第一节 玻璃包装容器性能测试,医药包装、食品包装、饮料及酒类包装、易腐蚀物品,优点：,化学性能稳定、表面光滑、硬度高、不易污染、长期使用材质变化小，可回收使用。,缺点：,容易破碎。强度要求高。,抗压，不抗拉。,玻璃包装容器破裂图（,P114,图,4,1,）。,(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,一、玻璃包装容器理化学性能测试,物理性能检验：,外观质量，耐压，耐冲击，应力,医药瓶：,耐久性，强度，密封性，瓶口光滑性,酒瓶：,色调，防紫外线,含气饮料瓶，啤酒瓶：,耐内压强度，耐热冲击性,1.,外观质量检验,外观缺陷：,口部变形，瓶口内径差，表面粗糙，壁厚不均，凹凸 不平，气泡，伤痕，螺纹台阶缺口及圈数不对。,目测，简单量具（卡规、环规），自动检测机,2.,耐内压强度试验,是对玻璃容器内装物引起的压力形成的内部破坏作用做强度测试。,含气饮料，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。圆：,100,，椭圆：,50,，方：,10,25,玻璃强度，为,6.3710,7,Pa,。,D,瓶身内径，,mm,，,瓶壁厚度，,mm,。,日本碳酸饮料瓶内压强度指标：,内装物压力（,Pa,）,20,1min,耐内压强度（,Pa,）,21.610,4,以下,9.3110,5,以上,（,24.539.2)10,4,14.710,5,以上,(39.249)10,4,19.610,5,以上,（,1,）试验原理与设备,均匀加压，直到预定值或发生破裂为止。,设备：,耐内压强度试验机：,压力指示灯，定时器，气缸，压力计，压力管，衬垫，夹板，水。,（,2,）试验方法,在瓶内装满水，使水面保持在瓶口部位，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内压直到预定载荷值或发生破裂为止。,试验装置：,玻璃瓶内压力试验机（气液压装置、夹持装置、压力显示部件、安全框等组成）,图,4,24,内压强度试验原理,1,压力指示灯,2,定时器,3,启动按钮,4,电机,5,气缸,6,压力计,7,压力管,8,衬垫,9,水,10,夹板,3.,垂直载荷强度试验（图,5,34,）,垂直载荷强度通常在瓶肩部外表面产生最大拉应力，随瓶肩形状的变化而变化。普通瓶堆码时,400 50000N,，开盖时,1000 2000 N,。,溜肩，平肩。,设备：,气压装置、夹持、压力显示、安全框等组成。,试验方法：,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。,4.,耐冲击强度试验,瓶侧壁受到冲击常产生,3,种应力：如图,4,5,。,（,1,）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。,（,2,）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。,（,3,）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。,冲击强度和剥离瓶壁厚度的关系如图,4,7,。,试验方法有,机械冲击、运行冲击、斜面冲击、耐热冲击试验。,图,4,7,冲击强度与壁厚的关系曲线,4.1,摆锤冲击试验法,通过性试验,:,将试样放置在支撑台上，紧靠后支座；上下调整支承台，将打击部位调节到需要检测的部位后，水平方向调节支承台，使摆锤处于自由静止状态，打击物轻微触及试样瓶表面，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：,提高冲击能量，重复试验，直到瓶子破坏，记录破瓶冲击力。,仪器：,摆锤、夹持、升降机构。,图,4,8,摆锤冲击试验装置,1,水平方向调节手柄,2,卡板,3,平台高度调节手柄,4,试验瓶,5,刻度盘,6,保持子,7,打击物,8,升降平台,4.2,运行冲击试验法（图,5,31,）。,检验瓶子在传送带上相互碰撞、冲击情况，记录破瓶与传送带速度之间的关系。,图,4,9,运行冲击试验装置,1,可变速电机,2,挡板,3,样品瓶,4,瓶导向槽,5,试样瓶,6,顶板,4.3,斜面冲击试验法。,检查玻璃瓶承受水平冲击的能力。,图,6,5,斜面冲击试验机简图,1,钢轨道,2,释放装置,3,滑车,4,试验样品,5,挡板,4.4,耐热冲击强度试验,用于确定玻璃容器耐受热冲击的能力，即玻璃容器承受突变温度的能力。（清洗、消毒、热罐装）,玻璃瓶、罐耐急热，不耐急冷，受急冷作用容易破裂。,从热应力来看：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、日本等规定玻璃瓶、罐耐急冷温差指标,42,，我国规定,39,。,（,1,）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,5,分钟，然后连同瓶内热水急速（在,30,秒内）移入冷水槽中浸泡,30,秒后取出，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。,（,2,）试验方法,试样是未经其它试验使用的玻璃瓶、罐，并需预先在实验室内放置,30min,以上。冷热槽内盛水量按试样质量计算，每千克玻璃用水量不小于,10L,。槽内水温均匀，温差不超过,1,。,设备：,冷水槽、温水槽、试验笼、计时器。,三种：合格性试验，递增性试验，破坏性试验。,A,合格性试验：,冷水槽温度,251,，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,101s,的时间转入冷水槽，浸泡,30,秒。,取出样品逐个检查，得出破裂瓶数和破裂百分数。,递增性试验：,每次以恒定温差（如,5,）逐步提高温差，直到破瓶百分数达到预定值。,破坏性试验：,逐步提高试验温差，直到试样全部破裂。,急热法，急冷法,：内部急热法和外表面急冷法。,5.,内应力试验,GB4545,“,玻璃瓶罐内应力检验方法,”,瓷漆法：,玻璃容器外表面涂敷一层特殊瓷漆，对容器施加外力，有拉应力存在的部位，瓷漆就会产生裂纹。根据这些裂纹方向和大小判断应力状态。,偏光法：,把试样瓶放入,2,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,。,偏光应力仪,WZY-250,，有比较法和直测法。,6.,化学稳定性检验方法,玻璃瓶、罐耐稀酸浸蚀试验方法,实验用品：,蒸馏水。,使用前应煮沸，除去,CO,2,，再冷却待用，,pH=5.50.1,（浓度,2%,的甲基红指示剂呈橙红色），否则用,0.02N NaOH,和,0.01N HCL,溶液校正。,2%,甲基红指示剂。,0.2g,甲基红指示剂溶于,100ml,无水乙醇中配制而成。,甲基红酸性溶液配制。,0.10NHCL,溶液0,.7ml,，,0.2%,甲基红指示剂,5,滴，加入,1000ml,容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度线。,试验方法：,试验前将未使用过的玻璃瓶、罐用水、蒸馏水洗净，再用甲基红酸性溶液冲洗几次。,在室温下注入满口容量,90%,的甲基红酸性溶液，瓶口部覆盖惰性材料或煮过的玻璃皿件，置于水浴锅内加热。试样瓶、罐不可与水浴锅的底或壁直接接触，瓶内外液面要基本一致，瓶内溶液温度应在,10,15min,内达到,852,。,保温,30min,后观察瓶内溶液颜色。若不易分辨，可滴入,0,.2%,甲基红指示剂,2,滴，再观察颜色。深色瓶可将溶液倒入清洁烧杯内观察。,评价：呈红色则合格，呈淡黄色则不合格。,影响化学稳定性的因素：,1,）充填物的性质、浓度、,PH,值、温度。,2,）有些内装物经曝光会变质，故用有色瓶。,7.,水冲强度试验（图,5,35,、,36,）,又称,水锤强度试验,，是指玻璃瓶水冲效应引起的破坏力。,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。如图,4,12,。,图,4,12,水冲现象的模拟,1,内压,2,受压缩区域,3,形成空穴,试验方法：,将玻璃容器按规定进行充填、包装，从,30 40cm,高度向下自由跌落。,只要有一个瓶破损,，该高度即为水冲击的临界跌落高度。,为了减小最大冲击加速度，改变纸箱尺寸，把瓶盖与纸箱之间的间隙从,2mm,增大到,7mm,。这样瓦楞纸箱的缓冲作用可使冲击加速度减小。,被测箱体,下部箱体,上部箱体,钢板,8.,防止飞散性试验（图,5,37,）,含气饮料玻璃瓶受到剧烈冲击而破裂，因存在内压，瓶子碎片有飞出危险。,瓶表面有塑料涂层、薄膜。,试验方法：,试验用,CO,2,饮料，或含有相同比率,CO,2,的水，按标准量充填，温度保持,251,。,使,玻璃容器保持水平，从,75cm,高度自然落下。测量以落点为中心，半径,100cm,圆形框内碎片质量的百分率。,玻璃瓶碎片质量的,95%,应在,1m,以内。,m,1,瓶子质量，,m,2,100cm,范围内碎片的质量。,9,.,密封性能测试,（,1,）气密性：,干燥剂放入玻璃罐，封盖，湿度,100,，一周，用干燥剂的增量表示气密性。,（,2,）漏水性：,一定量的水注入玻璃瓶，封盖，放入调温调湿箱（,20,30,度），,24h,，以水量的减少量表示玻璃瓶的漏水性。,（,3,）连续耐压性：,第一种方法：,用,7.57,升的水稀释,98,的浓硫酸,40.5g,，在,210ml,的玻璃瓶内注入稀释溶液,200ml,。然后用无盖小纸盒盛装,3g NaHCO,3,后放入玻璃瓶内，在纸盒内的,NaHCO,3,未溶解前封盖。再将玻璃瓶倒置，待,NaHCO,3,完全溶解后，放入,65,度的水中，,1h,后观察有无气体由玻璃瓶与封盖处溢出。,第二种方法：,NaHCO,3,与稀,H,2,SO,4,作用产生的,CO,2,注入玻璃瓶，封盖，,40,，一周，是否漏气。,（,4,）连续耐负压性：,一定量的热水灌入玻璃瓶，封盖，水温,90,，放入常温真空器中，,24h,，测定真空度的变化。,（,5,）瞬时耐内压性：,封盖，,0.9MPa,水或,N,2,注入容器加压，看是否密封。,10.,其它参数测试（容量、厚度、垂直偏差）,（,1,）瓶子容量检测,应定时抽查,满口容量。,利用,瓶子容量比较器，,比较试验瓶与同型标准样瓶的容量。,首先把一个标准样瓶夹在检测夹具上，校准机内气缸，使气缸容量与标准瓶相等。,卸下样瓶，装上受检验瓶子，使其与已校准的机内气缸和受检验瓶子同时施加微小的振荡气压。,若两者容量不等，产生压力差，差值反映其与标准样瓶的容量差。差值通过传感器转变成电信号，经电压放大后，驱动小型伺服从动调节活塞进行平衡，直到压力差消失。活塞的最终位置以差值的形式显示在比较器的面板上，该差值可表示相对于标准样瓶的容量差值，也可表示样瓶的实际容积。,（,2,）瓶子厚度检测（图,5,38,）,采用电容式传感头检测瓶壁厚度。,传感头利用弹簧压力压在受检瓶子的外表面上，传感器的有效电容取决于有效作用区的玻璃平均厚度，有效区,6mm,6mm,。,垂直扫描式；固定高度扫描式；薄点扫描式,图,5,38,壁厚分析器,1,可旋转对中卡盘,2,样瓶,3,锥形压头,4,检验头,5,高度调节机构,6,限位器,7,扫描记录仪,8,薄点检测钮,9,选择开关,10,手动扫描指示,（,3,）瓶子垂直轴偏差测量,垂直轴偏差指瓶口的中心到瓶底中心垂直线的水平偏差。,测量仪器：,带有夹紧装置的旋转底盘，带有一个百分表或读数显微镜的垂直立柱；也可选用,V,形块底板，带有水平尺或百分表的垂直立柱组成。,试验方法：,首先将瓶子夹持在水平板