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藥品包裝容器紙桶設計

    目前我國醫藥用原料藥品出口采用的包裝容器多數為紙桶包裝，由于紙桶強度高，有彈性，不氧化污染，與鋼桶比較，具有防靜電，質(zhì)量輕，易回收，加工周期短，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，受到制藥行業(yè)的普遍歡迎。應用也越來(lái)越廣泛，不但在醫藥行業(yè)使用，而且還應用于化工、糧食、土產(chǎn)、五金、礦產(chǎn)、建材、機電和國防工業(yè)等領(lǐng)域，其中相當一部分用于出口商品的包裝。

　　包裝容器紙桶分為二類(lèi)，一類(lèi)為全紙紙桶，外觀(guān)形狀有圓形紙桶和方形紙桶，它們均采用高強度紙板，在專(zhuān)用的紙桶成型機上加工而成，采用的紙板原料大多數是紙纖維和木板纖維，因此易于回收和重復利用，如果在需要緊急處理的情況下可以燒毀，不產(chǎn)生有毒氣體，所以全紙紙桶從其原料，生產(chǎn)工藝的全過(guò)程到廢棄物均可稱(chēng)為“綠色包裝”，出口極易被國外客商所接受。另一類(lèi)紙桶的結構是在圓形紙桶身的上口與下底部用鐵皮加固，而紙桶的上蓋與下底采用全紙或五合板構成，在相同體積下，被鐵皮加固的紙桶結構在強度及承受重量上要比全紙紙桶高，此類(lèi)紙桶的結構設計主要有如下幾項：

　　1．選擇的原材料要適合紙桶的要求：

　　紙桶的結構是多層的，紙桶以螺旋纏卷法制造，紙板的各項指標，關(guān)系到紙桶的整體質(zhì)量，一般選用的紙板的定量在300—360克/㎡，為保證紙桶的強度與剛性，一般紙板原料的環(huán)壓強度定量為300克/㎡的不小于18N.m/g，耐破指數不小于3.0kpa·㎡/g，橫向耐折度不小于50次，水分含量不大于10%。

　　2．紙桶的強度與變形設計

　　紙桶的強度除與所采用的原材料有關(guān)外，還與紙桶的厚度，及所作用的紙桶上的軸向力的大小有關(guān)，在材料確定及周長(cháng)一定的情況下，紙桶的立壓強度應大于8000N，側壓強度大于4000N，戳穿強度大于10N。

　　紙桶的變形與其紙桶的剛度有關(guān)，即設計時(shí)的剛性系數是否合理。紙桶的變形的大小是與紙筒的側壓力及圓周長(cháng)成正比，而與紙桶的彈性模量、紙桶厚度及層數成反比，也就是說(shuō)：作用于紙桶側壓力越大，圓周長(cháng)大，則紙桶變形就越大；而紙桶的彈性模量大、層數及厚度大則變形小。由此得出：要使紙桶應力小，則應增加紙桶的層數和紙板的厚度的結論。而紙桶的剛度系數大，則紙桶的剛度越大。材料應選用彈性模量高的紙板，紙厚層數多，相對直徑小的結構。

　　3．紙桶上下部凹形環(huán)槽的設計：

　　為增強紙桶強度而固定在紙桶上，下口部并滾壓有凹形環(huán)槽，也被稱(chēng)為桶箍。桶口部位的極箍稱(chēng)為上桶箍，下部（底部）桶箍稱(chēng)為下桶箍。上桶箍的主要作用主要有：①保證紙桶的強度，并保持桶口身處的圓度。②加固封閉器，能使桶蓋與桶口很好地定位及互換性能。③使紙桶成型設備（封口機）模的定位。下桶箍的作用是固定桶身與五合板成為牢固的整體。因此桶箍凹槽的圓弧的形狀及尺寸設計的合理與否，對紙桶質(zhì)量影響極大。設計的桶箍槽過(guò)深且圓弧弧度小，容易在成型過(guò)程中壓斷桶身；下桶箍槽過(guò)淺且圓弧弧度過(guò)大，則直接影響桶底結構（與桶身）的連接，并且在工藝成型封底時(shí)鋼帶圈變形大，鐵板卷到桶身處的量相對較少，造成紙板與五合板結合不牢，所以在設計紙桶上下箍的圓弧形狀尺寸時(shí)，需根據選用紙板的強度，五合板的厚度及工藝成型時(shí)所采用的設備情況等多種因素綜合考慮。

　　4．紙桶易出現的問(wèn)題及相應對策

　　紙桶在使用過(guò)程中，出現問(wèn)題為搬運過(guò)程中的紙桶變形大，桶身與桶底易脫離，尤其是桶底部與五合板連接處脫開(kāi)，造成質(zhì)量問(wèn)題。分析其原因主要有以下幾點(diǎn)：

　　4．1五合板質(zhì)量對桶底質(zhì)量的影響：

　　當紙桶底蓋采用五合板時(shí)，五合板的材質(zhì)的問(wèn)題是：①厚薄不均勻、多數厚度達不到要求。②五合板層與層間的粘合強度低，當脫離。③五合板木質(zhì)差影響其強度。④五合板下料尺寸公差掌握不準。解決辦法是，首先要選用符合標準的五合板材料，下料尺寸應嚴格控制在公差范圍內，并進(jìn)行質(zhì)量監控，五合板厚度應根據紙桶內容物的最大重量來(lái)確定，當紙桶內容物重量在50公斤左右時(shí)，五合板厚度不得小于6毫米。

　　4．2紙桶成型工序操作質(zhì)量對桶底的影響。

　　紙桶生產(chǎn)過(guò)程中桶身與桶底的連接主要靠封底成型工序來(lái)完成，所以成型封氏工序的操作質(zhì)量影響紙桶的整體質(zhì)量。在設備型式確定之后，應經(jīng)常檢查封紙模具各個(gè)部位的尺寸的變化，因為模具在閉合封紙桶底部時(shí)，鎖環(huán)模垂直平易發(fā)生偏差，造成紙桶底的結合松緊不一，從而影響桶底與桶身的吻合。

　　4．3建立各種技術(shù)質(zhì)量管理制度，并進(jìn)行有效控制。

　　具體地講，要建立生產(chǎn)全過(guò)程的管理制度，包括原材料采購制度、關(guān)鍵工序控制制度、進(jìn)貨檢驗制度、首件檢驗制度、操作人員自檢制度、工序互檢制度、質(zhì)量檢員巡檢制度、成品檢驗制度等。應建立管理制度的控制程序，現定制度的批準、發(fā)布、標記、編目、使用、更改、回收歸檔、貯存、處理的辦法和手續。在必須及時(shí)發(fā)放和撤銷(xiāo)作廢的管理制度的同地應保證各個(gè)場(chǎng)所使用相應制度的有效版本。

　　4．4對生產(chǎn)全過(guò)程要進(jìn)行工序控制

　　首先應制訂出生產(chǎn)過(guò)程中各道工序的工藝操作規程和檢驗標準，建立影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，并進(jìn)行連續監督，保證生產(chǎn)過(guò)程各道工序處于受控狀態(tài)，并定期對生產(chǎn)工序的控制狀況進(jìn)行有效審核及時(shí)采取糾正措施，解決異常情況和出現的問(wèn)題，做好考核記錄。

　　4．5建立原材料，成品檢驗制度及方法

　　制定原材料檢驗制度，并對其檢驗情況進(jìn)行記錄，檢測設備的準確度與精密度應符合檢驗的要求，并定時(shí)進(jìn)行校核。工序檢驗中包括首檢、自檢、互檢、巡檢并有明確的記錄。產(chǎn)品檢驗的方法主要分為外觀(guān)檢驗與性能檢驗兩大部分，而且檢驗的內控指標要高于國家標準的指標。以下分別敘述紙桶的檢驗方法、檢驗要求以及制定準則。

　　4．5．1外觀(guān)檢驗：紙桶的外觀(guān)檢驗主要包括封閉器、桶蓋（底）、桶身、粘合劑、印刷等項目，檢驗方法有感官檢驗和量具檢驗。

　?、俜忾]器是紙桶的主要組成部分，其抱合性、開(kāi)啟靈活性、互換性以及與桶身的貼合性都直接影響著(zhù)包裝的質(zhì)量，因此在檢驗時(shí)多做幾次封密器與紙桶口部的開(kāi)啟與鎖合動(dòng)作。

　?、谕吧頇z驗，對桶身外表面無(wú)機械擦傷現象，桶身圓整、無(wú)明顯失圓、凹痕、歪斜、無(wú)皺褶，無(wú)開(kāi)膠，油漆涂布均勻，無(wú)漏涂，無(wú)泡無(wú)明顯流掛，紙桶圓卷邊無(wú)紙舌。桶徑尺寸應在紙板桶上、下端面的共軛直徑方向量取。

　?、弁吧w（底）的檢驗主要包括使用材料和尺寸檢測：要求桶蓋（底）采用五合板或者其他等效材料，但不允許拼接。蓋（底）表面應平整，無(wú)翹曲、無(wú)缺角、無(wú)破損。桶蓋（底）的尺寸應當控制在公差許可范圍內。

　?、芗埻坝谜澈蟿?。紙桶的生產(chǎn)工藝上常和的粘和劑為PVA辛水溶性粘合劑、主要用于主材及纖維材料粘接，不允許使用含有有毒有這及遷移污染的粘合劑。

　?、萦∷ⅲ和庥^(guān)印刷的內容主要包括商品名稱(chēng)、產(chǎn)地、批次、重（凈重、毛重）、嘜頭標記，印刷圖字清晰均勻、附著(zhù)牢固、無(wú)跑墨。

　　對桶體封口和桶內進(jìn)行檢驗，要求桶體封口處無(wú)缺陷，無(wú)毛刺，桶內無(wú)渣屑。

　　4．5．2紙桶的性能檢驗：紙桶的性能檢驗共有兩項：跌落試驗和堆碼試驗。

　?、俚湓囼灒簩悠愤M(jìn)行溫濕度預處理：溫度20±2℃，溫度（65±5）%，時(shí)間48小時(shí)，桶內應填干砂和鋸末混合物達到規定最大容納質(zhì)量和容積的95%，并封閉，混合物的溫濕度與樣品預處理條件一致。跌落試驗技術(shù)參數有兩個(gè)：試驗數量（6只）和跌落高度（0.8米）。試驗方法：將預處理后的試樣用試驗設備提升到預定高度，待穩定后，啟動(dòng)脫落裝置，使試樣瞬間作自由落體運動(dòng)，每件櫚跌落一次，跌落時(shí)，應首先使每個(gè)桶的底邊任一點(diǎn)對地面碰撞，再使每個(gè)桶的頂面外緣與封閉器把手相鄰的一點(diǎn)對地面碰撞。試驗完畢，檢查桶蓋（底）是否脫落，內容物有無(wú)撒漏。

　?、诙汛a試驗。該項試驗是模擬包裝件在實(shí)際儲存過(guò)程中堆碼、積載要求而進(jìn)行的，堆碼試樣3只，堆碼高度為3米。

　　試驗方法：將試樣置于堆碼地面上，將載荷平板置于試樣頂面中心位置，然后在不造成沖擊的情況下，將砝碼放在載荷平板上，使其均勻和載荷平板接觸，砝碼和載荷平板的總重量與規定值的誤差應當控制在±2%之內。堆碼載荷為4900N，24小時(shí)不滲漏、不破裂，永久變形應不影響紙桶的堆積能力。