药品的铝箔印刷及泡罩包装在20世纪30年代从欧洲兴起。我国在上世纪70年代以铝箔为承印材料的应用主要依靠进口。80年代,国内先后由广州、连云港等地引进日本的药用铝箔印刷涂布设备,但主要承印材料仍需进口。90年代我国不但能制造单色的药用铝箔印刷涂布设备,而且还能制造或印刷彩色、金色系列的药品外包装铝箔产品。泡罩包装所使用的药用铝箔材料、铝箔用印刷油墨、铝箔用保护剂、粘合剂均己国产化,并能满足国内的需求。
一、药品泡罩用聚氯乙烯
当今我国药品软包装用高聚物材料发展非常迅速,随着新材料的不断出现,人们对使用材料认识的不断提高,高聚物材料也随之更新换代,如现市场上应用广泛的泡罩软包装基层材料聚氯乙烯(PVC),它属于无定形高分子聚合物,由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂,是氯乙烯的均聚物,是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料产品之一,价格便宜,应用广泛,聚氯乙稀树脂为白色或浅黄色粉末它在加工应用时的主要特性是没有明显的熔点,加热到120℃、150℃时具有可塑性,由于它热稳定性较差,在该温度下有氯化氢放出,促使其进一步分解,故必须加入碱性稳定剂中和氯化氢,而抑制其自催化的裂解反应。
工业生产的PVC分子量随聚合温度的降低而增加,有较好的机械性能,有优异的介电性能。但对光和热的稳定性差,在100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降。在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC很坚硬,溶解性也很差,只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中,对有机和无机酸、碱、盐均稳定,化学稳定性随使用温度的升高而降低。
药品泡罩包装用PVC硬片是由聚氯乙烯树脂,添加一定的加工助剂,通过挤出、压延加工的方法生产出符合药用要求的产品,它作为泡罩包装的基材,可独立分离每颗药片、丸剂和胶囊,使之成为最小药品包装单位,使用药的准确性、安全性得到较大提高,并且由于该加工方法简单、投资小,易成型加工等,使制药企业生产成本下降,生产效率大大提高。
由于聚偏二氯乙烯的高分子密度大,结构规整,结晶度高,因而具有极强的气体密封性,优异的阻湿能力,良好的耐油、耐药品和耐溶剂性能,尤其是对空气中的氧、水蒸汽和二氧化碳气体具有优异的阻隔性能。而且封口的抗冲击强度、抗拉强度、耐用性等各种指标均能满足药品包装印刷的特殊要求,是今后药品包装材料的发展方向。预计今后一段时期内我国对药品包装用聚氯乙烯硬片的需求量将达6万吨以上。
进入20世纪90年代,用药的安全性越来越得到制药企业和消费者的重视,由于很多药品的成份易受到潮湿裂解、遇光氧化,原有的PVC硬片包装药品其阻隔水蒸汽透过性能与使用性差距大。因此不适合用于防潮、防汽等要求的药品包装,尤其是中药产品的丸、散、颗粒包装对水蒸汽、潮湿的要求更为敏感,更应慎重对待包装材料的选择。另外人们在长期加工与使用聚氯乙烯过程中认识到它对人类生存的环境以及生物体带来负面影响,当聚氯乙烯聚合单体时产生氯乙烯单体(VCM)O在加工制备聚氯乙烯塑料硬片时加入的添加剂、增塑剂、稳定剂等,在焚烧聚氯乙烯产品过程中有盐酸二恶英产生,它的单体、增塑剂、稳定剂以及二恶英对人体及环境有严重影响。所以长期应用聚氯乙烯作为泡罩包装材料面临着材料的更新换代,选择使用新的高分子聚合物包装材料保护药品的使用性与安全性己迫在眉睫。
二、药品泡罩包装用铝箔
药品的铝塑泡罩包装又称为水泡眼包装,简称PTPO是一种新型的固体药品包装形式。先将透明塑料硬片吸塑成型后,将片剂、丸剂、胶囊等固体药品填充在凹槽内,再与涂有粘合剂的铝箱片加热粘合在一起,形成独立的密封包装。泡罩包装最初主要用于药品包装,现在除了药品片剂、胶囊栓剂等医药产品的包装外,还广泛应用于食品、化妆品、玩具、礼品、工具和机电零配件的销售包装。这种包装具有许多优点:一是方便又经济实惠;二是包装保护性能好、生产速度快、成本较低,贮存所需要的相对空间小、重量轻、运输方便;三是安全性好。
铝箔是密封在药用塑料聚氯乙烯〈PVC)硬片上的封口材料,也被称为盖口材料,正反面都具有可印性。铝箔是采用纯度为99%的电解铝,经过压延制作而成。具有优良的导电性和遮光性,有极高的防潮性、阻气性和保味性。可以阻隔任何气体、水蒸汽和光线,能最有效地保护被包装物体。
PTP铝箔从材料上分有硬质铝箔、软质铝箔、复合材料:从功能上分有防伪铝箔、儿童保护铝箔、儿童安全与老人便利铝箔、特殊防护铝箔;按使用方式分可触破式铝箔、剥开式铝箔和剥开一触破式铝箔等。
可触破式铝箔是最广泛应用的覆盖铝箔,可以是硬质也可以是软质,其基本结构为保护层、铝箔、热封层,可以和PvC、PP(聚丙烯)、PET(聚酯)、PS(聚苯乙烯)和PE(聚乙烯)以及其他复合材料等封合覆盖泡罩,具有非常好的气密性。
剥开式铝箔气密性与触破式铝箔基本一样,区别在于其与底材的热封强度不是太高,易于揭开和只能使用软质铝箔制造的复合材料,其基本结构为纸、PET、AL、热封胶层:PELT、AL、热封层;纸、AL、热封层等,其热封强度没有最低值要求,适合于儿童安全包装以及那些怕受压力的包装物品。
剥开一触破式铝箔包装主要用于儿童安全保护,同时也便于老人的开启。开启的方式是先剥开铝箔上的PET或纸/PET复合膜,然后触破铝箔取得药品,其基本结构为:纸、PET、特种胶、AL、热封层,PET、特种胶、AL、热封层,美国和德国的泡罩包装大多要求采用儿童安全包装。
防伪铝箔除了对位定位双面套印铝箔外,在铝箔表面进行印刷、涂布、转移特殊物质或铝箔本身经机械加工特殊形式的PEP铝箔,般都称为防伪铝箔,总体可分油墨印刷防伪、激光全息防伪、标贴防伪和版式防伪等。
特殊铝箔主要用于对特殊物品的包装,覆盖后不但能有效地保护被包装物品,同时铝箔本身不会被包装物的有关物质腐蚀和破坏。其基本结构为保护层、AL、特殊涂层、热封层,保护层、AL、高阻隔层、热封层。
随着国内医药业不断发展壮大,PTp包装领域得到了大力发展。PTP铝箔也由原来的双面空白或单面印刷品种,发展到双面彩色系列,双面印刷单色或多色套印系列等几十个品种,国产成泡基材的发展也逐渐形成系列化,从最广泛使用的pvc硬片,到pvDC(聚偏二氯乙烯)涂覆片,从复合pVC、pE(聚乙烯)塑料片材到冷成型铝塑复合片材,使药品包装更具可选择性。在今后的一个时期内我国将大幅度地增加优质的药品铝箔泡罩包装,以满足医药市场的需求。因此药用印刷包装材料中的药用铝箔承印材料,药用铝箔印刷油墨,以及附属材料粘合剂,和药用聚氯乙烯材料,是目前药品软包装印刷中发展前景较好的药品包装材料。
三、药品泡罩印刷用油墨
药品泡罩包装印刷油墨必须具有对铝箔的良好的粘附性、印刷文字图案牢固清晰、溶剂释放快、耐热性能好、耐摩擦性能优良、光泽好、顔料无毒、不因含油墨内的化学成份迁移而污染所包装的药品、实用粘度应符合铝箔印刷的工艺要求等特点。
参考观研天下发布《2018年中国绿色包装材料行业分析报告-市场运营态势与投资前景研究》
应用于药品泡罩包装铝箔印刷的油墨分为两大类:一是醇溶型聚酰胺类油墨,它对各类物质的印刷都有很好的黏附性、分散性、光泽性、耐磨性、且溶剂释放性好,多被用于塑料薄膜的印刷,其耐热性也能满足铝箔印刷的要求,是当前药用铝箔印刷采用最多的一种类型。此类油墨存在的问题是在铝箔大面积表面印刷时出现过油墨剥离现象。目前国内己有油墨厂能生产铝箔凹版表印专用聚酰胺类油墨,使用情况表明耐热性好、附着力强,200℃高温热合试验,印刷文字图案依然清晰不变色。
二是以氯乙烯、醋酸乙烯共聚合树脂和丙烯酸树脂为主要成份的铝箔专用油墨。这是一种新开发的凹版里印油墨,其特点是色泽鲜艳、浓度高,与铝箔的粘附性特别强,有良好的透明性,铝箔的金属光泽再现性优异。但由于是凹版里印油墨,其溶剂挥发度大。药用pTP铝箔表印时容易造成凹版辊着墨孔内油墨干结、沉积,产生糊版现象。如果油墨的储存时间过长,会出现沉积。以上两种油墨在用于药用铝箔表面印刷时均存在不足。
近年来,随着环保要求的提升,越来越多的油墨和包装企业开始研究和使用环保油墨。近年醇溶性印刷油墨在日本、东南亚国家、东欧国家己经得到推广和普及。目前国内普通的醇溶油墨使用醇溶聚酰胺制作含有微量的甲苯,苯占油墨总溶剂含量的1%、10%,是苯溶性塑料凹版表印油墨的替代品。为保持低残留溶剂特性,稀释剂中尽量不采用甲苯和二甲苯。在凹版印刷中,替代苯溶性氯化聚丙烯复合油墨的是醇溶性聚氨酯油墨。凹印醇溶油墨中的醇酯油墨,是醇溶油墨中的佼佼者,具有低气味、不含苯、酮等特点。
油墨防伪技术是目前医药包装行业应用得比较广泛的一种防伪技术。利用在普通油墨连接料中加入特殊物质,经过特殊工艺加工而成为特殊印刷油墨的技术。实施简单、成本低、隐蔽性好、色彩鲜艳、检验方便。目前防伪油墨主要有紫外激发荧光防伪油墨、磁性防伪油墨、热敏变色防伪油墨、日光激发变色防伪油墨、光学可变防伪油墨、压敏防伪油墨、红外防伪油墨、防涂改防伪油墨、防伪印油等。荧光防伪油墨是目前医药包装油墨防伪里面应用最多的一种防伪油墨,在油墨中加入相应的可见荧光化合物而制成。印刷品在可见光和紫外线作用下,可发出闪闪荧光。不同的配方可以得到不同的荧光油墨。有形荧光油墨防伪,所用材料为有形荧光油墨,印刷工艺简单,印刷效果同普通油墨印刷效果一样,但在紫外光照射下,印刷品呈现出异常的亮光,此时,可区别于普通油墨。在选择荧光防伪油墨时一定要慎重。一般印刷体系中有产生其补色光的油墨存在,或者有比所选荧光油墨显色光波长的油墨存在时,该种荧光油墨最好不要使用。
四、药品泡罩包装用材发展方向
药品包装是药品加工和品质保证的重要方面。随着对药品安全、药品质量、药品货架期不断提高的要求,药品行业对包装的要求也越来越高。现代药品包装不仅要满足消费者对保证药品质量、新鲜、安全的要求,新型药品包装在新包装理念条件下防止药品腐败、药品中毒、药品致敏等方面将被赋予至关重要的作用。
目前国内制药业对泡罩包装材料的要求呈现以下趋势:完全有效地保护作用,保证药品的有效期,增加药品的货架寿命;防伪包装的独特性,泡罩包装材料的多样化防伪,更有利于药品包装的个性化表现:包装用泡罩包装要清楚、分明、方便地提供给患者使用。
目前我国药用铝箔的整体质量与进口铝箔比还有相当差距。药用铝箔针孔数远达不到使用要求,药用铝箔国标中要求不能有直径大于03mm的针孔,直径在01、0.3m的针孔每平方米不能多于1个,目前国产铝箔很少能达到此标准的;药用铝箔厚薄不均,在铝箔印刷过程中使粘合剂涂布量难于达到标准,影响铝箔与塑料硬片的热封强度;抗拉强度低,在放收卷施加张力后会导致断箔,不利于印刷的正常进行。这些问题需原料厂家引起重视。
在我国还在大量使用PVC硬片作为成泡材料的今天,欧美己在多方面限制或禁止使用PVC,主要原因是PVC对人体有害和对环境有一定的影响,而且阻隔性不是很理想。PET阻隔性、透明性、耐菌性、耐寒性较好,毒性小,有利于药品保护、保存;pp透明性良,阻隔性好,无毒性,可以回收再利用:PE阻隔性好,透明性良,无毒性,可以回收再利用;coc具有非常好的热封性能,但自身易碎裂,因此常与pp复合以利于对形状的保持,可在多数高性能热成型设备上使用:ALCAR复合材料不会粘附模具,模具表面有无涂层均可使用,但是摩擦系数较高,这样会使模具的设计复杂化。
我国除了能生产pVC、pvc/PVDC、PVC/PE、PVC/PE/PVC等以及铝塑复合成型材料外,对于PP、PET、PE、COC、ALCAR等材料均无法制造或工艺不成熟,随着人类对环境保护的自身健康深入认识,环保类、无毒性成泡材料将得到更广泛地发展和应用。
随着环保观念的深入人心,聚丙烯片材逐渐成为目前国际药品包装领域流行的新材料。经过改性后的聚丙烯片材具有优良的气密性、透明度、绝缘性、较高的耐冲击强度和良好的加工性能,且无毒无害,该产品将替代聚氯乙烯硬片,广泛应用于医药、食品等领域。该药包片材具有优良的回收再利用功能,有利于环境保护。该产品防潮湿、阻氧、避光,有优异的阻隔性能,可以有效地避免气体、光照和其他介质对药品成分的破坏,适应任何气候地区,特别适用于高档、新型的易于分解和发生化学变化的药品。
欧美国家的药品包装不管是其生产、包装设备还是PTP包装材料,已经形成了系列化、自动化和功能化。我国的pTp铝箔,在药品包装方面基本上只有一种形式即触破式铝箔,同时防伪铝箔产品还没有做到多样化,特殊铝箔也只在一两个方面取得突破,这就要求PTP生产厂家尽快适应形势,跟上PTP铝箔的包装潮流,未来PTP铝箔,将会向多功能、多元化和生产环保性方向发展。国内泡罩包装材料发展所面临的问题是设备的限制、技术力量的薄弱和市场的不规范。设备是制造好产品的硬件条件,没有先进的设备和配套的设备,再好的产品技术也无能为力;技术是好产品的必须支持条件,没有成熟的创新的技术,再好的设备也生产不出优秀的产品来;没有规范的市场,好产品和新产品会因为诸多人为、价格等因素得不到应有的推广运用。
总之,现代药品包装新技术不仅要求隔离药品免受环境因素破坏,而且还要对药品的质量、安全和延长货架期起到积极保护作用。近年来,药品泡罩包装受到越来越多的制药企业的欢迎,应用量不断增长。据估计,在全球的药包市场中占有大约30%的份额,而且还在持续增长中。药品泡罩包装印刷材料质量的高低,关系到药品质量的优劣。作为生产药品的泡罩包装材料的厂家,选择优质的材料是生产出用户满意产品的先决条件。
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