根据以上种种要求结合沐浴露自身的特点，这里选用PP作为包装容器的材料。

2、成型方法及工艺过程
200ml沐浴露瓶属于小口颈薄壁容器，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。

以这三种成型
方式生产的产品的性能结构均有差别。

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。

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。

3、塑料包装结构设计
3.1 整体结构设计
3.1.1 整体外形设计
沐浴露的包装从来都是赏心悦目，新上市的沐浴液产品，包装上没有奇招，难以站稳市场。

所以造型设计对于产品站稳市场有着非常重要的作用。

瓶子的外型应横向、纵向统一考虑，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沐浴露，通过观察实物，这里我设计的塑料瓶为上小下大的圆柱形，且瓶口内径为24mm，瓶身高为170mm。

图1 沐浴露瓶外形结构图
3.1.2 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：1mm，瓶底壁厚为：1.5mm，瓶颈壁厚为：1.2mm。

表1热塑性塑料制品的最小壁厚及常用壁厚推荐值
3.1.3 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，瓶口螺纹外径为：T=30mm，螺纹高度为：H=1.5mm，瓶口外直径为：24mm，瓶口外径为：27。

3.1.4 瓶盖设计
瓶盖作为包装中的一个小环节，对于保证产品质量和塑造产品个性至关重要，瓶盖的功能主要有两点：一是密封性，对内装物起保护作用，这是瓶盖最基本的功能，也是生产厂家最容易做到的；二是美观性，作为包装不可分割的一部分，小小瓶盖可以起到画龙点睛的作用。

所以这里瓶盖可以设计成常见的瓶盖，如图2，再在瓶口蒙上一层锡箔纸，避免羊毛洗涤剂洒落出来。

图2 瓶盖
3.2 局部结构设计
3.2.1 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=5mm.
3.2.2 脱模斜度
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2 主要塑料的成型收缩率
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。

3.2.3 精度等级设计
塑料沐浴露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，聚氯乙烯取一般精度为：3。

3.2.4 尺寸公差设计
根据国家第四机械工业部推荐的塑料制品尺寸公差数值表，瓶身高90mm沐浴露瓶的尺寸公差为：0.42mm。

3.2.5 表面粗糙度选择
沐浴露瓶的表面粗糙度，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该由材料聚氯乙烯制成的婴儿沐浴
露瓶的表面粗糙度为：Ra=0.400μm。

4、课程设计结果分析
通过对沐浴露塑料瓶的设计,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意识，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。

这次课程设计对我以后的生活也将起到不小的作用。

5.参考文献
【1】周开明.销售包装结构设计.北京：化学工业出版社，2004
【2】宋宝峰.包装容器结构设计与制造.北京：印刷工业出版社，2005 【3】刘喜生.包装材料学.北京：吉林大学出版社，1997
【4】周祥兴.塑料包装材料成行及应用技术，2004。