药用塑料瓶的生产技术和成型工艺

早在20世纪70年代，聚烯烃（HDPE、PP）药用塑料瓶在国外就已得到应用。20世

纪80年代中期，国内的天津力生制药厂和上海大明玻璃厂率先从国外引进了“注-吹”流水生产线用于生产药品包装塑料容器，从而推动了聚烯烃（HDPE、PP）药用塑料瓶在我国的生产和使用。本文对药用塑料容器的成型工艺、可选用的原料以及GMP规范和工艺流程等问题进行了介绍。

药用塑料瓶的常用生产工艺

1、中空挤出吹塑（Extrusion-Blow molding）

中空挤出吹塑是利用挤出机连续地挤出空心管，然后用剪刀（人工）或切割装置（自动）将其切成小段后移到挤吹模具内吹制成型。其优点是：设备简单，投资小，

成本价格低；缺点是：瓶口不平，密封性能差。此外，中空挤出吹塑工艺所适用的塑

料原料是PE，常用的为LDPE,其阻透性能远远低于HDPE和PP，装药保质期短。

2、二步法“注-吹”（Two steps injection-Blow molding）

二步法“注-吹”实际上是指注射、吹塑分别由两台机器进行操作，俗称“二步法”。具体而言，第一步是由一台普通的注塑机注射成型管坯，此时，管坯的瓶头部

分（瓶口、螺纹）已经成型；第二步是由人工将管坯放在蜂窝状的加热器或自动循环

加热传送带上，经加热调温后，再将其移到吹瓶机内用压缩空气吹制成型。这种方法

的优点是：设备比较简单，投资也比较少；瓶口整齐，密封性能良好；产品品种开发

速度快，模具费用比较低。其缺点是：注射管坯与吹塑成型分步进行，使制品易被污染，难以保证产品通过菌检；产品的同一性差，不太适应大批量生产。

3、一步法“注-吹”（One step injection-Blow molding）

一步法“注-吹”是指注射和吹塑在同一台机器上完成。根据不同的机种，通常分为三工位和二工位“注-吹”。

三工位“注-吹”制瓶机的三个工位以120°角成等边三角形分布，其中，第一工位为注射成型工位，第二工位为吹塑成型工位，第三工位为脱瓶工位。这三个工位可同

时运行，不仅大大提高了生产效率，而且可与传送带连接，自动计数包装，真正实现

了药用塑料瓶生产全过程的“无人手接触”，从而确保了产品的洁净卫生。

二工位“注-吹”制瓶机的两个工位可上下或前后排列，第一工位为注射成型工位，第二工位为吹塑成型工位。由于缺少一个专用的脱瓶及冷却工位，所以难以实现全自

动计数包装（一般为散装人工计数）。同三工位制瓶机相比，其生产效率较低，生产

周期较长。

一步法“注-吹”工艺的优点是：自动化程度高，机器的产能大；瓶口的平整度高，密封性极好。当选用HDPE/PP作为原料时，瓶子的壁厚比较均匀，阻透性能优良，使药品的保质储存期长。其缺点是：设备投资较大，模具复杂，系统配置要求较高，因此，不适合小品种、小批量的生产。但是，对于大批量生产而言，可得到高品质低成

本的产品，经济效益较好。

目前，国内标准化的药用包装企业基本上都是采用一步法“注-吹”工艺设备，并以三工位设备为主。

国际上著名的“注-吹”成型设备制造厂家主要有美国的Wheaton公司和Jomar

公司、德国的Battenfeld公司和Bekum公司、日本的ASB公司和青木固公司以及意大利的Uniloy Milacron公司，这些公司目前所生产的机型均采用一步法三工位的方式，

其中，美国产品采用垂直螺杆结构，德国和意大利的产品采用卧式螺杆结构。

在国内，江苏维达机械有限公司自1989年开始，首家研制“三工位”一步法“注-吹”成型机，并于1991年将产品投向市场。目前，其生产规模达到每年100条生产线，带动了中国药品包装容器（特别是固体药物片剂、胶囊包装）生产技术的提高。

药用塑料瓶常用塑料原料

1、聚烯烃

适合于制作药用塑料容器的聚烯烃类塑料原料包括：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）。其中，聚乙烯又包括：高密度聚乙烯（HDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）；聚苯乙烯包括高抗冲聚苯乙烯（GPPS-HIPS）。

2、聚酯

聚酯类塑料原料主要有：聚对本二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚

对萘二甲酸丁二醇酯（PEN）。

常用塑料原料的密度性能见表1。从表1可以看出：

固体药物的包装宜选用HDPE和PP，这2种材料具有优良的抗水蒸气渗透性能，可以有效地防止药物因吸潮而变质。但是，对于易氧化变质的药物，应慎用HDPE和PP材料。HDPE和PP材料通常是采用一步法“注-吹”工艺；

LDPE的阻氧性能极差，不适合用作药用塑料瓶的原料，更不能灌装贮存期较长的药物；

PET对水和氧气均具有优良的阻透性，且外观透明，是灌装液体药物（糖浆、口服液类）的理想原料，一般采用“注-拉-吹”工艺。

表1 常用塑料原料密度性能比较

种类密度透光性硬度水蒸气渗透率透氧率

LDPE0.91～0.92半透明软性2040000

HDPE0.94～0.96半透明（低于LDPE）中等10600

PVC（食品级）1.35～1.45较透明硬性40150

PP0.90～0.91半透明（接近透明）硬性11860

PET1.4透明硬性2760

PC1.2透明硬性80200

注：水蒸气渗透率单位g/m2 24h MPa（0.025mm）JIS-Z-0208方法；氧气渗透率单位cm3 .m/m2 Mpa 24h 20℃ 65%RH（0.025mm）压力法

3、着色剂与加工助剂

药瓶的着色剂通常选用二氧化钛TiO2（锐钛型或金红石型），TiO2的含量≥98%Wt，添加量为1.0%～1.5%Wt。

常用的加工助剂有润滑剂硬脂酸锌和聚乙烯蜡，它们均为白色粉末，添加量为0.1%～1%Wt。

近年来，为满足GMP及十万级净化的要求，一般将TiO2、硬脂酸锌、聚乙烯蜡与LDPE（高M·I）混合在一起制成浓缩母粒，可大大减少生产过程中的粉尘污染。典型的TiO2色母配方为：TiO2（特级）60%，硬脂酸锌8%，聚乙烯蜡10%，

LDPE22%。

GMP规范及工艺流程的规划

药用塑料瓶生产企业不仅应选择性能可靠的“注-吹”成型机和精密的“注-吹”模具，还应对相应的GMP规范及工艺流程进行系统设计规划，主要内容包括：

1、中央空调系统（GMP标准厂房、十万级进化，GB/T16292-16294-1996）的主要指标：洁净度十万级，三级过滤（粗、中、高），顶送侧回方式。换气次数≥15次/h，温度T=26℃～28℃。