世界藥用塑料容器的發(fā)展與應(yīng)用研究

一.簡(jiǎn)介

世界上“注-吹”成型工藝方法源于二十世紀(jì)五十年代初。國(guó)外聚烯烴HDPE，PP藥用塑料瓶的應(yīng)用早于七十年代。相關(guān)設(shè)備研究制造廠家有美國(guó)Wheaton、Jomar，德國(guó)Battenfeld、Bekum，日本的ASB、青木固，意大利的UniloyMilacron公司，主要機(jī)型均為一步法三工位，美國(guó)、日本采用垂直螺桿結(jié)構(gòu)，德國(guó)、意大利采用臥式螺桿結(jié)構(gòu)。

國(guó)內(nèi)第一批系統(tǒng)引進(jìn)“注-吹”流水線并生產(chǎn)藥品包裝塑料容器的企業(yè)有天津力生制藥廠1984年和上海大明玻璃廠1985年。并為我國(guó)消化吸收全面推廣聚烯烴藥用塑料瓶做了大量基礎(chǔ)性工作。

江蘇維達(dá)機(jī)械有限公司自1989年首家研制“三工位”一步法“注-吹”成型機(jī)，于1991年首批投放市場(chǎng)，經(jīng)過(guò)十多年的努力，取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。隨著我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展及廣大用戶的支持，近年來(lái)以每年100條生產(chǎn)線的規(guī)模高速發(fā)展，使得中國(guó)藥品包裝容器尤其是固體藥物片劑、膠囊包裝整體質(zhì)量水平得到了較大幅度的提升。

二.藥用塑料瓶常用生產(chǎn)工藝與原料選擇

1.生產(chǎn)工藝

1擠吹Extrusion-Blowmoulding又稱(chēng)中空擠出吹塑。擠出機(jī)連續(xù)擠出空心管，用剪刀人工或切割裝置自動(dòng)切成小段后移到擠吹模具內(nèi)吹制成型。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小，成本價(jià)格低。

缺點(diǎn)：瓶口不平，密封很差。原料通常選用LDPE，阻透性能遠(yuǎn)低于HDPE/PP，裝藥保質(zhì)貯存期短。

2二步法“注-吹”Twostepsinjection-Blowmoulding。“注射、吹塑”由獨(dú)立的兩臺(tái)機(jī)器分開(kāi)進(jìn)行，俗稱(chēng)“二步法”。第一步：由一臺(tái)普通注塑機(jī)注射成型管坯，管坯的瓶頭部分瓶口、螺紋已經(jīng)成型；第二步：人工將管坯放在蜂窩狀加熱器或自動(dòng)循環(huán)加熱傳送帶上加熱調(diào)溫，然后移到吹瓶機(jī)用壓縮空氣吹制成型。

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備較簡(jiǎn)單，投資較少。瓶口較平整，密封良好。品種開(kāi)發(fā)快，模具費(fèi)用較低，成本價(jià)格中、低。

缺點(diǎn)：注射管坯與吹塑成型分步進(jìn)行，易傳遞污染，菌檢難保證，產(chǎn)品同一性差，不太適應(yīng)大批量生產(chǎn)。

3一步法“注-吹”O(jiān)nestepinjection-Blowmoulding?！白⑸?、吹塑”在同一臺(tái)機(jī)器上完成。根據(jù)不同機(jī)種又分為三工位和二工位“注-吹”。三工位“注-吹”制瓶機(jī)三個(gè)工位以120°角成等邊三角形分布，第一工位為注射成型工位，第二工位為吹塑成型工位，第三工位為脫瓶工位。三個(gè)工位可同時(shí)運(yùn)行，生產(chǎn)效率高，周期短，而且可與傳送帶連接自動(dòng)計(jì)數(shù)包裝，真正實(shí)現(xiàn)藥用塑料瓶生產(chǎn)全過(guò)程中與人手“無(wú)接觸”，確保產(chǎn)品衛(wèi)生潔凈。二工位“注-吹”塑料機(jī)二工位可上、下或前后排列；第一工位為注射成型工位，第二工位為吹塑成型工位；由于少一個(gè)專(zhuān)用脫瓶及冷卻工位，所以較難實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)計(jì)數(shù)包裝一般為散裝人工計(jì)數(shù)。另外，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低于三工位。

優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)能力高。瓶口平整度高，密封極好。選用HDPE/PP原料，瓶壁均勻，阻透性能優(yōu)良，裝藥保質(zhì)貯存期長(zhǎng)。目前，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化藥包企業(yè)基本上都采用一步法“注吹”工藝設(shè)備，其中以“三工位”結(jié)構(gòu)為主。

缺點(diǎn)：設(shè)備投資較大，模具復(fù)雜，系統(tǒng)配置要求較高。不太適應(yīng)小品種、小批量生產(chǎn)。但大批量生產(chǎn)可獲得高品質(zhì)低成本，經(jīng)濟(jì)效益好。

2.常用塑料原料

固體藥物包裝宜選用HDPE/PP、一步法“注-吹”工藝生產(chǎn)的聚烯烴塑料容器；液體藥物灌裝宜選用PET/PP注-拉-吹”工藝生產(chǎn)的塑料容器。

3著色劑與加工助劑

藥瓶著色劑通常選用二氧化鈦TiO2銳鈦型或金紅石型，其中TiO2含量≥98%Wt，添加量1.0-1.5%Wt。

常用加工助劑有潤(rùn)滑劑硬脂酸鋅，聚乙烯蠟。均為白色粉末，添加量0.1-1%Wt。

近年來(lái)，為滿足GMP及十萬(wàn)級(jí)凈化要求，一般將TiO2、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟與LDPE高M(jìn)·I混合在一起制作成濃縮母粒，可大大降低生產(chǎn)過(guò)程中粉塵污染。

典型的TiO2色母配方組成如下：

TiO2特級(jí)60%

硬脂酸鋅8%

聚乙烯蠟10%

LDPE22%

對(duì)于固體藥物包裝HDPE，PP是比較合適的材料，具有優(yōu)良的抗水蒸氣滲透性能，可以有效防止藥品吸潮變質(zhì)。但對(duì)于易氧化變質(zhì)的藥物應(yīng)慎用。LDPE阻氧性能極差，不宜生產(chǎn)藥用塑料瓶，更不能灌裝貯存期較長(zhǎng)的藥物。PET對(duì)水和氧氣均有優(yōu)良的阻透性，且外觀透明，是灌裝液體藥物糖漿、口服液類(lèi)的理想選擇。

三.藥用塑料容器“注-吹”成型設(shè)備與模具

結(jié)構(gòu)包括：注塑模初型模、吹塑模成型模、模芯棒共三組、熱流道、子噴嘴、脫瓶卡板、芯棒座幾大部分組成。

模具材料、熱膨脹系數(shù)、表面光潔度、加工工藝與精度、設(shè)計(jì)水平、調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，尤其是注塑模溫的調(diào)控都對(duì)最終藥瓶產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。

維達(dá)華豐精密模具有限公司系維達(dá)機(jī)械配套設(shè)計(jì)生產(chǎn)“注-吹”模具的專(zhuān)業(yè)制造公司，生產(chǎn)各種規(guī)格品種精密模具達(dá)300sets/y，具有三維造型設(shè)計(jì)CAD、CAM技術(shù)，全進(jìn)口美國(guó)辛辛那提加工中心二套，進(jìn)口瑞士、臺(tái)灣高精度電脈沖6臺(tái)，保證了模具加工精度與質(zhì)量。四.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與配套裝置對(duì)“注-吹”流水線效率的影響應(yīng)該十分重視。

藥用塑料瓶生產(chǎn)企業(yè)除了選擇性能可靠的“注-吹”成型機(jī)與質(zhì)量精密的“注-吹”模具外，必須對(duì)相應(yīng)的GMP規(guī)范及工藝流程進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃，主要內(nèi)容包括：

1.中央空調(diào)系統(tǒng)GMP標(biāo)準(zhǔn)廠房、十萬(wàn)級(jí)凈化，GB/T16292-16294-1996

主要指標(biāo)：潔凈度十萬(wàn)級(jí)，三級(jí)過(guò)濾精、中、高，頂送側(cè)回方式。

換氣次數(shù)≥20次/hr〓溫度T=26-28℃

2.冷凍水系統(tǒng)

溫度T=5°-15°，壓力P≥0.2Mpa，流量Q≥額定值

3.冷卻水系統(tǒng)

溫度T≤28°，壓力P≥0.2Mpa，流量Q≥額定值

噴淋、循環(huán)系統(tǒng)

4.壓縮空氣系統(tǒng)

壓力p≥1.0Mpa，流量Q≥標(biāo)定值，配置穩(wěn)壓罐，冷凍干燥器，二級(jí)過(guò)濾40μ，5μ，自動(dòng)排水閥，壓縮空氣溫度65°＜20℃。

5.模具溫控器

水介質(zhì)模溫機(jī)：工作溫度Tmax≥120℃，P≥0.4Mpa，微處理器或PID控制；

油介質(zhì)模溫機(jī)：工作溫度Tmax=30-300℃，P≥0.2Mpa，PID或一次位式控制儀表

建議：生產(chǎn)藥用塑料瓶選用水介質(zhì)模溫機(jī)，以保證藥瓶質(zhì)量，防止油介質(zhì)泄漏污染。

6.混料、加料、粉碎裝置

混料時(shí)間可控定時(shí)器，過(guò)長(zhǎng)過(guò)短都不能達(dá)到最佳混合效果。

加料方式建議采用頂層加料、亦可采用自動(dòng)真空吸料方式加料，但應(yīng)選用濃縮母粒著色，防止車(chē)間內(nèi)粉塵污染超標(biāo)。

粉碎機(jī)應(yīng)選用低噪音、高效率的旋轉(zhuǎn)切刀主要是粉碎瓶蓋注塑流道料架及少量廢瓶，回料的添加量應(yīng)合理合適小于15%wt，防止反復(fù)循環(huán)降解影響性能。不同牌號(hào)的原料回料必須分開(kāi)處理一般瓶用樹(shù)脂M·I≤1.0，蓋用樹(shù)脂M·I＞5，不能隨意混用。

五.討論

藥用塑料瓶生產(chǎn)根據(jù)其特定的性能，應(yīng)

1.選用“注-吹”工藝以確保瓶口平整度、密度高，密封滲透性能優(yōu)良，從而保證裝藥穩(wěn)定性，延長(zhǎng)貯存保質(zhì)期。

2.選用一步法三工位“注-吹”成型機(jī)及精密模具以確保產(chǎn)品精度，從而達(dá)到高質(zhì)、高產(chǎn)、高效、低成本、投資回報(bào)快的目的。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)GMP，工藝流程，冷凍水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)，壓縮空氣冷凍凈化系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)，輔機(jī)是十分重要的環(huán)節(jié)，也是藥包企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)與發(fā)展的必要條件。

來(lái)源：中國(guó)輕工機(jī)械網(wǎng)

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