Recycelbare Blisterverpackung mit großer Kapazität und hoher Produktionsgeschwindigkeit

Amcor und MHI arbeiteten gemeinsam an Versuchen, um herauszufinden, dass eine neuartige recyclingfähige Blisterverpackung mit großen Kapazitäten und hoher Geschwindigkeit hergestellt werden kann.

Da Inhaber pharmazeutischer Marken ihre Verpackungen auf neuere, nachhaltigere Optionen umstellen möchten – darunter leichte, erneuerbare und recycelbare Angebote –, stehen viele vor der Frage, ob neue Materialien auf vorhandenen Verpackungsmaschinen verarbeitet werden können.

Da in Life-Science-Verpackungen so viele bewährte Materialien zum Einsatz kommen, werden Maschinen in der Regel so gebaut, dass sie mit etablierten Angeboten funktionieren, die schon seit Jahren auf dem Markt sind. Dies gilt sicherlich für die beliebte Blisterverpackung, ein eisernes Verpackungssystem für Tabletten, Kapseln und andere orale Festdosis-Medikamente (OSD) und Nutrazeutika. Blister sind besser als Flaschen, wenn es darum geht, Medikamente vor Feuchtigkeit zu schützen, was für feuchtigkeitsempfindliche Produkte von entscheidender Bedeutung ist, und bieten gleichzeitig Vorteile bei der Patiententreue und Kindersicherheit.

Im Hinblick auf die Nachhaltigkeit hinkten Blisterverpackungen in den letzten zehn Jahren hinterher, aber auf dem forschungs- und entwicklungsintensiven Weg zur Entwicklung leistungsstarker Blister, die mit bestehenden Recyclingströmen kompatibel sind, wurden Fortschritte erzielt.

Einige Unternehmen haben Blisterpackungen auf den Markt gebracht, die den Anspruch auf Recyclingfähigkeit erheben – und selbst dann bleibt es eine Herausforderung, die Umweltfreundlichkeit mit einem angemessenen Barriereschutz in Einklang zu bringen. Von da an bleibt eine letzte Hürde: die Fähigkeit, die Verpackung tatsächlich in großen Kapazitäten und mit hoher Geschwindigkeit herzustellen, was auch als maschinelle Bearbeitbarkeit bezeichnet wird. Einfach ausgedrückt: Eine Lösung, die nicht zuverlässig und schnell im großen Maßstab reproduziert werden kann, ist keine wirkliche Lösung.

Vor diesem Hintergrund begab sich Amcor auf eine Reise mit Maruho Hatsujyo Innovations, Inc. (MHI), um sicherzustellen, dass seine neuartige recyclingfähige Blisterverpackung auf einer Verpackungslinie im kommerziellen Maßstab verarbeitet werden kann.

Amcor ist ein Entwickler und Hersteller von Verpackungslösungen für eine Vielzahl von Branchen, darunter Pharmazeutika und Nutrazeutika. Das Unternehmen bietet eine Reihe flexibler und starrer Verpackungslösungen, Kartons und Verschlüsse.

Zu den Angeboten von Amcor gehören Blisterverpackungen, und im April 2021 stellte das Unternehmen das recycelbare AmSky™ Blistersystem vor. AmSky ist eine Blister- und Deckelkombination, die vollständig aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) besteht. Im Gegensatz dazu bestehen herkömmliche Systeme typischerweise aus einem Blister aus Polyvinylchlorid (PVC) und einem Aluminiumdeckel.

„Die PVC/Aluminium-Kombination ist ein Beispiel für die Nachhaltigkeitsherausforderungen von Blisterverpackungen, da sie zusammen nachweislich Medikamente schützen, aber einen äußerst schlechten Ruf in Bezug auf Nachhaltigkeit haben“, sagt Michelle West, Pharma-Produktmanagerin bei Amcor Flexibles North America. „Andererseits ist HDPE in vielen bestehenden Abfallströmen ein häufig recycelter Kunststoff; in den USA kann HDPE beispielsweise in den Plastikstrom „Nr. 2“ am Straßenrand gegeben werden, zu dem alltägliche Gegenstände wie Milchkännchen und Waschmittelflaschen gehören . HDPE-Folien passen auch zum PE-Folienstrom, derzeit eine Option zur Abgabe in Geschäften, bei der Verbraucher relevante Artikel zu Abgabestellen in Geschäften bringen, häufig in Lebensmittelgeschäften, wo sie gesammelt und zur Verarbeitung zu Recyclingzentren transportiert werden.“

Ein Schlüsselaspekt für den Nachhaltigkeitserfolg von AmSky besteht darin, dass Blister und Deckel beide aus HDPE bestehen. Ein Schlüsselaspekt für den Nachhaltigkeitserfolg von AmSky besteht darin, dass Blister und Deckel beide aus HDPE bestehen. Befinden sich Blister und Deckel in unterschiedlichen Stoffströmen (oder ist einer davon schädlich für das Recycling), landet das gesamte Produkt auf der Mülldeponie und nicht im Recyclingzentrum. Basierend auf Unternehmensschätzungen kann AmSky im Vergleich zu herkömmlichen PVC-/Folienblistern eine Reduzierung des CO2-Fußabdrucks um mehr als 50 % bieten, selbst wenn diese nicht recycelt werden. Wenn es recycelt wird, liegt dieser Wert bei nahezu 70 %.

Natürlich darf Nachhaltigkeit nicht auf Kosten des Barriereschutzes gehen. Ein immer größerer Anteil der heutigen oralen Festdosis-Medikamente (OSD) erfordert zumindest einen gewissen Schutz vor Feuchtigkeit. Amcor hat zwei Behauptungen gemeldet: (1) dass die Basis-Blisterverpackung von AmSky eine bessere Feuchtigkeitsbarriere aufweist als ein Standard-PVC-Aluminium-System und (2) dass sie eine Feuchtigkeitsbarriere der Verpackung bietet, die den Kombinationen aus PVC/PVdC + Foliendeckel und PVC/Aclar ähnelt ® + Foliendeckelkonstruktionen, die häufig für feuchtigkeitsempfindliche Produkte verwendet werden.

Während der ursprüngliche AmSky über eine weiße Basis mit durchsichtigem Deckel verfügte, erfordern einige Anwendungen eine Sichtprüfung durch die Blase hindurch. Amcor bietet auch einen durchsichtigen Blister mit weißem Deckel an oder kann sowohl weiß als auch durchsichtig herstellen – alles mit Vordruckoptionen. Es kann auch auf einen dickeren Durchsteckdeckel aufgerüstet werden, um die Kindersicherheit zu erhöhen.

Zum Zeitpunkt der Drucklegung ist AmSky die einzige vollständig auf HDPE basierende Blisterverpackung, die auf der Website der Association of Plastic Recyclers als die Critical Guidance Recognition erfüllend aufgeführt ist, und das einzige Blisterverpackungssystem für das Gesundheitswesen, das auf der Circular Connector-Website von Walmart aufgeführt ist, die erweitert werden soll Anerkennung bevorzugter nachhaltiger Verpackungsmaterialien. Während AmSky die Anforderungen der Pharma- und Nutraceutical-Industrie an Sicherheit und Endproduktstabilität erfüllen konnte, bestand der Unterschied zwischen einem erfolgreichen Prototyp und einem erfolgreichen Produkt darin, zu testen, ob AmSky auf einer Verpackungslinie im kommerziellen Maßstab verarbeitet werden kann.

Für Versuche wandte sich Amcor an den Blistermaschinenlieferanten MHI, die US-Tochtergesellschaft von Maruho Corp. Ltd., die medizinische Verpackungsgeräte vertreibt, deren Designs auf mehr als 60 Jahren Erfahrung in der Herstellung basieren.

Moderne Blistermaschinen wie die von MHI sind darauf ausgelegt, schnell und zuverlässig Blister für Pharmaunternehmen herzustellen, die Millionen und Abermillionen von Pillen schützen müssen. Das zuverlässigste thermoformbare Folienmaterial war in der Vergangenheit PVC.

Ein Hindernis für die breite Einführung recycelbarer Blisterverpackungen ist die Fähigkeit neuerer, nachhaltigerer Materialien, „bearbeitbar“ zu sein, d.

Andere Materialien seien vergleichsweise unbeständig, und AmSky sei da keine Ausnahme, berichtet Amcor. Die HDPE-Konstruktion erfordert andere Betriebsparameter und hat ein engeres Betriebsfenster auf Maschinen, die an den Betrieb von Standardverpackungen aus PVC + Folie gewöhnt sind. Als Amcor sich an MHI wandte, wussten beide Parteien, dass die Suche nach den optimalen Produktionsparametern einige Versuche und Produktionszeit erfordern würde.

Die Versuche wurden mit der EAGLE-Rx-Blistermaschine von MHI durchgeführt, einer kompakten, servoangetriebenen Einheit im Balkondesign, die bis zu 100 Zyklen/Minute bei einer Formatfläche von 90 x 130 mm ausführen kann. Ziel war es, ein Verhältnis von eins zu eins zu erreichen. „Das bedeutet ein Szenario, in dem das AmSky-System mit der gleichen Versiegelungs- und Geschwindigkeitseffizienz wie PVC-Blister hergestellt werden könnte“, sagt Hideo Yonenaga, Präsident der Medical Packaging Machinery Division von Maruho Hatsujyo Innovations, Inc. „In Wirklichkeit wussten Amcor und MHI, dass das schon bevorstand Produktionsparität wäre ein Gewinn. Enge Zahlen bei Hufeisen, Handgranaten und Nachhaltigkeitsinitiativen.

Es wurden mehrere Tests durchgeführt, sowohl im MHI-Werk als auch in der Produktionshalle eines Amcor-Kunden. Die Versuche wurden auf der Blistermaschine EAGLE-Rx von MHI durchgeführt, einer kompakten, servoangetriebenen Einheit im Balkondesign, die bis zu 100 Zyklen/Minute bei einer Formatfläche von 90 x 130 mm ausführen kann.

Zu den Hindernissen, auf die die Teams stießen, gehörten einige Schwierigkeiten beim Zerschneiden des HDPE-Zuschnitts sowie einige Probleme mit Kartenstaus. Im Werk des Amcor-Kunden wurde der Kartenstau durch Anpassungen der Zeitsteuerung des Saugarms behoben; Das Zuschneiden der Beschnitte würde einige geringfügige Maschinenmodifikationen erfordern. Bald war das Team in der Lage, das Material mit der aktuellen Höchstgeschwindigkeit des Kunden zu validieren.

Amcor und MHI führten außerdem Versuche mit der EAGLE-Omni-Maschine von MHI durch, die sich durch ihre Tiefzieh-Thermoformfähigkeiten auszeichnet. „Bei den Tests wurde eine flache obere Dichtungsplatte eingesetzt, um die Leckerkennung zu unterstützen. Zunächst stießen sie auf einige Probleme beim Erreichen einer gleichmäßigen Formung und beim Erreichen maximaler Laufgeschwindigkeiten. MHI stellte fest, dass die Herausforderung im Luftstrom lag, und konnte das Problem beheben. Verbunden „Mit genaueren Temperatureinstellungen konnte das Team Höchstgeschwindigkeiten erreichen“, erklärt Yonenaga.

Die erfolgreiche Partnerschaft zwischen Amcor und MHI könnte als eine Art Fahrplan dienen, dessen Ziel die flächendeckende Einführung nachhaltiger Blisterverpackungssysteme in der Pharma- und Nutrazeutikabranche ist. Die Kombination materialwissenschaftlicher Innovationen mit anpassbaren Thermoformanlagen ist eine unverzichtbare Kombination, um Verpackungssysteme der nächsten Generation auf den Markt zu bringen.