药品包装技术02(复合膜)

第二节复合膜及复合软管本节主要内容：1、复合膜特点、结构、组成2、药用复合膜的要求3、复合膜的安全性要求4、复合膜的生产工艺5、复合膜、袋技术要求及检测6、复合软管一、复合膜的特点、结构、组成1、复合膜的特点：调节复合材料性能；对药品具有很强保护功能；优良的机械性能；机械包装适应性好；使用方便；促进销售；2、复合膜结构：一般地，复合膜的结构为：表层（保护层）/印刷层/粘合层/阻隔层（铝箔）/粘合内层（热封层）常见复合膜材料组合形式：（1）纸、塑纸（KPT）/PE（EVA）；（2）塑、塑PET(BOPP、PA)/EVA(PE)（/PE）；（3）塑料、镀铝膜PET/镀铝CPP，PET/镀铝PET/PE；（4）纸、铝箔、塑料纸(PT)/AL/PE，纸/PE/EAA/AL/PE;（5）塑料、铝箔PET(PA)/AL/PE，PET/EVA/AL/EVA/PE;3、各层的特点、作用：表层：透明性好（里印）或不透明材料；优良的印刷装潢性，较强的耐热性能；耐磨、耐穿刺等，保护中间层；当双层复合时，表层同时起到阻隔层作用。常用的材料有PET、BOPP、PT、纸、BOPA等。PET薄膜PT薄膜BOPP薄膜中间阻隔层：很好阻止内外气体或液体的渗透；避光性好（透明包装除外）；阻隔层应尽量靠近被包装物。常用材料有铝箔或镀铝膜、BOPA、EVOH、PVDC等。药用铝箔药用PET镀铝膜药用BOPA镀铝膜内层：无毒性，符合国际规范的材料；具有化学惰性，不与包装物发生作用而产生腐蚀或渗透；良好热封性；良好机械强度；好的内表面滑爽性；良好耐热性或耐寒性；当用做透明包装时，内封透明性要好。常用材料有PE、PP、EVA等。PE薄膜PP薄膜粘合剂：由粘合物质、固化剂、溶剂、其他助剂（增塑剂、填料、消泡剂）组成。复合膜使用合成粘合剂。药用复合膜对粘合剂的要求：柔软性耐热性耐寒性粘接性抗介质性聚氨酯双组分4、药品包装用复合膜（按照功能分为5个部分）（1）普通复合膜典型结构：PET/DL/AL/DL/PEPET/AD/PE/AL/DL/PE生产工艺：干式复合法先挤后干复合法特点：印刷适应性良好，提高产品档次；气体、水分阻隔性良好。PET/AL/PE复合膜袋（2）药用条状易撕包装材料典型结构：PT/AD/PE/AL/AD/PE生产工艺：挤出复合特点：易撕性良好，方便用户；气体、水分阻隔性良好。良好降解性，利于环保；适于包装泡腾剂、涂剂、胶囊。双铝复合膜纸/铝/塑复合膜（3）纸铝塑复合膜典型结构：纸/PE/AL/AD/PE生产工艺：挤出复合特点：印刷性良好，提高产品档次；良好挺度，产品良好成型性；气体、水分良好阻隔性，有利于内容物保质期。纸/铝/塑料复合膜纸/铝/塑料复合膜（4）高温蒸煮膜（又名软罐头）典型结构：透明结构：BOPA/CPP或PET/CPP不透明结构：PET/AL/CPPPET/AL/NY/CPP生产工艺：干法复合特点：杀灭所有细菌；可常温放置，无须冷藏；良好的水分、气体阻隔性，耐高温蒸煮；可以里印，良好的印刷性。（5）多层共挤出复合膜典型结构：NY/AL/PVC,NY/AL/PP生产工艺：共挤出复合特点：解决药品避光与吸潮分解难题；避免气体、香料以及其他物质对药品的破坏，保证药品品质不变化；适应范围广，用于丸剂、片剂、粉剂、栓剂、胶囊、外敷等药品的包装，并易于开启；适于任何气候地区的药品包装。二、药用复合膜的要求复合膜用于包装药品或医疗器械，则要适应其消毒法。药品常用湿热灭菌法，医疗器械常用环氧乙烷和γ射线消毒法。环氧乙烷消毒法：先将气体导入到包装物，消灭细菌后再将气体排出。复合膜要求必须让气体渗透，而不让微生物渗透。γ射线消毒法：属于辐射消毒。有的复合膜适用，有的不适用。辐射会对聚合物造成交联和降解，氧气参与时，则聚合物的氧化成为导致和加速降解重要原因。辐射对不同聚合物的的作用，概括如下：交联降解作用：丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚丙烯、聚氯乙烯。交联作用：乙烯/醋酸乙烯、离子聚合物、聚脂（PET）、聚乙烯、聚苯乙烯。降解作用：聚偏二氯乙烯。以交联为主的聚合物适合辐射消毒；以降解为主的聚合物不适于辐射消毒；兼有交联和降解的聚合物，其性能介于其他聚合物之间。三、复合膜的安全性的要求因为复合膜的组成部分有的可从材料转移到内容物中，从而无害使用者。从立法的角度，对防止包装有害成分污染内容物，有严格法律的规定。近年来，包装材料残留物问题是非常辣手而备受关注问题。分析手段提高了，以前不能检测的可以被检测出来。达成的共识是，残留物放在树脂中并无污染，渗透到包装中的极少量部分没有危险。FDA的指导原则，低于0.5×10-3mg/kg，被认为低于规定标准。（当然这种小剂量仍能构成威胁的情况除外）。四、复合膜生产工艺1、干式复合法干式复合是常用的复合膜生产方法，用粘合剂将两种或数种基材复合在一起。主要特点：对基材的适应性广。生产效率高。使用聚氨酯粘合剂，其粘合强度大，良好的耐热性和耐化学药品性。操作简单，只要干燥温度和张力控制适当，就可顺利生产。主要缺点：粘合剂用量大，能源消耗大，其生产成本较高；且聚氨酯粘合剂有一定的毒性。干式复合的工艺：基材1涂布粘合剂，粘合剂经过干燥挥发溶剂，形成不含溶剂的粘合剂层，然后在复合部与基材2复合。基材2粘合剂基材1与粘合剂压力辊干燥炉复合材料基材1干式复合的设备：干式复合机通常由两套放卷装置、一套涂胶装置、干燥装置、复合装置和收卷装置等组成。辅助装置有薄膜的传递、张力调节进位控制器及电晕处理装置。2、挤出复合法挤出复合法用聚乙烯树脂作为胶粘剂，用塑料挤出机将聚乙烯树脂或其他树脂加热熔融挤入一个平片模具内，再由模具的模口流出片状固化的薄膜，然后立即与其他薄膜通过复合夹辊复合并冷却固化。为了增强粘性，预先将烷基酸酯化合物、聚乙烯亚氨或氨基化合物、聚异氰酯树脂，用槽辊涂布或滴布法涂于基，再用聚乙烯/聚丙烯等与之复合。聚乙烯树脂在挤出复合中既是粘合剂又是复合层，如铝箔/聚乙烯/纸三层复合材料。基材1三层复合材料基材2挤出机粘合剂烘道挤出复合原理挤出复合机结构：涂胶装置烘干装置复合装置挤出机挤出复合特点：可选基材范围广；易调节挤出膜宽度、厚度；卫生性好，溶剂残留量、环境污染小；改善基材物理性能，阻隔性、耐化学药品性、耐油脂性以及包装机适应性良好。价格低于干式复合。3、共挤复合法：共挤复合采用多台挤出机，分别使塑料熔融塑化，传入一幅模口，是一种新型的复合膜成型方法。其特点：流程短，成本低，能耗少；环境、卫生，无溶剂残留；其缺点：适合于完全由塑料构成的多层复合膜；不能进行层间印刷，只能在复合膜的外表面印刷。五、复合膜、袋技术要求及检测（一）、技术要求行业标准YBB00132002《药品包装用复合膜、袋通则》；国家标准GB/T10005-1998《双向拉伸聚丙烯（BOPP）/低密度聚乙烯（LDPE）复合膜、袋》；日本标准JISZ1707-1997《食品包装用塑料薄膜》；主要检测项目：外观尺寸密封阻隔性机械性能卫生性能和其他性能（二）性能及检测方法1、外观目测为主。穿孔、异物、异味、粘连、复合层间分离及损伤、气泡、皱纹、脏污等，复合袋热封部位要平整、无虚封。印刷文字、图案清晰、均匀、无色差。套印精度为0.1mm的20倍刻度放大检验不超过0.5mm。对于卷膜应紧实，卷面不要有明显突起和凹陷的暴筋，卷膜两端平整，不平整不超过2mm。2、尺寸偏差一般袋的长度和宽度允许有±1.5mm，否则影响袋的容积。瓶盖用封口膜，因放置在瓶盖内，精度要求高，不超过±2％。厚度以及平均厚度，偏差不超过±10％。热封口宽度不能偏差过大，热封边的大小影响袋的强度以及袋的容积，热封边宽度偏差不超过±20％。热封边于袋边的距离不超过4mm，最好控制在3mm以内，过大影响袋的容积，装不下被包装物。用钢尺或游标卡尺。厚度按GB/T6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度测定》3、水蒸气透过率（WVT）药品包装对水蒸气阻隔性要求较高，是药品包装用复合膜、袋、管和封口膜的最重要性能；WVT测定在一定温度、相对湿度、水蒸气压差的条件下，1m2试样在24h内透过的水蒸气的量，单位g/m2.阻隔性规定：I类，不大于15；II类，不大于6.5；III类,不大于2.0；IV类，不大于1.5；V类，不大于0.5；采用的方法是重量法，GB/T16928-1997。透湿性测试仪4、气体透过率（OTR）以对包装物影响较大的氧气为代表，若药品对氧气敏感，如易氧化或药品具有芳香类挥发物，则必须有良好的阻气性。OTR是在一定温度、相对湿度、压差下，氧气在在24h内透过1m2试样的气体体积，单位cm3/m2.24h.0.1MPa。阻隔性规定：I类，不大于4000；II类，不大于1500；III类,不大于10；IV类，不大于3.0；V类，不大于0.5；采用的方法是压差法，GB/T1038-2000。氧气透过率测定仪5、剥离强度分为90°剥离和180°剥离。内层与次内层的剥离强度指标如下：I、II、III（双层复合），不低于1.0；III(多层复合)、IV、IIV，不低于2.5。6、热合强度热合条件：温度，PE为140-170℃，PP为160-190℃时间为0.5-3s，压力0.1-0.3MPa.热合强度指标：I、II、III（双层复合），不低于7.0；III(多层复合)、IV、IIV，不低于12。7、拉断力和断裂伸长率参照CB/T13022-1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》。8、残留量印刷、复合时使用如甲苯、二甲苯、醋酸乙酯等有机溶剂，有毒性。规定：一般溶剂小于10mg/m2，毒性溶剂小于3mg/m2。测试仪器：氢氧焰型气相色谱仪。9、耐压试验保证流通过程中，不至压坏。规定与内装物质量有关，如内装物质量为31-100g，三边封袋的负荷为200N，内装物为401-1000g，则三边封袋的负荷为600N。10、渗漏检测有真空法和着色液浸透法。着色液浸透法是将装有表面活性剂的着色液的袋放在滤纸上，一段时间后，观察有无渗漏。11、摩擦系数摩擦系数有静摩擦系数和动摩擦系数。摩擦系数影响包装材料在包装过程种的上机性能。12、耐热性许多复合膜、袋时通过加热进行封合的，为保证不受热变形。仪器：热合试验机。13、附着力复合膜、袋的表层涂料和油墨如果附着力差，在包装、运输、销售和使用中，则会脱落。14、跌落试验它是考察包装整体抗冲击性能的方法。在袋或瓶中装入内容物或1/2水，从一定高度坠落到水平面，观察是否破裂。如内容物为101-400g，跌落高度为500mm，如内容物为401-1000g，跌落高度为300mm。15、卫生性能（1）蒸发残渣、高锰酸钾消耗量和重金属量在水、4％醋酸、65％乙醇、正己烷分别浸泡2h，模拟包装材料盛装水、酸、醇、油等不同性质的内容物。测定指标反映了塑料、油墨、粘合剂及助剂渗透迁移的情况。（2）微生物数药品包装用复合膜、袋、管和封口膜细菌总数应小于1000个/100cm2,霉菌总数应小于100个/100cm2，大肠杆菌不得检出。外包装的要求为，细菌总数应小于100个/100cm2,霉菌总数应小于100个/100cm2。（3）异常毒性16、撕裂力分为直角撕裂和缺口撕裂。17、抗冲击性能分为自由落镖法和抗摆锤冲击试验。高度可以为0.66m和1.5m。18、抗针孔强度（抗刺穿强度）用一定直径（一般1mm）的穿刺针，以一定速度刺向复合材料，测量其刺穿复合材料所需的力。19、相容性试验GB/T16265-1996《包装材料试验法相容性》和YB