透氧率与医用产品包装设计

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1、透氧率与医用产品包装设计 OxygenTransmissionRate(OTR)andaMedicalPouch透氧率与医用产品包装设计JoelFischer 美国MOCON（膜康）公司测试实验室主任前言某公司有一粉状医用产品,由于该产品对氧气非常敏感,因而它传统地被装在玻璃安培瓶中。为了方便用户，现在该公司准备把产品装在袋子中。为了设计袋子，必须对一系列材料以及成型包装体做透氧率（OxygenTransmissionRate，简称OTR)的评估。步骤一.材料透氧率评估：首先对三种待选材料进行了透氧率的测试。实验

2、是在MOCONOx-Tran2/21（见图1）上进行的，测试条件为23C，100%氧气。被测的三种材料分别为含铝箔的复合膜，镀铝薄膜，以及高阻隔复合膜。透氧率实验结果列于表1，结果显示含铝箔的复合膜具有最好的阻隔性。图1. MOCONOx-Tran2/21实验原理图 表1.待选材料的透氧率实验结果样品材料                                      OTR（cc/(m2*day)–100%O2）AlFoil/Polymer                               

3、            <0.005AlMetallized/Polymer                                    0.084HighBarrierCoatedPolymer                              0.011步骤二.简单成型包装袋的检测：选了含铝箔复合膜后，客户要求对成型简单包装袋（由复合膜厂家提供）进行检测。测试的原因是想了解加工过程是否对氧气阻隔性有所损害。厂家提供了四边已封口的袋子，图3和图4展示了这袋子以及测试过程示意图。实验结果列于表2

4、。 图3 已封口的袋子图4.成型包装袋的测试过程示意图表2.AlFoil/Polymer包装袋实验结果样品                                        OTR（cc/(package*day)）AlFoil/Polymer包装袋                         <0.00003为了了解封口的强度以及泄漏情况，进一步地对该袋子进行了破裂/密封力测试。使用的仪器为MOCON密封检测仪Skye2000a（见图5）。实验过程中一侧封口被“爆裂”的情形见图6。结果显示它的平

5、均密封强度8.2psig。客户对复合膜厂家提供的材料及样品是满意的。图5.MOCONSkye2000a图6.实验过程中右侧封口被“爆裂”的情形步骤三.客户实际包装袋最优化热封条件的选择客户选好了AlFoil/Polymer作为材料，并根据实际需要制成了尺寸为3”x6”的包装袋。该袋子比前面讨论过的由复合膜厂家提供袋子要复杂，有更多的封口且很多地方有折痕。而且客户用的热封仪器与复合膜厂家的不一样。为了选择最优化热封条件，设计了四种热封条件来制备袋子，然后比较它们的透氧率及破裂/热封强度（见表3）。表3.客户包装袋的

6、热封条件与透氧率及破裂/封口强度关系热封参数条件                   OTR                      破裂/封口强度                                  100%O2                         (psig)                            cc/(package*day)  高压/低温                   0.0432                             8.2高压/高温

7、                   0.0543                             8.7低压/低温                   0.0326                             7.6低压/高温                   0.0441                             7.9结果显示封口强度很好，并不存在不良封口引起的泄漏问题。理论上来说该材料具很好的阻隔性，做成的袋子应该是小于仪器的最低检测値的。但结果显示OTR数值比预料的要

8、高。步骤四.目测法检查包装袋为了进一步了解OTR结果偏高的原因，MOCON采用目测法对包装袋进行了检查。具体做法是用一束强光照在袋子的外面，观察袋子的内部看看有没有光透过。结果发现袋子不仅有个别不完全“微孔”（多层材料中的铝箔层穿孔所致），且在折痕以及接封处有光线透过，表明这些地方材料出现不完全“裂缝”（多层材料的铝箔层裂缝所致）。图7.展示了观察袋子的内部所发现的疵点。