玻璃包装容器检测

图4-4 玻璃瓶侧壁受冲击时的应力分布

局部应力：导致局部凹陷，四周产生抗拉应力，造成锥部伤痕或 破损，但破瓶现象少。
• 弯曲应力：整个瓶壁因冲击而发生弯曲，内部产生拉应力。因瓶内表面一 般无伤痕，引起瓶破损现象少。 • 扭转应力：在离冲击点45°处产生应力，虽然较前两种应力值小约20%， 但因瓶外常有伤痕，容易产生破瓶。实际破瓶几乎由扭转应力引起。
有色瓶罐的检验方法
检验步骤与无色瓶罐相同。 当没有明显的蓝色和褐色以及玻璃的透过率 较低时，较难确定检偏镜的旋转终点，深色试 样瓶尤为严重，这时可采用平均法来确定准确 的旋转终点，即以暗区取代亮区的旋转角度与 再使亮区刚好重新出现的总旋转角度之和的平 均值表示。
（2）瓷漆法

瓷漆法是在玻璃包装容器的外表面涂上一层特 殊的瓷漆，然后给容器施加外力，使得容器存 在拉应力的部位的瓷漆产生裂纹，再根据这些 裂纹的方向、大小判断应力状态。
3 强度性能测试

耐内压强度测试 垂直载荷强度测试 耐冲击强度测试
（1）耐内压强度测试
• （1）耐内压强度：玻璃容器内装物引起的压力形成的 内部破坏作用，衡量玻璃瓶罐强度的一个综合指标， 对啤酒瓶、充气（碳酸气体）饮料瓶的要求更高。 • 耐内压强度与温度、冲击、容器自身形状、壁厚、回 收使用时间长短有关。 国际标准，充气瓶1.6MPa； 国家标准，充气瓶1.2MPa； 一般玻璃瓶0.7MPa。瓶型越复杂，内压强度越低。
图4-9 耐热冲击试验装置 1-试验笼；2-温水槽；3-链条；4-支架； 5-冷水槽；6-计时器；7-启动开关；8-电机
A．合格性试验 • 冷水槽温度25±1℃，热水槽温度等于冷水槽温度加上规 定的试验温差。若冷水槽温度不是25℃，则每增加或减 少5℃，规定的试验温差可减少或增加0.5℃ 。 • 将试样分隔并直立互不相碰地放入网篮内，再将网篮浸 入热水槽中，试样瓶灌满热水后，槽面水位应高出瓶口 5cm以上。 • 试样在热水槽中放置不少于5min，将网篮连同盛满热水 的试样以10±1s的时间转入冷水槽，浸泡30s。取出样品 逐个检查，给出破裂瓶数、破裂百分数。
2 内应力测试
偏光法，瓷漆法 （1）偏光法 • 测试原理：把试样瓶放入两个偏振片中间，观察视场亮度。 若试样瓶存在应力，偏振光就发生旋转，视场亮度发生变化。 比较亮度与标准变形亮度（若干等级），即可得出应力等级。 • 测试仪器：偏光应力仪WZY-250 • 测试方法：比较法、直测法 比较法：使用偏光应力仪，在偏振光视场内使试样瓶与一套标 准光程差片进行比较。 GB 4545 “玻璃瓶罐内应力检验方法”
图4-3 垂直载荷实验装置 1-树脂挡板; 8-启动开关; 2-海绵; 9-计时器; 3-滚珠轴承; 11-压力指示灯; 4、10-汽缸； 12-安全框; 5-压力管; 13-箱; 6-压力计; 14-平台 7-电动机；
（3）耐冲击强度测试

① 冲击应力：玻璃瓶在灌装、装箱、运输、销售和使用过程中， 受到的冲击次数、冲击方式、冲击波形、冲击大小等很复杂。瓶 侧壁受到冲击常产生局部应力、弯曲应力、扭转应力。
（4）测试过程 首先将试样瓶在一定温、湿度条件的实验室内放置30min以上， 然后将试样瓶内充满冷水（应没有气泡），悬挂在内压力试验机的 夹具上，压紧密封装置，加盖防护罩，开动加压装置，通过水对压 力的传递来产生对试样瓶的内压。 合格试验时，先要按规定提高内压，在此内压力下保持片刻 （如1min），然后再降低压力，根据试样瓶数以及破损瓶数来判断 产品的合格率。如果压力保持时间小于1min，应注意换算压力和保 持时间之间的关系。 ������ 破坏性试验是以一定的速度增大压缩载荷，直到试样瓶被破坏 时为止，记录试样瓶破损时的压缩载荷。
4 耐热冲击强度测试
• 确定玻璃容器耐受热冲击或突变温度(如高温清洗、消毒、 热罐装）的能力。玻璃瓶/罐耐急热，不耐急冷，受急冷作 用容易破裂。瓶壁越薄越好。 • 玻璃瓶受急冷、急热的温差约50℃，一般新瓶超过50℃，回 收的旧瓶只有35℃。 • 美国等规定玻璃瓶/罐耐急冷温差指标42℃，我国规定39℃。



Ｂ．递增性试验 递增性试验。每次以恒定温差（如5℃）逐步提高 受试温差，直至试样瓶的破裂百分数达到预定值。试 验结果以各次试验的温差、破裂数量和破裂百分数表 示。 Ｃ．破坏性试验 逐步提高试验温差，直至所有试样瓶破裂。 试验结果以所有试样瓶破裂时的平均温差表示。
5 水冲强度测试
水冲强度测试（或水锤 强度试验）指玻璃瓶水冲 效应引起的破坏力。 （1）测试目的:水冲效应 通常在热装形式充液的瓶 体上发生；当外包装容 器，如纸箱碰撞时，也可 能发生水冲效应 图4-10 水冲效应
图4-7 摆锤冲击 试验原理图 1-升降平台； 2-打击物； 3-保持子； 4-刻度盘； 5-试样瓶； 6-高度调节手柄； 7-卡板； 8-水平调节手柄
③ 运行冲击强度试验 对试样瓶按规定的容积要求，充填内装物，拧紧规格瓶盖。 然后开动传送机构，试样瓶在传送带上相互碰撞而受到冲击，观察传送 带速度与试样瓶破裂之间的关系。玻璃瓶体无破损的传送速度应该控制 30～40m/min范围内荷强度 在压盖或受其它压力时，瓶的肩部或底部会产生拉应 力，会导致玻璃瓶罐破裂。在瓶肩部外表面产生最大 拉应力，且随瓶肩形状的变化而变化。普通瓶堆码时 400-50000N，开盖时1000-2000N。
图4-2 肩部形状与垂直载荷强度关系



② 测试方法 把试样瓶夹在平台和气缸之间，由气缸对瓶加压，记录瓶破坏 时的载荷。试验时应安装树脂挡板，以免瓶碎伤人，应对整个瓶 子均匀加载。 ③ 测试仪器：由气压装置、夹持、压力显示、安全框组成。
玻璃包装容器性能测试
张文静
一、一般包装用玻璃容器性能测试
适用于包装医药、食品、饮料、酒类、易腐蚀物品 • 优点：具有化学性能稳定好、阻隔性高、透明美观、 硬度高、不易污染、长期使用材质变化小，可回收再 利用。 • 缺点：质量较大，耐冲击性差，容易破损，抗压而不 抗拉，破损多是由于受拉所引起的。
1.玻璃包装容器破裂形式
图4-5 冲击时玻璃瓶的破损形态

Ⅰ、Ⅱ分别表示局部破坏区域和损伤生成区域， a是损伤生成曲线，b是强度破坏曲线。
图4-6 冲击强度与玻璃瓶壁厚度的关系曲线
② 机械冲击强度试验 适用于玻璃瓶罐的耐抗机械冲击强度性能测试 • 试验仪器：摆锤、夹持、升降机构。 • 测试方法：GB 6552 “玻璃瓶罐抗机械冲击试验方法” ������ 通过性试验:首先将试样瓶放置在支承台上，紧靠后支座， 上下调整支承台，将玻璃瓶的打击部位调节到需要检测的位 置后，水平方向调节支承台，使摆锤处于自由静止状态，而 打击物轻微触及试样瓶表面。再以规定的冲击能量重复打击 瓶身周围相距约120°的3个点。检查瓶子有无破坏。 • 递增性试验：与通过性试验步骤基本相同，但需要逐步提高 冲击能量，重复试验，直到试样瓶破裂为止。
（2）试验原理与仪器: 耐内压强度试验机 • 原理：对夹持在夹板中的试样瓶均匀施加压缩载荷，直到预 定载荷值或发生破裂为止。 • 结构：由气-液压装置、夹持装置、压力显示部件、安全框等 组成 （3）试验方法： GB 4546 “玻璃瓶罐内压力试验方法”
图4-1 内压强度实验原理图 1-夹板; 2-水; 3-衬垫; 4-压力管；5-压力计; 6-汽缸; 7-电动机；8-启动按钮; 9-定时器; 10-压力指示灯

1：用卡规或环规测量瓶颈，用环规测量瓶外圆，用样规 测量瓶外形，用塞规测量瓶口等。 这种检查方法对检验人员的视力要求较高，工作量 很大，也不能保证所有商品的质量。 2：自动检测技术。欧美等发达国家已研制出多种类型的 自动检验机，并应用于玻璃瓶罐缺陷的检测与分析。 采用自动检验机检测玻璃瓶罐缺陷，属于全部检 查，而不是抽样检查，这也是控制包装质量的一种有 效方法。


直接法：使用偏光应力仪直接进行应力测定。 GB 4545 “玻璃瓶罐内应力检验方法”
无色瓶罐的检验方法



a.调整偏光应力仪零点，使之呈现暗视场。 b.把试样瓶放入视场，从口部观察底部，这时视场中会出现暗十字。若试样瓶应力 小，则这个暗十字会模糊不清。 c.旋转检偏镜，使暗十字分离成两个沿相反方向向试样瓶跟部移动的圆弧。随着暗 区的外移，在圆弧凹侧便出现蓝灰色，在凸侧出现褐色。如果要测定某选定点的应 力值，旋转检偏镜，使得在该点上的蓝灰色刚好被褐色取代为止。 d.绕轴线旋转试样瓶，观察所选的点是否为最大应力点。如果不是，则继续旋转检 偏镜，使得最大应力点处的蓝色刚好被褐色取代为止。记录检偏镜的旋转角度，按 表4-2所列关系折算成样瓶的应力等级。 e.如果要测定瓶壁，则使试样瓶绕轴线与偏振平面成45°，这时瓶壁上会出现亮暗 不同的区域，旋转检偏镜直至瓶壁上的暗区聚合，刚好完全取代亮区为止。记录检 偏镜的旋转角度，再折算成试样瓶的应力等级。
有色瓶罐的检验方法
a.卸下全波片，用偏光应力仪直接观察试样瓶，选定最暗区作 为参考区。 b.置入全波片，依次把标准光程差片叠加于参考区，并与试样 瓶呈现最高色序点的颜色相比较，直到两者的颜色接近为止。 c.转动试样瓶，找出最高色序点。 d.继续叠加标准光程差片，并与最高色序点的颜色相比较，再 折算成试样瓶的应力等级。
无色瓶罐检验方法
a. 把全波片置于偏光应力仪的光路中，调整仪器的零点。 b. 将试样瓶放入视场，检验试样瓶上呈现最高色序点。 c. 将标准光程差片靠近试样瓶的观察区放入视场，但不要与 试样瓶的光路重叠。一套标准光程差片不少于6片，每片 所产生的光程差为21.8～23.8nm。 d. 依次叠加标准光程差片，与试样瓶最高色序点的颜色比较。 当该色序大于N片标准光程差片叠加的色序，而小于N+1片 标准光程差片叠加的色序时，则该处的应力按N+1片标准 光程差片计算，再折算成试样瓶的应力等级。



(a)内压破裂 (b)外部冲击破裂 (c)跌落冲击破裂 (d)热冲击破裂 (e)、(f)水冲击破裂
2.主要检测项目

外观缺陷检测 内应力测试 强度性能测试 耐热冲击强度测试 水冲强度测试 防止飞散性测试 化学稳定性测试 密封性能测试 其它参数测试
1.外观缺陷检测
（1）测试目的：而当玻璃瓶受急冷作用时，外表面的拉应力 远大于内壁向的压应力。若急冷或急热作用所产生的最大应力 值超过玻璃的抗拉或抗压强度，则导致玻璃瓶壁破裂。 （2）试验原理：利用温度控制器把两个水槽温度按预定温差 调节好，把试样瓶放入热水槽中5min，然后连同瓶内热水急速 （30s内）移入冷水槽中浸泡30s后取出，记录因急剧温度变化 而破裂的瓶数。分析破瓶数与温度差的关系。 （3）试验仪器：冷水槽、温水槽、试验笼、计时器 （4）试验方法：GB 4547 “玻璃瓶罐耐热急变试验方法” 三种试验： 1. 合格性试验， 2. 递增性试验， 3. 破坏性试验
图4-8 运行冲击试验 装置 1-顶板； 2、4-试样瓶； 3-瓶导向槽； 5-挡板； 6-调速电机
④ 斜面冲击强度试验:适用于检测试样瓶充填内装物并装箱 后，在流通过程中受到水平方向冲击时破裂情况，其测试方 法类似于运输包装件的斜面冲击试验法检测试样瓶充填内装 物并装箱后，在流通过程中受到水平方向冲击时破裂情况. ⑤ 落下冲击强度试验:指整箱灌装后的玻璃瓶罐以竖向、横向、 斜向（口朝上）三种方式从1 m高度自由跌落在木板上所引起 的破损，它实际上是冲击强度与水冲强度的综合结果。
������ 目的：降低强度，很容易造成容器破损，在灌装生产线上 易 引起生产故障，影响包装过程和质量。细小的外观缺陷也影 响消费者的购买欲望。 ������ 外观缺陷种类：100种以上，如口部变形、瓶口内径差、表 面粗糙、壁厚不均匀、凹凸不平、气泡、伤痕、螺纹台阶缺 口及圈数不对等。这些缺陷主要是由供料机、制瓶机和模具 等操作使用不当所造成的。 检测方法： （1）目测； （2）简单量具抽样检查； （3）自动检测技术