铝塑泡罩包装机及其应用

2015-03-06孙怀远顾青青杨丽英

机电信息 2015年17期

孙怀远顾青青孙波杨丽英

（1.上海医疗器械高等专科学校，上海 200093；2.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海 200093）

0 引言

泡罩包装是固体制剂的一种典型包装形式，它是一种适合于患者使用的小剂量板式包装，具有重量轻、携带方便、密封性好、药品不互混、服用不浪费等优点，已成为我国固体制剂包装的主流，在医药领域得到了广泛的应用。泡罩包装所用设备称为泡罩包装机，因所用材料多为塑膜和铝箔，故又称其为铝塑泡罩包装机。

1 铝塑泡罩包装机的结构组成

在药品生产中，铝塑泡罩包装机有多种形式，完成包装操作的方法也有区别，但它们的组成及其部件功能基本相同，主要由放卷部、加热器、成型部、充填部、热封部、夹送装置、打印装置、冲裁部、传动系统、机体和气压、冷却、电气控制、变频调速等系统组成。

（1）放卷部。在设备上固定塑膜和铝箔卷材，带有压紧、制动和轴向位置调节装置，有的还安装了光标跟踪装置。

（2）加热器。加热器采用电加热使塑膜硬片软化，以便成型。

（3）成型部。其由成型辊（板）、连接阀板、真空（压缩空气）系统、冷却水系统等组成，受热成塑性的塑膜片材通过成型器被吸（吹）成规定形状的光滑泡罩。

（4）充填部。加料器将片剂、胶囊等充填入已成型的泡罩中。

（5）热封部。其由电加热系统、气压控制和机械张力装置等组成，使铝箔与泡罩塑膜封合。

（6）夹送装置。完成包装材料的往前送进工作。

（7）打印装置。在包装好的板块上打印出批号以及压出撕裂线等。

（8）冲裁部。其由主体、曲轴、连杆、导柱、凹凸模、退（压）料板以及变频调速系统组成，是将热合密封后的铝塑泡罩薄膜冲切成规定尺寸的板块，完成包装机的最后一道工序。由于变频调速系统的作用，可以根据行程长短等因素来设定冲裁次数。

（9）机体。用于支持和固定各种零部件、各系统，它是由壳体、安装面板及焊接底座组合而成。

2 铝塑泡罩包装机的分类

铝塑泡罩包装机按机身造型结构可分为墙扳型与箱体型两种。

按成泡基材成型的方法，铝塑泡罩包装机有平板压缩空气成型与转鼓真空成型两种类型。其中，转鼓真空成型都是连续式的，而平板成型大部分为间歇式的。一般情况，滚筒型机身取墙板型结构，平板型和组合型机身取箱体型结构。

根据自动化程度，铝塑泡罩包装机分为全自动铝塑泡罩包装机、自动铝塑泡罩包装机及半自动铝塑泡罩包装机。全自动铝塑泡罩包装机的结构形式多为卧式，从药品、包材等原料开始到板片装盒出厂整个包装过程全部自动化，是集各种技术于一体的先进的铝塑包装设备，国内现已开发出铝塑包装机与装盒机连线机组，但由于两机是联合作业，虽然泡罩包装过程接近于全自动包装，但还是存在不稳定因素。自动铝塑泡罩包装机与全自动铝塑泡罩包装机的主要区别是冲裁成规定尺寸的板片后由人工进行包装，劳动强度相对增加、生产效率稍低，目前国内使用的多为该类设备。半自动铝塑泡罩包装机的成型、封合、冲裁均需分开独立操作，自动化程度和劳动生产率低，工人的劳动强度大，已逐步被淘汰。

按成型与热封结构型式，铝塑泡罩包装机可分为辊筒式、平板式和辊板式3种类型，表1为3种类型设备的比较。

3 铝塑泡罩包装机的工作流程

图1为辊筒式铝塑泡罩包装机工作流程：药用薄膜（硬片）经加热器加热软化至可塑状态，在成型模辊上以真空负压吸出泡罩后，由充填装置向泡罩内充填被包装物品，然后经热封辊在合适的温度和压力下，将单面涂有粘合剂的铝箔覆盖在泡罩上，使被包装物品分别密封在泡罩内，再由打字压印装置在设定的位置上打上批号并压出撕裂线，最后通过冲切装置冲切成一定尺寸的包装板块。

图1 辊筒式铝塑泡罩包装机的工作流程

表1 辊筒式、平板式和辊板式泡罩包装机比较

下面就按辊筒式、平板式和辊板式3种类型对铝塑泡罩包装机的工作流程、特点及选型进行分析。

辊筒式泡罩包装机采用的泡罩成型模具和热封模具均为圆筒形，其整个工艺过程即为：加热、连续吸塑成型→连续充填→连续辊式热封→间歇打字、压印→间歇冲裁。

图2为平板式铝塑泡罩包装机工作流程：成型膜材在预热工位加热至软化状态后，由薄膜步进输送装置牵拉送至成型工位，在成型装置中经压缩空气吹塑（或冲压加吹塑）成泡罩后，通过充填装置自动将被包装药品充填于泡罩内，而后被送至热封工位，热封装置在一定的温度和压力下将覆盖铝箔与底膜封合，最后传至打字、压印和冲裁工位，分别完成打批号、压撕裂线及冲切成规定尺寸板块。

图3 辊板式铝塑泡罩包装机的工作流程

图2 平板式铝塑泡罩包装机的工作流程

4 铝塑泡罩包装机的特点分析

4.1 辊筒式铝塑泡罩包装机的特点

辊筒式铝塑泡罩包装机，由于成型、封合、步进装置均采用辊式模具，因此机械结构简单、同步调整方便，工作可靠，经济耐用。但是，辊筒式铝塑泡罩包装机不适合成型大口径、形状复杂、拉伸比（深度/当量直径）大的泡罩。如果只用于包装药品或与药品相类似的物品，辊筒式铝塑泡罩包装机功能完备，包装效果也较好。

辊筒式铝塑泡罩包装机，一般都采用以垂直放置的大板为主体的支架式（或称为墙板式）结构。板的正面为工作部件，各部件不设机罩，便于工作、观察和调整；板的背面排布传动系统及气控、真空、冷却系统的控制执行元件等，传动系统多采用链传动，板后用机箱封闭，整洁美观。

辊筒式铝塑泡罩包装机结构也有采用立式布置的，如图4所示，从成型至切断整个包装工艺中，只采用单个辊筒。与卧式布置的辊筒式铝塑泡罩包装机相比，立式辊筒型铝塑泡罩包装机将成型与热封装置组合在一起，采用接触式加热。经过改型，机

平板式铝塑泡罩包装机采用的泡罩成型模具和热封模具均为平板形，其整个工艺过程为：预热→间歇吹塑成型→间歇充填→间歇板式热封→间歇打字、压印→间歇冲裁。

图3为辊板式铝塑泡罩包装机的工艺流程，其包装出一个完整板块的工作过程与前两种包装机类似。辊板式铝塑泡罩包装机是由辊筒式和平板式衍变而来的，采用的泡罩成型模具为平板形、热封模具为圆筒形，其整个工艺过程为：预热→间歇吹塑成型→连续充填→连续辊式热封→间歇打字、压印→间歇冲裁。器的结构简化、集中紧凑，维修操作方便，占地面积小，成本大为降低。

图4 立式辊筒型铝塑泡罩包装机结构简图

4.2 平板式铝塑泡罩包装机的特点

平板式铝塑泡罩包装机成型和封合均采用平板式模具，具有如下优点：成型质量好、尺寸精度高、细小部分再现性好；泡罩美观挺括、壁厚均匀、光泽透明性好；板块平整、不翘曲；板块排列灵活，对板块尺寸变化适应性强，成型面积大；用同样厚度的薄膜可获得较大的拉伸比（泡罩最大成型深度可达35mm以上）。由于可采用复合正压成型技术（利用冲头和气体压力），能在同一工序内完成泡罩成型工艺，所以可成型出形状复杂的泡罩。另外，一般板式泡罩包装机的充填位置空间大，可同时布置多个充填机构，更易实现一个板块上多种药品的包装，扩大了包装范围，提高了包装档次。

平板式铝塑泡罩包装机总体结构分为箱式结构和框架式结构。箱式结构机器工作时，要求成型、热封、打字、压印、冲裁等模具沿垂直方向做同步直线往复运动，这种运动是靠装在主传动轴上的凸轮来实现的，所以运动载荷不能分散、具有冲击性，传动的平稳性较差；框架式结构机器的预热、成型、步进、热封、打字压印、冲裁等机构都安装在大板平面上，机器工作时，调整板块相对于成型、热封、打字压印、冲裁各机构的位置非常方便，运动载荷可以分散开，所以传动的平稳性较好。

采用平板式泡罩包装，可提高产品包装机械化、自动化水平，降低成本，美化装潢商品；延长贮存期限，提高商品使用价值；提高产品竞争能力。

4.3 辊板式铝塑泡罩包装机的特点

辊板式铝塑泡罩包装机采用板式正压吹塑成型，泡罩壁厚均匀、外形挺括；采用辊式封合，密封性能和包装质量好；采用蛇形排布的工艺路线，使得整机布局紧凑、协调，外形尺寸适中，观察、操作方便。另外，此类机型模具更换简便、快捷、调整方便，步进行程、冲切频率均可调整，可满足多品种、多规格的产品包装，且冲切频率最高可达100次/min。但是，由于辊板式铝塑泡罩包装机采用了板式成型机构，使机器结构相对比较复杂。另外，其控制系统自动化程度都较高，所以要求操作者具有一定的操作水平。

辊板式铝塑泡罩包装机机体为框架式结构，以垂直放置的大板为界面分为前后两面。正面布置工作部位，便于观察操作；背面布置传动系统及气路、水路、电路等，安全可靠；前后均有罩门封闭，整洁美观。

辊板式铝塑泡罩包装机综合了辊筒式和平板式铝塑泡罩包装机的特点，克服了辊筒式泡罩壁厚不均匀、外形不挺括、包装范围小、排列方式受到限制和平板式的封合质量难以保证的缺点，使得成品质量均能达到满意的要求。

5 铝塑泡罩包装机的选型分析

辊筒式铝塑泡罩包装机由于采用辊筒式成型、封合及辊式进给，泡罩带在运行过程中绕在辊面上会弯曲，因而不适合成型较大、较深、形状复杂的泡罩，被包装药品的体积也较小，所以现在仍然以包装各种糖衣片、素片、胶囊及胶丸为主。另外，辊筒式泡罩包装机由于是真空负压成型，泡罩成型后的厚薄均匀性差，且成型的速度不能过快，因而机器的工作频率不能太高，一般冲切频率为30～40次/min，这在一定程度上影响了其应用。但是，从片剂小包装的发展和需要以及机器本身结构简单、造价低等优点看，立式辊筒型泡罩包装机还是有相当发展前途的。

平板式铝塑泡罩包装机是在辊式泡罩包装机的基础上发展起来的，总体结构可分为箱式结构和框架式结构，均采用平板式成型模具、平板式封合模具，水平夹持步进。平板式泡罩包装机除具有辊式泡罩包装机的功能外，还能包装各种规格的安瓿瓶、西林瓶等瓶装药品和尺寸较大、敏感性强的医疗器具等，应用范围非常广泛。从药物类别来看，可用于片剂、胶囊、胶丸及水针剂等；从药物形状来看，可用于圆形、方形、三角形、椭圆形、椭球形及各种异形片、中药丸等。在选用泡罩包装机时，如对板块平整度要求严格、药物在板块上的排列有特殊要求、各种泡罩几何形状有特殊要求、需进行避光包装等，则首选平板式铝塑泡罩包装机，以便延长药品贮存期，提高包装档次、使用价值及产品的市场竞争能力。

辊板式铝塑泡罩包装机集中了板式成型和辊式封合的两大优点，可以包装各种规格的素片、糖衣片、胶囊、胶丸及异形片等药品。但是，片剂直径超过Φ16mm或胶囊及异形片在标准板块上斜排角度超过45°时，一般不适合选用此类包装机，因为它是辊式封合，泡罩带包绕在辊面上产生弯曲，封合时容易把铝箔压坏，将被包装物压碎。

在选用辊板式铝塑泡罩包装机时，主要考虑：（1）包装尺寸，不超出前面所述的包装范围，均可选用；（2）材料利用率，带有无横边冲裁的该类包装机更节省包装材料；（3）生产能力，生产量大时选用该类高速包装机（冲切次数可达100次/m in以上），生产量少时选用速度比较低的该类包装机（冲切次数在60次/m in左右）。