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包装工艺课程设计

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2020年4月19日
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《 包 装 工 艺 设 计 》
目录
一、 设计任务 3
二、 内状物的特性以及流通环境 4
2.1. 内状物的特性 4
2.2. 流通环境 4
三、 包装工艺路线制定( 由材料到制作容器再到运输包装) 7
四、 包装材料的选择 8
五、 泡罩包装的材料选择以及工艺过程 9
5.1 泡罩包装的材料和形式的选择 9
5.2、 泡罩与衬底的连结方式 10
5.3、 泡罩包装的工艺流程及工作原理 10
六、 产品的销售包装的折叠纸盒的制造工艺 13
6.1、 折叠制造工艺: 13
6.2、 制盒的主要要求是: 15
七、 内装物装盒工艺 16
7.1、 内装物的装盒方式有多种, 特点如下: 16
7.2、 药品的装盒适合全自动的装盒工艺 16
八、 瓦楞纸板和瓦楞纸箱的制造工艺 18
8.1瓦楞纸板的制造工艺 18
8.2瓦楞纸箱的制造工艺 18
( 1) 瓦楞纸箱的工艺特点 18
( 2) 瓦楞纸箱生产工艺流程 19
( 3) 瓦楞纸箱的加工制造工艺 19
九、 装箱工艺 22
1、 一般要注意以下方面的问题: 22
2、 装箱工艺 22
十、 堆码状态 23
十一、 参考文献: 24

一、 设计任务
江中牌健胃消食片的包装工艺

二、 内状物的特性以及流通环境
2.1. 内状物的特性
内装物为泡罩包装的固态药品, 主要是对温度、 湿度、 光线的要求。如果忽视了这些要求, 往往会使药物的有效期缩短, 甚至变质、 产生有毒物质。因此应该满足
密封保存, 防止药性失散。
其次避光存放: 某些原料药( 如恩诺沙星) , 散剂、 片剂, 注射剂等, 遇热可发生化学变化生成有色物质, 出现变色变质, 导致药效降低或毒性增加, 应放入避光容器内, 密封于干燥处保存。片剂可保存于棕色瓶内, 注射剂可放于遮光的盒内。
最后还要件药品置于低温处, 受热易分解失效的原料药, 如抗生素, 生化制剂, 最好放于2——10度低温处在流通环境中也是。
2.2. 流通环境
( 1) 装卸搬运环节
由于包装件用瓦楞纸箱包装进行运输, 一般来说, 流程越长, 中转环节越多, 装卸搬运次数就越多。在设计瓦楞纸箱包装和装潢时, 如果包装件上有醒目的搬运标志, 光洁的表面, 合理的手孔或者提手, 必要的捆扎带, 符合人体因素的包装重量与外部尺寸, 则能够有效地减少粗野装卸的发生。
( 2) 运输环节
长途运输用的工具有汽车、 火车、 船舶和飞机, 短途运输主要有叉车、 电瓶拖车和手推车等。本设计以选用长途运输工具汽车。运输过程对货物包装件造成损害的原因有: 冲击。运输工具的启动、 变速、 转向、 刹车会使货物改变速度。当货物堆垛松散时, 它与车厢和相邻货物发生碰撞, 由于是玻璃容器, 很容易导致包装容器的冲击损坏。
包装件的冲击主要发生于装卸作业和运输过程中, 能够分为水瓶冲击和垂直冲击。垂直冲击主要主要有搬运、 装卸、 起吊时跌落引起。水平冲击主要发生于运输车辆在崎岖不平路面上行驶时, 车辆突然启动或者制动时、 飞机着陆时、 船舶靠岸时。
而汽车运输时的冲击, 主要取决于路面状况、 车辆的启动和制动, 货物重量及装载稳定性。
振动。汽车、 火车、 船舶和飞机等工具运行时受到路面状况、 路轨接缝、 发动机振动、 车辆避震性能、 水面风浪和空中气流等因素的影响, 产生周期性上下颠簸和左右摇晃。由于各种运输工具结构性能不同, 其振动振幅与频率范围也不同。
汽车运输振动加速度的大小与路面状况、 行驶速度、 车型和载重量有关。但主要因素为公路的起伏和不平度。汽车运输时包装件的共振频率一般小于25Hz。
气候条件。长途运输货物须要经历不同气候区域, 受到寒冷、 炎热、 干燥、 潮湿、 风雨等气候因素的影响。若货物包装结构不当、 材料选择不当、 封闭不严, 则会使内装物发生变质或者损坏。
其它因素。流通环境中, 存在各种化学和机械活性物质、 有害微生物和龋齿动物的损害。具体来说, 氧气、 一氧化碳、 二氧化碳、 硫化氢等气体, 以及盐雾、 雨水、 热源、 放射源、 气味源、 日光照射等都会加速包装件及内装物的品质下降, 受污染或者受损害。电子产品应考虑环境电场对其性能的影响。贵重物还应该考虑防窃启问题。
( 3) 贮存环节
货物贮存方法、 堆码重量、 高度、 贮存周期、 贮存地点、 贮存环境等直接影响产品包装件的流通安全性。仓库的建筑结构形式对贮存环境中温度、 湿度、 气压等因素影响甚大。
运输及贮存时, 为了节省占地面积, 常需要将货物堆高。堆码后底部货物包装件将承受上部货物的重压。这种静载压力会导致包装容器变形, 影响到包装外观及其动态保护性能。据调查, 一般仓库堆码高度为3-4米, 汽车内堆高限为3米, 远洋货船舱内堆高限为8米。因此, 设计时还须校核包装容器的堆码承压强度, 以确保货物在运输和贮存时的安全。另外, 对内装物而言, 包装所围成的空间, 又是一种微型环境条件。为了实施防护功能、 包装件常由容器、 结构材料、 衬垫材料、 内涂料、 粘合剂、 密封填料、 印刷油墨等组成。它们往往具有某些化学特性, 又接触产品, 若处理不当会污染内装产品导致产品变味变质。因此包装及其材料同被包装的产品之间的相容性也应该为包装设计制造者所重视。

三、 包装工艺路线制定( 由材料到制作容器再到运输包装)
对药品的包装( 包括销售包装, 中包装, 运输包装) 做一个系统的了解, 对家中牌健胃消食片的各方面的性能做一个规划。
选择合适的泡罩包装的材料PVDC, 铝箔, 并制作并制作跑罩包装, 工艺如下。
将药片装入一级包装内, 所使用的工艺如下, 并采用热封 。
根据产品的信息, 选择合适的材料对销售包装的纸盒尺寸和装潢进行设计。
根据自己设计的销售包装制盒的尺寸制盒, 纸盒制造工艺如下。
将一级包装装入二级包装中。
根据二级包装尺寸及其排列的方式进行瓦楞纸箱的尺寸计算, 并校核堆码强度。
瓦楞纸箱的生产工艺如下。
组合后的二级包装装入瓦楞纸箱中, 构成运输包装。
产品包装容器装入集合包装中或进行堆码方式的制定。

四、 包装材料的选择
内状物泡罩包装材料的选择: 塑料薄片PVDC,因为 PVDC 对空气中的氧及水蒸汽、 二氧化碳等具有良好的阻隔性。衬底铝箔可保护药品片剂免受光照变质。
销售包装的材料的选择: 销售包装选择了铸涂板, 良好的油墨接受性和吸收性、 印刷适印性, 常见做药品的包装。
运输包装采用瓦楞纸板: 瓦楞纸板s-2.2

五、 泡罩包装的材料选择以及工艺过程
泡罩包装的特点:
重量轻, 运输方便;
密封性能好, 可防止潮湿, 尘埃、 污染、 偷窃和破损;
能包装任何异形品;
装箱不另用缓冲材料;
外形美观、 方便使用, 便于销售等。
5.1 泡罩包装的材料和形式的选择
1、 跑罩包装的形式选择
将产品封合在由透明塑料薄片形成的泡罩与衬底( 用纸板、 塑料薄膜或薄片、 铝箔或它们的复合材料制成) 之间的包装方法 。主要的包装形式有:
A泡罩直接封合于衬底上
B衬底插入泡罩沟槽内
C压穿式泡罩
D泡罩封合于模切的衬底上
E泡罩插于衬底沟槽中
本次的设计是为片剂和胶囊的固体药剂的包装, 故选择最常见的泡罩直接分于呈衬底上。
2、 泡罩包装的基材的选择
基材主要有塑料薄片、 衬底材料、 涂层材料及衬底印刷油墨等。
( 1) 塑料薄片:
PVDC 对空气中的氧及水蒸汽、 二氧化碳等具有良好的阻隔性, 以相同厚度的材料来比较, PVDC 对氧的阻隔性能是聚乙烯的1500 倍, 是聚丙烯的100 倍, 是聚酯(PET) 的100 倍, 阻水蒸汽及空气等性能均优于PVC。PVDC 不但对气体、 异味阻隔性好, 而且其封口性能、 冲击强度、 抗拉强度、 耐用性等各项指标均能满足药品包装的要求。
( 2 ) 衬底材料:
衬底一般常见白纸板。白纸板用漂白硫酸盐木浆制成, 或用再生纸板为基层上覆盖白纸制成。选用时需考虑内装物物品得大小、 形状和质量。
药片和胶囊的泡罩包装衬底常见带涂层的铝箔, 铝箔是采用纯度为99％的电解铝, 药用铝箔具有无毒、 无腐蚀、 不渗透、 卫生、 阻热、 防潮等优点, 很容易进行高温消毒灭菌, 并能阻光, 可保护药品片剂免受光照变质。铝箔盖材在与塑料硬片密封前要在专用的印刷涂布机上印制文字图案, 并涂以保护剂, 在铝箔的另一面涂以粘合剂。
( 3) 涂层材料
常见热封涂层材料有耐溶性乙烯树脂和耐水性丙烯酸树脂, 它们都具有良好的光泽、 透明性和热封合性能。选择溶剂型乙烯树脂, 它具有热封温度较低、 良好的光泽、 透明性、 热封性等优点。
5.2、 泡罩与衬底的连结方式
连接的方式有热封( 上方、 下方加热或两方向同时加热) 、 插入沟槽( 胶粘或钉合) , 选择热封。
5.3、 泡罩包装的工艺流程及工作原理
( 1) 工作流程
片材加热→ 薄膜成型 → 充填产品 →安放衬底 → 热封 → 切边修整

( 2) 工作原理过程:
(a)卷筒塑料薄片展开向前送进;
(b)薄片加热软化, 在模具内用压缩空气或用抽真空吸制成泡罩;
(c)用自动上料机构充填产品;
(d)检测泡罩成型质量和充填是否合格, 在快速自动生产线上, 常采用光电探测器, 发现不合格产品时, 将废品信号送至记忆装置, 待切边工序完成后, 将废品自动剔除;
(e)卷筒衬底材料覆盖在已充填好的泡罩上;
(f)用板式或辊式热封器将泡罩与衬底封合在一起;
(g)在衬底背面打印批号和日期等;
(h)切边后形成包装件, 如果装有剔除废品装置, 则在切边工序之后, 根据记忆装置储存的信号剔除废品。
(j)装说明书、 装盒, 成为销售包装件。
( 3) 药品包装自动包装生产线
当前的药品的包装一般采用的是全自动的包装生产线, 下图是全自动的药品包装的流程图

六、 产品的销售包装的折叠纸盒的制造工艺
6.1、 折叠制造工艺:
折叠纸盒生产工艺是一个对文件资料信息的合成、 分解、 再合成的过程, 对各类图像、 文字、 设计信息进行整合, 构成完整的生产信息元素, 再对这些信息元素进行印前分解, 使之形成生产的基本单元, 随后经过制版、 印刷再将分解后的基本单元合成, 印制出彩色的画面, 最后经过表面整饰、 模切、 糊盒工艺处理, 完成整个产品的生产。
制造销售纸盒之前应该先计算好纸盒的制造尺寸, 设计的是一个管式的切缝锁定的纸盒, 盒形尺寸详见结构说明书
折叠纸盒的制盒工艺流程为:

图7-2 平面纸板制盒工艺

1) 开切备料
开切备料就是根据纸盒展开图上的形状和尺寸, 结合生产设备的规格, 将原料纸板切成一定大小的制作单元——纸坯。
( 1) 纸坯版面的大小设计要合理。
要根据现有的生产设备的规格来确定纸坯版面的大小, 当版面太大而超过设备的规格时, 现有设备就不能加工; 当纸盒尺寸太小时, 设计版面时能够考虑套裁, 在一个版面内设计加工两个或者多个纸盒, 以充分发挥
设备的生产能力。版面设计时, 要在纸盒展开图的尺寸大小周边上略有放大, 即留有加工余量, 一般是放大1厘米, 最少不得小于0.5厘米。
( 2) 下料时要确定纸板的纹向。
下料前要认清并确定纸板的纹向, 同时使纸板的纹向垂直于纸盒的主要压痕线, 以防止盒壁翘曲, 保证纸盒制作质量。
( 3) 认清纸板的正面与反面。
下料前还要注意认清纸板的正面与反面, 以保证将纸板的正面作为纸板的印刷面, 提高纸盒的印刷质量。
2) 印刷与印后加工
常见的印刷方式, 如胶版印刷、 柔性版印刷、 凹版印刷以及丝网印刷都能够应用于纸板的印刷。但最常见的还是胶版印刷。
胶版印刷的基本原理是: 印版亲水性的空白部分与亲油性的图文部分基本处于同一平面内, 印版一旦与润湿水接触, 空白部分着水, 而图文部分斥水, 因此, 当版面再与着墨辊接触时, 空白部分已经覆有斥墨的水膜, 仅能在图文部分接受油墨。
胶版印刷与凸版印刷相比, 虽然图文的清晰度稍差, 可是相对粗糙的承印表面也能进行良好印刷, 而且能在较短的时间内完成廉价制版, 印刷速度较快。胶版印刷印制折叠纸盒是一种传统的印刷工艺, 技术已经较为成熟, 胶印不但套准精度高, 且在彩色层次复制方面, 阶调再现好。
3) 表面加工
涂布乙烯树脂——加压涂膜——贴膜——烫金与贴金属箔——凹凸印
4) 模切
一般来说, 模切往往包括冲切和压痕两种功能。一般情况下, 往往把模切刀和压痕刀组合在一个版面内, 由模切机同时进行模切和压痕加工。模切刀的高度H1一般为28.3毫米, 厚度0.7毫米; 压痕刀的高度H2一般略小于H1, 以便两种刀具在同一模版中。
模切版选用厚度为20mm左右的多层胶合木板作衬空材料, 然后按开切备料的套裁版面的大小绘出套裁的各个纸盒的准确展开图, 并将它贴到衬空材料上; 再用钢丝锯按纸盒展开图上的线条, 在木板上锯出准确的线缝; 最后在纸盒的裁切线缝处嵌入模切刀, 在压痕线缝中嵌入压痕刀, 良好固定。模切版排好之后, 要注意对照图纸再次检查, 还要进行试切调整, 在保证准确无误后才能正式开始工作。
5) 剥离落料
有时亦称为落料或撕边、 敲芯、 清废等。
6) 制盒
将盒坯进行折叠后, 对制盒的接舌进行粘接或者钉合, 而纸盒和盒盖、 盒底的组装则在产品的包装过程中完成。制盒的主要要求是: 线要平直, 盒面上的花纹要对准, 不要歪斜乱搭, 纸盒的搭口要不脱口, 同时纸盒又不互相粘连。
6.2、 制盒的主要要求是:
线要平直, 盒面上的花纹要对准, 不要歪斜乱搭, 纸盒的搭口要不脱口, 同时纸盒又不互相粘连。

七、 内装物装盒工艺
7.1、 内装物的装盒方式有多种, 特点如下:
1．手工装盒法
不需要设备和维修费用;
速度慢, 劳动生产率低, 对食品和药品等卫生条件要求高的商品, 容易污染。
2．半自动装盒方法( Ｐ84图5－11)
手工将产品装入盒中, 其余工序, 如取盒坯、 打印、 撑开、 封底、 封盖等都由机器来完成; 如需装入说明书, 用手工放入。
3．全自动装盒
除了向盒坯贮架内放置盒坯外, 其余工序均由机器完成 ;
生产率很高 ;
机器结构复杂, 操作维修技术要求高, 设备投资也大;
适合于单一品种的大批量产品装盒。
7.2、 药品的装盒适合全自动的装盒工艺
装盒有物品直接装盒和包装件装盒两类。前者进行装盒时, 将被包装物品经计量后直接充填入包装盒内, 被包装物品与包装盒接触。
开盒成型－充填－封口装盒工艺
取盒坯
↓
盒张开成型
↓
封底
↓
产品供送→充填
↓
封盖→成品→检验
图6-1

八、 瓦楞纸板和瓦楞纸箱的制造工艺
8.1瓦楞纸板的制造工艺
1.准备工序 1-1 黏合剂制作 1-2 原辅料投入
2.单面机组 2-2 A单面 2-2 A单面
3.双面机组 3-1 双面机 3-2 烘干冷却
4.纵切压线 4-1 纵向切断 4-2 纵压线
5.横向切断 5-1 上部切断 5-2 下部切断
6.堆积码垛 6-1 堆积机 6-2 侧面输送
7.半成品中转 7-1 销售纸板 7-2 规格纸板
8.2瓦楞纸箱的制造工艺
( 1) 瓦楞纸箱的工艺特点
1) 重量轻,结构好(拱形),节省原材料, 缓冲性能大大优于木箱。
2) 瓦楞纸箱的纤维性原料既刚且柔, 易折能粘。虽然要经过分纸压痕、 开槽切角、 印刷、 钉箱等多道工序, 但每道工序都能够由专门设备来完成, 生产方式既能够是单机生产, 也能组合成连续化流水线生产, 生产效率高, 适于大批量生产。
3) 瓦楞纸箱变更箱型和尺寸, 在工艺上非常简单, 因而包装产品外形不受限制。瓦楞纸箱既可用于外形简单的产品的运输包装, 又可加工出造型美观的销售包装, 且能最大限度地利用包装容积。
4) 瓦楞纸板表面的印刷性能良好,而木箱表面难于印刷。
5) 瓦楞纸箱也朝着多功能方向发展。能够根据需要在瓦楞纸板及纸箱的制作中, 增加上蜡、 涂塑、 浸渍、 喷雾等工序, 从
而赋予纸箱防潮、 防水、 保鲜、 防锈等多种功能, 提高瓦楞纸箱的防护性能及扩大其用途。
6) 瓦楞纸箱的装箱和封箱作业比木箱简便得多, 因而容易实现产品装箱自动化以及制箱、 包装一条龙服务。
7) 瓦楞纸箱损坏之前可重复使用, 即使废弃之后, 也能够回收重新化浆造纸再制成纸箱, 既不给环境造成污染又能真正做到物尽其用.
( 2) 瓦楞纸箱生产工艺流程

图8-1瓦楞纸箱生产工艺流程
( 3) 瓦楞纸箱的加工制造工艺
1) 分切压痕工艺( 在分切压痕机上完成)
纵向压痕多在印刷开槽机或模切机上压出, 而横向压痕则是在分纸压痕机上进行(也有在瓦楞纸板机尾部的切断机构上完成)。
横向压痕比纵向压痕所需压力要大(瓦楞纸板的刚性及瓦楞的结构引起的反力较大)。
压痕时, 表面原纸会伸长, 当伸长到一定值(极限)时, 会引起压痕处纸板表面破裂。一般情况下, 瓦楞纸板含水率越低, 越易引起破裂, 对纸板喷水雾是防止纸面破裂的有效办法
压痕力过大或原纸强度过低, 也会在压痕中导致纸板面纸破裂。可适当调整压痕力, 对原纸喷上一种能保持水分的化学试剂。
2) 开槽工艺:
是在纸板切割下料, 并经压痕确定出纸箱的摇盖和纸箱的高度后进行, 以开出摇盖, 切出接缝接头, 以便装箱时折叠或搭盖封合。开槽能够在印刷开槽机、 印刷开槽切角机、 开槽切角机等设备上进行。也有单独的开槽切角机用于开槽工艺。

3) 切角、 冲孔工艺
开槽之后的工序, 切出接口, 便于折合钉(粘)箱。而冲孔是冲出捏箱挽孔或通气孔。冲孔有时还要借助于模切机。一般的切角可在切角开槽机、 印刷开槽机上进行。
4) 模切工艺
模切工序是在模切机上的模板, 经过按照纸箱设计展开图嵌装刀片和嵌线 , 经模板的往复运动或装有模板的辊筒的周转运动, 把送入刀片和嵌线于平台和下滚之间的纸板模切成预定的形状, 并同时压出线痕。同时除去加工后纸板上的边角余量, 再经折叠粘接或钉合成所要求得到的制品。用平压平模切机进行模切。所谓平压平是指版台与压力平台均为平面, 或者版台为平面, 压力平台为曲率半径很大的圆弧面。工作时, 经过压力平台对装有钢刀和嵌线的版台施加压力, 使两者互相均匀接触, 钢刀完成裁切动作, 嵌线完成压痕任务。
5) 印刷工艺
由于瓦楞纸箱在印刷中, 涉及多方面因素, 因此, 在瓦楞纸箱印刷中应注意:
①避免满版印刷; ②避免带状(与瓦楞楞型方向相同)印刷;
③油墨色彩应醒目; ④尽量减少套印次数;
⑤避免太小的文字; ⑥尽量减小印刷压力。
印刷方式如下图8-2, 瓦楞纸箱印刷常见的有苯胺印刷, 柔性印刷等, 我采用的是苯胺印刷的方式。
6) 接合工艺
钉接、 粘接和胶带的贴接

图8-3接合工艺
在接合工艺三种方式中, 我选择粘接, 粘接比较利于机械的自动

九、 装箱工艺
1、 一般要注意以下方面的问题:
压线要清晰、 压线及开槽位置精确与人工装箱不同, 自动装箱设备对纸箱压线及开槽要求比较高。人工装箱时, 可对压痕浅、 压线开槽走位等影响纸箱自然成形的不良因素进行手工矫正。
箱角漏洞不宜偏大 一般自动装箱的封箱方式有胶水封箱和胶带封箱两种。与手工”工”字型封箱的方式不同, 胶水封箱和胶带封箱均不会封住箱角。
面纸表面必须有一定的粗糙度
必须有很好的平整度
2、 装箱工艺

图8-5 全自动水平装箱过程示意图

十、 堆码状态
有两类堆码形式, 一类是平齐堆码( 重叠堆码) , 一类是交错堆码。
( a) 平齐堆码受力情况最好、 强度最大, 但堆码的稳定性却 是最差
( bc)上下层纸箱间箱面强度 大的棱角(箱角柱)位于另一箱面强度小的棱边中部, 各箱面水平棱边挠度不一致。从而使在较小载荷下使纸箱发生破坏, 但这种堆码方式稳定性却很好
(d)上层箱的箱角并未在下层箱强度最低的箱面中心, 而是偏离了一定距离。因此, 其堆码强度与堆码稳定性都好。
综合考虑堆码强度和堆码稳定性, 选择d类堆码

十一、 参考文献:
[1]《运输包装》彭国勋。
[3]《包装材料学》骆光林, 王经武等。
[4]《包装机械概论》孙凤兰, 马喜川, 袁文郁等 。
[5]《包装工艺学》印刷工业出版社 潘松年。
[6]《包装技术》 武汉测绘科技大学出版社马, 桃林。
[7]《包装材料与实用包装技术》化学工业出版, 社唐志祥。
[8]《包装造型与装潢设计基础》印刷工业出版社, 肖禾。
[9]《包装容器结构设计与制造》印刷工业出版社, 宋宝丰。
[10]《包装结构设计》化学工业出版社, 吴波。
[12]《视觉传达设计》北京理工大学出版社, 曾宪楷。
[13]《销售包装结构设计》化学工业出版社, 周开明、 冯梅编著。
[14]《纸包装结构设计》中国轻工业出版孙诚。
[15]《包装设计教学》江西美术出版社, 刘小玄。