CN101462389A

CN101462389A - 聚烯烃多层共挤输液膜及其制备工艺

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Publication number: CN101462389A
Application number: CNA2008102009946A
Authority: CN
Inventors: 李仙玉
Original assignee: ZHEJIANG JIMIN PHARMACEUTICAL CO Ltd; DOUBLE-DOVE INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI JUMIN BIOLOGICAL TECHNOLOGY CO., LTD.; Zhejiang Chiming Pharmaceutical Co.,Ltd.
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: CN101462389B

Abstract

本发明涉及一种聚烯烃多层共挤输液膜及其制备工艺，其从材料组成上看为三层结构，第一层为内层A，即内封层，其成分是聚丙烯材料PP和苯乙烯－乙烯－丁烯橡胶－苯乙烯共聚物SEBS的热塑性弹性共聚物组成的混合树脂，且SEBS在混合树脂中的加入量为30－50wt％；第二层为中层B，即核心层，其成分是苯乙烯－乙烯－丁烯橡胶－苯乙烯共聚物SEBS；第三层为外层C，即耐候层，其成分为聚丙烯PP。内层A的厚度占输液膜总厚度15～25％，中层B的厚度占输液膜总厚度50～70％，外层C的厚度占输液膜总厚度15～25％。本发明具有微粒数低、渗出物极少、耐121℃高温、水汽透过率低、透明度好及广泛的药物相容性等优点，是电解质输液和营养输液的较好包装材料。

Description

聚烯烃多层共挤输液膜及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种高分子材料制成的多层共挤输液膜及其制备工艺，更具体地说，涉及在医疗领域中作为注射液药品包装材料，替代了PVC输液膜和玻璃瓶输液药品的聚烯烃多层共挤输液膜及其制备工艺。

背景技术

一)普通PVC输液膜的危害

PVC具有很多优良的物理性能而受到各行各业的青睐，然而PVC在食品和药品领域却受到了各个国家的质疑、限制、禁止，其危害主要有以下几点：

1)普通PVC输液膜含有有害的PVC单体，为剧毒物质。

2)普通PVC输液膜燃烧后会形成盐酸，会导致危险的肺的伤害和对建筑物的侵蚀。燃烧时产品的氯代有机化合物对环境产生深远的影响。

3)普通PVC输液膜在贮存过程中，部分药液可能会与PVC发生反应，而导致药液变质而不能使用。

4)普通PVC输液膜在贮存过程中，内含的30％-40％的PVC增塑剂DEHP可能会溶出，DEHP有毒，可释放雌性激素，接触DEHP可导致生殖系统发育不良。

5)普通PVC输液膜在贮存过程中，PVC会对药物形成吸附，而降低药效。

二)普通PVC输液膜面临法规的考验

国家质检总局2005年10月25日发布的第155号公告指出：“PVC被广泛地用于食品、蔬菜外包装，它对人体的潜在危害来源于两个方面。一是产品中氯乙烯单体残留量，如人们接触过量的氯乙烯后，会对人体健康带来影响；二是加工过程中使用的加工助剂的种类及含量。”国家相关部门于2006年已明令禁止在超市中销售PVC食品包装膜，禁止从国外引进生产PVC食品包装膜的设备和生产线。广大消费者和社会舆论已认识到PVC材料不能用于食品行业。并且国家食品药品监督管理局已经停止审批新的PVC输液膜和软袋证书。

早在2003年，就有业内人士对PVC软袋的安全问题提出过质疑。2004年第四届中国杭州医药国际论坛，北京协和医院药剂科主任李大魁《输液软袋与药物的相互作用》报告，对PVC软袋存在的安全问题再次作了分析。李大魁指出，由于PVC材料与不同药物相互作用时存在着很复杂的因素，医院从使用安全的角度考虑，肯定希望选择非PVC材料。不过，由于PVC软袋的价格比较便宜，目前它在全球市场上的占有率依然很高。国家食品药品监督管理局表示，尽管何时会把PVC软袋列入强制淘汰范围，目前还没有时间表，但监管部门一直在密切关注国外政府的相关动态，一旦时机成熟，肯定会采取相应措施。

目前，必须正确处理已经或正在进行的PVC输液软袋的生产和临床使用。对于正在生产用于输液的PVC软袋应在包装上标明警示语句，提醒医护人员及患者注意。同时要进一步研究观察PVC输液软袋的安全性，采用更具安全可靠性的替代品，在时机成熟时彻底取代PVC输液软袋。

三)国内外输液膜的现状

近二十几年来，随着生活水平的提高，人们对健康的要求也越来越高，被称为“二十一世纪环保型包装材料”的非PVC多层共挤膜用做输液包装材料，满足了人们在保健和治疗方面的需求。目前世界上生产非PVC多层共挤膜的主要厂家有：美国Sealed Air公司、德国Sengewald、玻利西尼，我国软袋输液生产厂家起步时大多采用他们的膜材。随着科技的不断进步，膜材的成分及结构也在发生不断的变化。而我国发展到今日，已有近二十家企业在研制生产该产品，而且有数家获得SDA注册证。目前国内采用的结构主要有三层和五层结构，但各层所用的材料各不相同，质量和可使用性也是参差不齐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种综合性能优异，特别是透明性、柔软性、抗跌落、阻隔性、抗拉强度、耐高温灭菌、以及适合多种设备和接口、密封性能、防微粒渗出性能的聚烯烃多层共挤输液膜及其制备工艺。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案之一是提供一种聚烯烃多层共挤输液膜，该聚烯烃多层共挤输液膜，从结构上看为三层结构。

第一层为内层A，即内封层，其成分是聚丙烯材料PP和苯乙烯-乙烯-丁烯橡胶-苯乙烯共聚物SEBS的热塑性弹性共聚物组成的混合树脂，且SEBS在混合树脂中的加入量为30-50wt％。

第二层为中层B，即核心层，其成分是苯乙烯-乙烯-丁烯橡胶-苯乙烯共聚物SEBS。

第三层为外层C，即耐候层，其成分为聚丙烯PP。

所述内层A中聚丙烯材料PP和苯乙烯-乙烯-丁烯橡胶-苯乙烯共聚物SEBS的热塑性弹性共聚物组成的混合树脂的熔融指数为3～7g/10min，密度为0.885～0.9g/cm³。

所述中层B中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物SEBS的熔融指数为3～7g/10min，密度为0.885～0.9g/cm³。

所述外层C中聚丙烯PP的熔融指数为3～7g/10min，密度为0.89～0.91g/cm³。

所述内层A的厚度占输液膜总厚度15～25％，中层B的厚度占输液膜总厚度50～70％，外层C的厚度占输液膜总厚度15～25％。

所述聚烯烃多层共挤输液膜的总厚度为160-200μm。

内层主要有以下作用：1)具有合适的热封温度范围，保证热封后具有一定的热封强度，并保证热转印印刷时内层不互相粘连；2)与所包装药物直接接触，溶出物低，不对药物产生污染，与药物具有相容性；3)无毒、惰性，对所包装药物提供生物、化学屏障；4)内层与内层易于互相贴合，保证走膜时不分层；5)由于采用的是符合医用级的原材料，所以完全达到和超过了欧美及国家标准。

中层主要有以下作用：1)具有致密性，保证阻隔性能，有效阻止水蒸汽、氧气、氮气等渗透；2)具有高弹性，使薄膜有良好弹性和柔软性；3)因在整个薄膜中所占比例较大，具有很好的透明度，提供可视效果；4)保证121℃，15分钟蒸汽灭菌后，透明度不明显降低，制成的袋不变形。

外层主要有以下作用：1)具有良好的机械强度，提供耐破、耐磨、支撑、抗压屏障；2)易于热转印或油墨印刷；3)具有很好的耐温性，保证热封时外层保持不变；4)表面光滑，不粘连，互相不贴合，保证放卷时外层-外层贴合力小于内层-内层贴合力，从而不致于导致放卷时内层互相分离。

并且各层之间不使用粘合剂，其无缝连接使薄膜具有良好的结构完整性。

粘合剂的引入，将会给产品带来另一种安全风险。本产品不采用粘合剂结构，而直接采用的是无缝连接，结构简单，成本降低。由于采用的材料为PP和SEBS，而PP和SEBS本身具有很好的材料兼容性，故各层之间具有很好的相容性，保证了优良的层间结合力。

聚烯烃多层共挤输液膜不采用PVC或增塑剂。

由于本产品未采用PVC或增塑剂，所以不产品不含有剧毒的PVC单体，不含可能有害的增塑剂DEHP，避免潜在的环境危害，由于聚烯烃材料的惰性，与很多化学药物不发生反应，同时不会对药物形成吸附而降低疗效，燃烧后不会产生盐酸，而对人体和环境造成影响，燃烧后不会产生含氯有机物，而对环境造成影响。

本发明所采用的技术方案之二是提供一种聚烯烃多层共挤输液膜的制备工艺，采用三层共挤下吹水冷式旋转工艺，三种聚烯烃材料在高温下分别熔融，不使用粘合剂，经100级洁净空气吹塑而成筒状膜，始终保持密闭状态，避免了微粒污染。并且不采用辐射交联技术对产品进行后处理。

与现有技术相比，本发明的生产工艺具有如下特点：

1)吹膜的主要生产设备为三层共挤(旋转牵引)吹塑机组、分切机、包装机等。

2)采用三层共挤下吹水冷式旋转工艺，在共挤牵引的同时，采用百级洁净空气吹塑管状膜，采用纯化水冷却方式对产品进行冷却处理后收卷，并采用旋转方式保证产品的厚薄均匀度。同时采用表面处理和除静电技术对产品进行处理，方便软袋下游加工。

3)主要原料为外层粒料、中层粒料、内层粒料，在一万级车间内进行三层共挤，一百级空气吹膜，在一万级环境下进行切膜和内包装。

4)每台机器的操作只需1人即可完成，极大地减少了人为因素导致差错的机率和人为带来的污染。

本发明的还包括其它关键辅助工艺，其特点如下：

1)吹塑用压缩空气

吹塑用空气经压缩机加压，再经冷却至常温，于储气罐中缓冲，再经过9分离/过滤器(3μm)、7级送风管线过滤器(1μm)、超高效除油过滤器(0.01μm)三级过滤后，达到一百级，方可进入三层模头用以吹胀膜泡。

2)冷却风环

冷却风环用空气由于是直接接触膜的外层，故无特殊要求，可采用一万级吹塑车间室内自然空气，经风机对模头下部进行风冷，以达到塑化成型之目的，使挤出的熔融粒料经三层模头复合后冷却形成膜管。

百级洁净空气、万级洁净空气定义见下表，摘自国家食品药品监督管理局13号令--《直接接触药品的包装材料和容器管理办法》。

洁净室(区)空气洁净度级别表

3)冷却循环水

冷却水由于直接接触膜的外层，采用纯化水。采用自来水先后经过石英沙和活性碳过滤，再经过中空纤维反渗透装置，再进行离子交换柱进行离子交换，达到纯化水要求后，方可进入冷却工序，对经风冷后的膜管继续冷却至室温，便于卷取操作。冷却膜管后的水不外排而循环使用，循环中的冷却用水在进入过滤器之前先进入冷却装置冷却至常温后，方可进入过滤器进行过滤。

过滤芯定期再生或更换。

冷却水循环使用，定期更换。

纯化水见中华人民共和国药典2005年版第二卷303页的规定。

4)表面处理

表面处理包括机械除水、除静电。

机械除水：当膜管经水环冷却后，经过第一牵引时，由于牵引辊之间间隙狭小，膜上的水大部分被截留而进入水收集器再去循环过滤，只有少量的水份附着在膜上。当膜再经过第二牵引辊之后，无水珠附着在膜上。

除静电：由于膜在牵引过程中与橡胶辊产生摩擦而产生静电，虽然经过金属辊，但仍然有少量的静电残留；膜在卷取时，膜之间的摩擦导致很大的静电，对人员、设备及厂房、膜构成威胁，尤其是带有静电的膜会导致下游制袋和灌装输液的厂家印刷不良，故在膜卷取时采用除静电装置以消除静电。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)采用原材料均是医用级材料，保证了产品的生物学安全性能和广泛的药物相容性，不会与药液起不良反应；

2)不采用粘合剂；

3)经100级洁净空气吹塑而成筒状膜，始终保持密闭状态，避免了微粒污染；

4)收卷、分切、内包装始终密闭，卫生性能好；

5)制成的输液软袋包装可避免瓶装输液空气交换带来的微粒污染；

6)具有良好的透明性，柔软性，抗3m跌落，抗拉强度，满足产品使用、贮存、运输过程的要求；

7)水、氧气、氮气透过率很低，阻隔性能特别好，对所包装的药液提供了优异的屏障；

8)耐高温灭菌性(121℃高温灭菌30分钟，不变形，不漏液、保持透明度)和适合多种设备和接口性，热合强度高，渗漏率低，使用各种自动灌装机高速连续生产，方便了下游输液袋加工厂的使用；

9)内层与内层之间具有良好的贴合性，同时外层与外层之间不具有贴合性，方便了软袋下游加工的使用；

10)在低温环境下仍能保持良好的韧性，解决了冬天尤其是北方冬天时使用中出现的各种问题；

11)不含有剧毒的PVC单体，不含有害的增塑剂DEHP，避免潜在的环境危害，由于聚烯烃材料的惰性，与很多化学药物不发生反应，同时不会对药物形成吸附而降低疗效，燃烧后不会产生盐酸，对人体和环境造成影响，燃烧后不会产生含氯有机物，对环境造成影响；

12)替代了玻璃瓶和PVC输液膜；

13)不采用辐射交联技术处理产品，保证了高分子材料的原由的本性，避免了辐射交联技术处理过程中的污染、高分子材料分解、高分子材料分子结构改变、产生凝胶而导致制成品溶出物出现泡沫、不可预知及不可控的改变以及成本急剧升高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本发明的聚烯烃多层共挤输液膜的结构示意图。

图2为本发明的聚烯烃多层共挤输液膜的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例

如图1所示，为本发明聚烯烃多层共挤输液膜的各层分布情况。由图1可知，本发明的聚烯烃多层共挤输液膜从结构组成上为三层结构，第一层至第三层各层依次分别为内层A、中层B及外层C。

分别选用聚丙烯材料PP和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物SEBS的共混物为第一层内层A，即热封层，SEBS热塑性弹性共聚物在共混物树脂中的加入量为30-50wt％，共混物熔融指数为3～7g/10min，密度为0.885～0.9g/cm³；选用苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物SEBS为第二层中层B，即核心层，其熔融指数为3～7g/10min，密度为0.885～0.9g/cm³；选用聚丙烯PP为第三层外层C，即耐侯层，其熔融指数为3～7g/10min，密度为0.89～0.91g/cm³；采用下吹水冷式生产工艺，其中空气为百级洁净压缩空气，水为纯化水，制备多卷聚烯烃多层共挤输液膜，并经121℃、30min高温灭菌，各卷聚烯烃多层共挤输液膜具体实施情况见表一。

表一各卷具体实施情况

	第一层中SEBS含量	第一层厚度(μm)	第二层厚度(μm)	第三层厚度(μm)
	第一层中SEBS含量	第一层厚度(μm)	第二层厚度(μm)	第三层厚度(μm)	实施例1	30wt％	30	100	30
实施例2	35wt％	30	100	30	实施例1	30wt％	30	100	30
实施例2	35wt％	30	100	30	实施例3	45wt％	30	100	30
实施例4	45wt％	25	110	25	实施例3	45wt％	30	100	30
实施例4	45wt％	25	110	25	实施例5	48wt％	30	100	30

根据国家药监局YBB00102005质量标准测试上述各实施例产品各项性能，其中实施例1的测试结果见表二。

表二聚烯烃多层共挤输液膜物理生化性能(型式检验)报告

№：0603005 SG-M/BD100305-01

由表中数据可见，本发明输液用聚烯烃多层共挤膜不仅满足国家标准要求，并且具有优良的综合性能。

本产品还委托了浙江济民制药有限公司对产品进行了药物相同性的稳定试验。以下为实施例1的试验结论：

按照中华人民共和国药典2005年版第二部和《聚烯烃多层共挤输液膜质量标准》的要求，经过试验研究，上海双鸽实业有限公司提供的聚烯烃多层共挤输液膜包装氯化钠注射液、葡萄糖注射液药物的各项指标符合中华人民共和国药典2005年版的要求，能够满足包装氯化钠注射液和葡萄糖注射液的要求，该膜材制成的袋抗跌落，加速试验表明膜材的拉伸强度变化不大，符合药物包装要求。聚烯烃多层共挤输液膜与氯化钠注射液、葡萄糖注射液有很好的相容性，具体试验结果见表三。

表三聚烯烃多层共挤输液膜与葡萄糖氯化钠注射液相容性试验报告

Claims

1.一种聚烯烃多层共挤输液膜，从材料组成上看为三层结构，其特征在于：

第一层为内层A，即内封层，其成分是聚丙烯材料PP和苯乙烯-乙烯-丁烯橡胶-苯乙烯共聚物SEBS的热塑性弹性共聚物组成的混合树脂，且SEBS在混合树脂中的加入量为30-50wt％；

第二层为中层B，即核心层，其成分是苯乙烯-乙烯-丁烯橡胶-苯乙烯共聚物SEBS；

第三层为外层C，即耐候层，其成分为聚丙烯PP。

2.根据权利要求1所述的聚烯烃多层共挤输液膜，其特征在于：所述内层A中聚丙烯材料PP和苯乙烯-乙烯-丁烯橡胶-苯乙烯共聚物SEBS的热塑性弹性共聚物组成的混合树脂的熔融指数为3～7g/10min，密度为0.885～0.9g/cm³。

3.根据权利要求1所述的聚烯烃多层共挤输液膜，其特征在于：所述中层B中苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物SEBS的熔融指数为3～7g/10min，密度为0.885～0.9g/cm³。

4.根据权利要求1所述的聚烯烃多层共挤输液膜，其特征在于：所述外层C中聚丙烯PP的熔融指数为3～7g/10min，密度为0.89～0.91g/cm³。

5.根据权利要求1所述的聚烯烃多层共挤输液膜，其特征在于：所述内层A的厚度占输液膜总厚度15～25％，中层B的厚度占输液膜总厚度50～70％，外层C的厚度占输液膜总厚度15～25％。

6.根据权利要求1所述的聚烯烃多层共挤输液膜，其特征在于：所述聚烯烃多层共挤输液膜的总厚度为160-200μm。

7.一种聚烯烃多层共挤输液膜的制备工艺，采用三层共挤下吹水冷式旋转工艺，其特征在于：三种聚烯烃材料在高温下分别熔融，不使用粘合剂，经100级洁净空气吹塑而成筒状膜，始终保持密闭状态，避免了微粒污染。并且不采用辐射交联技术对产品进行后处理。