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藥品包裝容器紙桶設(shè)計

    目前我國醫(yī)藥用原料藥品出口采用的包裝容器多數(shù)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，造價低等優(yōu)點，受到制藥行業(yè)的普遍歡迎。應(yīng)用也越來越廣泛，不但在醫(yī)藥行業(yè)使用，而且還應(yīng)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(dāng)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(shù)是紙纖維和木板纖維，因此易于回收和重復(fù)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(jié)構(gòu)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(gòu)成，在相同體積下，被鐵皮加固的紙桶結(jié)構(gòu)在強度及承受重量上要比全紙紙桶高，此類紙桶的結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)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(shù)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(shè)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)，在材料確定及周長一定的情況下，紙桶的立壓強度應(yīng)大于8000N，側(cè)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(shè)計時的剛性系數(shù)是否合理。紙桶的變形的大小是與紙筒的側(cè)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(shù)成反比，也就是說：作用于紙桶側(cè)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(shù)及厚度大則變形小。由此得出：要使紙桶應(yīng)力小，則應(yīng)增加紙桶的層數(shù)和紙板的厚度的結(jié)論。而紙桶的剛度系數(shù)大，則紙桶的剛度越大。材料應(yīng)選用彈性模量高的紙板，紙厚層數(shù)多，相對直徑小的結(jié)構(gòu)。

　　3．紙桶上下部凹形環(huán)槽的設(shè)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(shè)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(shè)計的合理與否，對紙桶質(zhì)量影響極大。設(shè)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(jié)構(gòu)（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(jié)合不牢，所以在設(shè)計紙桶上下箍的圓弧形狀尺寸時，需根據(jù)選用紙板的強度，五合板的厚度及工藝成型時所采用的設(shè)備情況等多種因素綜合考慮。

　　4．紙桶易出現(xiàn)的問題及相應(yīng)對策

　　紙桶在使用過程中，出現(xiàn)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(zhì)量問題。分析其原因主要有以下幾點：

　　4．1五合板質(zhì)量對桶底質(zhì)量的影響：

　　當(dāng)紙桶底蓋采用五合板時，五合板的材質(zhì)的問題是：①厚薄不均勻、多數(shù)厚度達不到要求。②五合板層與層間的粘合強度低，當(dāng)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(yīng)嚴格控制在公差范圍內(nèi)，并進行質(zhì)量監(jiān)控，五合板厚度應(yīng)根據(jù)紙桶內(nèi)容物的最大重量來確定，當(dāng)紙桶內(nèi)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(zhì)量對桶底的影響。

　　紙桶生產(chǎn)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(zhì)量影響紙桶的整體質(zhì)量。在設(shè)備型式確定之后，應(yīng)經(jīng)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(huán)模垂直平易發(fā)生偏差，造成紙桶底的結(jié)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，并進行有效控制。

　　具體地講，要建立生產(chǎn)全過程的管理制度，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(yīng)建立管理制度的控制程序，現(xiàn)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(xù)。在必須及時發(fā)放和撤銷作廢的管理制度的同地應(yīng)保證各個場所使用相應(yīng)制度的有效版本。

　　4．4對生產(chǎn)全過程要進行工序控制

　　首先應(yīng)制訂出生產(chǎn)過程中各道工序的工藝操作規(guī)程和檢驗標準，建立影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，并進行連續(xù)監(jiān)督，保證生產(chǎn)過程各道工序處于受控狀態(tài)，并定期對生產(chǎn)工序的控制狀況進行有效審核及時采取糾正措施，解決異常情況和出現(xiàn)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(shè)備的準確度與精密度應(yīng)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(chǎn)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(nèi)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(zhì)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(xiàn)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(yīng)在紙板桶上、下端面的共軛直徑方向量取。

　　③桶蓋（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(yīng)平整，無翹曲、無缺角、無破損。桶蓋（底）的尺寸應(yīng)當(dāng)控制在公差許可范圍內(nèi)。

　?、芗埻坝谜澈蟿＜埻暗纳a(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^印刷的內(nèi)容主要包括商品名稱、產(chǎn)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(nèi)進行檢驗，要求桶體封口處無缺陷，無毛刺，桶內(nèi)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(yù)處理：溫度20±2℃，溫度（65±5）%，時間48小時，桶內(nèi)應(yīng)填干砂和鋸末混合物達到規(guī)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(yù)處理條件一致。跌落試驗技術(shù)參數(shù)有兩個：試驗數(shù)量（6只）和跌落高度（0.8米）。試驗方法：將預(yù)處理后的試樣用試驗設(shè)備提升到預(yù)定高度，待穩(wěn)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(yīng)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(nèi)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(guī)定值的誤差應(yīng)當(dāng)控制在±2%之內(nèi)。堆碼載荷為4900N，24小時不滲漏、不破裂，永久變形應(yīng)不影響紙桶的堆積能力。