Если объяснять популярно, то блистерная упаковка состоит из формованного полимерного листа с фланцем, к которому каким-либо способом прикреплена соответствующая подложка. Сегодня PakkoGraff рассмотрит операции и материалы, участвующие в создании упаковочной единицы.
Формовка
Блистер начинается с пленки. Формование из полимерного листа или пленки ячеек для образования блистеров производится с обязательным предварительным нагревом материала, поэтому данную операцию называют чаще не формованием, а термоформованием. Существует три метода термоформования — вакуум-формование, пневмоформование и штампование в форме, — каждый из них, в свою очередь, имеет несколько вариаций.
Вакуум-формование.
Термопластичный лист укладывают над вакуум-камерой, в которую помещена форма, частично полая внизу и перфорированная, и плотно прижимают с помощью рамы, образуя воздухонепроницаемую полость. Лист нагревают до высокоэластичного состояния, нагреватели отводят, и воздух из камеры откачивают. Атмосферное давление над листом плотно прижимает его к форме, где он охлаждается в достаточной степени для того, чтобы сохранялась конфигурация изделия. Зажимную раму поднимают, сформованный лист удаляют из формы, а избыток материала отрезают.
Другой вариацией является вакуум-формование с вспомогательным пуансоном (механо-вакуум-формование), который опускают на лист непосредственно перед вакуумированием. Функция пуансона — подать достаточное количество материала к нижней полости формы для формования и равномерно распределить материал по бокам изделия. Процесс с вспомогательным пуансоном наиболее ценен для глубокого формования.
Формование под давлением (пневмоформование).
При этом методе лист прижимается к форме и формируется не вакуумом, а, наоборот, избыточным давлением, которое создается над листом. Преимущество данного метода — в большей возможности варьирования величины давления. Ведь максимальная величина силы прижатия листа при вакуум-формовании определяется величиной атмосферного давления.
Нагрев
При формовании термопластичных пленок применяются различные способы нагрева: контактный нагрев, инфракрасный нагрев, высокочастотный нагрев и теплопередача с использованием горячего воздуха, специальных газов или горячих жидкостей. Но наиболее часто применяемыми являются два первых способа. Причем контактный нагрев обычно используется при работе с тонкими однослойными пленками, многослойными пленками, ламинированными материалами. Пленку или лист необходимо нагреть до их оптимальной температуры формования по всей площади формования, а разность температуры с обеих сторон листа — свести к минимуму. Время нагрева должно быть как можно меньше, однако следует избегать избыточного нагрева, чтобы не получить температуру деструкции полимера.
Охлаждение
Охлаждение заготовок блистера обычно производится на стенках формы, которая часто охлаждается проточной водой. Охлаждение толстостенных заготовок может дополнительно осуществляться обдувом воздухом, в том числе с мелкораспыленными водяными брызгами. Сформированные детали стремятся удалить из формы, как только они приобретут формоустойчивость. При использовании некоторых материалов в результате охлаждения возможна их усадка. Она нежелательна, но зато помогает извлечению заготовок из формы.
Материалы
Еще лет десять назад самым распространенным материалом для получения блистерных упаковок был поливинилхлорид (ПВХ). Он сравнительно дешев, прозрачен и прекрасно формуется. Однако в последние годы все чаще поднимается вопрос о вреде некоторых выделяемых ПВХ веществ. В некоторых странах этот материал вообще запрещен к применению для упаковывания пищевой продукции. Достаточно активно применяется полистирол (ПС), особенно ударопрочный. Он хорошо формуется, вместе с тем имеет недостаток для блистеров как демонстрационной упаковки — непрозрачность. Обычный полистирол для термоформования не используется ввиду хрупкости. Большее применение нашел двуосноориентированный (биоксиально ориентированный) полистирол (БОПС), но его формирование затруднено, и здесь едва ли не единственный способ — формование под давлением. По термоформовочным свойствам к ударопрочному ПС близки АБС-пластики, правда, они дороже.
Однако благодаря тому, что АБС пластичнее, можно использовать более тонкий материал, тем самым снизив стоимость упаковки. Хотя полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) имеет тенденцию к обвисанию при нагревании и конечное изделие получается не самым прочным и жестким, формовать его можно. Его применение для изготовления блистерных упаковок оправданно при упаковывании дешевой продукции или изделий, которые по определению должны быть дешевы, например одноразовых медицинских инструментов. Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) более удобен для формования благодаря большей твердости и жесткости. Применим и полипропилен (ПП), формовочные свойства которого близки к ПЭВП. И прозрачны, и легко формуются ацетаты целлюлозы (АЦ), давая жесткие изделия, предельно пригодные для создания блистеров.
Следует подчеркнуть, что температуру их нагрева необходимо жестко соблюдать, так как повышенная температура вызывает поверхностные дефекты (сфероиды). Некоторым недостатком АЦ является их дороговизна. Аналогичны свойства ацетобутирата целлюлозы (АЦБЦ), также очень подходящего материала для блистеров. Хорошая прозрачность, высокая прочность на разрыв, легкая термоформуемость поликарбоната (ПК) делают его весьма пригодным для изготовления блистерной упаковки. Особенно он хорош для упаковывания изделий с острыми краями. Правда, из-за высокой температуры размягчения нагревать его нужно сильнее, чем другие полимеры. Близкими свойствами обладает и полиэтилентерефталат (ПЭТФ), в последнее время начавший применяться для блистеров. В случае, если необходимо получить какие-либо дополнительные барьерные свойства, для создания блистеров используются и многослойные материалы.
Подложки
Вторую половину блистерной упаковки традиционно называют подложкой. Наиболее распространенные материалы подложек блистеров — картон и алюминиевая фольга. Картон может использоваться в обычном исполнении, тогда он крепится к формованной емкости скобками или вдвигается в образованные на емкости пазы, подобно крышке школьного пенала. Однако чаще картон со стороны, обращенной к емкости, покрывается термоплавким клеем, термосвариваемым лаком или ламинируется слоем полимера. В этом случае после заполнения емкости и помещения сверху ее подложки на последнюю опускается нагретый пресс и производится склеивание или сваривание по фланцам емкости и подложки. Фольга также покрывается полимером или чаще лаком. Процесс запечатывания упаковок тот же. Иногда материал подложки и материал формованной емкости — одинаковые, например ПЭ или многослойный ПП-ПЭ. Существуют и более сложные варианты подложки, некоторые из них позволяют повторно закрывать вскрытую упаковку, но их применение редко.
Резка
Разрезание блистеров в зависимости от процесса их получения и степени его автоматизации производится либо после термоформования, либо после наполнения и запечатывания полосы многогнездных блистеров. Режущее оборудование широко варьируется: от ножа до сложного режущего пресса. Возможны комбинация продольных ножей и поперечных гильотин, роликовый пресс или устройство, подобное дисковой фрезе. Все зависит от производительности и оттого, подложку какой конфигурации необходимо получить.
Достоинства и применение В принципе у блистера недостатков нет. Недостатки упаковки возникают тогда, когда сама упаковка применена неправильно либо материалы емкости и подложки подобраны неудачно. Наибольшее распространение блистер получил в качестве демонстрационной упаковки отдельных предметов. Удачное сочетание жесткого прозрачного материала емкости, позволяющего предохранить товар при транспортировке и рассмотреть его покупателем, и картона, на двух сторонах которого можно разместить и информацию, и красочный рисунок, сделало эту упаковку популярной. Особенно привлекательно смотрится в блистере набор детских игрушек. Вот где при удачном дизайне есть возможность создать для ребенка действительно «чудеса в пузыре». Но, к сожалению, бывает, что комбинация двух жестких материалов (емкости и подложки) в сочетании с прочной сваркой или склейкой весьма затрудняет вскрытие упаковки.
А специальная насечка, облегчающая вскрытие блистера, пока еще встречается не всегда. Не меньшее распространение получило блистерное упаковывание медицинских препаратов (таблеток, капсул, ампул и т. п.). Здесь особое внимание требуется к термоформованию емкостей и подбору материала. Ведь емкость должна быть достаточно жесткой, чтобы таблетки не повреждались, и достаточно мягкой, чтобы, извлекая содержимое и разрывая запечатывающую фольгу, можно было надавить на дно емкости. Вот это, отмеченное выше, самое распространенное применение и дало основание часто встречающемуся неправильному определению блистеров, когда подчеркивают прозрачность формованного материала и упаковывание отдельных предметов. Но ни то ни другое не является здесь ключевым. Ведь упаковка жидких и пастообразных продуктов, особенно порционной дозой, состоящая из емкости, запечатанной дублированной фольгой, — это тоже блистер.
Особые случаи
Скоропортящиеся продукты в блистере можно хранить достаточно долго, если применить специальные технологии упаковывания, например асептическое упаковывание. Для лучшей фиксации предметов внутри блистерной упаковки после ее полного образования можно применить термоусаживание, однако это позволяют сделать не все материалы. Этому же служит и так называемая поверхностная упаковка — разновидность вакуум-формования, когда формой является сам упаковываемый предмет. (Стоит отметить, что не все считают ее блистером — некоторые относят ее к упаковке «вторая кожа» (скин).) При осуществлении процесса предметы помещают на лист пористого (бывает, специально перфорированного) картона. Полимерную пленку зажимают в раме над картоном и нагревают. После отвода нагревателя лист с предметами поднимается, и они вдавливаются в пленку. Через поры в картоне из упаковки удаляется воздух, и пленка облегает предмет. Далее — охлаждение и все остальные операции по изготовлению отдельных упаковок. Подложка в блистере не обязательно должна быть плоским листом. Возможно соединение двух формованных полимерных листов. Возникающая при этом упаковка носит название двойной блистерной. Однако из-за стоимости, примерно в два раза выше, даблблистер применяется редко, хотя предметы в нем хорошо смотрятся.
Как получать
Существует два варианта получения блистеров. Первый вариант: все этапы получения упаковки (формование — наполнение — запечатывание) проводятся на одной единице оборудования. Второй вариант предусматривает разделение процессов формования и остальных «в пространстве», причем как можно большем. В России имеется целый ряд предприятий, поставляющих разнообразные заготовки для блистеров. Компаниям, которые пожелают упаковывать свою продукцию в блистеры, следует решить, какой из этих двух вариантов выбрать. Первый выгоден тогда, когда продукция выпускается большими партиями и замена формы блистера производится редко. При малых партиях, вероятно, дешевле приобретать готовые формованные заготовки блистеров, а заполнять и запечатывать их подложками у себя на оборудовании, в том числе автоматическом или полуавтоматическом.
Михаил Батюрин, PakkoGraff
Источник:Pakkograff
