應(yīng)用前景看好
醫(yī)用塑料包裝薄膜用途十分廣泛，不僅可用于片劑、粉劑、顆粒狀藥品包裝，也可用于膏狀、液體以及藥品紙盒包裝的內(nèi)襯以及醫(yī)療器械等的包裝，常用薄膜有收縮薄膜、纏繞薄膜、多層復(fù)合膜等。在藥劑包裝中，過去沿用的玻璃瓶、塑料瓶正逐漸被塑料薄膜所替代，特別是醫(yī)用液體塑料軟包裝如輸液袋、血漿袋等發(fā)展更為迅速。
據(jù)美國工業(yè)市場研究公司Freedonia Grouplnc．所做的調(diào)查顯示，1997~2007年全球醫(yī)藥品包裝需求年均增長率達(dá)4．3%(見表1)。據(jù)英國市場情報(bào)組織公布的對歐洲藥品包裝市場的研究表明，在歐洲包裝市場年總銷售額32．46億美元中醫(yī)用包裝膜、袋占28％。
我國醫(yī)藥包裝行業(yè)的年產(chǎn)值在150億元左右，年均增長率超過10％。近年來，塑料制品在我國醫(yī)用包裝中的應(yīng)用比例正在迅速提升。資料顯示，我國藥品片劑用鋁、塑包裝比例已從1990年的10％提升到了目前的40％，醫(yī)用塑料薄膜已成為薄膜新的發(fā)展熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)2005年我國藥品片劑、膠囊用塑料包裝需求量將增加到40億只。
醫(yī)用塑料薄膜有許多種，應(yīng)用較為廣泛的主要有PE、PP、PET、PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）PA、PVA、PVC、PVDC、PC以及新開發(fā)的環(huán)烯共聚物（COC）等，其中聚烯烴用量最大。
原料向多元化發(fā)展
1、PE
據(jù)Mastio公司對PE薄膜市場狀況調(diào)研報(bào)告表明，PE醫(yī)用塑料包裝薄膜是種塑料薄膜中增長最快品種之一。據(jù)預(yù)測，未來幾年全球PE醫(yī)塑料薄膜需求將以年均7%的速度增長。PE醫(yī)用薄膜的最大潛在增長市場是防感染醫(yī)療用品包裝袋，其次是一次性襯膜、小包裝袋及醫(yī)療器械包裝用薄膜。目前全球約有40多家公司生產(chǎn)醫(yī)用PE包裝產(chǎn)品，前五大公司是Clopay公司(Griffon Corp)、P1iant公司、Maxxin醫(yī)用品公司、Rexam醫(yī)用包裝公司和Banta保健公司，它們的市場占有率約為50％。
PE醫(yī)用薄膜中，用量增長最快的是LLDPE，2003年LLDPE醫(yī)用薄膜的用量占市場PE醫(yī)用薄膜總用量的52％，預(yù)計(jì)2006年將達(dá)到54％。LLDPE醫(yī)用薄膜快速發(fā)展的主要原因是由于它可以制得在相同厚度下強(qiáng)度高于LDPE的薄膜，從而可制得薄型薄膜，節(jié)省原材料，降低成本。
近年LDPE醫(yī)用薄膜每年產(chǎn)量超過4萬t，在總用量中占39％，居第二位。HDPE和MDPE用量較小，市場份額在10％以下。
2、PP
茂金屬催化乙烯基塑性體和PP的共混物能夠提高PP薄膜輻射后的抗脆化能力，可用于醫(yī)療器械的包裝。
近年來，通過對PP的改性，其在藥用液體包裝袋的開發(fā)方面取得了較大進(jìn)展。Buxter公司在對原材料進(jìn)行篩選后，認(rèn)為如采用PP制作藥用液體軟包裝袋，需要綜合等規(guī)PP的高熔點(diǎn)和柔性PP的彈性嵌段結(jié)構(gòu)，這兩種材料具有優(yōu)異的軟度和柔性、良好的低溫韌性和高于121oC的熔點(diǎn)，同時(shí)由于其密度比PVC低約30％，從而使單位成本與PVC相近。據(jù)報(bào)道，MontellCatalloy共聚物公司和亨斯邁公司的柔性聚烯烴FPOs達(dá)到了上述要求，目前已在美國和亞洲生產(chǎn)了Rxloy產(chǎn)品，在歐洲取得了生產(chǎn)許可證。但FPOs的結(jié)晶度較PP 99％的結(jié)晶度低17％~25％，而且具一定粘性，難于處理，因此通常需要通過共混來改進(jìn)其性能，例如必須使用Adflexks353、密度為0．89g／cm3的材料作為表層，以確保其強(qiáng)度和121oC以上的熔點(diǎn)，表層需使用高透明級別的專用樹脂提供所需透明性。另外通過共擠工藝可以克服PP表面霧度大的缺點(diǎn)，通過配方設(shè)計(jì)可改善PP熱封性能，采用密度在0．89g／cm3牌號的PP樹脂，可減薄厚度，降低成本等。
阿莫科公司和斯坦福大學(xué)聯(lián)合研發(fā)出具有類似PVC性能的PP彈性體。?？松竞吞帐匣瘜W(xué)公司開發(fā)的mLLDPE也正在試用于醫(yī)用液體軟包裝袋，它們具有優(yōu)異的潔凈度、透明性和力學(xué)性能，而且還具有可減薄薄膜厚度而帶來潛在的成本優(yōu)勢。但mLLDPE熔點(diǎn)較低，不能適應(yīng)在121oC下進(jìn)行20min的消毒處理，因此目前主要用于人體排泄液的收集袋，如果用作輸液袋、輸血袋尚需進(jìn)一步改性。
在聚烯烴作為PVC的替代材料開發(fā)過程中，由于醫(yī)用產(chǎn)品在消毒殺菌、灌裝、密封、使用等過程都要求使用專用聚烯烴樹脂，因此成本較高成為聚烯烴無法快速替代PVC的重要原因之一。但是，通過改變加工條件和使用新的助劑，PP性能近年來正得到逐步改善，另外熱封和消毒條件等與裝配線相關(guān)的問題，則可以通過設(shè)備改進(jìn)來解決。因此，PP薄膜可以用于第四代輸液袋和血漿袋已是指日可待。
3、PVC
PVC具有良好的耐化學(xué)藥品性、力學(xué)性能和電性能，但耐光和熱穩(wěn)定性差。PVC薄膜可以采用壓延法，也可采用擠出吹塑法生產(chǎn)。由于PVC為熱敏性樹脂，而且硬度大，因此軟質(zhì)薄膜加工過程必須加入熱穩(wěn)定劑和增塑劑，其軟質(zhì)及半硬質(zhì)薄膜可廣泛用于醫(yī)療用輸液袋和輸血袋，當(dāng)用于醫(yī)用包裝材料時(shí)，PVC樹脂中氯乙烯單體含量應(yīng)小于lmg／kg，應(yīng)使用無毒的熱穩(wěn)定劑和無毒、不易遷移的增塑劑，以確保產(chǎn)品的安全性。硬質(zhì)PVC薄膜可用作藥品包裝用膜，大多為透明或琥珀色薄膜，經(jīng)真空吸塑成型小凹窩后填裝藥片，然后與涂布EVA熱封劑的蓋材復(fù)合。為提高與蓋材的熱合性，PVC內(nèi)層也司涂布EVA或PVDC涂層。
近年來由于PVC軟包裝使用的鄰苯二甲酸酯類增塑劑被認(rèn)為有毒以及PVC軟包裝袋用后不易回收處理引發(fā)的環(huán)境問題，致使在使用上遇到了嚴(yán)重威協(xié)和挑戰(zhàn)，尤其在一些歐洲國家PVC醫(yī)藥包裝市場正在逐漸萎縮。
4、PA
PA薄膜具有強(qiáng)韌性和良好的耐穿刺性、耐用性、耐化學(xué)藥品性，其使用溫度范圍較寬，但吸濕性大，熱封性差，故多與聚烯烴等制成復(fù)合薄膜使用。由于PA薄膜良好的綜合性能非常適用于保護(hù)貯運(yùn)期間已經(jīng)消毒好的醫(yī)療器械，因此醫(yī)療器械包裝將是PA薄膜新的應(yīng)用領(lǐng)域。
5、CTEF薄膜
CTFE薄膜是以乙烯／三氟氯乙烯共聚物制成的，其透明度高，阻燃、阻透性；優(yōu)良。該薄膜具有獨(dú)特的應(yīng)用范圍，—195．50C以下仍是柔軟的，其熔點(diǎn)在182~204oC。
6、PET
雙向拉伸的PET薄膜具有極高的機(jī)械強(qiáng)度和剛性，耐熱性極高，耐藥性好，透明度和光澤度十分優(yōu)良，水氣和氧氣透過性較小，具有很好的保味性和無毒性。PET薄膜可直接用于與藥品接觸的場合，常用于藥片特別是中藥藥片的包裝。另外由于其保味性和耐熱性高，可用作多層復(fù)合膜中的阻透層，以保證藥片在有效期內(nèi)不變質(zhì)。
復(fù)合膜與涂覆薄為發(fā)展趨向
藥品對包裝材料的基本要求是防止內(nèi)容物變質(zhì)，其主要措施是防濕；阻氣；：避光、無菌、熱封。此外，為了確保內(nèi)容物的品質(zhì)以及填充包裝、儲運(yùn)過程的安全，還要求包裝材料確保內(nèi)容物穩(wěn)定、耐熱以及不會(huì)產(chǎn)生有害物遷移等衛(wèi)生性能；同時(shí)還要求材料具有一定的拉伸、抗沖擊、耐穿刺和耐撕裂強(qiáng)度等。目前還沒有單層薄膜兼具以上各種功能，采用二層或二層以上多層復(fù)合、多殼復(fù)合制得的多層復(fù)合薄膜或者涂薄膜，則可以取長補(bǔ)短，滿足多項(xiàng)要求。
1.代表性產(chǎn)品
LDPE可與多種聚烯烴復(fù)合制成軟包裝袋，如Howadenkok公司生產(chǎn)的醫(yī)用液體包裝 袋，其原料為LDPE與乙烯--α烯烴的共聚物。能經(jīng)受1000C以上的高溫殺菌處理，并具有良好的柔韌性，采用LDPE、粘接劑、PA等原料制得的多層復(fù)合薄膜，具有與PVC、PP相似的優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛。
PP薄膜可大量用作醫(yī)用軟包裝復(fù)合膜的內(nèi)外層材料。BOPP具有良好的透明性、耐熱性和阻透性，用于復(fù)合袋的外層。將它與熱封性好的LDPE、EVA、EEA、EAA或與鋁箔復(fù)合，能提高復(fù)合膜的物理機(jī)械性能；如在BOPP基膜上涂上防潮及阻透性優(yōu)良的PVDC，可提高其阻氣和阻濕性能。
流延PP薄膜(CPP)具有良好的熱封性，多用于復(fù)合包裝袋的內(nèi)層，真空鍍鋁后可再與BOPP、PET、OPA、PT復(fù)合，是藥品包裝的重要材料。
PVDC涂布復(fù)合膜在藥品包裝中已獲廣泛應(yīng)用，可起到阻濕、保味、防潮等作用。目前市面上的PVDC實(shí)際上是偏二氯乙烯(VDC)與氯乙烯或丙烯酸單體的共聚物，單體含量通常為75％~90％。PVDC具有透明、柔韌、耐油、耐化學(xué)藥品以及優(yōu)異的阻氣性和阻濕性等特點(diǎn)，是廣泛使用的一種高效阻透材料。在高阻透醫(yī)藥包裝中，它通常作為涂復(fù)材料使用，在PP、CPE、PET薄膜上涂布2~4／μm PVDC的復(fù)合薄膜，可使其透氣性、透濕性最適用于制造藥品的泡罩包裝膜和包裝顆粒料、散劑等低價(jià)位藥品的復(fù)合包裝袋。
真空鍍鋁膜是在高真空狀態(tài)下將鋁蒸發(fā)到各種基膜上，其鍍鋁層薄。目前在中藥的粉劑、顆粒劑、散劑外包裝中廣泛使用的有PETP、CPP、PT；BOPP；PE等真空鍍鋁膜。其中應(yīng)用最多的是PETP；CPP；PE真空鍍鋁膜。該薄膜除了具有塑料基膜的特性外，還具有裝飾性和良好的阻透性，尤其是各種塑料基材經(jīng)鍍鋁后，透光率、透氧率和透蒸汽率降低幾十倍或上百倍。這種薄用于藥品包裝能防止藥品發(fā)霉、受潮變質(zhì)，是今后藥品包裝材料的主要發(fā)展方向之一。
CTFE薄膜化學(xué)性質(zhì)是惰性的，能經(jīng)受金屬、陶瓷和其他塑料不能經(jīng)受的烈性化學(xué)藥物的侵蝕。另外CTFE薄膜的蒸汽滲透率比其他任何塑料薄膜都低，無吸濕，而且它能與各種基料如PE、PVC、PET、PA等復(fù)合；也可用真空噴(鍍)鋁法噴(鍍》金屬。CTFE薄膜及其復(fù)合物主要是用來包裝需要高度防潮的藥片和膠囊。
2.國外復(fù)合膜發(fā)展近況
多層結(jié)構(gòu)醫(yī)用包裝薄膜一般采用PE／粘接劑/PA/粘接劑/PE/粘結(jié)劑/PA/粘接劑／PE9層結(jié)構(gòu)，也可用PP代替PA，其他結(jié)構(gòu)一樣，厚度通常為0．05~0．4mm。目前共擠薄膜的層數(shù)在不斷增加，已有多家公司能夠生產(chǎn)8層、9層甚至11層的醫(yī)用包裝薄膜。
目前，國外藥品包裝用多層復(fù)合薄膜都是在以食品包裝公司為主力，在其多層結(jié)構(gòu)食品包裝薄膜生產(chǎn)線上開發(fā)的。美國Bemis公司早在1996年將其當(dāng)時(shí)規(guī)模較小的醫(yī)藥包裝薄膜業(yè)務(wù)與其收購的Perfecseal公司的合并，成立醫(yī)藥包裝公司，生產(chǎn)低成本的多層結(jié)構(gòu)薄膜。目前Perfecseal公司已建立了專門的醫(yī)藥用塑料包裝薄膜廠，所生產(chǎn)的薄膜的層數(shù)均在5層以上。
加拿大Winpak公司原有一條11層生產(chǎn)食品包裝阻透膜的流延法生產(chǎn)線，經(jīng)改進(jìn)后生產(chǎn)含PA的11層殺菌袋用醫(yī)用包裝薄膜，在北美市場獲得成功。該公司至今沒有公開這種多層薄膜的結(jié)構(gòu)。該公司還采用其原有8臺和9臺擠出機(jī)的多層共擠吹膜生產(chǎn)線生產(chǎn)多層吹塑薄膜，已獲準(zhǔn)用于醫(yī)藥包裝。
澳大利亞Amcor公司收購了美國Rexam保健品軟包裝公司后，將多層結(jié)構(gòu)食品包裝薄膜技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)藥包裝領(lǐng)域。Rexam保健品軟包裝公司有2條5層共擠吹塑薄膜生產(chǎn)線和一條含PA的5層共擠薄膜試驗(yàn)生產(chǎn)線，后者可以生產(chǎn)薄型薄膜，如可由0.3mm含離子交聯(lián)聚合物的3層共擠薄膜減薄到0.25mm含PA的5層薄膜。Rexam還采用共擠涂復(fù)技術(shù)生產(chǎn)多層復(fù)合薄膜，降低了成本。
芬蘭Wipak公司也是一家著名的高科技包裝薄膜生產(chǎn)商，已獲得北美管理部門的批準(zhǔn)，在歐洲安裝了一條專用流延薄膜生產(chǎn)線，這是世界上第一條醫(yī)藥塑料包裝薄膜潔凈室生產(chǎn)線。
由于醫(yī)用塑料包裝具有較大的市場潛力，且利潤較高，目前還有多家食品包裝薄膜公司擬進(jìn)軍醫(yī)藥包裝薄膜領(lǐng)域。醫(yī)藥包裝多層復(fù)合薄膜的生產(chǎn)技術(shù)與食品包裝薄膜一樣，有多層共擠吹塑法和多層共擠流延法。北美的醫(yī)藥包裝復(fù)合膜大部分采用共擠吹塑法生產(chǎn)，這主要由于該工藝生產(chǎn)的多層吹塑薄膜具有內(nèi)在取向性及較高的撕裂強(qiáng)度。歐洲的醫(yī)藥包裝更多是采用共擠流延法生產(chǎn)，這是由于流延薄膜尺寸精度更高，薄膜更柔軟之故。此外，醫(yī)用儀器設(shè)備包裝用的熱成型薄膜，通常采用EVA／離子交聯(lián)聚合物/EvA 3層結(jié)構(gòu)或采用離子交聯(lián)聚合物為中間層EvA/混合物為內(nèi)外層的3層共擠薄膜。離子交聯(lián)聚合物韌性高，透明，但成本高；如果要求厚度大的薄膜和袋，常常將上述3層復(fù)合薄膜自身疊壓形成6層復(fù)合薄膜，可完全滿足要求。
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