药用铝箔的生产工艺缺陷分析

    目前各种片剂、丸剂、胶囊剂、颗粒剂等药品均采用铝塑泡罩的方式包装,这种包装除了能较好地保护药品的质量性能外,还具有包装生产速度快,成本低,质量轻,储存空间小,运输和使用方便等特点。随着用户对药品的质量和外观的要求越来越高,表面印刷套色可达6～8种文字和图案,药用箔的质量要求越来越高。

    1药用铝箔的生产工艺现在药用铝箔的包装大都采用8011合金箔,厚度为0.02mm,状态为H18。其工艺流程为:坯料检验→轧制→合卷→轧制→分切→检查、包装、入库。轧制道次分配为0.3mm(H14)→0.145mm→01072mm→0.032mm→2×0.02mm(H18)。其中1、2道次放在粗轧机(轧辊的凸度为0.09mm,Ra值为0.3μm)上轧制;3、4道次放在中轧(轧辊的凸度为0.10mm,Ra值为0.15μm)上轧制。轧制速度1、2、3道次在800mPmin～1200mPmin,第4道次速度在400mPmin～450mPmin。

    在生产和研制阶段主要遇到以下技术难点:

    1.1箔面除油由于铝箔产品是硬状态交货,并且铝箔的轧制是在油润滑的环境下进行的,铝箔的表面不可避免地会粘上轧制油,这样对轧机除油效果的要求更高了。对轧机的清辊器进行了改造,使清辊器作用在支撑辊上的压力增大,并在上清辊器与两牌坊之间的连接梁上加上一幅整块的聚氨酯挡板,使入口的轧制油不会从支撑辊上面溅到出口的箔面上。在出口活动的机后装置靠近支撑辊处加上一幅挡油帘,使下面的轧制油不会甩到箔面上,并且对防溅板,吹扫风嘴进行了改造,以及风嘴的角度和风压进行了调整,使轧机本身除油达到最佳状况。控制轧制成品的速度和轧制力,从而降低油效应,使轧辊于铝箔表面产生一个较小的强制压应力,使进入变形区的油膜的厚度减薄。降低轧制油的油压和提高轧制油的温度,降低成品道次的道次加工率。降低油压和提高油温主要是为了降低油膜厚度和轧制油量,降低成品的道次加工率是为了降低轧制速度,从而降低轧制区的温度和降低油膜的厚度,同时也使加工硬化更为明显,提高了铝箔的强度。降低轧制油中油性添加剂含量。油黏度大意味轧制油的馏程终结点高,减缩能力大,污染的可能性也大。降低轧制油的黏度,从而降低油膜的厚度。

    1.2亮晶(亮点)亮晶是双合轧制时出现在铝箔暗面上不均匀的发光点。它不但影响美观,而且会导致铝箔的力学性能下降。亮晶分布在铝箔的暗面,一般呈椭圆形,个别呈长方形弥散分布,有时在整个铝箔表面上或局部分布,双合的上下两张箔是呈一一对应关系的,亮晶的颜色比铝的基本颜色要深且发亮,特别严重时则会形成针孔。

    亮晶产生的基本原因:在正常轧制的过程中,轧辊表面与铝箔的表面是不直接接触的,轧制力是通过轧制油膜进行传递的。从金属的成形摩擦学的角度来说,轧辊和铝箔两个接触面之间完全由液体润滑剂隔开,铝箔成形过程中所产生的摩擦即为流体摩擦,如果在轧制过程中这一层液体润滑剂所组成的油膜一旦局部被破坏,就形成了混合摩擦(由流体摩擦、干摩擦、边界摩擦组成)。干摩擦和边界摩擦常常会导致轧制工件的成形异常,也就是成形压力不通过油膜,而是通过局部的点直接接触传递到轧制工件上,形成现在所谓的“亮晶”。而流体摩擦部分属于正常成形表面,不会影响亮晶,这就是亮晶产生和弥散分布的原因。根据亮晶产生的原因从以下几个方面进行改进:

    (1)合卷机的涂油。由于合卷的涂油太少或涂油不均,使两层铝箔在轧制过程中油膜的厚薄不均,或部分地方没有油膜,致使两层铝箔之间形成干摩擦或边界摩擦,所以我们在合卷的过程中,加大涂油量,降低速度,并要求涂油均匀。

    (2)采用低闪点的双合油。最先采用的是闪点为82℃的轧制基础油,后来改为闪点为70℃的双合油。闪点为70℃的油与82℃的油相比,其黏度更低,挥发性更强,其形成的油膜更薄,铝箔暗面形成的油膜分布均匀,此时的润滑性能偏低,使两张铝箔之间的摩擦力增大,使两层铝箔之间不存在相对滑动。

    (3)轧辊粗糙度的不均一或配对径差太大,也是产生亮晶的非常重要的原因,当轧辊的上下辊粗糙度不均一时,致使上下层铝箔与上下工作辊的摩擦因数不一样,由于轧辊的转速是同步的,致使两层铝箔之间产生相对错动。同样由于上下工作辊的角速度是相同的,辊径的差别使其线速度不一样,在双合轧制时使两层铝箔之间也随着工作辊的转动而产生相对滑动。
   (4)严格控制双合前的铝箔厚度,使双合时两张的厚度差达到要求,否则不允许双合在一起。当两张铝箔的厚度差较大时,由于金属的流动,上下两张铝箔的加工率不一致,使金属的流动不同步,两张铝箔容易产生错动,产生亮晶。

    2目前药用铝箔存在的主要问题

    (1)PVC板与铝箔的热压粘合力刚达到国标。根据具体情况,产生粘合力较低的原因,可能是除油不好,经过试验铝箔表面已达到无油标准,其润湿表面张力已达到34×10-3NPm。另外的原因可能是铝箔表面太亮,即轧辊的粗糙度值太小,我们把工作辊的粗糙度由原来的0.1μm,提高到现在的0.15μm,使粘合力大大提高。

    (2)抗拉强度偏低,仅达到168NPmm2。分析其性能偏低可能的几个原因,其一,轧制速度高,因为轧制速度高(800mPmin～1200mPmin),使轧制区的温度提高,就相当于轧件在轧辊之间进行了一次回复退火,使加工硬化不明显,由于是要提高轧机的工作效率,我们只能在成品道次把速度控制在400mPmin～500mPmin之间,但效果不是太明显。其二,对8011合金中的化学成分相应的调整,要求w(Fe):w(Si)≥2.0,w(Fe)=0.8%～1.0%,w(Si)≤0.6%,w(Mn)=0.02%～0.05%,其他杂质含量不大于0.05%,通过调整使最终成品的抗拉强度大于193NPmm2,达到了用户的要求。

    (3)边部或局部微松。边部松,我们根据实际情况对轧制过程中板形曲线的幅值由原来的25I降至现在的18I。局部松的原因是喷淋失控,要做到定期检查,及时维修。

    3结束语

    对我公司在药箔的试生产过程中,从工艺到成品进入市场存在的问题作了简要的论述,要稳定产品质量提高市场竞争力,还要求每道工序的操作人员有很强的责任心,在实践中总结经验,提高自己的操作水平,把问题消除在本工序内。

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