《包装技术与设计》课件-4金属容器结构设计

包装技术与设计金属容器结构设计金属容器结构设计2Part5.钢桶的三重卷边三重卷边是指桶顶、桶底与桶身的结合、形成五层以上板材链接、咬合在一起的卷边形式。由于多数三重卷边的机构，从钢桶径向数共有七层板材，故也称七层卷边三重卷边的结构及特点A三重卷边的结构金属容器结构设计2PartB三重圆卷边尺寸计算金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part（1）性能指标金属容器结构设计2Part6.钢桶技术要求（2）质量要求金属容器结构设计2Part钢桶内外表面保护层，涂膜平整光滑，色泽均匀，涂膜附着力不低于标准规定的2级；锌层厚度不小于0.010mm。外观圆整无毛刺和机械损伤，桶内洁净、无锈、无渣和其他杂质。卷边无铁舌等缺陷，焊缝平整、光滑、均匀，不焊不多于两处。封闭器装配后密封良好，保证互换性，小开口钢桶封闭器高度要低于卷边口沿。包装技术与设计金属容器的结构金属容器在包装工业中占有重要地位，随着科学技术的迅速发展，金属容器产品与技术有了很大改观。目前，金属包装容器主要包括饮料罐、食品箱、喷雾罐、金属软管、方便桶、钢桶等。金属容器1Part金属包装容器概述金属容器1Part金属箱金属盒金属桶金属软管金属盘金属罐金属包装容器的基本类型金属罐根据国际标准ISO90的相关定义，金属罐是用最大公称厚度为0.49㎜金属材料（镀锡或镀铬薄钢板、铝板等）制成的硬质容器。我国在GB13040-91中对金属罐的定义为：用金属薄板制成的容量较小的容器。1.按结构分类：三片罐分别由罐盖、罐底和罐身连接而成的金属罐。二片罐罐底和罐身用整片金属薄板冲压成形制成一体，然后再与罐盖连接而成的金属罐。金属容器1Part2.按材质分类：有镀锡薄铁板（马口铁）罐、镀铬薄铁板罐、黑铁皮罐、铝罐、铅罐等。3.按横截面形状分类：有圆形罐、方形罐、椭圆形罐、梯形罐、马蹄形罐等4.按开启方法分类：开顶罐一端全开口，灌装后再封罐的金属罐。卷开罐罐身上部预先刻痕并带有舌状小片，用开罐钥匙卷开的金属罐。多用于肉食罐头包装。杠杆开启罐带有杠杆开启盖的马口铁罐。罩盖罐带有浅罩盖的金属罐。易拉罐带有易拉盖的密封罐。金属容器1Part金属桶金属桶是容量较大（大于20L）并用厚度大于0.5㎜的较厚金属板制成的圆柱形、长方体形和椭圆柱形等金属包装容器，用于大中型运输包装。按照制桶材料分类，主要有铝桶、钢桶和不锈钢桶等。金属容器1Part1.全开口桶2.闭口桶其中桶顶开口直径小于或等于70㎜的为小开口桶；大于70㎜的为中开口桶。3.圆锥颈捅4.方锥颈桶5.异形顶桶没有常规的顶端，但桶的顶部有一个隆起部分，桶顶轮廓由一个凹陷部分断开，以便紧靠顶部边缘安装灌装和排空装置。6.缩径桶桶径在顶部或底部明显缩小，以便于堆码的金属桶7.提桶即带有提手的金属桶，有开口和闭口两种形式。金属容器1Part金属盘是用金属材料制成的无盖浅包装容器金属盘金属容器1Part金属包装容器的原材料主要是金属薄板、如薄钢板（黑铁皮）、镀锡薄钢板（马口铁）、镀锌薄钢板（白铁皮）、镀铬薄钢板、薄铝板、铝合金薄板等。其次还有用到焊料、漆料、涂料能辅助材料。金属容器1Part金属包装容器的原材料1.金属罐各部结构名称金属容器1Part金属包装各部的结构名称金属容器1Part罐盖金属罐的顶部构件，通常指灌装后再封口的金属盖。罐身金属罐的主要构件之一。三片罐罐身指侧壁，二片罐罐身包括侧壁与罐底。罐体三片罐除盖以外其他部分的总称，即包括罐身与罐底。开罐钥匙卷开罐附件，用以穿绕舌片将罐卷开。膨胀圈罐盖或罐底经冲压形成的凹凸状环，以适应罐头杀菌时内装物膨胀的需要。环圈通过二重卷边固定在罐身上部，中心有一开口用以安装罐盖的构件。刻痕卷开罐罐身或易开盖上为便于开启而预先压成或刻画的撕开线。拉环易开盖上为便于开启而预先铆合在盖上的环状附件。铆钉为将拉环铆合在易开盖上而预先冲出的凸泡。金属容器1Part2.金属桶各部结构名称金属桶各部结构名称如图所示金属容器1Part桶顶金属桶的顶部构件。闭口桶可带有注入孔和透气孔。凸边由卷边形成高于桶顶或桶底的部分。注入孔桶顶设置的灌装或倾倒内装物的孔。透气孔桶顶设置的灌装或倾倒内装物时用于透气的孔。凸边加强环一种金属加强环，装于金属桶凸边，以保护卷边。滚箍附加于桶身上的护圈，当桶滚动时保护桶身不受伤害。加强筋在金属容器上用于增加刚度而形成的凸或凹的部分，有环筋和非环筋两种。波纹凹凸连续的环形小加强筋。提手装在金属容器上的一种附件，用于抓握或提携。提梁两端由挂耳连接在桶身的半圆形金属丝提手。提环由挂耳固定在桶上的可以自由转动的小环形提手。挂耳固定于桶身，能使提手像铰链一样转动的金属连接构件。金属容器1Part3.金属软管各部分结构名称管嘴软管的内装物输出口。管肩管嘴与管壁之间的倾斜部分。管壁软管带有挠性的圆柱体部分。封摺软管尾部封合部分。管盖用于管嘴的螺纹封闭物或摩擦式封闭物。金属容器1Part包装技术与设计金属容器的结构1.三片罐组成金属容器结构设计2Part三片罐所谓三片罐是指罐身、罐盖（顶、下同）和罐底三个部分组合而成的一类容器圆罐罐径小于罐高称为竖圆罐；反之称为平圆罐表示：5133：表示内径为52.3mm后三位表示外高尺寸133mm异型罐非圆柱体罐的总称，常见的有方罐、冲底方罐、椭圆罐、冲底椭圆罐、梯形罐、梨形罐金属容器结构设计2Part罐型圆罐金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part罐径小于罐高称为竖圆罐；反之称为平圆罐罐身接缝是罐身成型后罐身板两端的焊接接缝锁边接缝搭接接缝对接焊接粘接焊接金属容器结构设计2Part罐身切角金属容器结构设计2Part切角和切缺切角形式切缺形式金属容器结构设计2Part三角形切角端折边切除部位的两侧边互成直角钝角形切角端折边切除部位的两侧边互成钝角宝塔形切角具有两个直角台阶的切除部位V形切缺切缝两边成锐角U形切缺切缝两边平行，底部呈圆弧状在锡焊制造工艺过程中，为使罐身两端只有两层钢板，以便于翻边和封口，需要在罐身板上的一端切去上下两角，称为切角，另一端切制两个锐角，统称为切缺切角与切缺的技术要求金属容器结构设计2PartA切角与切缺两端留出的部位距离必须相等

B切角的切口要平齐无毛刺，尺寸正确一致，切口不得过深、过浅和歪斜。C切角与切缺深度相当于端折宽度减去钢板厚度。D切角与切缺深度为2.1~2.5mm，随罐径增大而增大，允许偏差为±0.15mm金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part成钩（端折）金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part经过切角和切缺后的罐身板，用折边机将两端各自向相反的方向弯折成钩状，以便成圆后相互钩合，成钩即便于罐身的锁接，同时又避免焊锡过多的渗透入罐内。金属容器结构设计2Part成钩（端折）成钩技术要求罐身两端成钩与罐身成相反的35度到45度，保证罐身弯曲后锁边良好；成钩宽度应均匀一致，不得有大小头成钩宽度为2.3-2.8mm，随罐径增大而增大，允许偏差为±0.15mm压平是罐身板两端的成钩部分相互钩合后，通过特定的模具，利用机械压力将钩压平，形成罐身接缝。压平后的标准应达到：金属容器结构设计2Part压平接缝宽度（b）：2.9—3.4mm（随罐径增大而增大）接缝厚度（h）：4tb+e（一般取1.1-1.2mm）其中tb-罐身板厚度（mm）：e-修正系数（<=0.2mm）

叠接缺口深度t：0.5±0.1mm罐身板长度尺寸计算公式如下：L=[π（D+tb）+3A]±0.25mm式中：L-罐身板计算长度（mm）D-圆罐内径（mm）tb-薄钢板厚度（mm）A-成钩宽度一般取2.53（mm）罐身板宽度尺寸计算公式如下：B=（h+3.5）±0.05（mm）式中：B-罐身计算宽度（mm）h-罐外高（mm）大型圆罐设计环筋时可适当增加罐身板宽度，即上式括号内修正系数选取4.5-5mm金属容器结构设计2Part环筋当罐身直径和高度较大时，为防止罐身的外凸和内凹，应在其圆周方向滚压环筋。翻边罐身上下部边缘向外翻出的部分为翻边，目的是罐盖或罐底作卷边密封。罐身口部翻边。罐身板尺寸设计以圆罐为例：金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part膨胀圈作用1增加罐盖（底）的机械强度2保证密封性3便于识别变质产品罐盖与罐底金属容器结构设计2Part膨胀圈圆边（预卷边）圆边是罐盖（底）边缘向内弯曲形成的边钩，以便与罐身的翻边做卷边密封。经冲压膨胀圈和圆边后的罐盖（底）结构；马口铁罐金属容器结构设计2Part罐盖（底）板尺寸计算公式如下：D1=D+K式中：D1–罐盖（底）板计算尺寸（mm）D-罐内径（mm）K-修正系数（mm）K值得选取与罐形大小、设备条件、钢板及胶膜厚度有关金属容器结构设计2Part罐盖（底）板尺寸设计包装技术与设计金属容器的结构罐身板长度尺寸计算公式如下：L=[π（D+tb）+3A]±0.25mm式中：L-罐身板计算长度（mm）D-圆罐内径（mm）tb-薄钢板厚度（mm）A-成钩宽度一般取2.53（mm）罐身板宽度尺寸计算公式如下：B=（h+3.5）±0.05（mm）式中：B-罐身计算宽度（mm）h-罐外高（mm）大型圆罐设计环筋时可适当增加罐身板宽度，即上式括号内修正系数选取4.5-5mm金属容器结构设计2Part环筋当罐身直径和高度较大时，为防止罐身的外凸和内凹，应在其圆周方向滚压环筋。翻边罐身上下部边缘向外翻出的部分为翻边，目的是罐盖或罐底作卷边密封。罐身口部翻边。罐身板尺寸设计以圆罐为例：膨胀圈作用1增加罐盖（底）的机械强度2保证密封性3便于识别变质产品罐盖与罐底金属容器结构设计2Part膨胀圈圆边（预卷边）圆边是罐盖（底）边缘向内弯曲形成的边钩，以便与罐身的翻边做卷边密封。经冲压膨胀圈和圆边后的罐盖（底）结构；马口铁罐金属容器结构设计2Part罐盖（底）板尺寸计算公式如下：D1=D+K式中：D1–罐盖（底）板计算尺寸（mm）D-罐内径（mm）K-修正系数（mm）K值得选取与罐形大小、设备条件、钢板及胶膜厚度有关金属容器结构设计2Part罐盖（底）板尺寸设计二重卷边（五层卷边）结构

二重卷边是目前广泛采用的金属罐罐身与罐盖（底）的卷封方式，其质量优劣，对罐的性能影响极大。采用二重卷边封口，不仅适宜制罐、装罐和封罐的高速度、大批量、自动化生产，而且也容易保证金属罐的气密性。如图，二重卷边的结构是由互相钩合的二层罐身材料和三层罐盖材料以及嵌入它们之间的密封胶构成，是以五层罐材咬合连接在一起的卷封方法。二重卷边（a）双重平卷边

（b）双重圆卷边1－密封填料2－罐盖3－罐身4－罐底5－密封填料h－罐顶深h1－罐底深二重卷边的形式除了双重平卷边、双重圆卷边外，还有一种特殊的二重卷边形式，即图所示的加焊双搭接缝。特殊二重卷边结构（加焊双搭接缝）二重卷边的内部结构1罐身与罐盖（底）的卷封需使用专用的封罐机来完成。图表示二重卷边在罐盖置于罐身后，经过一级卷合、二级卷合，最后实现成型的全过程。构成二重卷边的结构如下：二重卷边成型过程及结构（a）罐盖置于罐身（b）一级卷合（c）二级卷合（d）完成二重卷边1－罐身2－罐盖二重卷边的内部结构11、身钩（B1）是指二重卷边形成时罐身的翻边部分弯曲成钩状的长度，其值约为1.8～2.2㎜。2、盖钩(B2）是指二重卷边形成时把罐盖圆边翻向卷边内部弯曲部分的长度，其值应与身钩基本一致。二重卷边的内部结构13、叠接长度（E）是指卷边内部盖钩与身钩相互叠接部分的长度，可按下式近似计算：E＝B1＋B2＋1.1tc-W

式中E－叠接长度，㎜；B1－身钩尺寸，㎜；B2－盖钩尺寸，㎜；tc－罐盖板材厚度，㎜；W－卷边宽度，㎜。二重卷边的内部结构14、叠接率（K）指卷边内部盖钩和身钩互相叠接的程度。其大小等于叠接长度与叠接长度加两端空隙长度之比，叠接率越高，卷边的密封性越好。式中K－叠接率，％；

E－叠接长度，㎜；

tb－罐身板材厚度，㎜；tc－罐盖板材厚度，㎜；W－卷边宽度，㎜。对圆罐而言，叠接率K要大于50％，欲提高叠接率K，必须增大身钩、盖钩尺寸或减小卷边宽度。二重卷边的内部结构15、盖钩空隙（Uc）和身钩空隙（Lc）Uc和Lc要求越小越好，这样可提高卷边的折叠率。二重卷边的外部结构21、卷边厚度（T）指卷边后五层材料的总厚度和材料之间间隙之和。该尺寸取决于加工成型时两道卷边滚轮的压力，以及罐型与板材的厚度。圆罐的卷边厚度可按下式计算，也可从表查出，T＝3tc＋2tb＋Σg

式中T－卷边厚度，㎜；tc－罐盖板材厚度，㎜；tb－罐身板材厚度，㎜；Σg－卷边内部五层板材之间间隙总和，一般取0.15～0.25㎜；板材厚度0.200.230.250.28卷边厚度1.15～1.301.30～1.501.40～1.601.55～1.70表

圆罐卷边厚度与板材厚度关系

单位：㎜2、卷边宽度（W）是指从卷边外部沿罐体轴向测得的平行于卷边叠层的最大尺寸。该尺寸取决于加工卷边滚轮的沟槽形状、卷边压力、身钩尺寸以及板材厚度。卷边宽度可按下式计算：W＝2.6tc＋B1＋Lc

式中W－卷边宽度，㎜；

tc－罐盖板材厚度，㎜；

B1－身钩尺寸，㎜；

Lc－身钩空隙，㎜。3、埋头度（C）是指卷边顶部至靠近卷边内壁罐盖肩平面的高度。一般由封罐机上压头凸缘的厚度来决定，可按下式计算：C＝W＋α

式中C－埋头度，㎜；W－卷边宽度，㎜；α－修正值，一般取0.15～0.30㎜。表给出了马口铁罐二重卷边的有关尺寸。

罐径马口铁编号指标50.5,59.572.883.191.0,99.0153.1223.0,215.020.2222.2522.2525.2828.3232.36T1.20～1.301.30～1.401.30～1.401.35～1.501.60～1.751.75～2.00W2.80～3.003.00～3.103.00～3.153.10～3.203.30～3.503.30～3.60B11.80～1.901.90～2.001.90～2.001.95～2.052.00～2.102.10～2.20B21.90～2.002.00～2.102.00～2.102.05～2.152.10～2.202.20～2.301、二重卷边的内部结构1、身钩（B1）2、盖钩(B2）3、叠接长度（E）4、叠接率（K）5、盖钩空隙（Uc）和身钩空隙（Lc）2、印刷面积与开孔位置；1、卷边厚度（T）2、卷边宽度（W）包装技术与设计金属罐易开结构按照GB/T9106－2001的规定，易开盖的主要结构尺寸和极限偏差金属罐易开结构1Part对于大口易开盖，为使撕脱的盖子与罐顶沿压痕线撕裂处的锋利切口不致伤人，可使罐盖形成折叠，以防止人体与撕裂口接触。这种以安全为目的所设置的折叠叫安全折叠金属罐易开结构1Part压痕线的深度既要考虑撕开时不太费力，又要有足够的强度以抗击振动和承受罐内压力。铝质盖的压痕深度可为板厚的1/5～1/2，钢质盖压痕深度可控制在板厚的2/5，开口大的压痕深度可浅些，一般梨形口的压痕深度为板厚的1/2。金属罐易开结构1Part包装技术与设计金属容器的结构金属容器结构设计2Part二片罐结构1.二片罐特点由于二片罐的罐身与罐底是用冲压成型工艺做成一体，所以这种容器具有下列特点：①因罐体上无接缝，故外表面可全面印刷和装潢，提高包装装潢效果。②二片罐壁薄（0.01～0.1㎜）、质轻，和同容积的三片罐相比，质量减轻一半，可降低制罐成本。③罐身与罐底作成一体，力学强度高，密封性好，内壁光滑、平坦，便于内涂涂料。④因罐身无接缝，故与罐盖卷封作业容易，且密封效果好。⑤成型工艺简单且速度快，可实现高速机械自动化生产。⑥二片罐一般采用铝质易开盖，开启方便。2.二片罐分类铝易开盖两片罐的分类方法如下：按罐体材料分类按照GB/T9106－2001的规定，铝易开盖两片罐按罐体材料可分为钢罐和铝罐。按成型工艺分类。金属容器结构设计2Part二片罐结构二片罐主要由罐体、罐盖两大部分组成。金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Part按照GB/T9106－2001的规定，缩颈翻边罐体的主要尺寸和极限偏差金属容器结构设计2Part包装技术与设计金属容器的结构1.金属桶的特点2.金属桶的分类

金属桶金属容器结构设计2Part圆形桶桶身为圆柱形；异型桶桶身的横截面为非圆，常见的有方形桶、椭圆形桶，一般容积较小按钢桶桶身的造型结构分有圆形桶和异型桶

金属桶的分类方法很多，一般有以下几种：金属容器结构设计2Part接钢桶材料的厚度分有重型桶、中型桶、轻型桶和次中型桶。按钢桶桶顶（盖）的结构分有全开钢桶和闭口钢桶。金属容器结构设计2Part全开口钢桶设有可拆的桶盖，适合装运固态货物，根据开口方式又分为直开口钢桶和开口缩颈钢桶；闭口钢桶的桶盖和桶身固定在一起，有较好的气密性，适合装运液态、半液态产品，按照封闭器直径的大小又分为小开口钢桶和中开口钢桶。（1）钢桶的结构类型金属容器结构设计2Part3.钢桶全开口钢桶：直开口钢桶、开口缩颈钢桶闭口钢桶：小开口钢桶、中开口钢桶全开扣钢桶指桶口为敞开式，由封闭箍、夹扣或其他装置将桶盖固定在：一种是桶口直径与钢桶直径相等的直开口钢桶；另一种是靠近开口部位直径缩小，开口直径等于缩颈直径的开口缩颈钢桶闭口钢桶指桶身与桶顶卷封形成闭口结构，在桶顶上设置封闭器的钢桶，闭口钢桶分两种形式：注入口直径≤70mm的称为小开口钢桶；注入口＞70mm的称为中开口钢桶。金属容器结构设计2PartA开口钢桶的结构规格尺寸;（2）钢桶的结构、规格尺寸直开口、开口缩颈钢桶各有六种容量规格直开口钢桶为：35L50L80L100L200L及208L开口缩颈钢桶为35L45L63L80L及100L容量规格;金属容器结构设计2Part桶盖结构、规格尺寸金属容器结构设计2Part金属容器结构设计2Partb闭口钢桶的结构规格尺寸金属容器结构设计2Part小开口、中开口钢桶各有五种容量规格小开口钢桶为50L80L100L及200L中开口钢桶为50L80L100L200L及208L容量规格;金属容器结构设计2Part规格尺寸金属容器结构设计2PartT型桶规格尺寸S型桶规格尺寸4.钢提桶金属容器结构设计2Part钢提桶是容量较小，带有提手的桶形金属容器，亦称提桶、方便桶。钢提桶的容量范围一般为17~24L，使用的金属板厚度多数在0.5mm以下，主