Ứng dụng màng composite PVC & PVC/PE trong gói vỉ

Máy đóng gói vỉ cho ngành dược phẩm chủ yếu sử dụng màng nhựa PVC làm vật liệu tạo hình. Ưu điểm chính của PVC là chi phí thấp và dễ dàng tạo hình nhiệt. Nhược điểm chính là khả năng chống ẩm và oxy xâm nhập kém; hơn nữa PVC còn có ý nghĩa tiêu cực về môi trường do hàm lượng clo của nó. PVDC có rào cản cao nhưng chi phí cũng cao. Trong những năm gần đây, các vật liệu tạo vỉ như PP và PET đã được phát triển trên toàn thế giới, nhưng khả năng xử lý và năng suất của chúng kém hơn nhiều so với màng PVC. Hơn nữa, việc sử dụng nó đòi hỏi phải nâng cấp các Máy đóng gói vỉ hiện tại.
Màng composite PVC/PE được thảo luận trong bài viết này được tạo ra bằng cách kết hợp màng PVC và PE. Màng PE được sử dụng bên trong tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm đóng gói để tránh tiếp xúc trực tiếp với PVC, đồng thời đảm bảo khả năng giữ nhiệt của lá nhôm PTP và PE. Hiện nay, màng composite PVC/PE chủ yếu được sử dụng để đóng gói các thùng chứa chất lỏng liều lượng nhỏ bao gồm dung dịch uống, hóa chất gia dụng và thuốc đạn với công nghệ sản xuất hoàn thiện. Tuy nhiên, vì màng composite PVC/PE là vật liệu tạo hình nên ứng dụng của chúng trong các máy đóng gói dạng vỉ có lá nhôm làm vật liệu che phủ là rất hiếm.
Bài viết này sẽ khám phá các khía cạnh thử nghiệm lý thuyết và ứng dụng thực tế như các thông số như độ bền bịt kín nhiệt, rào cản và độ kín của vật liệu composite PVC/PE và nghiên cứu tính khả thi của việc ứng dụng chúng trong bao bì dạng vỉ.
Vật liệu và phương pháp thử nghiệm
Màng tổng hợp PVC/PE
Màng composite PVC/PE có độ dày 0,3 mm, trong đó PE là 0,05 mm và PVC là 0,25 mm.
Lá nhôm PTP (Push-Through-Pack)
Chất kết dính nóng chảy chủ yếu được làm từ polyurethane và polyolefin gốc nước sẽ thay thế chất kết dính VC truyền thống trong lớp liên kết.
Thiết bị kiểm tra
Máy đóng gói một vỉ
Phương pháp kiểm tra
Kiểm tra rào cản
Lấy một số mẫu màng composite PVC/PE, cắt chúng theo kích thước yêu cầu và thực hiện kiểm tra độ thấm oxy và độ thấm hơi nước.
Kiểm tra độ bền niêm phong nhiệt
Cắt đều hai miếng màng composite PVC/PE 100 mm × 260 mm và mẫu lá nhôm PTP, dán nhiệt lớp dán của chúng bằng Máy đóng gói vỉ ở nhiệt độ 150 °C ± 5 °C và áp suất 0,4 MPa trong 1 giây ; đặt chúng ở nhiệt độ phòng trong 12 h, dùng dụng cụ lấy mẫu cắt chúng thành các đoạn có chiều rộng 15 mm và kéo ra để kiểm tra ở góc 180° bằng máy thử độ bền kéo vạn năng.
Kiểm tra hiệu quả hoạt động trên Máy đóng gói vỉ

Lấy một cuộn màng composite PVC/PE và lá nhôm PTP tương ứng và kiểm tra hiệu quả hoạt động của chúng trên Máy đóng gói vỉ; chú ý điều chỉnh hướng lăn của chúng để giữ cho lớp PE của màng composite PVC/PE và lớp dán của lá nhôm PTP tiếp xúc với nhau; tải mô phỏng loại đĩa vào khay nạp để kiểm tra đóng gói sau khi nhiệt độ hàn nhiệt ổn định (thử nghiệm 15.000 tờ trong 3 nhóm).
Kiểm tra độ kín
Vận chuyển mẫu 60 hộp (200 tờ/hộp) từ vùng có độ cao thấp từ vùng có độ cao, áp thấp; lấy 30 tờ, giữ dưới áp suất 0,08 MPa trong 30 giây và kiểm tra xem nước có lọt vào không.
Kết quả kiểm tra và phân tích
Ảnh hưởng của màng composite PVC/PE đến vách ngăn vết phồng rộp
Vật liệu bao bì composite đựng thuốc phải có độ cản cao. Lá nhôm trong vỉ là vật liệu kim loại và khả năng rào cản của chúng cao hơn nhiều so với màng composite PVC/PE. Do đó, đặc tính rào cản tổng thể của gói vỉ phụ thuộc vào đặc tính rào cản của màng composite PVC/PE. Kết quả thử nghiệm cho thấy đã đáp ứng độ thấm oxy 30 m3/(m2.24h.0.1MPa) và độ thấm hơi nước 2,5 g/(m2.24h) (tham khảo màng PVC YBBO0212005 cho thuốc rắn).
Sự phù hợp về độ bền niêm phong nhiệt
Ngoài rào cản, độ bền nhiệt và độ kín của vỉ có tác động trực tiếp đến hiệu quả bảo vệ sản phẩm. Kết quả thử nghiệm cho thấy độ bền kín nhiệt là 9,5 N/15 mm, tuân thủ yêu cầu tiêu chuẩn ≥ 7 N/15 mm.
Hình thành nhiệt độ gia nhiệt và nhiệt độ hàn nhiệt
Màng composite PVC/PE có chất liệu ở cả hai mặt khác nhau nên có nhiệt độ hóa mềm khác nhau. Trong quá trình thử nghiệm, phải điều chỉnh các tấm gia nhiệt trên và dưới, nghĩa là giảm nhiệt độ gia nhiệt phía trên đối với mặt PE và tăng nhiệt độ gia nhiệt phía dưới đối với phía PVC.
Sau khi thay thế VC bằng keo polyolefin làm keo dán nhiệt lá nhôm PTP, hệ số ma sát của lá nhôm tăng lên, đòi hỏi hệ số phân số nhỏ hơn và chuyển động linh hoạt hơn của tất cả các con lăn dẫn hướng lá nhôm PTP trên Máy đóng gói vỉ. Trong khi đó, trong quá trình thử nghiệm, người ta phát hiện ra rằng nhiệt độ hàn nhiệt của lá nhôm PTP sử dụng chất kết dính polyolefin cao hơn một chút so với lá nhôm PVC và PTP truyền thống.
Các thông số chính của màng composite PVC/PE và lá nhôm PTP được đánh giá là tuân thủ tiêu chuẩn. Vì hiện nay lớp PE được sử dụng để tiếp xúc với sản phẩm thay vì lớp PVC nên an toàn hơn màng PVC.
Sau thử nghiệm vận hành thực tế trên Máy đóng gói vỉ, người ta đã chứng minh rằng các gói vỉ được làm bằng màng composite PVC/PE và lá nhôm PTP phù hợp về mặt kỹ thuật cho ứng dụng thực tế và do đó có thể sản xuất hàng loạt.
Vì vật liệu PE được sử dụng trong màng composite PVC/PE nên cần có quy trình tổng hợp bổ sung. Vì vậy, vấn đề tăng chi phí và giảm tính minh bạch do sử dụng PE phải được xem xét trong quá trình ứng dụng thực tế.
Máy móc Jornen
21-11-2019