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，質量輕，易回收，加工周期短，造價低等優點，受到制藥行業的普遍歡迎。應用也越來越廣泛，不但在醫藥行業使用，而且還應用于化工、糧食、土產、五金、礦產、建材、機電和國防工業等領域，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，一類為全紙紙桶，外觀形狀有圓形紙桶和方形紙桶，它們均采用高強度紙板，在專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，不產生有毒氣體，所以全紙紙桶從其原料，生產工藝的全過程到廢棄物均可稱為“綠色包裝”，出口極易被國外客商所接受。另一類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，關系到紙桶的整體質量，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，在材料確定及周長一定的情況下，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，即設計時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：作用于紙桶側壓力越大，圓周長大，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槽，也被稱為桶箍。桶口部位的極箍稱為上桶箍，下部（底部）桶箍稱為下桶箍。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，對紙桶質量影響極大。設計的桶箍槽過深且圓弧弧度小，容易在成型過程中壓斷桶身；下桶箍槽過淺且圓弧弧度過大，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，需根據選用紙板的強度，五合板的厚度及工藝成型時所采用的設備情況等多種因素綜合考慮。

　　4．紙桶易出現的問題及相應對策

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

　　4．1五合板質量對桶底質量的影響：

　　當紙桶底蓋采用五合板時，五合板的材質的問題是：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，并進行質量監控，五合板厚度應根據紙桶內容物的最大重量來確定，當紙桶內容物重量在50公斤左右時，五合板厚度不得小于6毫米。

　　4．2紙桶成型工序操作質量對桶底的影響。

　　紙桶生產過程中桶身與桶底的連接主要靠封底成型工序來完成，所以成型封氏工序的操作質量影響紙桶的整體質量。在設備型式確定之后，應經常檢查封紙模具各個部位的尺寸的變化，因為模具在閉合封紙桶底部時，鎖環模垂直平易發生偏差，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建立各種技術質量管理制度，并進行有效控制。

　　具體地講，要建立生產全過程的管理制度，包括原材料采購制度、關鍵工序控制制度、進貨檢驗制度、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。在必須及時發放和撤銷作廢的管理制度的同地應保證各個場所使用相應制度的有效版本。

　　4．4對生產全過程要進行工序控制

　　首先應制訂出生產過程中各道工序的工藝操作規程和檢驗標準，建立影響產品質量的關鍵工序，并進行連續監督，保證生產過程各道工序處于受控狀態，并定期對生產工序的控制狀況進行有效審核及時采取糾正措施，解決異常情況和出現的問題，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，并定時進行校核。工序檢驗中包括首檢、自檢、互檢、巡檢并有明確的記錄。產品檢驗的方法主要分為外觀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外觀檢驗：紙桶的外觀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、開啟靈活性、互換性以及與桶身的貼合性都直接影響著包裝的質量，因此在檢驗時多做幾次封密器與紙桶口部的開啟與鎖合動作。

　?、谕吧頇z驗，對桶身外表面無機械擦傷現象，桶身圓整、無明顯失圓、凹痕、歪斜、無皺褶，無開膠，油漆涂布均勻，無漏涂，無泡無明顯流掛，紙桶圓卷邊無紙舌。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，無翹曲、無缺角、無破損。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^印刷的內容主要包括商品名稱、產地、批次、重（凈重、毛重）、嘜頭標記，印刷圖字清晰均勻、附著牢固、無跑墨。

　　對桶體封口和桶內進行檢驗，要求桶體封口處無缺陷，無毛刺，桶內無渣屑。

　　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行溫濕度預處理：溫度20±2℃，溫度（65±5）%，時間48小時，桶內應填干砂和鋸末混合物達到規定最大容納質量和容積的95%，并封閉，混合物的溫濕度與樣品預處理條件一致。跌落試驗技術參數有兩個：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，啟動脫落裝置，使試樣瞬間作自由落體運動，每件櫚跌落一次，跌落時，應首先使每個桶的底邊任一點對地面碰撞，再使每個桶的頂面外緣與封閉器把手相鄰的一點對地面碰撞。試驗完畢，檢查桶蓋（底）是否脫落，內容物有無撒漏。

　?、诙汛a試驗。該項試驗是模擬包裝件在實際儲存過程中堆碼、積載要求而進行的，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小時不滲漏、不破裂，永久變形應不影響紙桶的堆積能力。