一种辅助模具在全自动软袋制袋灌封机中的应用

安永华 马晓红 王长城 陈学武

（山东齐都药业有限公司，山东淄博 255400）

非PVC多层共挤软包装输液产品是临床应用广泛的无菌制剂产品。因具有无毒、与药液相容性好、可自收缩、输液过程无需进入空气、消除了二次污染、易于运输储存等优点，市场需求量大，临床应用广泛[1]。但是作为最终灭菌的无菌制剂而言，采用全自动制袋灌封一体机进行非PVC膜的制袋、药液灌封、焊盖等一系列操作，其设备性能、焊接参数、膜材质量等均对软包装产品的密封性有直接的影响，特别是灭菌后软包装产品的密封性对产品质量影响较大[2]，包装密封性完好是保证产品无菌的关键。因此，新版GMP无菌药品附录第“七十七条”规定：无菌药品包装容器的密封性应当经过验证，避免产品遭受污染[3]。设备适用性差、容器及密封件供货缺陷，或者没有检出并剔除密封系统存在缺陷的产品，可导致市场召回，应采取措施防止上述问题的发生[4]。对此，笔者分析目前软包装输液产品漏液情况，结合设备的性能，增加一种辅助模具，用于改善焊接过程中的过焊、烫伤等影响，提高软包装焊接质量，更有效地保证软包装产品的密封性和产品质量。

1 全自动制袋灌封机简介

我公司使用的全自动制袋灌封机，采用PLC可编程逻辑控制器控制，与生产相关的参数都可通过触摸屏设置。PLC与伺服控制器、气动阀岛、灌装流量计相联，自动化程度高，并具有自动监测、报警、自动停机等功能。该机具有配方存贮和调用功能，生产不同规格产品或使用不同膜材可直接调用以前的工艺参数。该机共有12个工位，依次为上膜、印刷、拉膜、接口输送、接口预热、制袋、接口焊接、废边去除、袋转移、灌装、封盖、产品输出。整条生产线从上膜到最后产品的输出均在C级背景保护下的A级完成，避免了人员、物料对产品的交叉污染。

2 漏液点原因分析及方案制定

2.1 经过市场考察及对市场退回的漏液产品进行统计，100 mL、250 mL产品使用同一台制袋灌封机生产的产品，其漏液点主要集中在接口斜面。结合设备的结构和模具情况分析漏液原因并确定改进方案。

2.2 通过样品和设备运行情况分析：在膜材选型合理、焊接工艺参数稳定、非PVC膜、塑料输液容器接口、塑料输液容器拉环式密封盖供应商固定的情况下，制袋灌封线稳定运行过程中，对非PVC膜造成损伤最严重的工位是制袋机周边热合工位、接口焊接工位。周边热合工位是通过气液增力缸驱动模具快速运行，然后气液增力缸转入力行程，将袋子周边与接口热合，并将袋子切割成型的工作。接口焊接工位是在设定的温度、时间、压力参数下，对初步焊接的膜材与接口充分焊接，同时冷却板对软袋表面进行冷却的操作。非PVC膜在制袋工位通过模具运动首先造成冷拉伸，接着非PVC膜受热膨胀发生热拉伸现象，从而导致非PVC膜变薄损伤，在接口焊接工位，由于接口支撑，造成非PVC膜变形紧贴于模具边缘，出现非PVC膜烫伤、变形，不仅影响软包装外观质量而且在储存、运输、使用过程中易出现漏点，影响产品质量[5]。

2.3 为解决以上问题，通过机械运动分析、热量传递分析，结合设备自身模具结构和精度，确定对周边热合模具和接口焊接模具进行局部改造方案：增加防止非PVC膜烫伤的辅助模具。以减轻金属对非PVC膜的烫伤、拉伸，并确定安装位置为周边焊接模具内、接口焊接模具边缘。材质为导热系数较小的聚四氟材料。（辅助模具见图1）

图1 聚四氟辅助模具Fig. 1 The appearance of PTFE auxiliary mould

3 焊接质量对比

3.1 应用辅助模具后产品与未使用辅助模具外观质量对比（见图2）。

通过对比，应用辅助模具后，接口焊接面与膜材焊接均匀、牢固、无偏移，非PVC膜无烫伤，接口翅膀与膜材处无缝隙，触摸平滑无硬伤。

3.2 塑料输液容器接口与非PVC膜焊接后断面切片分析

通过对软包装接口焊接处切片后，在影像测量仪下进行测量，在应用辅助模具前，其膜材截面最薄处厚度由0.195 mm缩减到0.130 mm；在应用辅助模具后，其膜材截面最薄处厚度由0.195 mm缩减到0.167～0.168 mm。两者相差0.037 mm（见图3）。

图2 焊接外观质量对比Fig. 2 The comparison of welding quality

图3 焊接厚度对比Fig. 3 The comparison of welding thickness

3.3 跌落试验方法

未应用辅助模具采用焊接时间2.5 s，温度设定120～160℃，使用三层非PVC膜生产的产品为A组；应用辅助模具后采用焊接时间2.5 s，温度设定120～160℃，使用三层非PVC膜生产的产品为B组。

分别选取A组、B组产品各取1件（250 mL规格，40袋/件），包装形式一致，进行跌落（见表1）。

表1 跌落数据对比表Tab. 1 Results of anti-dropping ability

跌落方法：将样品于-25℃±2℃条件下，放置24 h，然后在50℃±2℃条件下，继续放置24 h，再在23℃±2℃条件下放置24 h，按照2 m（国家标准要求1 m）的跌落高度，分别跌落于一硬质刚性的光滑表面上[6]，进行最差条件试验。

应用辅助模具后可有效增强软包装输液的抗跌落能力及降低漏液率。经过抗跌落试验，漏液率降低80%。

3.4 拍打实验

方法：分别选取应用辅助模具前、后同一车间、同一设备生产的两个批次双硬管软包装产品各20袋，逐袋拍打，拍打压力为0.5 MPa，统计拍打试验数据。（见表2、表3）

仪器：软包装产品压力测试仪

表2 未应用辅助模具产品拍打试验数据统计表（A组）Tab. 2 Results of non-application of the auxiliary mould

表3 应用辅助模具产品拍打试验数据统计表（B组）Tab. 3 Results of the application of the auxiliary mould

未应用辅助模具产品的平均拍打次数在4.25次，拍打20次未漏液的有1袋；10次及以下漏液的19袋。应用辅助模具的产品平均拍打次数在17.1次，拍打20次未漏液的有14袋；10次及以下漏液的2袋。（见图4）

应用辅助模具后可有效增强软包装输液的抗拍打能力，经过拍打压力为0.5 MPa试验，耐受10次拍打的数提高89.4%，平均拍打次数增加2倍以上。

图4 拍打次数趋势图Fig. 4 The trend chart for fl apping times

4 讨论

在全自动制袋灌封机使用非PVC膜稳定、焊接工艺稳定的情况下，同一台设备，应用辅助模具后，对所制备的非PVC软包装产品的外观质量、焊接质量、漏液率降低、抗拍打次数有明显的改善。该辅助模具的应用对提高焊接质量效果明显，能够有效增强软包装产品的抗跌落能力及抗拍打能力，可有效降低产品漏液率。

[1] 霍本洪. 浅析非PVC膜软袋输液生产线的设计[J]. 上海医药，2012, 33（13）

[2] 陈根光, 王庆芬, 张荣. 非PVC软袋大输液生产线的工艺分析[J].医疗装备, 2011，24（1）

[3] 药品生产质量管理规范（2010年修订）无菌药品附录.

[4] 国家食品药品监督管理局药品认证管理中心.无菌药品[M].北京：2011.

[5] 浅析非PVC膜软袋大输液线对三层PP膜的适应性[J].中国包装工业，2009，12 .

[6] YBB00102005,国家食品药品监督管理局国家药品包装容器（材料）标准[S].