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藥品包裝容器紙桶設(shè)計(jì)
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(qiáng)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(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(jī)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(qiáng)度紙板，在專用的紙桶成型機(jī)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(qiáng)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(jì)主要有如下幾項(xiàng)：
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(xiàng)指標(biāo)，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(qiáng)度與剛性，一般紙板原料的環(huán)壓強(qiáng)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(qiáng)度與變形設(shè)計(jì)
紙桶的強(qiáng)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(qiáng)度應(yīng)大于8000N，側(cè)壓強(qiáng)度大于4000N，戳穿強(qiáng)度大于10N。
紙桶的變形與其紙桶的剛度有關(guān)，即設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)：
為增強(qiáng)紙桶強(qiáng)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(qiáng)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(jī)）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(jì)的合理與否，對紙桶質(zhì)量影響極大。設(shè)計(jì)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(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(jié)合不牢，所以在設(shè)計(jì)紙桶上下箍的圓弧形狀尺寸時(shí)，需根據(jù)選用紙板的強(qiáng)度，五合板的厚度及工藝成型時(shí)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(yùn)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(diǎn)：
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(shí)，五合板的材質(zhì)的問題是：①厚薄不均勻、多數(shù)厚度達(dá)不到要求。②五合板層與層間的粘合強(qiáng)度低，當(dāng)脫離。③五合板木質(zhì)差影響其強(qiáng)度。④五合板下料尺寸公差掌握不準(zhǔn)。解決辦法是，首先要選用符合標(biāo)準(zhǔn)的五合板材料，下料尺寸應(yīng)嚴(yán)格控制在公差范圍內(nèi)，并進(jìn)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(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(gè)部位的尺寸的變化，因?yàn)槟＞咴陂]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(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(jìn)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(jìn)貨檢驗(yàn)制度、首件檢驗(yàn)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(yàn)制度等。應(yīng)建立管理制度的控制程序，現(xiàn)定制度的批準(zhǔn)、發(fā)布、標(biāo)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(shí)發(fā)放和撤銷作廢的管理制度的同地應(yīng)保證各個(gè)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(jìn)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，建立影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，并進(jìn)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(jìn)行有效審核及時(shí)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(yàn)制度及方法
制定原材料檢驗(yàn)制度，并對其檢驗(yàn)情況進(jìn)行記錄，檢測設(shè)備的準(zhǔn)確度與精密度應(yīng)符合檢驗(yàn)的要求，并定時(shí)進(jìn)行校核。工序檢驗(yàn)中包括首檢、自檢、互檢、巡檢并有明確的記錄。產(chǎn)品檢驗(yàn)的方法主要分為外觀檢驗(yàn)與性能檢驗(yàn)兩大部分，而且檢驗(yàn)的內(nèi)控指標(biāo)要高于國家標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。以下分別敘述紙桶的檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)要求以及制定準(zhǔn)則。
4．5．1外觀檢驗(yàn)：紙桶的外觀檢驗(yàn)主要包括封閉器、桶蓋（底）、桶身、粘合劑、印刷等項(xiàng)目，檢驗(yàn)方法有感官檢驗(yàn)和量具檢驗(yàn)。
?、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(yàn)時(shí)多做幾次封密器與紙桶口部的開啟與鎖合動(dòng)作。
②桶身檢驗(yàn)，對桶身外表面無機(jī)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。
?、弁吧w（底）的檢驗(yàn)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?。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^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(biāo)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(jìn)行檢驗(yàn)，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(yàn)：紙桶的性能檢驗(yàn)共有兩項(xiàng)：跌落試驗(yàn)和堆碼試驗(yàn)。
?、俚湓囼?yàn)：對樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理：溫度20±2℃，溫度（65±5）%，時(shí)間48小時(shí)，桶內(nèi)應(yīng)填干砂和鋸末混合物達(dá)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?xiàng)l件一致。跌落試驗(yàn)技術(shù)參數(shù)有兩個(gè)：試驗(yàn)數(shù)量（6只）和跌落高度（0.8米）。試驗(yàn)方法：將預(yù)處理后的試樣用試驗(yàn)設(shè)備提升到預(yù)定高度，待穩(wěn)定后，啟動(dòng)脫落裝置，使試樣瞬間作自由落體運(yùn)動(dòng)，每件櫚跌落一次，跌落時(shí)，應(yīng)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(yàn)完畢，檢查桶蓋（底）是否脫落，內(nèi)容物有無撒漏。
?、诙汛a試驗(yàn)。該項(xiàng)試驗(yàn)是模擬包裝件在實(shí)際儲(chǔ)存過程中堆碼、積載要求而進(jìn)行的，堆碼試樣3只，堆碼高度為3米。
試驗(yàn)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(shí)不滲漏、不破裂，永久變形應(yīng)不影響紙桶的堆積能力。
