包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

<包裝容器構(gòu)造設(shè)計(jì)>馮梅第五章陶瓷包裝容器構(gòu)造設(shè)計(jì)天津商學(xué)院包裝工程系天津商學(xué)院包裝工程系第五章陶瓷包裝容器構(gòu)造設(shè)計(jì)第一節(jié)概述第二節(jié)陶瓷容器的成型加工第三節(jié)陶瓷包裝容器的外表裝飾第四節(jié)陶瓷包裝容器的構(gòu)造設(shè)計(jì)第一節(jié)概述陶瓷〔Ceramics〕的傳統(tǒng)概念是指一切以粘土等無(wú)機(jī)非金屬礦物為原料的人工工業(yè)產(chǎn)品。它包括由粘土或含有粘土的混合物經(jīng)過(guò)混煉、成形、煅燒而制成的各種制品。一、陶瓷器的分類㈠按用途不同分類日用陶瓷：如餐具、茶具、缸、壇、盆、罐等。藝術(shù)陶瓷：如花瓶、雕塑品、擺設(shè)品等。工業(yè)陶瓷：如建筑、衛(wèi)生、化工瓷，耐火資料、特殊瓷等。㈡按所用原料及坯體的致密程度的不同分類從土器〔BrickwareorTerra-cotta〕、陶器〔Pottery〕、炻器〔Stoneware〕、半瓷器〔Semi-vitreousChina〕到瓷器〔porcelain〕，原料從粗到精，坯體從粗松多孔逐漸到達(dá)致密，燒結(jié)燒成的溫度也逐漸從低到高。⒈半陶器〔普通陶器CommonPottery〕外表粗糙，坯體帶色、多孔、不透明，吸水率及浸透性大，主要有盆、罐、缸、甕等。⒉精陶器〔Fineearthenware〕精陶器普通為白色，不透明，4～12%的吸水率，對(duì)坯料要求不高，燒成溫度較低，主要有壇、罐、瓶及衛(wèi)生陶器等。⒊炻器〔Stoneware〕介于陶和瓷之間的一種陶瓷制品。古時(shí)稱石胎。坯體致密，以完全燒結(jié)，這一點(diǎn)已接近瓷器，但它還沒(méi)有?；睼itification〕，仍有2%的吸水率，坯體不透明，多數(shù)制品略帶顏色，也有白色的，如水缸、壇等。⒋半瓷器坯料接近于瓷器，但燒成后仍有3～5%的吸水率，〔瓷器0.5%以下〕所以，它的運(yùn)用性能不及瓷器、比精陶好。⒌瓷器是陶瓷開(kāi)展的最高階段。它的特征是坯體完全燒結(jié)，完全?；?，因此很致密，對(duì)液體和氣體都無(wú)浸透性，色白，胎薄處呈透明。二、陶瓷容器的包裝特點(diǎn)陶瓷包裝容器具有以下特征：①具有良好的耐熱性、隔熱性、耐酸、耐堿、化學(xué)穩(wěn)定性好，不與內(nèi)裝物發(fā)生化學(xué)作用，對(duì)環(huán)境條件順應(yīng)性強(qiáng)；②質(zhì)地鞏固，不變形，對(duì)內(nèi)裝物有很好的維護(hù)作用；

③抗壓強(qiáng)度高，拉伸強(qiáng)度相對(duì)較低，抗機(jī)械沖擊強(qiáng)度差；④陶瓷吸水率低，特別是瓷類容器幾乎不吸水，無(wú)浸透，清潔衛(wèi)生，很適宜食品、化學(xué)工業(yè)品的包裝；⑤原料豐富，成型力便，但消費(fèi)周期較長(zhǎng)，消費(fèi)率低，尺寸誤差大，普通又不能回收復(fù)用，本錢較高；⑥外型變化多，顏色古樸典雅，裝飾風(fēng)格獨(dú)特，適宜高檔、名貴、禮品等商品的包裝；⑦不透明，看不見(jiàn)內(nèi)裝物，不便于消費(fèi)者挑選，運(yùn)輸也不方便。三、陶瓷原料㈠可塑性原料可塑性原料也稱“粘土原料〞，是陶瓷消費(fèi)的主要原料。用量常達(dá)40～60%，是一種疏松的或呈膠狀的嚴(yán)密含水鋁硅酸鹽礦物。

㈡非可塑性原料非可塑性原料又稱瘠性原料。主要有石英、長(zhǎng)石、熟料及瓷粉等。㈢熔劑原料主要有長(zhǎng)石、滑石以及鈣鎂的碳酸鹽等。這些熔劑原料在坯體中可起瘠化作用；可縮短枯燥時(shí)間，減少枯燥收縮和變形；能降低坯體的燒結(jié)溫度，縮短培燒過(guò)程；加強(qiáng)坯體的半透明度，是陶瓷消費(fèi)中的主要熔劑性原料。四、陶瓷坯料

坯料的制備方法不僅與瓷質(zhì)有關(guān)，也因成型工藝方法的不同而有所不同。陶瓷包裝容器的主要成型方法是可塑成型與注漿成型，所以坯料也分為可塑成型坯料與注漿成型坯料。㈠可塑成型坯料可塑法成型所需求的坯料稱為可塑性坯料。坯料的可塑程度影響著陶瓷制品的成型，即要求坯料有足夠的可塑性，使其易于成型，并具有一定的干坯強(qiáng)度，也要留意易使坯料收縮過(guò)大或不易枯燥。坯料的含水率在20～29%之間，手工成型需求含水較高，機(jī)械滾壓含水可低。㈡注漿成型坯料注漿成型用的泥料是呈泥漿形狀的懸浮體。坯料要求有良好的流動(dòng)性。含水量高達(dá)30～35%左右，含水量要求盡量能夠少，以降低枯燥收縮。在消費(fèi)中多習(xí)慣于用比重來(lái)控制含水量。普通控制在1.65～1.9之間；為防止呵斥坯體外表已硬化，而中心尚有流漿的現(xiàn)象，泥漿要有良好的濾過(guò)性，使水分分散快，成型時(shí)間短，坯料中應(yīng)配一定量的瘠性原料或瓷粉。㈢組織構(gòu)造組織構(gòu)造為不均勻的多晶混合物。⒈晶相30～70%。對(duì)陶瓷器的物化性能起決議性作用〔鋼筋〕。晶體可構(gòu)成晶架。⒉玻璃相非晶低熔點(diǎn)的固體，20～60%〔混凝土〕，填充與粘結(jié)作用?？砂褮怏w排出，光澤性好。⒊氣相氣孔，5～10%〔微氣孔〕。第二節(jié)陶瓷容器的成型加工一、泥料制備泥料制備的普經(jīng)過(guò)程如下：二、坯體成型成型即將制備好的坯料，用各種不同的方法制成具有一定外形和尺寸的坯件〔生坯〕。這只是半廢品，其后還要進(jìn)展枯燥、上釉、燒成等多道工序。陶瓷種類很多，坯體性能各異，制品的形狀、大小、燒成溫度不一，以及對(duì)各類制品的性質(zhì)和質(zhì)量要求也不一樣，因此所用成型方法也多種多樣。普通分為三類：可塑法、注漿法、干壓法。㈠可塑法成型⒈旋壓成型可塑法成型是利用坯料的可塑性，將其塑呵斥一定外形的容器坯件?？煞譃槭止づc機(jī)械成型兩類。手工成型主要包括拉坯、模印、雕鑲等方法。機(jī)械成型主要有旋壓成型與滾壓成型兩種，目前多用滾壓成型。

⒉滾壓成型

有些深形制品，不宜采用有傾角的滾壓頭，滾壓頭的大小〔端面直徑〕不能小于坯體底面的半徑，否那么坯體中心部位無(wú)法成型；但也不宜超越坯體底面半徑的120%，過(guò)大呵斥排泥困難、壓力太大等問(wèn)題。㈡注漿法成型運(yùn)用注漿坯料，分空心注漿與實(shí)心注漿兩種成型方式。⒈空心注漿成型時(shí)，將注漿坯料〔泥漿〕注入石膏模內(nèi)，利用石膏模的吸水性，當(dāng)水分滲入石膏模后，貼近模壁的泥漿變稠，構(gòu)成和模具型腔外形一樣的泥層，隨著時(shí)間的延伸，泥層逐漸增厚，當(dāng)?shù)竭_(dá)所需厚度時(shí)，將多余的泥料倒出，當(dāng)泥層脫水收縮到一定的程度就與模壁脫離，即可取出，構(gòu)成坯體。這種方法適用于外形復(fù)雜或不規(guī)那么的容器成型。如圖4-5所示。⒉實(shí)心注漿實(shí)心注漿是將泥漿注入兩個(gè)合起來(lái)的石膏模之間的空腔中。由于石膏模不斷吸收泥漿中的水分，泥漿量自然會(huì)不斷減少，因此注漿時(shí)必需陸續(xù)補(bǔ)充泥漿，直到泥漿全部構(gòu)成坯體，注漿口已無(wú)法續(xù)補(bǔ)泥漿為止，如圖4-6所示。

為了強(qiáng)化注漿過(guò)程，使坯體構(gòu)造致密，縮短坯體生成時(shí)間，還有壓力注漿、真空注漿及離心注漿等方法。㈢干壓法泥料含6～10%水分。模具是金屬的，只適用于尺寸小、大口、外形簡(jiǎn)單的陶瓷器。三、枯燥經(jīng)過(guò)成型的陶瓷坯件依然含有大量的水分，沒(méi)有足夠的強(qiáng)度接受搬運(yùn)或后續(xù)加工過(guò)程中的壓力和震動(dòng)。因此，要經(jīng)過(guò)枯燥，排除坯體中水分以到達(dá)所要求的程度。普通來(lái)說(shuō)，搬運(yùn)、修坯時(shí)坯件的水分應(yīng)在16～18%以下，施釉時(shí)應(yīng)在2～4%左右，燒成入窯時(shí)在2～3%左右。

枯燥方法很多，普通有自然枯燥、熱空氣干燥以及較為先進(jìn)的輻射枯燥與微波枯燥等。四、修坯、粘接粘接：是針對(duì)那些不能一體成型的容器，先把坯件主體和部件〔如握柄、掛環(huán)等〕分別成型，然后用泥漿將部件粘接在主體上。分濕接與干接。修坯：是對(duì)坯體進(jìn)展打磨、刮邊、割口、扎眼及挖底等加工。提高外表光潔度，去除毛刺、浮土，完成坯件的部分加工。五、施釉釉是附在陶瓷外表的一種玻璃或玻璃與晶體的延續(xù)粘著層。在陶瓷表面施釉可使其外表平滑、光澤、抗污染性加強(qiáng)，降低吸水性，同時(shí)提高強(qiáng)度、外表硬度及耐化學(xué)腐蝕性，加強(qiáng)了陶瓷容器的裝飾性。

施釉前必需對(duì)需施釉的外表進(jìn)展處置〔除去積塵、浮土、污垢、油漬等〕，以保證坯體對(duì)釉漿的良好附著。常用的施釉方法有以下幾種：㈠浸釉法此法適用于素?zé)^(guò)的小件制品。原胎坯件。㈡噴釉法適用于器壁較薄、大型易碎生坯。㈢淋釉法〔澆釉〕普通適用于無(wú)法浸釉的大型陶瓷制品。㈣刷釉法適用于同時(shí)施幾種不同的釉料。六、燒成坯體經(jīng)高溫煅燒成為瓷的工藝過(guò)程稱為燒成。它是陶瓷制造工藝過(guò)程中最重要的工序之一。燒成分為一次燒成和二次燒成。一次燒成是將生坯施釉入窯煅燒成瓷。二次燒成是將素?zé)^(guò)的坯體施釉，再釉燒成瓷。坯體在燒成過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一系列的物理、化學(xué)變化，普通分為四個(gè)階段：⒈水分蒸發(fā)階段〔室溫～200℃或300℃〕這個(gè)階段主要是排除坯體內(nèi)剩余水分。⒉氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化階段〔200℃或300℃～900℃或1100℃〕主要反響是結(jié)晶水排除，有機(jī)物氧化，碳酸鹽、硫酸鹽分解以及石英晶型的轉(zhuǎn)化。⒊釉層玻化、坯體瓷化階段〔900℃或1000℃～燒成溫度〕這個(gè)階段是整個(gè)燒成過(guò)程的關(guān)鍵。在此階段，氧化和分解作用繼續(xù)進(jìn)展，構(gòu)成液相及固相的熔融，構(gòu)成新的結(jié)晶相，晶型轉(zhuǎn)化，整個(gè)坯體致密化。⒋冷卻階段〔燒成溫度～室溫〕冷卻階段使液相逐漸變?yōu)椴Ａ喑煞郑羁偸桥骷不ㄐ?。七、石膏模與加放尺寸

由于坯件成型后的枯燥和燒成過(guò)程中都要產(chǎn)生收縮，為了獲得合格的燒成后制品尺寸，石膏模相應(yīng)的型腔尺寸應(yīng)在燒成后制品尺寸的根底上，按收縮率加放尺寸，習(xí)慣稱為放尺。放尺后的型腔尺寸，可按下式計(jì)算：第三節(jié)陶瓷包裝容器的外表裝飾一、施釉普通釉料分為白釉和色釉。白色清潔衛(wèi)生，色釉具有良好的裝飾效果。㈠原釉長(zhǎng)石釉和石灰釉是一種本性釉，也是透明釉的一種，是由石英、長(zhǎng)石、石灰石、高嶺土、粘土及廢瓷粉等組成。白云石釉和滑石釉是在石灰釉中引入長(zhǎng)石之后又引入白云石和滑石，使釉的熔融范圍加寬了，同時(shí)還大大提高了白度和透明度。㈡色釉是在原釉中參與著色金屬氧化物或其鹽類，使釉呈現(xiàn)美麗的顏色。例如以鐵為著色劑在復(fù)原焰中燒成青色，以銅為著色劑在復(fù)原焰中燒成紅色。㈢透明釉和乳濁釉絕大部分釉是具有玻璃光澤的透明釉。有時(shí)為了特殊裝飾的要求，或?yàn)榱苏谏w不夠潔白的坯體，也采用乳濁釉，它是在釉中添加乳濁劑，使其呈不透明的乳濁狀。例如：TiO2SnO2CaF2NaF等乳濁劑。㈣特殊釉⒈裂紋釉⒉結(jié)晶釉⒊流動(dòng)釉⒋光彩釉⒌無(wú)光釉⒍顆粒釉二、彩繪在生坯體或素?zé)黧w上彩繪而后是一層透明釉，彩繪分釉上、釉下和釉中彩三種。⒈釉下彩繪是將坯體先經(jīng)低溫素?zé)?00℃～800℃〕，然后進(jìn)展手工彩繪，再低溫素?zé)淮?，最后施上無(wú)色透明釉〔普通為石灰釉〕入窯以高溫?zé)伞＂灿陨喜世L是在已燒成的瓷器的釉面上飾以釉上彩料，置于烤花窯內(nèi)以600℃～850℃的低溫?zé)伞Ｓ捎跓蓽囟容^低，所以可以用的顏色種類較多，但其色料是施在釉層表面之上，結(jié)合不夠結(jié)實(shí)，易受磨損，不及釉下彩經(jīng)久耐用。⒊釉中彩會(huì)由于釉上彩有鉛和鎘毒性的危害，因此設(shè)法在短時(shí)間內(nèi)迅速提高烤燒溫度，使顏料滲入釉中，冷卻后釉面封閉，花面被浸在釉中，顯現(xiàn)出近似于釉下彩的效果。三、貼花、印花、噴花彩繪依托手工操作，對(duì)繪制人員要求較高，而貼花等操作技術(shù)簡(jiǎn)單，易于掌握，生產(chǎn)率高。⒈貼花釉下貼花：貼紙花〔畫、照片〕，再涂釉，然后入窯烤燒而成。釉上貼花：貼塑料膜的花與畫，不再燒,涂透明樹(shù)脂〔PVC、PS〕。⒉印花是利用刻有花紋圖案的橡皮印戳，將印戳均布彩料，即可把花紋圖案印到坯件上。印花也分釉上印花和釉下印花。印花效率更高，但只適用于單色。⒊噴花好像日常噴字技法一樣，是利用鏤空的模版，用緊縮空氣噴槍將彩料噴到模版上，在制品上構(gòu)成花紋圖案。第四節(jié)陶瓷包裝容器的構(gòu)造設(shè)計(jì)在陶瓷容器的構(gòu)造設(shè)計(jì)中，既要思索包裝功能、資料的成型特性以及工藝過(guò)程，又要具有一定的藝術(shù)性。坯體在焙燒前的各個(gè)工序中都有產(chǎn)生變形的能夠，焙燒時(shí)坯體的收縮將導(dǎo)致更大的變形，因此在構(gòu)造設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)力學(xué)性質(zhì)思索受力的平衡，設(shè)計(jì)出合理的外型與構(gòu)造。在適用和美觀的前提下，盡能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的外形，這是容器設(shè)計(jì)的根本原那么。一、口部構(gòu)造二、肩部構(gòu)造

口部之下是頸部，頸部的外型與結(jié)構(gòu)缺乏獨(dú)立性，因它既受口部的制約，同時(shí)又遭到肩部的制約，是一過(guò)渡部位。肩部的外型加以改動(dòng)，不僅使得整個(gè)容器外觀得以改動(dòng)，而且可以減少容器加工中的變形。三、腹部構(gòu)造

它是容器的主體部分，從屬