PTP 포장기

[원텍지기]

2. PTP 포장기

블리스터(Blister) 포장기 중에서 가장 앞서가는 기계로 생산 능력, 각 기구의 자동화 등

모든 면에서 진화된 기계라고 할 수 있습니다.

뚜껑 필름을 알루미늄 포일 (두께 15~20㎛)을 사용하고 반대쪽의 용기 필름을 눌러

내용물을 밀어내어서 알루미늄포일을 찢어서 사용하는 포장 형태를 PTP 포장이라 하고

Press Through Pack 또는 Push Through Pack 의 약자입니다.

주로 의약품의 정제 (당의정, 일반 정제, 경질 캡슐, 구형 캡슐, 이형 정제)에 PTP 포장기가

많이 채용되고 있지만 최근에는 식품에도 널리 적용되고 있습니다. 그림 10-6

PTP 포장은 용기로부터 내용물을 누르면 덮개 필름이 파괴되면서 내용물이 취출되는

형태로 스트립 포장 등 다른 정제 포장형식에 비해서 개봉성이 우수하고, 정제 1개당

포장 면적이 작으므로 장소를 적게 차지하는 등 우수한 특징을 가지고 있으므로,

광범위하게 채용되고 있습니다. PTP 포장기는 부품 교환이 쉽고, 그에 따른 다품종

소량생산도 가능한 등의 경제성면에서도 우수합니다. 그림 10-7

(1) 포장 재료

PTP에 사용되는 포장 재료는 첫째로 높은 방습성이 요구되며 둘째로는 두께가

얇고 질긴 재질로 자원을 절감할 수 있는 그러한 필름이 요구 됩니다.

또한 소각 시에 유해 물질 발생이 되지 않는 필름 등 환경으로의 배려도 중요합니다.

일반적으로 용기 필름으로는

① 경질 염화비닐 (PVC) 150~250㎛,

② 폴리프로피렌 필름 250~300㎛,

③ 복합 필름 (PVC, PVDC, EVOH, PE 등) 250~350㎛,

④ 환상 폴리올레핀 코폴리머 (COC) 250~300㎛ 등이 사용되고,

m뚜껑 (덮개) 필름에는

① 경질 알루미늄박 15~20㎛

② 폴리프로피렌 (PP) 등이 사용됩니다.

최근에는 우수한 방습성이 요구되고 고온 다습한 지역으로의 PTP기의 수요에 따라

용기 필름과 뚜껑(덮개) 필름을 모두 알루미늄으로 사용하는 소위 ALU-ALU 라는

PTP도 개발되어 사용되고 있습니다.

(2) 생산 능력

정제 포장 능력은, 매분 1,000정 (100 Sheet) 정도의 저능력 기계로부터, 중간 능력

기계에서는 매분 3,000정 (300 Sheet), 4,000정 (400 Sheet), 고능력 기계에서는

매분 6,000정 (600 Sheet) 이상 10,000정 (1,000 Sheet) 까지 넓은 기종이 있으며,

최고 수준인 1,000정 (100 Sheet) 의 필름 공급속도가 매분 20m, PTP 시트 (Sheet)

수로 매분 1,000정 (100 Sheet)이 생산 가능합니다.

(3) PTP 포장기의 공정

PTP 포장기는 필름의 성형에 드럼 형상의 금형을 사용하는 진공 드럼 성형 방식을

채용한 연속 성형 타입과 평판 상의 금형을 사용하는 압공 평판 성형 방식 그림10-9을

채용한 간헐 성형 방식으로 구별되지만, 포장 작업은 모두 그림 10-10에 나타난

순서대로 행해집니다.

(4) 주요부의 설명

1) 성형

필름의 성형은 필름을 가열하고, 그것을 압공성형(성형) 기술 또는 진공성형(성형)

기술에 의해서 금형에 밀착시켜 성형하고, 냉각해 취출합니다.

PTP 포장기에 사용되고 있는 대표적인 방식과 특징은 다음과 같습니다.

① 압공 평판 성형 방식

a. 평판 동시 가열 성형

상하로 움직이는 두 개의 평판 (상부 금형, 하부 금형) 블록으로 되어 있고,

상부 금형에는 히터, 하부 성형금형에는 냉각부가 설치되고

ⅰ) 상부 금형을 닫고

ⅱ) 하부금형으로부터 공기를 불어주며 (상부 금형에 밀착시켜 가열 시킴)

ⅲ) 상부 금형에서 공기를 불어주고 (하부 성형금형의 요 부에 필름을 밀착시켜

성형.냉각 됩니다.)

ⅳ) 하부 금형에서 공기를 불어주며 (성형용기가 하부금형에서 분리)

ⅴ) 금형이 열리고 성형용기가 배출되는 순서로 동작을 반복합니다. 동일한 위치에서

가열성형을 하므로 컴팩트하지만, 능력이 최고 매분 40 사이클 정도에 그치는 등

발전성이 결여되어 현대에는 거의 채용하고 있지 않습니다.

b. 평판 예열 성형

필름의 가열부를 성형 금형 앞에 배치하고, 여기에서 가열시킨 필름을 성형금형

위치로 이송해 압공 또는 진공으로 성형합니다. 그림 10-12

가열부의 길이는 필름의 재질이나 두께, 기계의 속도 등에 의해서 결정됩니다.

가열 방식은, 간접 가열 (방사)나 직접 가열 (접촉) 중에 선택합니다.

성형부는 이전의 동시 가열에 비하면 성형만의 기능을 수행하므로, 매분 75사이클

이상의 능력도 가능하며, 두꺼운 필름의 사용, 높은 생산 능력 성형에 적당합니다.

압공 성형 사이클은 ⅰ)금형 닫힘 ⅱ)상부 금형에서의 에어 블로우 (성형 금형에

필름을 밀착시켜 성형하고 냉각함) ⅲ) 금형 열림의 순서에 따릅니다.

c. 평판 예열 플러스 어시스트 (Plug Assist) 성형

용기를 성형할 때 프러그 (철 와 압공을 병용해서 성형하는 방식을 플러그 어시스트

성형이라고 하는데 전기의 압공성형에 플러그 성형을 겸용으로 한 방식으로, 효과로는

성형품의 두께의 균일화나 두께의 분포를 조절할 수 있다는 것입니다. 그림10-13

PTP 포장은 정제의 보호라는 관점에서 방습성이 중요하며, 그래서 성형품의 두께의

확보나 그 균일성이 요구되므로 이 방식은 PP 필름에 대해 특히 유리한 방식이며, 많이

채용되고 있습니다.

플러그 어시스트 성형은 그림 10-14 에 나타난 바와 같이

ⅰ) 금형을 닫고, ⅱ) 플러그가 필름을 성형 금형 쪽으로 밀어 내리고,

ⅲ) 상부 금형에서 공기를 불어주고, ⅳ) 플러그가 원위치로 돌아오고,

ⅴ) 금형이 열리는 순서로 이루어져 있습니다.

② 진공 드럼 성형 방식

a. 간접 가열 드럼 성형

표면에 요 부로 가공한 성형 드림과 드럼을 덮고 있는 가열로로 되어 있고, 가열로의

방사열로 가열된 필름이 드럼의 요 부로 된 성형 면에 진공 흡인되는 것에 의해 성형이 됩니다.

연속 성형이 가능한 특징이 있으며, 성형 능력은 높지만, 진공 흡입에 의한 성형이므로

필름에 걸리는 성형압력이 압공 방식에 비해 낮습니다. 이것을 보완하기 위해 가열 온도를

높여 필름의 연화를 촉진하여 주기 때문에 성형할 때 필름의 두께가 얇아지게 되는 단점이

있습니다. 그림10-15

b. 직접 가열 드럼 성형

전기의 방사 가열과는 달리 성형 드럼 앞에 가열 롤을 배치하고 여기에 직접 필름을

감아서 가열하고 난 후 성형 드럼에서 성형합니다. 간접 가열에 비해 열 손실이 적으며

따라서 히터의 열효율이 높습니다. 그림 10-16

2) 충전

PTP 포장기에 있어서 불가결한 의약품 정제의 자동 공급 충전 장치는, 각각의 형상,

성질의 정제를 각각에 대하여 적합한 공급장치(feeder), 충전장치(shutter)을 선정하지

않으면 안 됩니다. 자동화에는 얼마나 안정적이고 고성능으로 공급하는가가 문제가 됩니다.

① 공급 장치

공급 장치는 정제를 수납하는 호퍼와 이것으로부터 적량으로 빼어내어 정렬 시키는 피더와

중력을 이용해 충전 장치로 이송하는 정렬 슈트로 구성 되어 있습니다.

피더는 진동식 그림 10-17, 요동식 그림10-18, 박스식 그림 10-19 의 3가지로 구분됩니다.

② 충전 장치

충전 장치는 공급 장치에 의해서 다열로 정렬되어 내려온 정제를 받아, 성형된 용기

필름에 1포켓에 1정씩 충전하는 장치이며, 대표적으로서, 고정 슈트식 셔터 그림 10-20,

로터리식 셔터 그림10-21 등이 있습니다.

3) 접착

성형된 용기 필름에 정제를 충전한 후, 덮개 필름을 열 접착해 밀봉합니다.

접착의 불량 여부는 온도, 압력, 시간 외에 구성 부품의 정밀도가 포인트가 됩니다.

PTP 포장 에서는 밀폐성이 중요시되므로, 접착 기구는 성형, 충전과 함께 PTP 포장의

중요한 기구 중 하나입니다.

① 접착 방식

a. 평판 접착 방식

성형된 필름을 간헐적으로 이송하고, 필름이 정지하였을 때, 평판 접착 금형에 의해서

덮개 필름과 용기 필름을 압착하여 밀봉합니다. 압착 면적이 크므로, 강한 압력을

가할 수 있는 기구가 필요합니다.

b. 롤 접착 방식

성형된 필름의 포켓을 연속적으로 접착롤로 이송하면서, 가열 롤에 의해서 가열해

압착합니다. 평판 접착과는 달리 압착 면적이 작으므로, 큰 힘을 가할 필요가 없습니다.

② 접착 패턴 (Pattern)

접착 면에는 가는 점이나 선의 접착 패턴 (0.6~1.0mm)이 가공되어 있습니다.

점 접착은 선 접착에 비해 압착 면적이 작으므로 평판 접착에 채용되는 경우가 많습니다.

기밀성이 요구되는 경우, 각 점을 중심으로 한 접착제의 용착이 주변까지 이어져야 하므로

접착 온도, 압력, 시간이 중요합니다. 선 접착은 선상에서 접착이 이루어져 기밀성이 유지

되므로 보다 유리합니다. 그림 10-22

이러한 접착 패턴의 가공은 기계 절삭가공 외에 에칭, 방전 가공, 롤에 있어서는

전조가공에 의해서 이루어집니다.

4) 필름의 이송

PTP 제품을 정해진 치수의 제품 사양에 맞추기 위해서는 필름 이송의 정확성이

요구됩니다. 필름의 이송기구는 필름의 양 끝단을 클램핑 해 이송하는 방식과

용기에 맞춰서 이송 롤로 이송하는 방식으로 나눠지며 간헐 이송의 경우에는

크랭크, 인덱스 유니트, 서보 드라이브 등이 사용됩니다.

5) 타발(절단)

PTP 시트는 거의 장방형이며, 스크랩도 일정한 형상을 가지므로, 필름의 흐름과

직각 방향의 스크랩을 없애서 자원절약 효과를 꾀합니다. 그림10-23, 높은 정밀도

의 필름 이송이 요구되며, 필름의 신축도 이송 에러를 일으키므로, 타발 금형의

형상을 그림10-24 에 나타난 바와 같이 특수한 형상으로 해서 대응합니다.

(5) 품질 검사 시스템

PTP 포장에 있어서 품질 검사는 일반적으로 접착 선과 접착 후로 나눠서 실시합니다.

접착 전에는 그림 10-25에 나타난 것과 같은 검사 시스템에 의한 검사를 하고,

접착 후에는 용기 필름 측에 빛을 조사해, 반사광을 CCD 카메라로 확인하는 것에

의해서 정체 표면의 오염, 이물, 결함, 깨짐, 빈 용기, 접착부의 내용물 혼입 등을

검출합니다. 이러한 검출 기능은 정제나 필름의 상태에 따라서 성능이 제한되는

경우가 있으므로 사전에 테스트를 할 필요가 있습니다.