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| 藥用塑料瓶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝 |
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| 來源：中華包裝瓶網(wǎng) 編輯：bzywcnm 發(fā)表時(shí)間：2007/7/5 23:46:02 |
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近年來,，我國(guó)藥用塑料瓶包裝有了較快的發(fā)展。藥用塑料瓶包裝具有質(zhì)輕,、無破損,、衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，符合藥品包裝的特殊要求,。目前國(guó)內(nèi)在藥品片劑,、膠囊包裝方面，已逐步實(shí)現(xiàn)以“塑”代“�,！�,。優(yōu)質(zhì)藥用塑料瓶的應(yīng)用，離不開合理的瓶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和完善的生產(chǎn)設(shè)備以及成熟的工藝方法,。本文從藥用塑瓶的生產(chǎn)特點(diǎn),、形體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型方式以及成型工藝特性四個(gè)方面闡述藥用塑料瓶整體生產(chǎn)過程,。
1．塑料瓶在藥品包裝中的使用特點(diǎn)
藥用塑料瓶生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)首先了解生產(chǎn)的藥瓶所包裝藥品的化學(xué)及物理性質(zhì),，其次應(yīng)清楚制瓶所選用的原料及輔料對(duì)所包裝藥品是否有影響。如果制作塑料瓶時(shí)使用的配合劑量不當(dāng),，其微量成份的遷移將會(huì)改變藥品的藥用效果,，甚至?xí)＜胺幷叩纳Ｋ幤肥且环N特殊商品,，生產(chǎn)藥用塑料瓶的廠家均應(yīng)從每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)衛(wèi)生加以嚴(yán)格控制,，要符合“GM
P”的有關(guān)要求，同時(shí)還要掌握有關(guān)法規(guī),，
2．塑料瓶的造型與外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
目前藥用塑料瓶的形狀有圓形,、方形、橢圓形等,。圓形瓶體的用量最大,，其特點(diǎn)是壁厚較均勻，吸收沖擊能量的能力較高,，生產(chǎn)成本較低,，但儲(chǔ)存或運(yùn)輸時(shí)有效面積的利用率低,。正方形或長(zhǎng)方形的瓶體儲(chǔ)存時(shí)的有效面積的利用率高，穩(wěn)定性好,，但較易發(fā)生鼓脹現(xiàn)象,。塑料瓶的規(guī)格尺寸，目前尚未有明確統(tǒng)一的規(guī)定,，通常是根據(jù)用戶的需要和藥品的性質(zhì)而定,。塑料瓶的容量除了有公稱容量外，還有滿口容量,，它比公稱容量大一些,，具體要求視瓶口直徑與瓶的高度而確定。下面以中小型塑料瓶為例,，依次從塑料瓶口,、瓶頸、瓶肩,、瓶身及瓶底等部位分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),。
2．1瓶口結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
盛裝片劑、膠囊用的塑料瓶,，其瓶口直徑的設(shè)計(jì)主要考慮欲盛裝藥品單個(gè)體積加上適當(dāng)空間,，既要滿足機(jī)械裝藥的需要，也要考慮患者用藥時(shí)的方便,。塑料瓶頸部處的螺紋形狀的橫截面多數(shù)呈半圓形,，從外部看為兩頭細(xì)螺紋。也有呈梯形的螺紋,，稱單頭螺紋。瓶口頸部螺紋形式的設(shè)計(jì)主要取決于要與瓶蓋具有良好的互配性,，因?yàn)樗幤钒b的阻濕性能很大程度上取決于瓶口與瓶蓋的配合經(jīng)施加扭力后的緊密度,，此處是反映瓶口密封性能是否優(yōu)良的主要部位。塑料瓶在裝藥后應(yīng)采用可調(diào)節(jié)扭力大小的旋蓋機(jī)來旋蓋,，扭力可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，視瓶蓋的直徑選定。瓶與蓋的尺寸配合是阻濕的重要前提,，而旋蓋是否緊密則是阻濕效果優(yōu)劣的關(guān)鍵,。為保證藥品的安全性，首先要提高瓶口部位的密封性,，增加阻濕效果,。目前，塑料瓶口均采用鋁箔墊片電磁感應(yīng)封口,，而瓶蓋多采用防盜蓋,。這種防盜蓋可對(duì)密封破壞提供可見痕跡,，其結(jié)構(gòu)主要是瓶蓋周圍沿側(cè)裙底有小孔，以形成斷開線,。當(dāng)扭轉(zhuǎn)瓶蓋時(shí),，由于波形翻邊的棘爪緊鎖于瓶口下端的凸環(huán)下，反旋轉(zhuǎn)蓋即可沿?cái)嚅_線與鎖圈斷裂,，以此鑒別藥品包裝后是否已被打開過,，而作為患者用藥開啟與再蓋也十分方便。
2．2瓶頸與瓶肩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
藥用塑料瓶的外形采用圓形瓶體較多,，縱向解剖看瓶體剖面,，其瓶頸與瓶肩部由兩個(gè)相切的圓弧半徑組成，并從切點(diǎn)分成兩段的圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)體,。設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)算出瓶頸與中心線的距離（半徑）,、肩部半徑、頸部圓弧半徑,，并相應(yīng)得出瓶頸與瓶肩總的高度,。影響瓶肩強(qiáng)度的主要因素是瓶肩部位的傾斜角，當(dāng)肩部過于平坦時(shí),，瓶體容易發(fā)生癟陷,，因此當(dāng)瓶肩長(zhǎng)為10毫米時(shí)，肩部?jī)A斜角應(yīng)超過15度,，此部位厚度不應(yīng)小于1毫米,，以保證在盛裝和貯存藥品及使用過程中瓶體不發(fā)生肩破裂現(xiàn)象。
2．3瓶身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
瓶身是呈圓柱形的圓形回轉(zhuǎn)體,，對(duì)瓶身的要求是壁厚均勻,，瓶壁過厚會(huì)增大瓶體的重量，原材料消耗增大,，同時(shí)瓶體內(nèi)應(yīng)力增大,，收縮量也將增加；瓶壁過薄難以吹塑成型且強(qiáng)度低,。一般要求是除瓶口處加強(qiáng)筋和螺紋部位較瓶體厚度大以外,，其他部位壁厚應(yīng)均勻一致。為提高塑料瓶的阻隔性及強(qiáng)度,，瓶身厚度取值一般在1．2—1．5毫米,，并有增厚的趨向。
2．4瓶底結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
目前藥用塑料瓶底部的設(shè)計(jì)均采用凸底或平底,，雙圓角結(jié)構(gòu)居多,。凸底即瓶底中央向瓶?jī)?nèi)凸起，形成拱穴,，可增強(qiáng)瓶體的抗內(nèi)壓能力,，并保證了瓶體的穩(wěn)定性,。吹塑成型時(shí)還可以避免塑料塌陷并可使瓶底厚度均勻。而平底雙圓角的瓶底結(jié)構(gòu)多數(shù)適用于大容積的瓶體,，它能更好地承受內(nèi)壓力,。
3．塑料瓶生產(chǎn)設(shè)備的成型方式
目前我國(guó)生產(chǎn)塑料瓶設(shè)備的成型方式主要有以下幾種：①擠出吹塑成型；②注射吹塑成型,；③擠拉吹成型,；5注拉吹成型。以這四種成型方式生產(chǎn)的產(chǎn)品的性能結(jié)構(gòu)均有差別,。小型藥用塑料瓶采用注射吹塑成型方式的設(shè)備受到制藥廠的普遍歡迎,，因?yàn)橛米⑸浯邓艹尚头绞缴a(chǎn)的瓶體在成型過程中，設(shè)備的注嘴可以對(duì)瓶口進(jìn)行注塑,，從而保證了瓶口的精度,，然后再由機(jī)械配置的芯棒吹塑瓶體，保證了塑料瓶體外形尺寸的精度,，當(dāng)瓶?jī)?nèi)盛裝藥品時(shí),，能有效防止瓶?jī)?nèi)藥品氣體的揮發(fā)和外部氣體向瓶?jī)?nèi)滲透。由于注射吹塑成型機(jī)需要一副型坯模具,、一副吹塑模具,，故設(shè)備費(fèi)用較擠吹成型設(shè)備要高。
4．注射吹塑成型塑料瓶的工藝特性
4．1熱塑性聚酯瓶（PET）的注射吹塑
用于吹塑的聚酯（PET）為飽和線性熱塑性聚酯,，吹塑級(jí)的PET的特性粘度（IV）為70—80m
l／g,，用于吹塑小容積的塑料瓶。①料筒溫度參數(shù)：一般前料筒溫度可取265℃－275℃,，中料筒溫度為280℃－290℃,，后料筒溫度為260℃－255℃。PET屬吸濕性聚合物,，原料必須經(jīng)過去濕干燥,，干燥溫度一般為150℃－163℃，時(shí)間為5小時(shí),，停機(jī)時(shí)干燥溫度應(yīng)降到120℃左右，使含水量達(dá)到0．05％左右,，保溫待用,。PET的粒子干燥程度對(duì)成型性能影響極大，應(yīng)避免干燥的PET與外界空氣接觸,，因?yàn)楦稍锏腜ET原料會(huì)快速吸收空氣中的水分,。②注吹機(jī)型坯溫度：為保證型坯的透明性，當(dāng)熔體充入型坯模具后,，要快速冷粗?45℃,，要比其玻璃化溫度（82℃）高些,，越接近原料的玻璃化溫度，吹塑瓶的透明度就越高,。③芯棒溫度：為保證芯棒有較一致的溫度分布,，芯棒各段的溫度分別為：芯棒頭部為45℃－55℃，中部為40℃－50℃,，尾部為25℃－35℃,。在型坯注射工位時(shí)，因熔體溫度高,，芯棒溫度應(yīng)取上述范圍的上限,，當(dāng)芯棒轉(zhuǎn)至脫模工位時(shí)，芯棒溫度因內(nèi)冷而取上述范圍的下限,。5吹塑模具的溫度：冷卻瓶體的冷卻水溫在5℃－10℃,，可使吹塑模溫控制在10℃－35℃的范圍內(nèi)。⑤吹脹氣壓：瓶體吹氣壓力為1－1．2M
p a,，注射壓力在60—100M p
a,，保壓壓力取注射壓力的80％左右，保壓時(shí)間不宜太長(zhǎng),。由于PET的結(jié)晶化速度快,，故在生產(chǎn)過程中要求有較高的注射速度。
4．2聚碳酸酯瓶（PC）的注射吹塑
注射吹塑PC瓶體最好采用普通三段式螺桿,，長(zhǎng)徑比最小取15比1,，過渡段與計(jì)量段的長(zhǎng)度之比取3比1，螺桿直徑（D）小于80毫米時(shí)螺距取1D,。螺桿頭部采用止逆型結(jié)構(gòu),。PC是一種吸濕性聚合物，在高溫下,，即使存在微量水分對(duì)成型也有影響,，因此塑料粒子在注吹成型前必須充分干燥，使水分含量降到0．015－0．02％以下,。干燥條件：110－120℃的溫度下用8－12小時(shí),，料斗應(yīng)預(yù)熱到110℃左右，保溫,，以免干燥的塑料粒子急速冷卻重新吸濕,。PC的熔融粘度對(duì)溫度的變化十分敏感，提高溫度時(shí),，粘度有明顯下降,，故前料筒溫度在240℃－260℃，中料筒260℃－280℃,，后料筒220℃－230℃,，料筒溫度勿超過310℃,，一般在注射吹塑時(shí)料筒溫度的控制都是用前高后低的方式。型坯的溫度為260℃－280℃,，注射壓力需高壓注射,，注射速度太快易出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。吹塑時(shí)應(yīng)均勻地冷卻瓶體,，吹塑模溫度65℃－80℃,，模具溫度提高的目的是減少模溫與料溫的溫差，從而降低瓶體的內(nèi)應(yīng)力,。吹塑壓力一般取0．4－1．0M
p a,。
4．3聚苯乙烯瓶（PS）的注射吹塑
PS是非結(jié)晶性塑料，具有較高的透明度,。由于PS成型溫度范圍大,，熱穩(wěn)定性好，加熱流動(dòng)和冷卻固化速度快,，熔體粘度適中,，使其易成型。在流動(dòng)性保證充滿型腔的前提下,，料筒溫度低一些好,，通常前料筒溫度在200℃左右，注嘴和后料筒溫度比前料筒溫度低40℃左右,。注射壓力為70－130M
p
a,。當(dāng)熔料注滿型坯模腔的95％左右時(shí)，注射壓力切換為保壓壓力,，而保壓壓力取注射壓力的80％左右,，注射速度可取高些，注射速度太低,，瓶體熔結(jié)線變明顯,。螺桿轉(zhuǎn)速：預(yù)塑時(shí)間不能大于冷卻時(shí)間，提高螺桿轉(zhuǎn)速可以縮短預(yù)塑時(shí)間,。通常螺桿轉(zhuǎn)速視熔料塑化狀況由慢到快逐步調(diào)整,，轉(zhuǎn)速在70γ／m
in左右，吹塑模溫度取40℃－65℃,，吹脹氣壓取0．3－0．7M p a,。
4．4聚丙烯（PP）瓶的注射吹塑
PP為高結(jié)晶度塑料，吹塑級(jí)PP的熔體流動(dòng)速率一般為0．5－3．0g／10m in,。選用PP的熔融指數(shù)（M I）小于0．2g／10m
in時(shí)，前料筒溫度為200℃－240℃,，中料筒溫度為170℃－220℃,，后料筒溫度為160℃－190℃,。注射壓力選取：PP熔料流動(dòng)性好,，一般取80－90M
pa,。當(dāng)PP熔料注射到型坯模內(nèi)近95％時(shí)，注射壓力應(yīng)轉(zhuǎn)換為保壓壓力,，而保壓壓力取注射壓力的80％左右,。由于PP結(jié)晶度大，分子排列規(guī)整而緊密,，分子間作用力強(qiáng),，反映在瓶體上是拉伸強(qiáng)度大、剛性高,、光澤性好,、耐熱性提高，但柔軟性,、透明性差,。由此吹塑模溫度取30℃－60℃范圍。PP熱穩(wěn)定性好,，提高螺桿轉(zhuǎn)速能迅速完成預(yù)塑,，因而螺桿轉(zhuǎn)速取60γ／m
in，背壓的取值高會(huì)抑制螺桿的后退速度,，最好在0．5M p a為宜,，吹脹氣壓取值在0．5－0．8M p a左右。 |
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