第一講玻璃包裝容器性能測試

1、第一講玻璃包裝容器性能測試(a)內(nèi)壓破裂，（b）外部沖擊破裂，（c）跌落沖擊破裂（d）熱沖擊破裂，（e）（f）水沖擊破裂一、一、 玻璃包裝容器理化學(xué)性能測試玻璃包裝容器理化學(xué)性能測試物理性能檢驗(yàn)：外觀質(zhì)量，耐壓，耐沖擊，應(yīng)力醫(yī)藥瓶：耐久性，強(qiáng)度，密封性，瓶口光滑性酒瓶：色調(diào)，防紫外線含氣飲料瓶，啤酒瓶：耐內(nèi)壓強(qiáng)度，耐熱沖擊性1. 外觀質(zhì)量檢驗(yàn)外觀質(zhì)量檢驗(yàn) 外觀缺陷：口部變形，瓶口內(nèi)徑差，表面粗糙，壁厚不均，凹凸 不平，氣泡，傷痕， 螺紋臺(tái)階缺口及圈數(shù)不對。 目測，簡單量具（卡規(guī)、環(huán)規(guī)），自動(dòng)檢測機(jī)2. 耐內(nèi)壓強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)蛢?nèi)壓強(qiáng)度試驗(yàn) 是對玻璃容器內(nèi)裝物引起的壓力形成的內(nèi)部破壞作用做強(qiáng)度測試。 含

2、氣飲料，內(nèi)壓強(qiáng)度與溫度、沖擊、容器自身形狀、壁厚、回收使用時(shí)間長短有關(guān)。 國際標(biāo)準(zhǔn)，充氣瓶1.6MPa；國家標(biāo)準(zhǔn)，充氣瓶1.2MPa，一般玻璃瓶0.7MPa 瓶型越復(fù)雜，內(nèi)壓強(qiáng)度越低。圓：100，橢圓：50，方：1025 玻璃強(qiáng)度，為6.37107Pa。D瓶身內(nèi)徑，mm，瓶壁厚度，mm。2maxDP 日本碳酸飲料瓶內(nèi)壓強(qiáng)度指標(biāo)：內(nèi)裝物壓力（Pa）201min耐內(nèi)壓強(qiáng)度（Pa） 21.6104以下9.31105以上（24.539.2)10414.7105以上 (39.249)10419.6105以上（1）試驗(yàn)原理與設(shè)備）試驗(yàn)原理與設(shè)備 均勻加壓，直到預(yù)定值或發(fā)生破裂為止。 設(shè)備：耐內(nèi)壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)

3、：壓力指示燈，定時(shí)器，氣缸，壓力計(jì)，壓力管，襯墊，夾板，水。（2）試驗(yàn)方法）試驗(yàn)方法 在瓶內(nèi)裝滿水，使水面保持在瓶口部位，壓緊密封裝置，加蓋防護(hù)罩。 開動(dòng)加壓裝置，通過水對壓力的傳遞來產(chǎn)生內(nèi)壓直到預(yù)定載荷值或發(fā)生破裂為止。試驗(yàn)裝置：玻璃瓶內(nèi)壓力試驗(yàn)機(jī)（氣液壓裝置、夾持裝置、壓力顯示部件、安全框等組成） 圖424 內(nèi)壓強(qiáng)度試驗(yàn)原理1壓力指示燈 2定時(shí)器 3啟動(dòng)按鈕 4電機(jī) 5氣缸6壓力計(jì) 7壓力管 8襯墊 9水 10夾板3. 垂直載荷強(qiáng)度試驗(yàn)（圖垂直載荷強(qiáng)度試驗(yàn)（圖534） 垂直載荷強(qiáng)度通常在瓶肩部外表面產(chǎn)生最大拉應(yīng)力，隨瓶肩形狀的變化而變化。普通瓶堆碼時(shí)400 50000N，開蓋時(shí)1000 2

4、000 N。溜肩，平肩。 設(shè)備：設(shè)備：氣壓裝置、夾持、壓力顯示、安全框等組成。試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法： 把試樣瓶夾在平臺(tái)和氣缸之間，由氣缸對瓶加壓，記錄瓶破壞時(shí)的載荷。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)安裝樹脂擋板，以免瓶碎傷人，應(yīng)對整個(gè)瓶子均勻加載。 4. 耐沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)蜎_擊強(qiáng)度試驗(yàn) 瓶側(cè)壁受到?jīng)_擊常產(chǎn)生3種應(yīng)力：如圖45。（1）局部應(yīng)力。導(dǎo)致局部凹陷，四周產(chǎn)生抗拉應(yīng)力，造成錐部傷痕或破損，但破瓶現(xiàn)象少。（2）彎曲應(yīng)力。整個(gè)瓶壁因沖擊而發(fā)生彎曲，內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。因瓶內(nèi)表面一般無傷痕，引起瓶破損現(xiàn)象少。（3）扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。在離沖擊點(diǎn)45處產(chǎn)生應(yīng)力，雖然較前兩種應(yīng)力值小約20%，但因瓶外常有傷痕，容易產(chǎn)生破瓶。實(shí)際破瓶幾乎由扭

5、轉(zhuǎn)應(yīng)力引起。 沖擊強(qiáng)度和剝離瓶壁厚度的關(guān)系如圖47。 試驗(yàn)方法有機(jī)械沖擊、運(yùn)行沖擊、斜面沖擊、耐熱沖擊試驗(yàn)。圖47 沖擊強(qiáng)度與壁厚的關(guān)系曲線4.1 擺錘沖擊試驗(yàn)法擺錘沖擊試驗(yàn)法 通過性試驗(yàn): 將試樣放置在支撐臺(tái)上，緊靠后支座；上下調(diào)整支承臺(tái)，將打擊部位調(diào)節(jié)到需要檢測的部位后，水平方向調(diào)節(jié)支承臺(tái)，使擺錘處于自由靜止?fàn)顟B(tài)，打擊物輕微觸及試樣瓶表面，以規(guī)定的沖擊能量重復(fù)打擊瓶身周圍相距約120的3個(gè)點(diǎn)。檢查瓶子有無破壞。 遞增性試驗(yàn)：提高沖擊能量，重復(fù)試驗(yàn)，直到瓶子破壞，記錄破瓶沖擊力。儀器：擺錘、夾持、升降機(jī)構(gòu)。圖48 擺錘沖擊試驗(yàn)裝置1水平方向調(diào)節(jié)手柄 2卡板3平臺(tái)高度調(diào)節(jié)手柄 4試驗(yàn)瓶5刻度盤

6、 6保持子 7打擊物8升降平臺(tái) 4.2 運(yùn)行沖擊試驗(yàn)法（圖運(yùn)行沖擊試驗(yàn)法（圖531）。）。 檢驗(yàn)瓶子在傳送帶上相互碰撞、沖擊情況，記錄破瓶與傳送帶速度之間的關(guān)系。圖49 運(yùn)行沖擊試驗(yàn)裝置1可變速電機(jī) 2擋板 3樣品瓶4瓶導(dǎo)向槽 5試樣瓶 6頂板 4.3 斜面沖擊試驗(yàn)法。斜面沖擊試驗(yàn)法。檢查玻璃瓶承受水平?jīng)_擊的能力。圖65 斜面沖擊試驗(yàn)機(jī)簡圖1鋼軌道 2釋放裝置 3滑車 4試驗(yàn)樣品 5擋板4.4 耐熱沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)蜔釠_擊強(qiáng)度試驗(yàn) 用于確定玻璃容器耐受熱沖擊的能力，即玻璃容器承受突變溫度的能力。（清洗、消毒、熱罐裝） 玻璃瓶、罐耐急熱，不耐急冷，受急冷作用容易破裂。 從熱應(yīng)力來看：瓶壁越薄越好。

7、玻璃瓶受急冷、急熱的溫差約50，一般新瓶超過50，回收的舊瓶只有35。 美國、日本等規(guī)定玻璃瓶、罐耐急冷溫差指標(biāo)42， 我國規(guī)定39。（1）試驗(yàn)原理 利用溫度控制器把兩個(gè)水槽溫度按預(yù)定溫差調(diào)節(jié)好，把試樣瓶放入熱水槽中5分鐘，然后連同瓶內(nèi)熱水急速（在30秒內(nèi)）移入冷水槽中浸泡30秒后取出，記錄因急劇溫度變化而破裂的瓶數(shù)。分析破瓶數(shù)與溫度差的關(guān)系。（2）試驗(yàn)方法 試樣是未經(jīng)其它試驗(yàn)使用的玻璃瓶、罐，并需預(yù)先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置30min以上。冷熱槽內(nèi)盛水量按試樣質(zhì)量計(jì)算，每千克玻璃用水量不小于10L。槽內(nèi)水溫均勻，溫差不超過1。 設(shè)備：冷水槽、溫水槽、試驗(yàn)籠、計(jì)時(shí)器。三種：合格性試驗(yàn)，遞增性試驗(yàn)，破壞性

8、試驗(yàn)。 A 合格性試驗(yàn)：合格性試驗(yàn)： 冷水槽溫度251，熱水槽溫度等于冷水槽溫度加上規(guī)定的試驗(yàn)溫差。若冷水槽溫度不是25，則每增加或減少5，規(guī)定的試驗(yàn)溫差可減少或增加 0.5 。 將試樣分隔并直立互不相碰地放入網(wǎng)籃內(nèi)，再將網(wǎng)籃浸入熱水槽中，試樣瓶灌滿熱水后，槽面水位應(yīng)高出瓶口5cm以上。 試樣在熱水槽中放置不少于5min，將網(wǎng)籃連同盛滿熱水的試樣以101s的時(shí)間轉(zhuǎn)入冷水槽，浸泡30秒。 取出樣品逐個(gè)檢查，得出破裂瓶數(shù)和破裂百分?jǐn)?shù)。 遞增性試驗(yàn)：遞增性試驗(yàn)：每次以恒定溫差（如5）逐步提高溫差，直到破瓶百分?jǐn)?shù)達(dá)到預(yù)定值。 破壞性試驗(yàn)：破壞性試驗(yàn)： 逐步提高試驗(yàn)溫差，直到試樣全部破裂。 急熱法，急冷

9、法：內(nèi)部急熱法和外表面急冷法。5. 內(nèi)應(yīng)力試驗(yàn)內(nèi)應(yīng)力試驗(yàn) GB4545 “玻璃瓶罐內(nèi)應(yīng)力檢驗(yàn)方法” 瓷漆法： 玻璃容器外表面涂敷一層特殊瓷漆，對容器施加外力，有拉應(yīng)力存在的部位，瓷漆就會(huì)產(chǎn)生裂紋。根據(jù)這些裂紋方向和大小判斷應(yīng)力狀態(tài)。 偏光法： 把試樣瓶放入2個(gè)偏振片中間，觀察視場亮度。若試樣瓶存在應(yīng)力，偏振光就發(fā)生旋轉(zhuǎn)，視場亮度發(fā)生變化。比較亮度與標(biāo)準(zhǔn)變形亮度（若干等級(jí)），即可得出應(yīng)力等級(jí)。 偏光應(yīng)力儀WZY-250，有比較法和直測法。6 . 化學(xué)穩(wěn)定性檢驗(yàn)方法化學(xué)穩(wěn)定性檢驗(yàn)方法 玻璃瓶、罐耐稀酸浸蝕試驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)用品： 蒸餾水。使用前應(yīng)煮沸，除去CO2，再冷卻待用，pH=5.50.1（濃度2

10、%的甲基紅指示劑呈橙紅色 ），否則用0.02N NaOH和0.01N HCL溶液校正。 2%甲基紅指示劑。0.2g甲基紅指示劑溶于100ml無水乙醇中配制而成。 甲基紅酸性溶液配制。0.10NHCL溶液0.7ml， 0.2%甲基紅指示劑5滴，加入1000ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋到刻度線。 試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)前將未使用過的玻璃瓶、罐用水、蒸餾水洗凈，再用甲基紅酸性溶液沖洗幾次。在室溫下注入滿口容量90%的甲基紅酸性溶液，瓶口部覆蓋惰性材料或煮過的玻璃皿件，置于水浴鍋內(nèi)加熱。試樣瓶、罐不可與水浴鍋的底或壁直接接觸，瓶內(nèi)外液面要基本一致，瓶內(nèi)溶液溫度應(yīng)在1015min內(nèi)達(dá)到852。 保溫30min后

11、觀察瓶內(nèi)溶液顏色。若不易分辨，可滴入0.2% 甲基紅指示劑2滴，再觀察顏色。深色瓶可將溶液倒入清潔燒杯內(nèi)觀察。 評(píng)價(jià)：呈紅色則合格，呈淡黃色則不合格。影響化學(xué)穩(wěn)定性的因素：1）充填物的性質(zhì)、濃度、PH值、溫度。2）有些內(nèi)裝物經(jīng)曝光會(huì)變質(zhì)，故用有色瓶。7. 水沖強(qiáng)度試驗(yàn)（圖水沖強(qiáng)度試驗(yàn)（圖535、36） 又稱水錘強(qiáng)度試驗(yàn)，是指玻璃瓶水沖效應(yīng)引起的破壞力。 水沖效應(yīng)通常在熱裝形式充液的瓶體上發(fā)生；當(dāng)外包裝容器，如紙箱碰撞時(shí)，也可能發(fā)生水沖效應(yīng)。如圖412。 圖412 水沖現(xiàn)象的模擬1內(nèi)壓 2受壓縮區(qū)域 3形成空穴試驗(yàn)方法： 將玻璃容器按規(guī)定進(jìn)行充填、包裝，從30 40cm高度向下自由跌落。只要有一

12、個(gè)瓶破損，該高度即為水沖擊的臨界跌落高度。 為了減小最大沖擊加速度，改變紙箱尺寸，把瓶蓋與紙箱之間的間隙從2mm增大到7mm。這樣瓦楞紙箱的緩沖作用可使沖擊加速度減小。 被測箱體下部箱體上部箱體鋼板 8. 防止飛散性試驗(yàn)（圖防止飛散性試驗(yàn)（圖537） 含氣飲料玻璃瓶受到劇烈沖擊而破裂，因存在內(nèi)壓，瓶子碎片有飛出危險(xiǎn)。 瓶表面有塑料涂層、薄膜。 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)用 CO2 飲料，或含有相同比率 CO2 的水，按標(biāo)準(zhǔn)量充填，溫度保持 251 。 使玻璃容器保持水平，從 75cm 高度自然落下。測量以落點(diǎn)為中心，半徑100cm圓形框內(nèi)碎片質(zhì)量的百分率。 玻璃瓶碎片質(zhì)量的 95% 應(yīng)在1m以

13、內(nèi)。 m1瓶子質(zhì)量，m2100cm范圍內(nèi)碎片的質(zhì)量。%95%10012mm 9. 密封性能測試密封性能測試（1）氣密性：干燥劑放入玻璃罐，封蓋，濕度100，一周，用干燥劑的增量表示氣密性。（2）漏水性： 一定量的水注入玻璃瓶，封蓋，放入調(diào)溫調(diào)濕箱（2030度），24h，以水量的減少量表示玻璃瓶的漏水性。（3）連續(xù)耐壓性：第一種方法：第一種方法：用7.57升的水稀釋98的濃硫酸40.5g，在210ml的玻璃瓶內(nèi)注入稀釋溶液200ml。然后用無蓋小紙盒盛裝3g NaHCO3后放入玻璃瓶內(nèi)，在紙盒內(nèi)的NaHCO3未溶解前封蓋。再將玻璃瓶倒置，待NaHCO3完全溶解后，放入65度的水中，1h后觀察有無

14、氣體由玻璃瓶與封蓋處溢出。第二種方法：第二種方法： NaHCO3與稀H2SO4作用產(chǎn)生的CO2注入玻璃瓶，封蓋，40，一周，是否漏氣。（4）連續(xù)耐負(fù)壓性：一定量的熱水灌入玻璃瓶，封蓋，水溫90，放入常溫真空器中，24h，測定真空度的變化。（5）瞬時(shí)耐內(nèi)壓性：封蓋，0.9MPa水或N2注入容器加壓，看是否密封。 10. 其它參數(shù)測試（容量、厚度、垂直偏差）其它參數(shù)測試（容量、厚度、垂直偏差）（1）瓶子容量檢測）瓶子容量檢測 應(yīng)定時(shí)抽查滿口容量。 利用瓶子容量比較器，比較試驗(yàn)瓶與同型標(biāo)準(zhǔn)樣瓶的容量。 首先把一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣瓶夾在檢測夾具上，校準(zhǔn)機(jī)內(nèi)氣缸，使氣缸容量與標(biāo)準(zhǔn)瓶相等。 卸下樣瓶，裝上受檢驗(yàn)瓶子

15、，使其與已校準(zhǔn)的機(jī)內(nèi)氣缸和受檢驗(yàn)瓶子同時(shí)施加微小的振蕩氣壓。若兩者容量不等，產(chǎn)生壓力差，差值反映其與標(biāo)準(zhǔn)樣瓶的容量差。差值通過傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)電壓放大后，驅(qū)動(dòng)小型伺服從動(dòng)調(diào)節(jié)活塞進(jìn)行平衡，直到壓力差消失。活塞的最終位置以差值的形式顯示在比較器的面板上，該差值可表示相對于標(biāo)準(zhǔn)樣瓶的容量差值，也可表示樣瓶的實(shí)際容積。（2）瓶子厚度檢測（圖）瓶子厚度檢測（圖538） 采用電容式傳感頭檢測瓶壁厚度。 傳感頭利用彈簧壓力壓在受檢瓶子的外表面上，傳感器的有效電容取決于有效作用區(qū)的玻璃平均厚度，有效區(qū)6mm 6mm 。 垂直掃描式；固定高度掃描式；薄點(diǎn)掃描式圖538 壁厚分析器1可旋轉(zhuǎn)對中卡盤 2樣瓶

16、 3錐形壓頭4檢驗(yàn)頭 5高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 6限位器7掃描記錄儀 8薄點(diǎn)檢測鈕9選擇開關(guān) 10手動(dòng)掃描指示（3）瓶子垂直軸偏差測量）瓶子垂直軸偏差測量 垂直軸偏差指瓶口的中心到瓶底中心垂直線的水平偏差。 測量儀器：帶有夾緊裝置的旋轉(zhuǎn)底盤，帶有一個(gè)百分表或讀數(shù)顯微鏡的垂直立柱；也可選用V形塊底板，帶有水平尺或百分表的垂直立柱組成。試驗(yàn)方法：首先將瓶子夾持在水平板上，旋轉(zhuǎn)底板360。如用V形塊測量，應(yīng)將樣瓶緊靠在V形塊上。在與水平面成45方向?qū)悠渴┘右粋€(gè)向下的壓力，旋轉(zhuǎn)瓶子360，記下瓶口邊緣外側(cè)與固定點(diǎn)的最大和最小距離。按精確度0.1mm修正實(shí)測值。垂直軸偏差等于測得的最大值和最小值之差的一半。精確

17、到0.1mm。二、二、 藥用玻璃包裝容器性能檢驗(yàn)藥用玻璃包裝容器性能檢驗(yàn) 輸液瓶，安瓿瓶，抗菌素瓶 基本測試項(xiàng)目包括以下幾方面： 1. 玻璃質(zhì)量方面玻璃質(zhì)量方面 厚度均勻，盡可能避免存在結(jié)石、條紋、析晶等缺陷。透明度要高，有色玻璃顏色要穩(wěn)定均勻 。 2. 玻璃理化性能方面玻璃理化性能方面 藥用玻璃應(yīng)抗酸、抗堿、抗水，具有一定的熱穩(wěn)定性，避光性?！胺策x用直接接觸藥品的包裝材料、容器（包括油墨，粘合劑，襯墊，填充物等）必須無毒，與藥品不發(fā)生化學(xué)作用、不發(fā)生組分脫落或遷移到藥品當(dāng)中，必須保證和方便患者安全用藥”。安瓿瓶質(zhì)量檢測安瓿瓶質(zhì)量檢測 安瓿瓶盛裝注射劑，有無色透明及棕色2種；外形有直頸、曲頸和

18、雙聯(lián)3種；規(guī)格有1、2、5、10和20ml五種； 安瓿瓶質(zhì)量檢測項(xiàng)目包括： 規(guī)格尺寸 外觀質(zhì)量 清潔度 理化性能：甲基紅中性試驗(yàn)，耐堿性能試驗(yàn)，耐酸性能試驗(yàn)，應(yīng)力試驗(yàn)，熱穩(wěn)定性，密封性檢驗(yàn)。1. 規(guī)格尺寸規(guī)格尺寸 安瓿瓶規(guī)格尺寸包括：身長，瓶絲長度，瓶壁厚度，開口徑，絲徑，泡徑等。 檢測儀器：檢測儀器：游標(biāo)卡尺，千分尺，超聲波測厚儀，測管儀。 四點(diǎn)自動(dòng)檢測法：開口徑，絲徑，泡徑，頸徑。 三點(diǎn)檢測：絲徑，泡徑，頸徑。 2. 外觀質(zhì)量外觀質(zhì)量 玻璃缺陷：色澤，結(jié)石，透明節(jié)點(diǎn)，氣泡線，條紋線。 安瓿瓶缺陷：絲歪，絲扁，歪底，吸底，瓶底氣泡，爆裂紋。 游標(biāo)卡尺或光電方法檢測絲歪，絲扁，歪底。 光電檢測

19、裂紋，結(jié)石，氣泡，薄厚不均。 電容性檢測法，氣壓檢測法，熱輻射檢測法，放射性檢測法。3. 清潔度清潔度 麻點(diǎn)：檢驗(yàn)玻璃管中的塵土或玻璃屑，特別瓶肩處的塵土或玻璃屑。 檢驗(yàn)方法：將安瓿瓶割絲圓口，沖洗，向瓶內(nèi)倒入少量蒸餾水，放入121 熱壓鍋內(nèi)蒸煮半小時(shí)，取出冷卻后，用肉眼觀察麻點(diǎn)數(shù)。還應(yīng)觀察安瓿瓶外壁有無油狀物，半透明霧狀物或紅粉等。4. 理化性能試驗(yàn)理化性能試驗(yàn) （1）甲基紅中性試驗(yàn)：測定安瓿瓶在微酸性溶液中經(jīng)高溫高壓消毒后析出堿量。試驗(yàn)原理：試驗(yàn)原理：以甲基紅溶液作指示劑，觀察甲基紅溶液顏色變化，從而判斷玻璃薄膜析出的堿量。測試方法：測試方法：GB4771 “藥用玻璃及其玻璃容器堿滲出量試

20、驗(yàn)方法” 向安瓿注入甲基紅溶液 pH = 4.20.5，熔封后，在121，1個(gè)大氣壓的消毒鍋內(nèi)保溫半小時(shí)。測定時(shí)室溫不宜過低，若低于20，甲基紅溶液易產(chǎn)生沉淀，影響精度。瓶內(nèi)甲基紅溶液不變?yōu)辄S色為合格。（2） 耐堿性能試驗(yàn)兩種方法：耐堿脫片法、堿溶法。 耐堿脫片法： 脫片：指安瓿或其他玻璃容器中呈閃光的懸浮的玻璃薄膜。 0.0075N NaOH溶液脫片率不超過2%； 0.001 N NaOH溶液不得有易見到的脫片。 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：將安瓿瓶清洗，圓口，在規(guī)格瓶中分別灌入經(jīng)濾孔為515微米的垂熔玻璃漏斗過濾的 0.0075N 或 0.001 NNaOH溶液，熔封后在日光燈下檢查剔除含有玻璃屑、纖維等異物的安瓿瓶，放入高壓消毒鍋中，15min內(nèi)升高到121 ，保溫半小時(shí)，取出冷