《陶瓷包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).ppt》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《陶瓷包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).ppt(56頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 馮 梅,第五章 陶瓷包裝容器結(jié)構(gòu)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 陶瓷包裝容器結(jié)構(gòu)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)陶瓷包裝容器的表面裝飾 第四節(jié) 陶瓷包裝容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),第一節(jié) 概述,陶瓷(Ceramics)的傳統(tǒng)概念是指所有以粘土等 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 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、陳設(shè)品等。 工業(yè)陶瓷:如建筑、衛(wèi)生、化工瓷,耐火材料、特殊瓷等。,, 按所
2、用原料及坯體的致密程度的不同分類 從土器(Brickware or Terra-cotta)、陶器 (Pottery)、炻器(Stoneware)、半瓷器(Semi- vitreous China)到瓷器(porcelain),原料從粗 到精,坯體從粗松多孔逐步到達(dá)致密,燒結(jié)燒成的溫 度也逐漸從低到高。 半陶器(普通陶器Common Pottery) 表面粗糙,坯體帶色、多孔、不透明,吸水率 及滲透性大,主要有盆、罐、缸、甕等。,, 精陶器(Fine earthenware) 精陶器一般為白色,不透明,412%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。 炻
3、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?;╒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。,, 半瓷器 坯料接近于瓷器,但燒成后仍有35% 的吸水率,(瓷器0.5%以下)所以,它的 使用性能不及瓷器、比精陶好。 瓷器 是陶瓷發(fā)展的最高階段。它的特征是坯 體完全燒結(jié),完全玻化,因此很致密,對(duì)液 體和氣體都無(wú)滲透性,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: 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)
4、裝物發(fā)生化 學(xué)作用,對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)性強(qiáng); 質(zhì)地堅(jiān)硬,不變形,對(duì)內(nèi)裝物有很好的 保護(hù)作用;,, 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; 陶瓷吸水率低,特別是瓷類容器幾 乎不吸水,無(wú)滲透, 清潔衛(wèi)生,很 適宜食品、化學(xué)工業(yè)品的包裝;,, 原料豐富,成型力便,但生產(chǎn)周期較 長(zhǎng),生產(chǎn)率低,尺寸誤差大,一般又不 能回收復(fù)用,成本較高; 造型變化多,色彩古樸典雅,裝飾風(fēng)格 獨(dú)特,適宜高檔、名貴、禮品等商品的 包裝; 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, 可塑性原料 可塑性原料也稱“粘土原料”,是陶瓷生產(chǎn) 的主要原料。用量常達(dá)4060%
5、,是一種疏松 的或呈膠狀的緊密含水鋁硅酸鹽礦物。 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。,, 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; 可縮短干燥時(shí)間,減少干燥收縮和變形;能 降低坯體的燒結(jié)溫度,縮短培燒過(guò)程;增強(qiáng) 坯體的半透明度,是陶瓷生產(chǎn)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。,, 可塑成型坯料 可塑法成型所需要的坯料稱為可塑性坯 料。坯料的可塑程
6、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,也要注意易 使坯料收縮過(guò)大或不易干燥。 坯料的含水率在2029% 之間,手工成 型需要含水較高,機(jī)械滾壓含水可低。,, 注漿成型坯料 注漿成型用的泥料是呈泥漿狀態(tài)的懸浮 體。坯料要求有良好的流動(dòng)性。含水量高達(dá) 3035% 左右,含水量要求盡量可能少,以降 低干燥收縮。在生產(chǎn)中多習(xí)慣于用比重來(lái)控制 含水量。一般控制在1.651.9 之間;為防止 造成坯體表面已硬化,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?jǐn)U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。,, 組織結(jié)構(gòu) 組織結(jié)構(gòu)為不
7、均勻的多晶混合物。 晶相 3070% 。對(duì)陶瓷器的物化性能起決定 性作用 (鋼筋)。晶體可形成晶架。 玻璃相 非晶低熔點(diǎn)的固體,2060%(混凝 土),填充與粘結(jié)作用??砂褮怏w排出,光 澤性好。 氣相 氣孔,510%(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 一般過(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 法制成具有一定形狀和尺寸的坯件(生坯)。 這只是半成品,其后還要進(jìn)行干燥、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)量要求也不相同,因而所用成型方法
8、也多種多樣。一般分為三類: 可塑法、注漿法、干壓法。,, 可塑法成型 旋壓成型 可塑法成型是利用坯料的可塑性,將其 塑造成一定形狀的容器坯件??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。,,, 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?。ǘ嗣嬷睆剑┎荒苄∮谂黧w底面的半徑,否則坯體中心部位無(wú)法成型;但也不宜超過(guò)坯體底面半徑的120%,過(guò)大造成排泥困難、壓力太大等問(wèn)題。,,, 注漿法成型 使用注漿坯料,分空心注漿與實(shí)心注漿兩種成 型方式。 空心注漿 成型時(shí),將注漿坯料(泥漿)注
9、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,形成和模具型腔形狀相同的泥 層,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),泥層逐漸增厚,當(dāng)達(dá)到所需 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,形成坯體。這 種方法適用于形狀復(fù)雜或不規(guī)則的容器成型。如圖 4-5所示。,,, 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) 必須陸續(xù)補(bǔ)充泥漿,直到泥漿全部形成坯體, 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,使坯體結(jié)構(gòu)致 密,縮短坯體生成時(shí)間,還有壓力注 漿、
10、真空注漿及離心注漿等方法。 干壓法 泥料含610%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、干燥,經(jīng)過(guò)成型的陶瓷坯件仍然含有大量的水分, 沒(méi)有足夠的強(qiáng)度承受搬運(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)干燥,排除坯體中水分 以達(dá)到所要求的程度。一般來(lái)說(shuō),搬運(yùn)、修坯時(shí) 坯件的水分應(yīng)在1618% 以下,施釉時(shí)應(yīng)在24% 左右,燒成入窯時(shí)在23% 左右。 干燥方法很多,一般有自然干燥、熱空氣干 燥以及較為先進(jìn)的輻射干燥與微波干燥等。,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
11、接在主體上。分濕接與干接。 修坯:是對(duì)坯體進(jìn)行打磨、刮邊、割口、扎 眼及挖底等加工。提高表面光潔度, 去除毛刺、浮土,完成坯件的局部加 工。,五、施釉,釉是附在陶瓷表面的一種玻璃或 玻璃與晶體的連續(xù)粘著層。在陶瓷表 面施釉可使其表面平滑、光澤、抗污 染性增強(qiáng),降低吸水性,同時(shí)提高強(qiáng) 度、表面硬度及耐化學(xué)腐蝕性,加強(qiáng) 了陶瓷容器的裝飾性。,,施釉前必須對(duì)需施釉的表面進(jìn)行處理(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: 浸釉法 此法適用于素?zé)^(guò)的小件制品。原 胎坯件。 噴釉法 適用于器壁較薄、大型易碎生坯。 淋釉法 (澆釉)一般適用于無(wú)法浸
12、釉的大型 陶瓷制品。 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 燒過(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,一般分為四個(gè)階段:,, 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)殘余水分。 氧化分解及晶型轉(zhuǎn)化階段 (200或300900或1100) 主要反應(yīng)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。,, 釉層?;?、坯體瓷化階段 (90
13、0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)行,形成 液相及固相的熔融,形成新的結(jié)晶相,晶 型轉(zhuǎn)化,整個(gè)坯體致密化。 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?最總是坯件硬化定型。,七、石膏模與加放尺寸,由于坯件成型后的干燥和燒成過(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基礎(chǔ)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) 陶瓷包裝容器的表面裝飾,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。 原釉 長(zhǎng)石釉
14、和石灰釉是一種本色釉,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。,, 色釉 是在原釉中加入著色金屬氧化物或 其鹽類,使釉呈現(xiàn)美麗的顏色。例如以 鐵為著色劑在還原焰中燒成青色,以銅 為著色劑在還原焰中燒成紅色。,, 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)?了遮蓋不夠潔白的坯體,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:TiO2 SnO2 CaF2 NaF等乳濁劑。, 特殊釉,裂紋
15、釉 結(jié)晶釉 流動(dòng)釉 光彩釉 無(wú)光釉 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。 釉下彩繪 是將坯體先經(jīng)低溫素?zé)?00800),然后進(jìn)行手工彩繪,再低溫素?zé)淮?,最后施上無(wú)色透明釉(一般為石灰釉)入窯以高溫?zé)伞?, 釉上彩繪 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600850的低 溫?zé)伞S捎跓蓽囟容^低,所以可以用 的色彩種類較多,但其色料是施在釉層表 面之上,結(jié)合不夠牢固,易受磨損,不及 釉下彩經(jīng)久耐用。,, 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
16、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,彩繪依靠手工操作,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。 貼花 釉下貼花:貼紙花(畫(huà)、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(huà),不再燒, 涂透明樹(shù)脂(PVC、PS)。,, 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。 噴花 如同日常噴字技法一樣,是利用鏤空 的模版,用壓縮空氣噴槍將彩料噴到模版上,在制品上形成花紋圖案。,第四節(jié) 陶瓷包裝容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),
17、在陶瓷容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,既要考慮包裝功能、材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)生變形的可能,焙燒時(shí)坯體的收縮將導(dǎo)致更大的變形,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)力學(xué)性質(zhì)考慮受力的平衡,設(shè)計(jì)出合理的造型與結(jié)構(gòu)。在實(shí)用和美觀的前提下,盡可能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的外形,這是容器設(shè)計(jì)的基本原則。,一、口部結(jié)構(gòu),,,,,,二、肩部結(jié)構(gòu),口部之下是頸部,頸部的造型與結(jié) 構(gòu)缺乏獨(dú)立性,因它既受口部的制約, 同時(shí)又受到肩部的制約,是一過(guò)渡部位。 肩部的造型加以改變,不僅使得整個(gè)容 器外觀得以改變,而且可以減少容器加 工中的變形。,三、腹部結(jié)構(gòu),它是容器的主體部分,從屬于整體 造型設(shè)計(jì)。
18、從腹部到足部之間的線型不 宜太軟,應(yīng)采用挺拔有力的線段,增加 支撐力,對(duì)減少變形有一定的作用,同 時(shí)可防止容器上部泥料的下塌。,四、足部、底部結(jié)構(gòu),足部與口部都是容器整體造型的終端, 對(duì)造型的整體效果具有重要的作用。足部 也是容器穩(wěn)定的關(guān)鍵。腹部和足部的大 小、高低比例要合理。足不宜高而斜,如 果腹大足小、足高而斜,則會(huì)因坯體收縮 及重力作用使受力不平衡,產(chǎn)生腹部下陷 或足部變形。如足大底低,則燒成中底容 易下榻與墊片粘連。常見(jiàn)足部結(jié)構(gòu)如圖4- 12所示。,,五、密封結(jié)構(gòu), 一次密封 內(nèi)徑密封:用直徑大于口徑的塞子緊配合。 外徑密封:扣蓋加包封。螺紋瓶口可采用 陶瓷或塑料蓋,并配以密封襯 墊或內(nèi)塞。 二次密封 涂可剝性樹(shù)脂,進(jìn)行收縮包裝。大口罐用陶瓷蓋加膠泥、樹(shù)脂,如圖4-13所示。小口瓶用塞、蓋塞:用軟木、塑料塞;蓋:用塑料螺紋蓋。,,,六、陶瓷包裝容器的技術(shù)要求,1. 吸水率 2. 有害元素的容出量 3. 底部平整度 4. 外觀質(zhì)量,,陶瓷容器有哪些成型方法,各適應(yīng)于哪類容器的成型? 什么是陶瓷容器的尺寸加放? 注漿成型的壁厚如何控制? 陶瓷容器的加工工藝過(guò)程。 陶瓷容器有哪些裝飾方法? 陶瓷容器的造型應(yīng)注意哪些問(wèn)題?,