Из какого пластика сделана блистерная упаковка?

Блистерная упаковка чаще всего изготавливается из ПВХ (поливинилхлорида), ПЭТ (полиэтилентерефталата) или ПП (полипропилена) – при этом ПВХ исторически доминирует в фармацевтическом применении, а ПЭТ все чаще предпочтительнее для розничной торговли и потребительских товаров из-за его превосходной прозрачности и пригодности к вторичной переработке. Выбор конкретного пластика зависит от упаковываемого продукта, требований к барьерности, ценовых ограничений и целей устойчивого развития. В этом руководстве подробно описаны все основные виды пластика, используемые в блистерной упаковке, сравниваются их свойства и объясняется, какой материал подходит для какого применения.

Что такое блистерная упаковка и как формируется пластик?

Блистерная упаковка представляет собой предварительно сформированную пластиковую полость — «блистер», запечатанную с подкладочным материалом, таким как фольга, картон или другой слой пленки, для упаковки и защиты продукта.

Пластиковый компонент производится путем термоформование : плоский лист пластика нагревается до тех пор, пока он не станет гибким, затем натягивается на форму с использованием вакуума, сжатого воздуха или того и другого. В результате получается жесткая трехмерная полость, точно повторяющая форму продукта внутри. После заполнения полость закрывается закрывающим материалом — обычно алюминиевой фольгой в фармацевтических целях или картоном с печатью в розничной упаковке.

Глобальный блистерная упаковка В 2023 году рынок оценивался примерно в 28,5 миллиардов долларов, а к 2030 году, по прогнозам, превысит 40 миллиардов долларов. На долю фармацевтической продукции приходится примерно 60 процентов всего использования блистерной упаковки по объему, а оставшуюся часть составляют потребительские товары, электроника и упаковка для пищевых продуктов. Тип используемого пластика существенно различается в разных секторах.

Основные пластмассы, используемые в блистерной упаковке

Подавляющее большинство всей блистерной упаковки, производимой в мире, приходится на пять видов пластика: пленки из ПВХ, ПЭТ, ПЭТГ, ПП и пленки с покрытием из ПВДХ — каждый из которых обладает особым набором свойств, которые делают его подходящим для конкретных продуктов и отраслей.

1. ПВХ (поливинилхлорид) — традиционный стандарт.

ПВХ является наиболее широко используемым пластиком в фармацевтической блистерной упаковке и на протяжении десятилетий использовался в отрасли по умолчанию благодаря своей превосходной способности к термоформованию, низкой стоимости и надежным герметизирующим свойствам.

Листы ПВХ для блистерной упаковки обычно имеют толщину от 200 до 300 микрон и могут подвергаться термоформованию при относительно низких температурах (около 130–160 градусов Цельсия), что упрощает обработку на стандартных упаковочных линиях. Он обеспечивает достаточные влагобарьерные свойства для многих твердых пероральных лекарственных форм, таких как таблетки и капсулы, и надежно приклеивается к крышке из алюминиевой фольги с помощью термосвариваемых лаков.

Однако, ПВХ имеет существенные недостатки. которые заставляют многих производителей искать альтернативы:

• Его трудно перерабатывать, и он не принимается большинством программ вторичной переработки (код смолы 3).
• При сжигании он выделяет газообразный хлористый водород и диоксины, что вызывает проблемы окружающей среды и здоровья.
• Его скорость пропускания паров влаги (MVTR) примерно от 3 до 5 г/м2/день недостаточна для чувствительных к влаге продуктов без дополнительных барьерных покрытий.
• Некоторые европейские страны и крупные розничные покупатели проводят политику активного ограничения или исключения использования ПВХ в упаковке.

Несмотря на эти проблемы, ПВХ остается доминирующим на рынках, где стоимость является основным фактором, а инфраструктура переработки альтернатив ограничена. Стандартная блистерная пленка из ПВХ фармацевтического качества стоит примерно от 1,20 до 1,80 доллара за килограмм, что делает ее одним из самых дешевых доступных вариантов.

2. ПЭТ (полиэтилентерефталат) — прозрачная альтернатива, подлежащая вторичной переработке.

ПЭТ является самым быстрорастущим пластиком в розничной блистерной упаковке, поскольку он сочетает в себе исключительную оптическую прозрачность, хорошую жесткость и возможность широкой переработки (код смолы 1) при конкурентоспособной цене.

Из ПЭТ производятся блистеры со стеклянной прозрачностью, которая делает продукты визуально заметными на полке — решающий фактор в упаковке потребительских товаров для электронных аксессуаров, оборудования, игрушек и косметики. Диапазон температур термоформования немного выше, чем у ПВХ (около 140–180 градусов Цельсия), но он совместим с большинством современных упаковочных линий с минимальной регулировкой.

С точки зрения барьерности, стандартный ПЭТ имеет скорость пропускания паров влаги примерно от 15 до 20 г/м2/день – значительно хуже, чем ПВХ – что ограничивает его использование для чувствительных к влаге фармацевтических препаратов без дополнительных барьерных слоев. Однако для розничной торговли, где влажность не является проблемой, это не имеет значения.

ПЭТ широко используется в программах переработки отходов в Северной Америке, Европе и Австралии, что сделало его предпочтительным материалом для брендов, заявивших о своих обязательствах в области устойчивого развития. Содержание переработанного ПЭТ (rПЭТ) от 30 до 100 процентов может быть включено в блистерную упаковку без существенной потери характеристик формования.

3. ПЭТГ (ПЭТФ, модифицированный гликолем) — высочайшая прозрачность и формуемость.

PETG обеспечивает превосходную термоформовку и ударопрочность по сравнению со стандартным ПЭТ, что делает его предпочтительным выбором для блистерных упаковок глубокой вытяжки со сложной геометрией или тонкими стенками.

Модификация гликолем разрушает кристаллическую структуру ПЭТ, снижая температуру его формования и повышая его пластичность. PETG можно втягивать в полости, глубина которых в три раза превышает толщину листа, не разрываясь, что является значительным преимуществом при упаковке громоздких предметов или предметов неправильной формы. Он также обладает превосходной ударопрочностью при низких температурах, что важно для продуктов, хранящихся или транспортируемых в охлажденных условиях.

PETG стоит примерно на 15–25 процентов дороже, чем стандартный ПЭТ, и не принимается всеми потоками переработки ПЭТ — осложнение, которое ограничивает его экологичность, несмотря на то, что он технически пригоден для вторичной переработки. Он широко используется в упаковке медицинского оборудования, косметике премиум-класса и специальной бытовой электронике.

4. ПП (полипропилен) — термостойкость и химическая совместимость.

ПП – лучший выбор для блистерной упаковки, когда продукт требует термической стерилизации, устойчивости к высоким температурам или совместимости с агрессивными химическими составами.

Полипропилен имеет температуру плавления примерно от 160 до 175 градусов по Цельсию, что является самой высокой температурой среди всех обычных пластиков для блистерной упаковки. Это позволяет ПП-блистерам выдерживать стерилизацию в автоклаве при температуре 121 градус Цельсия, что крайне важно для медицинских приборов и хирургических инструментов. ПП также обладает превосходной химической стойкостью, что делает его пригодным для упаковки продуктов, содержащих растворители, масла или активные фармацевтические ингредиенты, которые могут разлагать другие пластмассы.

Скорость передачи паров влаги ПП (приблизительно 0,5–1,5 г/м2/день) значительно ниже, чем у ПВХ, ПЭТ и ПЭТГ, что делает его эффективным барьером для влаги без дополнительных покрытий. Однако ПП сложнее подвергать термоформованию, чем ПВХ или ПЭТГ — он имеет более узкое окно обработки и имеет тенденцию пружинить после формования, что требует более точного контроля температуры и инструментов.

ПП подлежит вторичной переработке (код смолы 5) и все чаще используется в программах по сбору отходов, хотя уровень сбора остается ниже, чем для ПЭТ (код смолы 1) на большинстве рынков. Его оптическая прозрачность ниже, чем у ПЭТ или ПЭТГ, что придает волдырям слегка молочный или мутный вид.

5. Пленки с покрытием из ПВДХ и ламинированные пленки — максимальная защитная эффективность

Покрытия из ПВДХ (поливинилиденхлорида), нанесенные на ПВХ или другие базовые пленки, обеспечивают высочайшие барьерные свойства против влаги и кислорода, доступные в термоформованной блистерной упаковке, что важно для высокочувствительных фармацевтических продуктов.

Стандартный ламинат из ПВХ/ПВДХ с плотностью покрытия из ПВДХ 40 г/м2 снижает скорость передачи паров влаги примерно до 0,5–1,0 г/м2/день — в десять раз лучше, чем ПВХ без покрытия. Более высокий вес покрытия из ПВДХ (от 60 до 90 г/м2) снижает его до уровня ниже 0,2 г/м2/день, что соответствует барьеру алюминиевой фольги холодного формования при незначительной стоимости жесткости.

Обратной стороной ПВДХ является то, что он разделяет экологические проблемы ПВХ: он хлорирован, его трудно перерабатывать и его проблематично сжигать. Алюминиевая фольга холодного формования (также называемая упаковкой Alu-Alu) является предпочтительной альтернативой, когда требуется максимальный барьер без использования хлорированного пластика, хотя фольга холодного формования непрозрачна, что исключает видимость продукта.

Сравнение пластмасс для блистерной упаковки: полная матрица свойств

В таблице ниже приведены основные технические и коммерческие свойства каждого основного пластика для блистерной упаковки, что поможет вам выбрать подходящий материал для вашего применения.

Таблица 1. Полное сравнение свойств пяти основных пластиков, используемых в блистерной упаковке, по прозрачности, барьерным свойствам, формуемости, термостойкости, возможности вторичной переработки, стоимости и сфере применения. *PETG не может быть принят во всех потоках переработки ПЭТ.

Пластиковая блистерная упаковка по отраслям: фармацевтика, розничная торговля и продукты питания

Пластик, используемый в блистерной упаковке, сильно различается в зависимости от отрасли, поскольку в каждой отрасли предъявляются принципиально разные требования к барьерным характеристикам, стерилизации, соблюдению нормативных требований и привлекательности для потребителей.

Фармацевтическая блистерная упаковка

ПВХ остается доминирующим материалом в блистерной упаковке фармацевтических препаратов во всем мире, он используется примерно в 80 процентах упаковок твердых пероральных доз во всем мире.

Нормативные требования к фармацевтической упаковке строгие. Пластик должен быть химически инертным по отношению к лекарственному веществу, соответствовать фармакопейным стандартам (USP, EP, JP) и быть валидирован для конкретного лекарственного препарата. ПВХ удовлетворяет этим требованиям при низкой стоимости, поэтому он сохраняется, несмотря на экологические проблемы.

Для чувствительных к влаге лекарств, срок хранения которых составляет 24 месяца и более, ПВХ часто ламинируют ПВДХ или заменяют пленками из циклического олефинового сополимера (COC) или циклического олефинового полимера (COP) – современных материалов, которые обеспечивают значения MVTR ниже 0,05 г/м2/день. Эти материалы значительно дороже, но могут потребоваться по данным испытаний на стабильность.

Розничная блистерная упаковка потребительских товаров

ПЭТ доминирует в блистерной упаковке в розничной торговле, поскольку его кристальная прозрачность обеспечивает максимальную видимость продукта, а его возможность вторичной переработки отвечает обязательствам крупных розничных покупателей по обеспечению устойчивого развития.

Аппаратные средства, аксессуары для электроники, игрушки, предметы личной гигиены и канцелярские товары почти всегда упаковываются в блистеры из ПЭТ или ПЭТГ при использовании термоформованного пластика. Отказ от ПВХ в розничной торговле ускоряется: многие крупные ритейлеры имеют внутреннюю политику, требующую от поставщиков исключить ПВХ из упаковки потребительских товаров в определенные сроки.

Упаковка-раскладушка — разновидность блистерной упаковки, в которой передняя и задняя часть изготовлены из одного куска пластика, сложенного и запечатанного по краям, — почти исключительно изготавливается из ПЭТ или ПЭТГ для розничной торговли.

Пищевая блистерная упаковка

ПП является предпочтительным пластиком для блистерной упаковки и лотков для пищевых продуктов из-за его соответствия нормативным требованиям по контакту с пищевыми продуктами, влагостойкости и способности выдерживать микроволновое нагревание.

Для жевательной резинки, кондитерских изделий, пищевых добавок и некоторых форматов полуфабрикатов используется блистерная упаковка из ПП или ПЭТ. Низкий MVTR ПП делает его особенно подходящим для чувствительных к влаге пищевых продуктов, таких как гигроскопичные добавки. Для применения в охлажденных или замороженных продуктах иногда предпочтение отдается PETG из-за его превосходной ударопрочности при низких температурах по сравнению с PP.

Таблица 2. Наиболее часто используемый пластик для блистерной упаковки по отраслям, основная причина выбора и жизнеспособные альтернативные материалы.

Экологичность и возможность вторичной переработки пластика блистерной упаковки

ПЭТ является наиболее поддающимся вторичной переработке пластиком для блистерной упаковки в реальных условиях, в то время как пленки с покрытием из ПВХ и ПВДХ являются наиболее проблематичными с точки зрения окончания срока службы.

Пригодность к вторичной переработке блистерной упаковки осложняется тем фактом, что большинство блистеров состоят из нескольких материалов — формирующего пластикового полотна в сочетании с крышкой из алюминиевой фольги или картона. Разделение этих слоев для переработки редко бывает практичным на потребительском уровне, а это означает, что большинство блистерных упаковок оказываются на свалке, независимо от используемой пластиковой смолы.

Упаковочная промышленность изучает несколько путей улучшения профиля устойчивости блистерная упаковка :

• Мономатериальные конструкции: Использование ПЭТ как для формовочного полотна, так и для закрывающей пленки (термосвариваемое соединение ПЭТ с ПЭТ) позволяет создать упаковку из одного материала, которая технически пригодна для вторичной переработки в потоки ПЭТ. Несколько производителей фармацевтической продукции и потребительских товаров успешно перешли на блистерные системы из моноПЭТ.
• Переработанный контент: Включение от 30 до 100 процентов переработанного ПЭТ (rPET) в формовочное полотно снижает потребление первичного пластика без ущерба для производительности формования или соответствия нормативным требованиям в нефармацевтических приложениях.
• Биопластики: Био-ПЭТ (производимый из этанола сахарного тростника, а не из нефти) и полимолочная кислота (PLA) являются новыми альтернативами. Блистеры из PLA можно компостировать в промышленных условиях, хотя для большинства применений им не хватает влагозащиты и термостойкости, как у обычных пластиков.
• Формующие полотна на бумажной основе: На рынок выходят блистерные материалы на основе волокон с тонким пластиковым барьерным слоем, предлагающие формат упаковки, который потребители воспринимают как более экологичный, даже если он не обязательно подлежит полной вторичной переработке.

Как идентифицировать пластик в блистерной упаковке

Самый простой способ идентифицировать пластик в блистерной упаковке — найти идентификационный код смолы, напечатанный на упаковке — число от 1 до 7 внутри треугольника со стрелками.

• Код 1 (ПЭТ): Прозрачный, жесткий, пригодный для вторичной переработки. Большинство розничных и потребительских товаров блистеры.
• Код 3 (ПВХ): От прозрачного до слегка желтоватого цвета, твердый. Большинство волдырей от фармацевтических таблеток. При разрезании может иметь легкий химический запах.
• Код 5 (ПП): Немного молочный или мутный. Используется в пищевой, медицинской и некоторых фармацевтических упаковках.
• Код 7 (Другое): Включает PETG, COC/COP и другие специальные пластмассы. Распространен в медицинской и фармацевтической упаковке премиум-класса.

Если код смолы не виден (что часто встречается на небольших блистерах), простой тест на горение может помочь дифференцировать материалы в лабораторных условиях, хотя для потребителей это непрактично. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) — это стандартный аналитический метод для окончательной идентификации пластика при исследованиях упаковки и контроле качества.

Часто задаваемые вопросы о пластиковой блистерной упаковке

Безопасен ли пластик в блистерной упаковке для пищевых продуктов и фармацевтических препаратов?

Да, если используется подходящий пластик и он соответствует применимым нормативным стандартам. Пластмассы, контактирующие с пищевыми продуктами, должны соответствовать требованиям FDA (в США), Регламенту ЕС 10/2011 (в Европе) или эквивалентным национальным стандартам. Блистеры из фармацевтического пластика должны соответствовать фармакопейным стандартам и быть проверены на химическую совместимость с конкретным лекарственным препаратом. ПВХ, ПЭТ и ПП одобрены для контакта с пищевыми продуктами и фармацевтическими препаратами при условии их производства соответствующего класса.

Можно ли переработать пластик блистерной упаковки?

Теоретически да — блистерные пластики из ПЭТ и ПП подлежат вторичной переработке. На практике большинство блистерных упаковок не перерабатываются, поскольку они представляют собой конструкции из нескольких материалов (пластик плюс алюминиевая фольга или картон), которые трудно разделить, они слишком малы для сортировки оборудования на предприятиях по вторичной переработке материалов и часто загрязнены остатками лекарств в фармацевтических целях. Блистерные упаковки из мономатериала ПЭТ с крышкой из ПЭТ-пленки обеспечивают наилучшую реальную возможность вторичной переработки, если они принимаются местными программами сбора.

Почему ПВХ до сих пор используется в блистерной упаковке, если его сложно переработать?

ПВХ сохраняется, потому что он недорогой, его чрезвычайно легко термоформовать на существующих упаковочных линиях, а его эффективность в фармацевтическом применении подтверждена десятилетиями. Переход на альтернативный материал требует повторной проверки упаковочной системы — процесс, который может занять от 12 до 24 месяцев и стоить сотни тысяч долларов для фармацевтического продукта. Стоимость и инерция регулирования являются основными причинами, по которым ПВХ остается доминирующим в фармацевтической отрасли, несмотря на его экологический профиль.

В чем разница между блистерной упаковкой и раскладывающейся упаковкой?

Традиционная блистерная упаковка имеет переднюю полость из термоформованного пластика, приклеенную к плоской подложке (фольге, картону или пленке). Раскладушка — это вариант, в котором вся упаковка — передняя и задняя часть — термоформуется из одного листа пластика и складывается, затем термосваривается или закрепляется скобами по периметру. В обоих используются одни и те же пластиковые материалы (в розничной торговле преимущественно ПЭТ и ПЭТГ), но раскладушки полностью пластиковые, без отдельного материала подложки.

Какой пластик используется в блистерах для таблеток?

Блистерные упаковки для фармацевтических препаратов, в которых таблетка продавливается через фольгу, почти всегда изготавливаются из ПВХ или ламината ПВХ/ПВДХ для формирующего полотна. Крышка обычно представляет собой мягкую алюминиевую фольгу, внутреннюю поверхность которой покрывают термосвариваемым лаком. Формирующее полотно ПВХ специально разработано так, чтобы быть достаточно тонким (от 200 до 250 микрон), чтобы легко разрываться при нажатии сверху.

Что такое блистерная упаковка холодного формования и какой пластик для нее используется?

Блистерная упаковка холодного формования, также называемая упаковкой Alu-Alu, вообще не использует термоформованное пластиковое полотно. Вместо этого ламинат из алюминиевой фольги, зажатый между слоем нейлона и слоем ПВХ, подвергается холодной штамповке (формуется без нагрева) в полости. В результате получается непрозрачная серебряная упаковка с почти идеальными барьерными свойствами для влаги и кислорода. Он используется для наиболее чувствительных фармацевтических соединений. Слой ПВХ в ламинатах холодного формования присутствует в первую очередь как термосвариваемый слой, а не как структурно-формующий материал.

Какой пластик для блистерной упаковки является наиболее экологичным?

Для обеспечения экологической устойчивости в реальном мире ПЭТ, особенно повторный ПЭТ с высоким содержанием вторичного сырья, в настоящее время является наиболее практичным выбором. Он подлежит широкой вторичной переработке (код 1), совместим с существующей инфраструктурой переработки, доступен с содержанием от 30 до 100 процентов переработанных материалов и обеспечивает оптическую прозрачность, необходимую для розничной торговли. Биологические и компостируемые альтернативы, такие как PLA, являются многообещающими, но в настоящее время им не хватает барьерных свойств, термостойкости и одобрения регулирующих органов для большинства фармацевтических и пищевых блистеров.

Резюме: выбор подходящего пластика для блистерной упаковки

Выбор пластика для блистерной упаковки определяется в первую очередь требованиями к барьерности вашего продукта, затем нормативными ограничениями, затем целями устойчивого развития и, наконец, стоимостью.

Для стандартных фармацевтических твердых пероральных продуктов ПВХ остается практическим стандартом по умолчанию, хотя компании с активными программами устойчивого развития все чаще переходят на пленки из ПП или COC/COP, подкрепленные инвестициями в повторную проверку нормативных требований. Для розничных потребительских товаров очевидным выбором является ПЭТ или ПЭТГ, обеспечивающие превосходную прозрачность, широкие возможности вторичной переработки и растущее признание розничных продавцов. Для медицинских изделий, требующих стерилизации, стандартным подходом является ПП или ПЭТГ с совместимой проверкой стерилизации. Для любого применения, связанного с чувствительными к влаге продуктами и длительным сроком хранения, необходимо серьезно оценить альтернативу пленке с покрытием из ПВДХ или алюминиевой альтернативе холодного формования.

Понимание какая пластиковая блистерная упаковка Изготовлен из — это не просто вопрос материаловедения — это решение, которое влияет на безопасность продукта, срок годности, воздействие на окружающую среду и коммерческую конкурентоспособность. Выбор правильного материала с самого начала, подкрепленный данными о стабильности и анализом окончания срока службы, является основой хорошо спроектированной блистерной упаковки.