在制藥行業(yè)，口服固體藥劑（如藥片、膠囊）的瓶蓋包裝需要滿足相互矛盾的雙重要求：既要防止兒童隨意開啟，又必須確保成人特別是老年人能夠輕松打開。這種平衡高度依賴于瓶蓋鎖定結(jié)構(gòu)的精確力學(xué)設(shè)計(jì)，而開啟與鎖緊扭矩則是量化這一性能的核心指標(biāo)。以下案例展示了如何在兒童安全瓶蓋（CRC）的開發(fā)過程中，運(yùn)用精密扭矩測試方法解決實(shí)際問題。

一、 案例背景：新型防兒童開啟瓶蓋的開發(fā)挑戰(zhàn)

某制藥公司計(jì)劃為一種常用處方藥換裝新型的“下壓旋轉(zhuǎn)式”兒童安全瓶蓋。研發(fā)初期面臨兩個(gè)關(guān)鍵問題：

合規(guī)性驗(yàn)證： 新設(shè)計(jì)必須通過目標(biāo)市場（如美國、歐盟）嚴(yán)格的兒童防護(hù)包裝測試標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)不僅要求一定比例的兒童在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無法打開，也規(guī)定了成人特別是老年人能夠正常開啟。

工藝窗口定義： 在生產(chǎn)線上，旋蓋機(jī)施加的鎖緊扭矩必須在一個(gè)精確的范圍內(nèi)。扭矩過小可能導(dǎo)致密封不嚴(yán)或兒童輕易開啟；扭矩過大則會(huì)使成人難以打開，尤其影響關(guān)節(jié)炎患者的使用。

為解決這些問題，項(xiàng)目組引入了配備高精度扭矩傳感器和專用瓶蓋夾具的扭矩測試儀，對試生產(chǎn)的樣品進(jìn)行系統(tǒng)評估。

二、 測試策略與執(zhí)行過程

項(xiàng)目組設(shè)計(jì)了兩個(gè)階段的測試，模擬兩種關(guān)鍵使用場景：

第一階段：模擬成人開啟，定義扭矩上限

測試對象： 從試生產(chǎn)線隨機(jī)抽取200個(gè)已灌裝封蓋的樣品。

測試方法： 使用扭矩測試儀，模擬成人首次開啟動(dòng)作。測試程序記錄下每個(gè)瓶子開啟所需的最大開啟扭矩。

數(shù)據(jù)分析： 統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，這批次樣品的平均開啟扭矩為25.6?！だ迕祝∟·cm），但范圍分布較寬（18.5 N·cm 到 34.2 N·cm）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，開啟扭矩超過30 N·cm的樣本，在后續(xù)的老人志愿者小組測試中被反饋“非常費(fèi)力”。

初步結(jié)論： 為保障所有成人用戶的可及性，開啟扭矩的上限應(yīng)設(shè)定為30 N·cm。生產(chǎn)線當(dāng)前的鎖緊扭矩控制需收緊，以減少波動(dòng)。

第二階段：評估兒童防護(hù)效能，定義扭矩下限與結(jié)構(gòu)有效性

測試對象： 同一批次樣品，以及為對比而準(zhǔn)備的舊款旋開式瓶蓋。

測試方法： 此階段重點(diǎn)測試 “未正確下壓時(shí)直接旋轉(zhuǎn)的扭矩” ，這是評估兒童能否意外旋開的關(guān)鍵。儀器分別測量在不施加下壓力和施加標(biāo)準(zhǔn)下壓力兩種條件下的旋轉(zhuǎn)扭矩。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)： 新型“下壓旋轉(zhuǎn)式”瓶蓋在未下壓時(shí)，其“直接旋轉(zhuǎn)扭矩”高達(dá)45-50 N·cm，遠(yuǎn)高于兒童的平均手部力量。而舊款旋開式瓶蓋的開啟扭矩僅為20 N·cm左右。同時(shí)，測試數(shù)據(jù)確認(rèn)，當(dāng)正確下壓后，新型瓶蓋的旋轉(zhuǎn)開啟扭矩穩(wěn)定在25 N·cm左右，與第一階段成人開啟數(shù)據(jù)吻合。

結(jié)構(gòu)驗(yàn)證結(jié)論： 測試數(shù)據(jù)客觀證實(shí)了新型瓶蓋的“下壓”動(dòng)作是開啟的必要條件，其力學(xué)設(shè)計(jì)能有效阻止兒童的直接旋轉(zhuǎn)開啟，初步滿足兒童防護(hù)的力學(xué)原理要求。

三、 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策與工藝優(yōu)化

基于上述系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)，項(xiàng)目組做出了明確決策：

設(shè)定工藝參數(shù)： 將生產(chǎn)線旋蓋機(jī)的鎖緊扭矩目標(biāo)值設(shè)定為22 N·cm，并控制公差范圍在±3 N·cm以內(nèi)。這為目標(biāo)成人開啟扭矩（25 N·cm左右）提供了合理的余量，同時(shí)確保鎖緊力足夠。

建立在線抽檢標(biāo)準(zhǔn)： 質(zhì)量部門依據(jù)測試結(jié)果，制定了在線抽檢作業(yè)指導(dǎo)書，使用同一型號扭矩測試儀定期測量成品瓶的開啟扭矩，合格范圍定為18 N·cm 至 30 N·cm。

支持合規(guī)性測試： 精確的扭矩測試數(shù)據(jù)，為后續(xù)提交給認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行正式兒童小組測試和老人小組測試提供了有力的前期數(shù)據(jù)支持，降低了正式測試的失敗風(fēng)險(xiǎn)。

四、 總結(jié)

通過將精密的扭矩測試貫穿于瓶蓋開發(fā)早期階段，該制藥公司將原本依賴于主觀感覺和后期認(rèn)證風(fēng)險(xiǎn)的包裝設(shè)計(jì)問題，轉(zhuǎn)化為前期可量化、可控制的工程參數(shù)。此案例表明，針對性的扭矩測試不僅能驗(yàn)證包裝是否符合法規(guī)的力學(xué)邏輯，更能直接指導(dǎo)生產(chǎn)工藝參數(shù)的精確設(shè)定，從而在兒童安全與成人可及性之間找到可靠的數(shù)據(jù)化平衡點(diǎn)，最終保障用藥安全與患者體驗(yàn)。