一種輔助模具在全自動軟袋制袋灌封機中的應(yīng)用

安永華 馬曉紅 王長城 陳學武

（山東齊都藥業(yè)有限公司，山東淄博 255400）

非PVC多層共擠軟包裝輸液產(chǎn)品是臨床應(yīng)用廣泛的無菌制劑產(chǎn)品。因具有無毒、與藥液相容性好、可自收縮、輸液過程無需進入空氣、消除了二次污染、易于運輸儲存等優(yōu)點，市場需求量大，臨床應(yīng)用廣泛[1]。但是作為最終滅菌的無菌制劑而言，采用全自動制袋灌封一體機進行非PVC膜的制袋、藥液灌封、焊蓋等一系列操作，其設(shè)備性能、焊接參數(shù)、膜材質(zhì)量等均對軟包裝產(chǎn)品的密封性有直接的影響，特別是滅菌后軟包裝產(chǎn)品的密封性對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大[2]，包裝密封性完好是保證產(chǎn)品無菌的關(guān)鍵。因此，新版GMP無菌藥品附錄第“七十七條”規(guī)定：無菌藥品包裝容器的密封性應(yīng)當經(jīng)過驗證，避免產(chǎn)品遭受污染[3]。設(shè)備適用性差、容器及密封件供貨缺陷，或者沒有檢出并剔除密封系統(tǒng)存在缺陷的產(chǎn)品，可導致市場召回，應(yīng)采取措施防止上述問題的發(fā)生[4]。對此，筆者分析目前軟包裝輸液產(chǎn)品漏液情況，結(jié)合設(shè)備的性能，增加一種輔助模具，用于改善焊接過程中的過焊、燙傷等影響，提高軟包裝焊接質(zhì)量，更有效地保證軟包裝產(chǎn)品的密封性和產(chǎn)品質(zhì)量。

1 全自動制袋灌封機簡介

我公司使用的全自動制袋灌封機，采用PLC可編程邏輯控制器控制，與生產(chǎn)相關(guān)的參數(shù)都可通過觸摸屏設(shè)置。PLC與伺服控制器、氣動閥島、灌裝流量計相聯(lián)，自動化程度高，并具有自動監(jiān)測、報警、自動停機等功能。該機具有配方存貯和調(diào)用功能，生產(chǎn)不同規(guī)格產(chǎn)品或使用不同膜材可直接調(diào)用以前的工藝參數(shù)。該機共有12個工位，依次為上膜、印刷、拉膜、接口輸送、接口預(yù)熱、制袋、接口焊接、廢邊去除、袋轉(zhuǎn)移、灌裝、封蓋、產(chǎn)品輸出。整條生產(chǎn)線從上膜到最后產(chǎn)品的輸出均在C級背景保護下的A級完成，避免了人員、物料對產(chǎn)品的交叉污染。

2 漏液點原因分析及方案制定

2.1 經(jīng)過市場考察及對市場退回的漏液產(chǎn)品進行統(tǒng)計，100 mL、250 mL產(chǎn)品使用同一臺制袋灌封機生產(chǎn)的產(chǎn)品，其漏液點主要集中在接口斜面。結(jié)合設(shè)備的結(jié)構(gòu)和模具情況分析漏液原因并確定改進方案。

2.2 通過樣品和設(shè)備運行情況分析：在膜材選型合理、焊接工藝參數(shù)穩(wěn)定、非PVC膜、塑料輸液容器接口、塑料輸液容器拉環(huán)式密封蓋供應(yīng)商固定的情況下，制袋灌封線穩(wěn)定運行過程中，對非PVC膜造成損傷最嚴重的工位是制袋機周邊熱合工位、接口焊接工位。周邊熱合工位是通過氣液增力缸驅(qū)動模具快速運行，然后氣液增力缸轉(zhuǎn)入力行程，將袋子周邊與接口熱合，并將袋子切割成型的工作。接口焊接工位是在設(shè)定的溫度、時間、壓力參數(shù)下，對初步焊接的膜材與接口充分焊接，同時冷卻板對軟袋表面進行冷卻的操作。非PVC膜在制袋工位通過模具運動首先造成冷拉伸，接著非PVC膜受熱膨脹發(fā)生熱拉伸現(xiàn)象，從而導致非PVC膜變薄損傷，在接口焊接工位，由于接口支撐，造成非PVC膜變形緊貼于模具邊緣，出現(xiàn)非PVC膜燙傷、變形，不僅影響軟包裝外觀質(zhì)量而且在儲存、運輸、使用過程中易出現(xiàn)漏點，影響產(chǎn)品質(zhì)量[5]。

2.3 為解決以上問題，通過機械運動分析、熱量傳遞分析，結(jié)合設(shè)備自身模具結(jié)構(gòu)和精度，確定對周邊熱合模具和接口焊接模具進行局部改造方案：增加防止非PVC膜燙傷的輔助模具。以減輕金屬對非PVC膜的燙傷、拉伸，并確定安裝位置為周邊焊接模具內(nèi)、接口焊接模具邊緣。材質(zhì)為導熱系數(shù)較小的聚四氟材料。（輔助模具見圖1）

圖1 聚四氟輔助模具Fig. 1 The appearance of PTFE auxiliary mould

3 焊接質(zhì)量對比

3.1 應(yīng)用輔助模具后產(chǎn)品與未使用輔助模具外觀質(zhì)量對比（見圖2）。

通過對比，應(yīng)用輔助模具后，接口焊接面與膜材焊接均勻、牢固、無偏移，非PVC膜無燙傷，接口翅膀與膜材處無縫隙，觸摸平滑無硬傷。

3.2 塑料輸液容器接口與非PVC膜焊接后斷面切片分析

通過對軟包裝接口焊接處切片后，在影像測量儀下進行測量，在應(yīng)用輔助模具前，其膜材截面最薄處厚度由0.195 mm縮減到0.130 mm；在應(yīng)用輔助模具后，其膜材截面最薄處厚度由0.195 mm縮減到0.167～0.168 mm。兩者相差0.037 mm（見圖3）。

圖2 焊接外觀質(zhì)量對比Fig. 2 The comparison of welding quality

圖3 焊接厚度對比Fig. 3 The comparison of welding thickness

3.3 跌落試驗方法

未應(yīng)用輔助模具采用焊接時間2.5 s，溫度設(shè)定120～160℃，使用三層非PVC膜生產(chǎn)的產(chǎn)品為A組；應(yīng)用輔助模具后采用焊接時間2.5 s，溫度設(shè)定120～160℃，使用三層非PVC膜生產(chǎn)的產(chǎn)品為B組。

分別選取A組、B組產(chǎn)品各取1件（250 mL規(guī)格，40袋/件），包裝形式一致，進行跌落（見表1）。

表1 跌落數(shù)據(jù)對比表Tab. 1 Results of anti-dropping ability

跌落方法：將樣品于-25℃±2℃條件下，放置24 h，然后在50℃±2℃條件下，繼續(xù)放置24 h，再在23℃±2℃條件下放置24 h，按照2 m（國家標準要求1 m）的跌落高度，分別跌落于一硬質(zhì)剛性的光滑表面上[6]，進行最差條件試驗。

應(yīng)用輔助模具后可有效增強軟包裝輸液的抗跌落能力及降低漏液率。經(jīng)過抗跌落試驗，漏液率降低80%。

3.4 拍打?qū)嶒?/p>

方法：分別選取應(yīng)用輔助模具前、后同一車間、同一設(shè)備生產(chǎn)的兩個批次雙硬管軟包裝產(chǎn)品各20袋，逐袋拍打，拍打壓力為0.5 MPa，統(tǒng)計拍打試驗數(shù)據(jù)。（見表2、表3）

儀器：軟包裝產(chǎn)品壓力測試儀

表2 未應(yīng)用輔助模具產(chǎn)品拍打試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表（A組）Tab. 2 Results of non-application of the auxiliary mould

表3 應(yīng)用輔助模具產(chǎn)品拍打試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表（B組）Tab. 3 Results of the application of the auxiliary mould

未應(yīng)用輔助模具產(chǎn)品的平均拍打次數(shù)在4.25次，拍打20次未漏液的有1袋；10次及以下漏液的19袋。應(yīng)用輔助模具的產(chǎn)品平均拍打次數(shù)在17.1次，拍打20次未漏液的有14袋；10次及以下漏液的2袋。（見圖4）

應(yīng)用輔助模具后可有效增強軟包裝輸液的抗拍打能力，經(jīng)過拍打壓力為0.5 MPa試驗，耐受10次拍打的數(shù)提高89.4%，平均拍打次數(shù)增加2倍以上。

圖4 拍打次數(shù)趨勢圖Fig. 4 The trend chart for fl apping times

4 討論

在全自動制袋灌封機使用非PVC膜穩(wěn)定、焊接工藝穩(wěn)定的情況下，同一臺設(shè)備，應(yīng)用輔助模具后，對所制備的非PVC軟包裝產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、焊接質(zhì)量、漏液率降低、抗拍打次數(shù)有明顯的改善。該輔助模具的應(yīng)用對提高焊接質(zhì)量效果明顯，能夠有效增強軟包裝產(chǎn)品的抗跌落能力及抗拍打能力，可有效降低產(chǎn)品漏液率。

[1] 霍本洪. 淺析非PVC膜軟袋輸液生產(chǎn)線的設(shè)計[J]. 上海醫(yī)藥，2012, 33（13）

[2] 陳根光, 王慶芬, 張榮. 非PVC軟袋大輸液生產(chǎn)線的工藝分析[J].醫(yī)療裝備, 2011，24（1）

[3] 藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）無菌藥品附錄.

[4] 國家食品藥品監(jiān)督管理局藥品認證管理中心.無菌藥品[M].北京：2011.

[5] 淺析非PVC膜軟袋大輸液線對三層PP膜的適應(yīng)性[J].中國包裝工業(yè)，2009，12 .

[6] YBB00102005,國家食品藥品監(jiān)督管理局國家藥品包裝容器（材料）標準[S].