BR112020010931A2 - artigos de vidro com revestimento de baixo atrito e métodos para revestir artigos de vidro - Google Patents

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Abstract

É fornecido um método para formar um recipiente de vidro com um revestimento de baixo atrito. O método inclui colocar um tubo de vidro em contato com uma solução de agente de acoplamento para formar um tubo de vidro revestido com uma camada de agente de acoplamento, em que o agente de acoplamento inclui um material inorgânico, colocar o tubo de vidro revestido em contato com pelo menos um material de sacrifício para formar uma camada de sacrifício pelo menos parcialmente cobrindo a camada de agente de acoplamento, após colocar o tubo de vidro revestido com pelo menos um material de sacrifício, formando pelo menos um recipiente de vidro revestido a partir do tubo de vidro revestido, o pelo menos um recipiente de vidro revestido incluindo a camada de agente de acoplamento, a troca iônica fortalecendo o pelo menos um recipiente de vidro revestido em um banho de sal de troca iônica, e aplicar uma solução de composição química de polímero para o pelo menos um recipiente de vidro revestido para formar um revestimento de baixo atrito.

Description

“ARTIGOS DE VIDRO COM REVESTIMENTO DE BAIXO ATRITO E MÉTODOS PARA REVESTIR ARTIGOS DE VIDRO” REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Este pedido reivindica o benefício da prioridade do pedido provisório dos EUA de nº 62/592, 664 depositado em 30 de novembro de 2017, cujo conteúdo é invocado e incorporado no presente documento por referência em sua totalidade, como é totalmente estabelecido abaixo.
CAMPO
[0002] A presente divulgação geralmente refere-se a revestimentos e, mais especificamente, a revestimentos de baixo atrito aplicados a artigos de vidro, tais como embalagens farmacêuticas.
ANTECEDENTES
[0003] Historicamente, o vidro tem sido usado como um material preferido para muitas aplicações, incluindo embalagem de alimentos e bebidas, embalagem farmacêutica, vidraria de cozinha e laboratório e janelas ou outras características arquitetônicas, devido à sua hermeticidade, clareza óptica e excelente durabilidade química em relação a outros materiais.
[0004] No entanto, o uso de vidro para muitas aplicações é limitado pelo desempenho mecânico do vidro. Em específico, a quebra do vidro é uma preocupação, especificamente na embalagem de alimentos, bebidas e produtos farmacêuticos. A quebra pode ser cara nas indústrias de embalagem de alimentos, bebidas e produtos farmacêuticos, porque, por exemplo, a quebra dentro de uma linha de enchimento pode exigir que os recipientes vizinhos não quebrados sejam descartados conforme os recipientes possam conter fragmentos do recipiente quebrado. A quebra pode também exigir que a linha de enchimento seja retardada ou interrompida, reduzindo os rendimentos da produção. Além disso, a quebra não catastrófica (isto é, quando o vidro racha, mas não quebra) pode fazer com que o conteúdo da embalagem ou recipiente de vidro perca a sua esterilidade, o que, por sua vez, pode resultar em recolhas custosas do produto.
[0005] Uma causa raiz da quebra do vidro é a introdução de falhas na superfície do vidro à medida que o vidro é processado e/ou durante o enchimento subsequente. Essas falhas podem ser introduzidas na superfície do vidro a partir de uma variedade de fontes, incluindo o contato entre peças adjacentes de vidraria e o contato entre o vidro e o equipamento, tal como o manuseio e/ou o equipamento de enchimento. Independentemente da fonte, a presença dessas falhas pode levar à quebra do vidro.
[0006] O processamento por troca iônica é um processo usado para fortalecer artigos de vidro. A troca iônica confere uma compressão (isto é, tensão de compressão) na superfície de um artigo de vidro, substituindo quimicamente íons menores dentro do artigo de vidro por íons maiores de um banho de sal fundido. A compressão na superfície do artigo de vidro aumenta o limiar de tensão mecânica para propagar rachaduras; melhorando assim a resistência geral do artigo de vidro. Além disso, a adição de revestimentos às superfícies dos artigos de vidro também pode aumentar a resistência a danos e conferir maior resistência e durabilidade aos artigos de vidro.
DESCRIÇÃO RESUMIDA
[0007] De acordo com as modalidades da presente divulgação, um método para formar um recipiente de vidro tendo um revestimento de baixo atrito é fornecido. O método inclui colocar um tubo de vidro em contato com uma solução de agente de acoplamento para formar um tubo de vidro revestido com uma camada de agente de acoplamento, em que o agente de acoplamento inclui um material inorgânico, colocar o tubo de vidro revestido em contato com pelo menos um material de sacrifício para formar uma camada de sacrifício pelo menos parcialmente cobrindo a camada de agente de acoplamento, após colocar o tubo de vidro revestido com pelo menos um material de sacrifício, formando pelo menos um recipiente de vidro revestido a partir do tubo de vidro revestido, o pelo menos um recipiente de vidro revestido incluindo a camada de agente de acoplamento, a troca iônica fortalecendo o pelo menos um recipiente de vidro revestido em um banho de sal de troca iônica, e aplicar uma solução de composição química de polímero para o pelo menos um recipiente de vidro revestido para formar um revestimento de baixo atrito.
[0008] De acordo com modalidades da presente divulgação, é fornecido um artigo de vidro revestido. O artigo de vidro revestido inclui uma camada de agente de acoplamento, em que o artigo de vidro revestido é um tubo de vidro, incluindo vidro farmacêutico, e em que o agente de acoplamento inclui um material inorgânico.
[0009] Características e vantagens adicionais serão estabelecidas em uma descrição detalhada que se segue, e em parte serão prontamente aparentes para técnicos no assunto a partir da descrição ou reconhecidas pela prática das modalidades conforme descrito no presente documento, incluindo a descrição detalhada que se segue, as reivindicações, bem como as figuras anexas.
[0010] Deve ser entendido que tanto a descrição geral acima como a descrição detalhada a seguir são meramente exemplificativas e pretendem fornecer uma visão geral ou estrutura para entender a natureza e o caráter das reivindicações. As figuras anexas estão incluídas para fornecer um entendimento adicional e são incorporadas e constituem uma parte deste relatório descritivo. As figuras ilustram uma ou mais modalidades e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios e a operação das várias modalidades.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0011] A divulgação será entendida mais claramente a partir da descrição a seguir e das figuras anexas, dadas apenas a título de exemplo não limitativo, em que:
[0012] a Figura 1 representa esquematicamente uma seção transversal de um recipiente de vidro com um revestimento de baixo atrito de acordo com modalidades da presente divulgação;
[0013] a Figura 2 representa esquematicamente uma seção transversal de um recipiente de vidro com um revestimento de baixo atrito tendo uma camada de polímero e uma camada de agente de acoplamento de acordo com modalidades da presente divulgação;
[0014] a Figura 3 representa esquematicamente uma seção transversal de um recipiente de vidro com um revestimento de baixo atrito tendo uma camada de polímero, uma camada de agente de acoplamento e uma camada de interface de acordo com modalidades da presente divulgação;
[0015] a Figura 4 mostra um exemplo de uma composição química de monômero de diamina de acordo com modalidades da presente divulgação;
[0016] a Figura 5 mostra um exemplo de uma composição química de monômero de diamina de acordo com modalidades da presente divulgação;
[0017] a Figura 6 representa as estruturas químicas de monômeros que podem ser usados como revestimentos de poliimida aplicados a recipientes de vidro de acordo com modalidades da presente divulgação;
[0018] a Figura 7 é um diagrama de fluxo de um método para formar um recipiente de vidro com um revestimento de baixo atrito de acordo com modalidades da presente divulgação;
[0019] a Figura 8 representa esquematicamente as etapas do diagrama de fluxo da Figura 7 de acordo com modalidades da presente divulgação;
[0020] a Figura 9 mostra uma imagem de MEV em uma escala de 1,00 µm de uma camada de SnO2 em um artigo de vidro de acordo com modalidades da presente divulgação; e
[0021] a Figura 10 mostra uma imagem de MEV em uma escala de 500 nm de uma camada de SnO2 em um artigo de vidro de acordo com modalidades da presente divulgação.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0022] Agora será feita referência em detalhes à(s) presente(s) modalidade(s), cujos exemplos são ilustrados nas figuras anexas. Sempre que possível, os mesmos números de referência serão usados nas figuras para se referir às mesmas partes ou partes similares.
[0023] As formas singulares "um(a)" e "o(a)" incluem referentes plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Os pontos de extremidade de todas as faixas que recitam a mesma característica são independentemente combináveis e inclusivos do ponto de extremidade recitado. Todas as referências são incorporadas no presente documento por referência.
[0024] Como usado no presente documento, "tem", "tendo", "inclui", "incluindo", "compreende", "compreendendo "ou similares são usados em seu sentido aberto e geralmente significam "incluindo, mas não limitado a".
[0025] Todos os termos científicos e técnicos usados no presente documento têm significados comumente usados na técnica, a menos que especificado de outra forma. As definições fornecidas neste documento são para facilitar a compreensão de certos termos usados com frequência aqui e não se destinam a limitar o escopo da presente divulgação.
[0026] A presente divulgação é descrita abaixo, primeiro de forma geral, depois em detalhes com base em várias modalidades exemplares. As características mostradas em combinação entre si nas modalidades exemplares individuais nem todas precisam ser realizadas. Em específico, características individuais também podem ser omitidas ou combinadas de alguma outra maneira com outras características mostradas da mesma modalidade exemplar ou de outras modalidades exemplares.
[0027] Modalidades da presente divulgação referem-se a revestimentos de baixo atrito, artigos de vidro com revestimentos de baixo atrito e métodos para produzir os mesmos, exemplos dos quais são esquematicamente representados nas figuras. Tais artigos de vidro revestidos podem ser recipientes de vidro adequados para uso em várias aplicações de embalagem, incluindo, sem limitação, embalagens de produtos farmacêuticos. Essas embalagens de produtos farmacêuticos podem ou não conter uma composição farmacêutica. Embora modalidades dos revestimentos de baixo atrito descritos no presente documento sejam aplicadas à superfície externa de um recipiente de vidro, deve-se entender que os revestimentos de baixo atrito descritos neste documento podem ser usados como um revestimento em uma ampla variedade de materiais, incluindo materiais sem vidro, e em substratos que não sejam recipientes, incluindo, sem limitação, painéis de exibição de vidro e similares.
[0028] Geralmente, um revestimento de baixo atrito pode ser aplicado a uma superfície de um artigo de vidro, tal como um recipiente que pode ser usado como uma embalagem de produto farmacêutico. O revestimento de baixo atrito pode fornecer propriedades vantajosas ao artigo de vidro revestido, tais como um coeficiente reduzido de atrito e maior resistência a danos. O coeficiente reduzido de atrito pode conferir resistência e durabilidade aprimoradas ao artigo de vidro, mitigando danos por atrito ao vidro. Além disso, o revestimento de baixo atrito pode manter as características de resistência e durabilidade aprimoradas acima mencionadas após a exposição a temperaturas elevadas e outras condições, tais como as experimentadas durante as etapas de embalagem e pré-embalagem usadas na embalagem de produtos farmacêuticos, tais como, por exemplo, despirogenização, autoclave e similares. Além disso, o baixo coeficiente de revestimento de atrito, conforme descrito neste documento, pode permitir um alinhamento mais consistente e previsível dos artigos de vidro revestidos durante as etapas de enchimento e embalagem, conforme o revestimento fornece, o que, por sua vez, pode resultar em menos interrupções, paradas, atolamentos de equipamentos, permitindo velocidades de processamento mais altas. Por conseguinte, os revestimentos de baixo atrito e os artigos de vidro com o revestimento de baixo atrito são termicamente estáveis.
[0029] O revestimento de baixo atrito pode geralmente incluir um agente de acoplamento, tal como um óxido de metal, e uma composição química de polímero, tal como uma poliimida. O agente de acoplamento pode ser disposto em uma camada de agente de acoplamento posicionada na superfície do artigo de vidro e a composição química de polímero pode ser disposta em uma camada de polímero posicionada na camada de agente de acoplamento.
[0030] A Figura 1 representa esquematicamente uma seção transversal de um artigo de vidro revestido, especificamente um recipiente de vidro revestido 100. O recipiente de vidro revestido 100 inclui um corpo de vidro 102 e um revestimento de baixo atrito 120. O corpo de vidro 102 tem uma parede do recipiente de vidro 104 que se estende entre uma superfície externa 108 (isto é, uma primeira superfície) e uma superfície interna 110 (isto é, uma segunda superfície). A superfície interna 110 da parede do recipiente de vidro 104 define um volume interno 106 do recipiente de vidro revestido 100. Um revestimento de baixo atrito 120 é posicionado em pelo menos uma porção da superfície externa 108 do corpo de vidro 102. O revestimento de baixo atrito 120 pode ser posicionado em substancialmente toda a superfície externa 108 do corpo de vidro 102. O revestimento de baixo atrito 120 tem uma superfície externa 122 e uma superfície de contato com o corpo de vidro 124 na interface do corpo de vidro 102 e no revestimento de baixo atrito 120. O revestimento de baixo atrito 120 pode ser ligado ao corpo de vidro 102 na superfície externa
108.
[0031] De acordo com modalidades da presente divulgação, o recipiente de vidro revestido 100 pode ser uma embalagem de produtos farmacêuticos. Por exemplo, o corpo de vidro 102 pode ter o formato de um tubo, ampola, garrafa, cartucho, frasco, copo, balde, jarra, jarro, corpo de seringa ou similares. O recipiente de vidro revestido 100 pode ser usado para conter qualquer composição, por exemplo, uma composição farmacêutica. Uma composição farmacêutica pode incluir qualquer substância química destinada ao uso no diagnóstico médico, cura, tratamento ou prevenção de doenças. Exemplos de composições farmacêuticas incluem, mas não estão limitados a, fármacos, medicações, medicamentos, remédios e similares. A composição farmacêutica pode estar na forma de um líquido, sólido, gel, suspensão, pó ou similares.
[0032] Agora, com referência às Figuras 1 e 2, de acordo com modalidades da presente divulgação, o revestimento de baixo atrito 120 pode incluir uma estrutura com duas camadas. A Figura 2 mostra uma seção transversal de um recipiente de vidro revestido 100 tendo revestimento de baixo atrito 120 que inclui uma camada de polímero 170 e uma camada de agente de acoplamento 180. Uma composição química de polímero pode estar contida na camada de polímero 170 e um agente de acoplamento pode estar contido em uma camada de agente de acoplamento 180. A camada de agente de acoplamento 180 pode estar em contato direto com a superfície externa 108 da parede do recipiente de vidro 104. A camada de polímero 170 pode estar em contato direto com a camada de agente de acoplamento 180 e pode formar a superfície externa 122 do revestimento de baixo atrito 120. A camada de agente de acoplamento 180 pode ser ligada à parede de vidro 104 e a camada de polímero 170 pode ser ligada e/ou interligada mecanicamente com a camada de agente de acoplamento 180 em uma interface. De acordo com modalidades da presente divulgação, a camada de polímero pode ser posicionada sobre a camada de agente de acoplamento, o que significa que a camada de polímero 170 está em uma camada externa em relação à camada de agente de acoplamento 180 e na parede de vidro 104. Conforme usado no presente documento, uma primeira camada posicionada "sobre" uma segunda camada refere-se à primeira camada estando em contato direto com a segunda camada ou estando separada da segunda camada, tal como com uma terceira camada disposta entre a primeira e a segunda camada.
[0033] Com referência agora à Figura 3, o revestimento de baixo atrito 120 pode ainda incluir uma camada de interface 190 posicionada entre a camada de agente de acoplamento 180 e a camada de polímero 170. A camada de interface 190 pode incluir uma ou mais composições químicas da camada de polímero 170 e uma ou mais composições químicas da camada de agente de acoplamento 180. A interface da camada de agente de acoplamento e da camada de polímero forma uma camada de interface 190 onde ocorre a ligação e/ou interligação mecânica entre a composição química de polímero e o agente de acoplamento. No entanto, deve ser entendido que pode não haver camada apreciável na interface da camada de agente de acoplamento 180 e da camada de polímero 170, em que o polímero e o agente de acoplamento estão quimicamente ligados entre si e/ou interligados mecanicamente um com o outro, conforme descrito acima com referência à Figura 2.
[0034] O revestimento de baixo atrito 120 pode ter uma espessura inferior a cerca de 100 µm ou até inferior ou igual a cerca de 1 µm. Por exemplo, a espessura do revestimento de baixo atrito 120 pode ser inferior ou igual a cerca de 100 nm, ou inferior a cerca de 90 nm de espessura, ou inferior a cerca de 80 nm de espessura, ou inferior a cerca de 70 nm de espessura, ou inferior a cerca de 60 nm de espessura, ou inferior a cerca de 50 nm, ou até inferior a cerca de 25 nm de espessura. O revestimento de baixo atrito 120 pode não ter espessura uniforme sobre toda a totalidade do corpo de vidro 102. Por exemplo, o recipiente de vidro revestido 100 pode ter um revestimento de baixo atrito mais espesso 120 em algumas áreas, devido ao processo de contato do corpo de vidro 102 com uma ou mais soluções de revestimento que formam o revestimento de baixo atrito 120. Além disso, o revestimento de baixo atrito 120 pode ter uma espessura não uniforme. Por exemplo, a espessura do revestimento pode variar em diferentes regiões de um recipiente de vidro revestido 100, o que pode promover proteção em uma região selecionada do corpo de vidro 102.
[0035] Onde o revestimento de baixo atrito 120 inclui pelo menos duas camadas, tais como a camada de polímero 170, camada de interface 190 e/ou camada de agente de acoplamento 180, cada camada pode ter uma espessura inferior a cerca de 100 µm ou até inferior ou igual a cerca de 1 µm. Por exemplo, a espessura de cada camada pode ser inferior ou igual a cerca de 100 nm, ou inferior a cerca de 90 nm de espessura, ou inferior a cerca de 80 nm de espessura, ou inferior a cerca de 70 nm de espessura, ou inferior a cerca de 60 nm de espessura, ou inferior a cerca de 50 nm, ou até inferior a cerca de 25 nm de espessura. De acordo com modalidades da presente divulgação, a camada de agente de acoplamento 180 pode ser uma camada descontínua. Conforme usado no presente documento, o termo "descontínua" refere-se a uma camada de material tendo pelo menos duas ilhas separadas e distintas com espaço vazio entre elas, em que as pelo menos duas ilhas separadas e distintas com espaço vazio entre elas estão dentro de um determinado plano.
[0036] Como observado neste documento, o agente de acoplamento pode aprimorar a aderência ou ligação da composição química de polímero ao corpo de vidro 102 e é geralmente disposto entre o corpo de vidro 102 e a composição química de polímero. A adesão, conforme usado no presente documento, refere-se à força de aderência ou ligação do revestimento de baixo atrito 120 antes e após um tratamento aplicado ao recipiente de vidro revestido 100, tal como um tratamento térmico. Os tratamentos térmicos incluem, sem limitação, autoclave, despirogenização, liofilização ou similares.
[0037] De acordo com modalidades da presente divulgação, o agente de acoplamento pode ser um material inorgânico, tal como metal, óxido de metal e/ou um filme de cerâmica. Exemplos não limitativos de materiais inorgânicos adequados usados como agente de acoplamento incluem titanatos, zirconatos, estanho, titânio e/ou óxidos dos mesmos.
[0038] O agente de acoplamento pode ser aplicado à superfície externa 108 do corpo de vidro 102 por um processo de submersão por colocar corpo de vidro 102 em contato com uma solução diluída contendo o agente de acoplamento. O agente de acoplamento pode ser misturado em um solvente quando aplicado ao corpo de vidro 102. Alternativamente, o agente de acoplamento pode ser aplicado ao corpo de vidro 102 por pulverização catódica, pirólise por pulverização e deposição química de vapor (CVD). O corpo de vidro 102 com agente de acoplamento pode então ser sujeito a uma temperatura por qualquer período de tempo suficiente para adequadamente liberar água e/ou outros solventes orgânicos presentes na superfície externa 108 da parede do recipiente de vidro 104.
[0039] Como observado aqui, o revestimento de baixo atrito também inclui uma composição química de polímero. A composição química de polímero pode ser um polímero termicamente estável ou uma mistura de polímeros, tais como, mas não limitados a, polímeros fluorados, poliimidas, polibenzimidazóis, polissulfonas, polieteretercetonas, polieterimidas, poliamidas, polifenilos, polibenzotiazóis, polibenzoxazóis, polibistiazóis, polímeros heterocíclicos poliaromáticos com e sem enchimentos (fillers) orgânicos ou inorgânicos.
[0040] A composição química de polímero pode ser uma composição química de poliimida. Se o revestimento de baixo atrito 120 inclui uma poliimida, a composição de poliimida pode ser derivada de um ácido poliâmico, que é formado em uma solução pela polimerização de monômeros. Um desses ácidos poliâmicos é o Novastrat® 800 (disponível comercialmente da NeXolve). Uma etapa de cura imidiza o ácido poliâmico para formar a poliimida. O ácido poliâmico pode ser formado a partir da reação de um monômero de diamina, tal como uma diamina, e um monômero de anidrido, tal como um dianidreto. Conforme usado no presente documento, os monômeros de poliimida são descritos como monômeros de diamina e monômeros de dianidreto. No entanto, deve ser entendido que, embora um monômero de diamina tenha duas frações de amina, na descrição a seguir, qualquer monômero tendo pelo menos duas frações de amina pode ser adequado como monômero de diamina. Da mesma forma, deve ser entendido que, enquanto um monômero de dianidreto tem duas frações de anidrido, na descrição que segue, qualquer monômero tendo pelo menos duas frações de anidrido pode ser adequado como monômero de dianidreto. A reação entre as frações de anidrido do monômero anidrido e as frações de amina do monômero de diamina forma o ácido polâmico. Portanto, conforme usado no presente documento, uma composição química de poliimida que é formada a partir da polimerização de monômeros especificados refere-se à poliimida que é formada após a imidização de um ácido poliâmico que é formado a partir desses monômeros especificados. Geralmente, a razão molar dos monômeros de anidrido e diamina totais pode ser de cerca de 1:1. Embora a poliimida possa ser formada a partir de apenas duas composições químicas distintas (um monômero de anidrido e um monômero de diamina), pelo menos um monômero de anidrido pode ser polimerizado e pelo menos um monômero de diamina pode ser polimerizado para formar a poliimida. Por exemplo, um monômero de anidrido pode ser polimerizado com dois monômeros de diamina diferentes. Qualquer número de combinações de monômeros pode ser usado. Além disso, a razão de um monômero de anidrido para um monômero de anidrido diferente ou um ou mais monômeros de diamina para um monômero de diamina diferente pode ser qualquer razão, tal como entre cerca de 1:0,1 a 0,1:1, tal como cerca de 1:9, 1:4, 3:7, 2:3, 1:1, 3:2, 7:3, 4:1 ou 1:9.
[0041] O monômero de anidrido a partir do qual, juntamente com o monômero de diamina, a poliimida é formada pode ser qualquer monômero de anidrido e pode incluir uma estrutura de benzofenona. O monômero de diamina pode ter uma estrutura de antraceno, uma estrutura de fenantreno, uma estrutura de pireno ou uma estrutura de pentaceno, incluindo versões substituídas dos dianidretos mencionados acima.
[0042] O monômero de diamina a partir do qual, juntamente com o monômero de anidrido, a poliimida é formada pode incluir qualquer monômero de diamina. Por exemplo, o monômero de diamina pode incluir pelo menos uma fração de anel aromático. As Figuras 4 e 5 mostram exemplos de monômeros de diamina que, juntamente com um ou mais monômeros de anidrido selecionados, podem formar a poliimida da composição química de polímero. O monômero de diamina pode ter uma ou mais moléculas de carbono conectando duas frações de anel aromático, como mostrado na Figura 4, em que R da Figura 5 corresponde a uma fração de alquila compreendendo um ou mais átomos de carbono. Alternativamente, o monômero de diamina pode ter duas frações de anel aromático que estão diretamente conectadas e não separadas por pelo menos uma molécula de carbono, conforme mostrado na Figura 5. O monômero de diamina pode ter uma ou mais frações de alquila, como representado por R' e R" nas Figuras 4 e 5. Por exemplo, nas Figuras 4 e 5, R' e R" podem representar uma fração de alquila, tal como porções de metila, etila, propila ou butila, conectadas a uma ou mais frações de anel aromático. Por exemplo, o monômero de diamina pode ter duas frações de anel aromático em que cada fração de anel aromático tem uma fração de alquila conectada a ela e adjacente a uma fração de amina conectada à fração de anel aromático. Deve ser entendido que R' e R", em ambas as Figuras 4 e 5, podem ser a mesma fração química ou podem ser diferentes frações químicas. Alternativamente, R' e R", em ambas as Figuras 4 e 5, podem representar nenhum átomo.
[0043] Duas composições químicas diferentes de monômeros de diamina podem formar a poliimida. Um primeiro monômero de diamina pode incluir duas frações de anel aromático que estão diretamente conectadas e não separadas por uma molécula de carbono de ligação, e um segundo monômero de diamina pode incluir duas frações de anel aromático que estão conectadas com pelo menos uma molécula de carbono conectando as duas frações de anel aromático. De acordo com modalidades da presente divulgação, o primeiro monômero de diamina, o segundo monômero de diamina e o monômero de anidrido podem ter uma razão molar (primeiro monômero de diamina: segundo monômero de diamina: monômero de diamina: monômero de anidrido) de cerca de 0,465:0,035:0,5. No entanto, a razão do primeiro monômero de diamina e do segundo monômero de diamina pode variar na faixa de cerca de 0,01:0,49 a cerca de 0,40:0,10, enquanto a razão do monômero de anidrido permanece a cerca de 0,5.
[0044] De acordo com modalidades da presente divulgação, a composição de poliimida pode ser formada a partir da polimerização de pelo menos um primeiro monômero de diamina, um segundo monômero de diamina e um monômero de anidrido, em que o primeiro e o segundo monômeros de diamina são composições químicas diferentes. O monômero de anidrido pode ser uma benzofenona, o primeiro monômero de diamina incluindo dois anéis aromáticos diretamente ligados entre si, e o segundo monômero de diamina incluindo dois anéis aromáticos ligados entre si com pelo menos uma molécula de carbono conectando os primeiro e segundo anéis aromáticos. O primeiro monômero de diamina, o segundo monômero de diamina e o monômero de anidrido podem ter uma razão molar (primeiro monômero de diamina: segundo monômero de diamina: monômero de diamina: monômero de anidrido) de cerca de 0,465:0,035:0,5.
[0045] Como exemplo, o primeiro monômero de diamina pode ser orto-Tolidina, o segundo monômero de diamina pode ser 4,4'-metileno- bis(2-metilanilina) e o monômero de anidrido pode ser dianidrido benzofenona- 3,3',4,4'-tetracarboxílico. O primeiro monômero de diamina, o segundo monômero de diamina e o monômero de anidrido podem ter uma razão molar (primeiro monômero de diamina: segundo monômero de diamina: monômero de diamina: monômero de anidrido) de cerca de 0,465:0,035:0,5.
[0046] Como um exemplo, a poliimida pode ser formada a partir da polimerização de um ou mais de: 2,2-Bis[4-(4- aminofenoxi)fenil]hexafluoropropano, dianidrido biciclo[2.2.1]heptano-2,3,5,6- tetracarboxílico, 1,2;3,4-dianidrido ciclopentano-1,2,3,4-tetracarboxílico, dianidrido biciclo[2.2.2]octano-2,3,5,6-tetracarboxílico, 2,3:6,7-dianidrido 4arH,8acH)-deca-hidro-1t,4t:5c,8c-dimetanonaftaleno-2t,3t,6c,7c- tetracarboxílico, 2,3:6,7-dianidrido 2c,3c,6c,7c-tetracarboxílico, 2,3:5,5- dianidrido de ácido 5-endo-carboximetilbiciclo[2.2.1]-heptano-2-exo,3-exo,5-
exo-tricarboxílico, anidrido 5-(2,5-Dioxotetra-hidro-3- furanil)-3-metil-3-ciclo- hexeno-1,2-dicarboxílico, isômeros de Bis(aminometil)biciclo[2.2.1]heptano, ou 4,4’-Metilenobis(2-metilciclo-hexilamina), dianidrido pirromelítico (PMDA), dianidrido de 3,3′,4,4′-Bifenila (4,4′-BPDA), dianidrido de 3,3′,4,4′-Benzofenona (4,4′-BTDA), anidrido 3,3′,4,4′-oxidiftálico (4,4′-ODPA), dianidrido de 1,4- Bis(3,4-dicarboxil-fenóxi)benzeno (4,4′-HQDPA), dianidrido de 1,3-Bis(2,3- dicarboxil-fenóxi)benzeno (3,3′-HQDPA), dianidrido de 4,4′-Bis(3,4-dicarboxil fenoxifenil)-isopropilideno (4,4′ -BPADA), dianidrido 4,4′-(2,2,2-Trifluoro-1- pentafluorofeniletilideno) diftálico (3FDA), 4,4′-Oxidianilina (ODA), m- Fenilenodiamina (MPD), p-Fenilenodiamina (PPD), m-Toluenodiamina (TDA), 1,4-Bis(4-aminofenóxi)benzeno (1,4,4-APB), 3,3′-(m-fenilenobis(oxi))dianilina (APB), 4,4′-Diamino-3,3′-dimetildifenilmetano (DMMDA), 2,2′-Bis(4-(4- aminofenóxi)fenil)propano (BAPP), 1,4-Ciclo-hexanodiamina 2,2′-Bis[4-(4- amino-fenóxi) fenil] hexafluoroisopropilideno (4-BDAF), 6-Amino-1-(4′- aminofenil)-1,3,3-trimetilindano (DAPI), anidrido maleico (AM), anidrido citracônico (AC), anidrido nadico (AN), anidrido de ácido 4-(feniletinil)-1,2- benzenodicarboxílico (PEPA), 4,4′-diaminobenzanilida (DABA), anidrido 4,4′- (hexafluoroisopropilideno)diftálico (6-FDA), dianidrido piromelítico, dianidrido benzofenona-3,3′,4,4′-tetracarboxílico, dianidrido 3,3′,4,4′-bifeniltetracarboxílico, anidrido 4,4′-(hexafluoroisopropilideno)diftálico, dianidrido perileno-3,4,9,10- tetracarboxílico, anidrido 4,4′-oxidiftálico, anidrido 4,4′-anidrido (hexafluoroisopropilideno)diftálico, 4,4′-(4,4′-Isopropilidenodifenoxi)bis(ftálico), dianidrido1,4,5,8-Naftalenotetracarboxílico, dianidrido 2,3,6,7- Naftalenotetracarboxílico, bem como os materiais descritos na Patente dos EUA de nº 7.619.042, na Patente dos EUA de nº 8.053.492, na Patente dos EUA de nº 4.880.895, na Patente dos EUA de nº 6.232.428, na Patente dos EUA de nº 4.595.548, na publicação WO de nº 2007/016516, na publicação de Patente os EUA de nº 2008/0214777, na Patente dos EUA de nº 6.444.783, na Patente dos EUA de nº 6277.950, e na Patente dos EUA de nº 4.680.373, cujos conteúdos são incorporados no presente documento por referência em sua totalidade. A Figura 6 representa a estrutura química de alguns monômeros adequados que podem ser usados para formar um revestimento de poliimida aplicado ao corpo de vidro 102. Como outro exemplo, a solução de ácido poliâmico a partir da qual a poliimida é formada pode incluir ácido poli (dianidrido-co-4,4'-oxidianilina pirromelítico) âmico (disponível comercialmente da Aldrich).
[0047] De acordo com modalidades da presente divulgação, a composição química de polímero pode incluir um fluoropolímero. O fluoropolímero pode ser um copolímero em que ambos os monômeros são altamente fluorados. Alguns dos monômeros do fluoropolímero podem ser fluoroetileno. A composição química de polímero pode incluir um fluoropolímero amorfo, tal como, mas não limitado a, Teflon AF (disponível comercialmente da DuPont). Alternativamente, a composição química de polímero pode incluir partículas de resina de perfluoroalcoxi (PFA), tais como, sem limitação, Teflon PFA TE-7224 (disponível comercialmente da DuPont).
[0048] De acordo com modalidades da presente divulgação, a composição química de polímero pode incluir uma resina de silicone. A resina de silicone pode ser um polímero tridimensional altamente ramificado que é formado por oligosiloxanos ramificados do tipo gaiola com a fórmula geral de RnSi(X)mOy, em que R é um substituinte não reativo, geralmente metila ou fenila, e X é OH ou H. Embora não deseje ser limitado pela teoria, acredita-se que a cura da resina ocorra através de uma reação de condensação das frações de Si-OH com uma formação de ligações de Si-O-Si. A resina de silicone pode ter pelo menos uma das quatro possíveis unidades monoméricas de siloxano funcionais, que incluem resinas M, resinas D, resinas T e resinas Q, em que resinas M referem-se a resinas com a fórmula geral R3SiO, resinas D referem-se a resinas com a fórmula geral R2SiO2, resinas T referem-se a resinas com a fórmula geral RSiO3 e resinas Q referem-se a resinas com a fórmula geral SiO4 (um quartzo fundido). Opcionalmente, as resinas são feitas de unidades D e T (resinas DT) ou de unidades M e Q (resinas MQ). Outras combinações (MDT, MTQ, QDT) também podem ser usadas.
[0049] De acordo com modalidades da presente divulgação, a composição química de polímero pode incluir resinas de silicone de fenilmetila devido à sua maior estabilidade térmica em comparação com resinas de silicone de metila ou fenila. A razão de frações de fenila para metila nas resinas de silicone pode variar na composição química de polímero. Por exemplo, a razão de fenila para metila pode ser de cerca de 1,2, ou cerca de 0,84, ou cerca de 0,5, ou cerca de 0,6, ou cerca de 0,7, ou cerca de 0,8, ou cerca de 0,9, ou cerca de 1,0, ou cerca de 1,1, ou cerca de 1,3, ou cerca de 1,4 ou cerca de 1,5. A resina de silicone pode ser, mas é limitada a, DC 255 (disponível comercialmente da Dow Corning), DC806A (disponível comercialmente da Dow Corning), qualquer uma das resinas de série DC (disponíveis comercialmente da Dow Corning) e/ou Resinas Hardsil de Séries AP e AR (comercialmente disponíveis da Gelest). As resinas de silicone podem ser usadas sem agente de acoplamento ou com agente de acoplamento.
[0050] De acordo com modalidades da presente divulgação, a composição química de polímero pode incluir polímeros à base de silsesquioxano, tais como, entre outros, T-214 (comercialmente disponível da Honeywell), SST-3M01 (comercialmente disponível da Gelest), POSS Imiclear (comercialmente disponível da Hybrid Plastics) e FOX-25 (disponível comercialmente da Dow Corning). A composição química de polímero pode incluir uma fração de silanol.
[0051] A composição química de polímero pode ser uma poliimida em que uma solução de ácido poliâmico é aplicada sobre a camada de agente de acoplamento 180. Alternativamente, pode ser usado um derivado de ácido poliamâmico, tal como, por exemplo, um sal de ácido polâmico, um éster de ácido polâmico ou similares. A solução de ácido poliâmico pode incluir uma mistura de 1% em volume de ácido polâmico e 99% em volume de solvente orgânico. O solvente orgânico pode incluir uma mistura de tolueno e pelo menos um dos solventes N, N-Dimetilacetamida (DMAc), N, N- Dimetilformamida (DMF) e 1-Metil-2-pirrolidinona (NMP), ou uma mistura dos mesmos. A solução de solvente orgânico pode incluir cerca de 85% em volume de pelo menos um de DMAc, DMF e NMP e cerca de 15% em volume de tolueno. No entanto, outros solventes orgânicos adequados podem ser usados. O recipiente de vidro revestido 100 pode então ser seco a cerca de 150 °C por cerca de 20 minutos, ou qualquer tempo e temperatura suficientes para liberar adequadamente o solvente orgânico presente no revestimento de baixo atrito
120.
[0052] Como será descrito em mais detalhes abaixo, as modalidades da presente divulgação permitem aplicar a forma polimérica da composição química de polímero sobre a camada de agente de acoplamento 180 sem a necessidade de cura. Por exemplo, em vez de aplicar um ácido poliâmico ao recipiente de vidro 100 e curar para formar uma poliimida, a poliimida pode ser aplicada diretamente sobre a camada de agente de acoplamento 180. Essa aplicação da composição química de polímero na forma polimérica reduz a necessidade de expor o recipiente de vidro 100 a altas temperaturas de cura, tais como temperaturas superiores a cerca de 300 °C, durante o revestimento do recipiente de vidro 100, o que reduz a quantidade de tempo necessária para formar um recipiente de vidro e as despesas associadas a tal formação.
[0053] Os recipientes de vidro aos quais o revestimento de baixo atrito 120 pode ser aplicado podem ser formados a partir de uma variedade de diferentes composições de vidro. A composição específica do artigo de vidro pode ser selecionada de acordo com a aplicação específica, de tal modo que o vidro tenha um conjunto desejado de propriedades físicas.
[0054] Os recipientes de vidro podem ser formados a partir de uma composição de vidro que tem um coeficiente de expansão térmica na faixa de cerca de 25x10-7/°C a 80x10-7/°C. Por exemplo, o corpo de vidro 102 pode ser formado a partir de composições de vidro de aluminossilicato alcalino que são passíveis de fortalecimento por troca iônica Tais composições geralmente incluem uma combinação de SiO2, Al2O3, pelo menos um óxido alcalino-terroso e um ou mais óxidos alcalinos, tais como Na2O e/ou K2O. A composição de vidro pode ser livre de boro e compostos contendo boro. Além disso, as composições de vidro podem incluir ainda pequenas quantidades de um ou mais óxidos adicionais, tais como, por exemplo, SnO2, ZrO2, ZnO, TiO2, As2O3 ou similares. Esses componentes podem ser adicionados como agentes de acabamento e/ou para aperfeiçoar ainda mais a durabilidade química da composição de vidro. Além disso, a superfície de vidro pode incluir um revestimento de óxido de metal compreendendo SnO2, ZrO2, ZnO, TiO2, As2O3 ou similares.
[0055] De acordo com modalidades da presente divulgação, o corpo de vidro 102 pode ser fortalecido, tal como por fortalecimento por troca iônica, referido no presente documento como "vidro de troca iônica". Por exemplo, o corpo de vidro 102 pode ter uma tensão de compressão superior ou igual a cerca de 300 MPa ou até superior ou igual a cerca de 350 MPa, ou uma tensão de compressão na faixa de cerca de 300 MPa a cerca de 900 MPa. No entanto, deve-se entender que a tensão de compressão no vidro pode ser inferior a 300 MPa ou superior a 900 MPa. O corpo de vidro 102, conforme descrito neste documento, pode ter uma profundidade de camada superior ou igual a cerca de 20 µm. Por exemplo, a profundidade de camada pode ser superior a cerca de 50 μm, ou superior ou igual a cerca de 75 μm, ou até superior a cerca de 100 μm. O fortalecimento por troca iônica pode ser realizado em um banho de sal fundido mantido a temperaturas de cerca de 350 °C a cerca de 500 °C. Para atingir a tensão de compressão desejada, o recipiente de vidro revestido com a camada de agente de acoplamento pode ser imerso no banho de sal por menos que cerca de 30 horas ou até menos que 20 horas. Por exemplo, o recipiente de vidro pode ser imerso em um banho de sal de 100% de KNO3 a 450 °C por cerca de 8 horas.
[0056] Como um exemplo não limitativo, o corpo de vidro 102 pode ser formado a partir de uma composição de vidro de troca iônica descrita na patente dos EUA de nº 8.753.994 pendente intitulada "Glass Compositions with Improved Chemical and Mechanical Durability" e atribuída à Corning, Incorporated, cujos conteúdos são incorporados no presente documento por referência em sua totalidade.
[0057] No entanto, deve ser entendido que os recipientes de vidro revestidos 100 descritos neste documento podem ser formados a partir de outras composições de vidro, incluindo, sem limitação, composições de vidro de troca iônica e composições de vidro sem troca iônica. Por exemplo, o recipiente de vidro pode ser formado a partir de composições de vidro do Tipo 1B, tais como, por exemplo, vidro de aluminossilicato Schott do Tipo 1B.
[0058] De acordo com modalidades da presente divulgação, o artigo de vidro pode ser formado a partir de uma composição de vidro que atenda aos critérios para vidros farmacêuticos descritos por agências reguladoras, tais como a USP (Farmacopeia dos Estados Unidos), a EP (Farmacopeia Europeia) e a JP (Farmacopeia Japonesa), com base em sua resistência hidrolítica. De acordo com a USP 660 e EP 7, os vidros de borossilicato atendem aos critérios do Tipo I e são rotineiramente usados em embalagens parentéricas. Exemplos de vidro de borossilicato incluem, entre outros, Corning® Pyrex® 7740, 7800 e Wheaton 180, 200 e 400, Schott Duran, Schott Fiolax, KIMAX® N-51A, Gerrescheimer GX-51 Flint e outros. O vidro de soda-cal atende aos critérios do Tipo III e é aceitável em embalagens de pós secos que são subsequentemente dissolvidos para produzir soluções ou tampões. Os vidros do tipo III também são adequados para embalagem de formulações líquidas que provam ser insensíveis aos álcalis. Exemplos de vidro de soda-cal do tipo III incluem Wheaton 800 e 900. Os vidros de soda-cal desalcalizados têm níveis mais altos de hidróxido de sódio e óxido de cálcio e atendem aos critérios do tipo II. Esses vidros são menos resistentes à lixiviação que os vidros do Tipo I, mas mais resistentes que os vidros do Tipo III. Os vidros do tipo II podem ser usados para produtos que permanecem abaixo de um pH de 7 durante sua vida útil. Exemplos incluem vidros de soda cal tratados com sulfato de amônio. Estes vidros farmacêuticos têm composições químicas variadas e têm um coeficiente de expansão térmica linear (CET) na faixa de 20- 85 x 10 -7 °C-1.
[0059] Quando os artigos de vidro revestidos descritos no presente documento são recipientes de vidro, o corpo de vidro 102 dos recipientes de vidro revestidos 100 pode assumir uma variedade de formas diferentes. Por exemplo, os corpos de vidro descritos neste documento podem ser usados para formar recipientes de vidro revestidos 100, tais como frascos, ampolas, cartuchos, corpos de seringas e/ou qualquer outro recipiente de vidro para armazenar composições farmacêuticas. Além disso, a capacidade de fortalecer quimicamente os recipientes de vidro antes do revestimento com a camada de polímero 170 pode ser usada para aprimoar ainda mais a durabilidade mecânica dos recipientes de vidro. Por conseguinte, deve ser entendido que os recipientes de vidro podem ser fortalecidos por troca iônica antes da aplicação da camada de polímero 170 do revestimento de baixo atrito. Alternativamente, outros métodos de fortalecimento, tais como têmpera por calor, polimento por chama e laminação, conforme descritos na Patente dos EUA de nº 7.201.965 (cujo conteúdo é incorporado no presente documento por referência em sua totalidade), poderiam ser usados para fortalecer o vidro antes do revestimento.
[0060] De acordo com modalidades da presente divulgação, a adesão do revestimento de baixo atrito a um corpo de vidro de troca iônica pode ser mais forte do que a adesão do revestimento de baixo atrito a um corpo de vidro sem troca iônica. Acredita-se, sem estar limitado por nenhuma teoria em específico, que qualquer um dos vários aspectos do vidro de troca iônica possa promover a ligação e/ou adesão, em comparação com o vidro sem troca iônica. Primeiro, o vidro vidro de troca iônica pode ter uma estabilidade química/hidrolítica aperfeiçoada que pode afetar a estabilidade do agente de acoplamento e/ou sua adesão à superfície de vidro. O vidro vidro sem troca iônica normalmente tem estabilidade hidrolítica inferior e, em condições de temperatura úmida e/ou elevada, os metais alcalinos podem migrar do corpo de vidro para a interface da superfície de vidro e da camada de agente de acoplamento (se presente) ou até migrar para o a camada de agente de acoplamento, se presente. Se os metais alcalinos migrarem, como descrito acima, e houver uma alteração no pH, a hidrólise das ligações Si-O-Si na interface de camada de vidro/agente de acoplamento ou na própria camada de agente de acoplamento pode enfraquecer as propriedades mecânicas do agente de acoplamento ou sua adesão ao vidro. Segundo, quando os vidros de troca iônica são expostos a banhos oxidantes fortes, tais como banhos de nitrito de potássio, a temperaturas elevadas, tais como 400 °C a 450 °C, e removidos, composições químicas orgânicas na superfície do vidro são removidas, tornando-as especificamente adequadas para o revestimento com agentes de acoplamento sem limpeza adicional. Por exemplo, um vidro sem troca iônica pode ter que ser exposto a um tratamento adicional de limpeza de superfície, adicionando tempo e despesa ao processo.
[0061] Fazendo referência coletivamente às Figuras 7 e 8, a Figura 7 contém um diagrama de fluxo de processo 500 de um método para produzir um recipiente de vidro revestido 100 tendo um revestimento de baixo atrito e a Figura 8 representa esquematicamente o processo descrito no diagrama de fluxo. Deve ser apreciado que as Figuras 7 e 8 são meramente ilustrativas das modalidades dos métodos descritos no presente documento, que nem todas as etapas mostradas precisam ser executadas e que as etapas das modalidades dos métodos descritos aqui não precisam ser executadas em nenhuma ordem específica.
[0062] De acordo com modalidades da presente divulgação, o método pode incluir o colocar 501 um tubo de vidro a partir do qual o corpo de vidro 102 pode ser formado em contato com a solução de agente de acoplamento para formar o estoque de tubo de vidro revestido 1000 tendo uma camada de agente de acoplamento 180 (como descrito acima). Colocar 501 o estoque de tubo de vidro em contato com a solução de agente de acoplamento pode incluir submergir o tubo de vidro em uma solução diluída contendo o agente de acoplamento. Como alternativas, colocar 501 o tubo de vidro em contato com a solução de agente de acoplamento pode usar pulverização catódica, pirólise por pulverização e deposição química de vapor (CVD) A camada de agente de acoplamento resultante 180 pode ter uma espessura inferior a cerca de 100 µm ou até inferior ou igual a cerca de 1 µm. Por exemplo, a camada de agente de acoplamento resultante 180 pode ter uma espessura inferior ou igual a cerca de 100 nm, ou inferior a cerca de 90 nm de espessura, ou inferior a cerca de 80 nm de espessura, ou inferior a cerca de 70 nm de espessura, ou inferior a cerca de 60 nm de espessura, ou inferior a cerca de 50 nm, ou até inferior a cerca de 25 nm de espessura. De acordo com modalidades da presente divulgação, a camada de agente de acoplamento resultante 180 pode ser uma camada descontínua. Onde a camada de agente de acoplamento 180 é uma camada contínua, a espessura da camada de agente de acoplamento 180 pode ter uma espessura que permita o fortalecimento por troca iônica subsequente dos recipientes de vidro 900 que incluem a camada de agente de acoplamento 180. Onde a camada de agente de acoplamento 180 é uma camada descontínua, o espaço vazio entre as ilhas separadas e distintas pode facilitar a troca iônica que fortalece os recipientes de vidro 900.
[0063] O método pode ainda incluir colocar o estoque de tubo de vidro revestido 1000 em contato 502 com a camada de agente de acoplamento 180 com pelo menos um material de sacrifício para formar uma camada de sacrifício que cobre pelo menos parcialmente a camada de agente de acoplamento 180. Colocar o estoque de tubo de vidro revestido 1000 em contato 502 com a camada de agente de acoplamento 180 com pelo menos um material de sacrifício pode incluir pulverizar uma névoa incluindo o material de sacrifício sobre a superfície da camada de agente de acoplamento 180 a uma temperatura alta o suficiente para evaporar gotículas da névoa. A camada de sacrifício resultante é uma película fina que não é solúvel em água e que fornece lubrificação à superfície do estoque de tubo de vidro revestido 1000 tendo a camada de agente de acoplamento 180. Conforme usado no presente documento, o termo "camada de sacrifício" refere-se a uma camada que é disposta em qualquer superfície de substrato com a intenção de cobrir e, assim, segregar, a superfície de substrato das condições ambientais. O objetivo de tal segregação pode ser proteger a superfície de substrato das condições ambientais. Como o nome sugere, a camada de sacrifício, embora forneça tal proteção, pode ser sacrificada, isto é, danificada, destruída ou removida da superfície de substrato. A camada de sacrifício pode, de maneira vantajosa, aprimorar a tolerância a danos do estoque de tubo de vidro revestido 1000 ao mover, transportar e/ou manusear o estoque de tubo de vidro revestido 1000 no método para produzir um recipiente de vidro revestido 100.
[0064] O material de sacrifício pode ser um material líquido ou de cera que forma uma camada fina ao colocar o estoque de tubo de vidro revestido 1000 tendo a camada de agente de acoplamento 180 em contato 502 com o pelo menos um material de sacrifício. O material de sacrifício também pode ser escolhido de tal modo que nenhum resíduo permaneça no estoque de tubo de vidro revestido 1000 quando a camada de sacrifício é removida da superfície da camada de agente de acoplamento 180. O material de sacrifício pode ser escolhido dentre, por exemplo, materiais solúveis em água, materiais insolúveis em água ou ácidos graxos. Exemplos de materiais solúveis em água incluem, mas não estão limitados a, sais de ácido esteárico e ésteres de polietileno sorbitol, tais como Polysorbate 80 e TWEEN 20. Exemplos de materiais insolúveis em água incluem, mas não estão limitados a, poliglicóis, polímeros e copolímeros de etileno e óxido de propileno. Exemplos de ácidos graxos incluem, mas não estão limitados a, ácidos oleico e esteárico. Outros exemplos de material de sacrifício incluem os lubrificantes formadores de vidro descritos na Patente dos EUA de nº 8.865.884, cujo conteúdo é incorporado no presente documento por referência em sua totalidade.
[0065] O método pode ainda incluir formar 503 de recipientes de vidro 900 (especificamente frascos de vidro no exemplo representado na Figura 8) a partir do tubo de vidro revestido 1000, o tubo de vidro revestido 1000 tendo uma composição de vidro de troca iônicas. Formar 503 recipientes de vidro 900 pode usar técnicas convencionais de modelagem e formação. Durante a etapa de formar 503, a camada de sacrifício é removida da superfície da camada de agente de acoplamento 180. Por exemplo, onde o material de sacrifício é um material orgânico, a camada de sacrifício pode ser removida como um resultado da aplicação de calor ao estoque de tubo de vidro revestido 1000 durante a etapa de formar 503 dos recipientes de vidro 900.
[0066] O método pode ainda incluir carregar 504 os recipientes de vidro 900 em um compartimento 604 usando um carregador de compartimento mecânico 602. O carregador de compartimento 602 pode ser um dispositivo de preensão mecânico, tal como uma pinça ou similar, capaz de segurar vários recipientes de vidro ao mesmo tempo. Alternativamente, o dispositivo de preensão pode usar um sistema de vácuo para segurar os recipientes de vidro 900. O carregador de compartimento 602 pode ser acoplado a um braço robótico ou outro dispositivo similar capaz de posicionar o carregador de compartimento 602 em relação aos recipientes de vidro 900 e ao carregador 604.
[0067] O método pode ainda incluir transferir 506 o carregador 604 carregado com recipientes de vidro 900 para uma área de carregamento de cassete. A etapa de transferir 506 pode ser realizada com um transportador mecânico, tal como uma correia transportadora 606, uma ponte rolante ou similar. Posteriormente, o método pode incluir carregar 508 o carregador 604 em um cassete 608. O cassete 608 é construído para conter uma pluralidade de compartimentos, de tal modo que um grande número de recipientes de vidro possa ser processado simultaneamente. Cada compartimento 604 é posicionado no cassete 608 usando um carregador de cassete 610. O carregador de cassete 610 pode ser um dispositivo de preensão mecânico, tal como uma pinça ou similar, capaz de segurar um ou mais compartimentos de cada vez. Alternativamente, o dispositivo de preensão pode usar um sistema de vácuo para segurar os compartimentos 604. O carregador de cassete 610 pode ser acoplado a um braço robótico ou outro dispositivo similar capaz de posicionar o carregador de cassete 610 em relação ao cassete 608 e ao carregador 604.
[0068] De acordo com modalidades da presente divulgação, o método pode ainda incluir carregar 510 o cassete 608 contendo os compartimentos 604 e os recipientes de vidro 900 em um tanque de troca iônica 614 para facilitar fortalecer quimicamente os recipientes de vidro 900. O cassete 608 é transferido para a estação de troca iônica com um dispositivo de transferência de cassete 612. O dispositivo de transferência de cassete 612 pode ser um dispositivo de preensão mecânico, tal como uma pinça ou similar, que é capaz de segurar o cassete 608. Alternativamente, o dispositivo de preensão pode usar um sistema de vácuo para segurar o cassete 608. O dispositivo de transferência de cassete 612 e o cassete 608 fixado podem ser transportados automaticamente da área de carregamento de cassete para a estação de troca iônica com um sistema de trilho aéreo, tal como um guindaste de pórtico ou similar. O dispositivo de transferência de cassete 612 e o cassete 608 fixado podem ser transportados da área de carregamento de cassete para a estação de troca iônica com um braço robótico. Alternativamente, o dispositivo de transferência de cassete 612 e o cassete 608 fixado podem ser transportados da área de carregamento de cassete para a estação de troca iônica com um transportador e, posteriormente, transferidos do transportador para o tanque de troca iônica 614 com um braço robótico ou um guindaste aéreo.
[0069] Uma vez que o dispositivo de transferência de cassete 612 e o cassete fixado estejam na estação de troca iônica, o cassete 608 e os recipientes de vidro 900 contidos nos mesmos podem ser pré-aquecidos antes de imergirem o cassete 608 e os recipientes de vidro 900 no tanque de troca iônica 614. O cassete 608 pode ser pré-aquecido a uma temperatura superior a temperatura ambiente e inferior ou igual à temperatura do banho de sal fundido no tanque de troca iônica. Por exemplo, os recipientes de vidro podem ser pré- aquecidos a uma temperatura de cerca de 300 °C a 500 °C.
[0070] O tanque de troca iônica 614 contém um banho de sal fundido 616, tal como um sal alcalino fundido, tal como KNO 3, NaNO3 e/ou combinações dos mesmos. O banho de sal fundido pode ser 100% de KNO3 fundido, o qual é mantido a uma temperatura superior ou igual a cerca de 350 °C e inferior ou igual a cerca de 500 °C. No entanto, deve ser entendido que banhos de sal alcalino fundido tendo várias outras composições e/ou temperaturas também podem ser usados para facilitar a troca iônica dos recipientes de vidro.
[0071] O método pode ainda incluir fortalecer por troca iônica 512 os recipientes de vidro 900 no tanque de troca iônica 614. Especificamente, os recipientes de vidro são imersos no sal fundido e mantidos lá por um período de tempo suficiente para atingir a tensão de compressão desejada e a profundidade de camada nos recipientes de vidro 900. Por exemplo, os recipientes de vidro 900 podem ser mantidos no tanque de troca iônica 614 por um período de tempo suficiente para atingir uma profundidade de camada de até cerca de 100 µm com uma tensão de compressão de pelo menos cerca de 300 MPa ou mesmo 350 MPa. O período de espera pode ser inferior a 30 horas ou mesmo inferior a 20 horas. No entanto, deve ser entendido que o período de tempo em que os recipientes de vidro são mantidos no tanque 614 pode variar dependendo da composição do recipiente de vidro, da composição do banho de sal fundido 616, da temperatura do banho de sal fundido 616, da profundidade de camada desejada e da tensão de compressão desejada.
[0072] Após a etapa de fortalecer por troca iônica 512, os cassetes 608 e os recipientes de vidro 900 são removidos do tanque de troca iônica 614 usando o dispositivo de transferência de cassete 612 em conjunto com um braço robótico ou guindaste aéreo. Durante a remoção do tanque de troca iônica 614, o cassete 608 e os recipientes de vidro 900 são suspensos sobre o tanque de troca iônica 614 e o cassete 608 é girado em torno de um eixo horizontal, de tal modo que qualquer sal fundido remanescente nos recipientes de vidro 900 seja esvaziado de volta para o tanque de troca iônica
614. Depois disso, o cassete 608 é girado de volta à sua posição inicial e os recipientes de vidro são resfriados antes de serem enxaguados.
[0073] Os cassetes 608 e os recipientes de vidro 900 são então transferidos para uma estação de enxágue com o dispositivo de transferência de cassete 612. Essa transferência pode ser realizada com um braço robótico ou guindaste, conforme descrito acima, ou alternativamente, com um transportador automático, tal como uma correia transportadora ou similar. Posteriormente, o método pode incluir enxaguar 514 para remover qualquer excesso de sal das superfícies dos recipientes de vidro 900 abaixando o cassete 608 e os recipientes de vidro 900 para um tanque de enxágue 618 contendo um banho de água 620. Os cassetes 608 e os recipientes de vidro 900 podem ser abaixados para o tanque de enxágue 618 com um braço robótico, guindaste ou dispositivo semelhante que se acopla ao dispositivo de transferência de cassete 612. Os cassetes 608 e os recipientes de vidro 900 são então retirados do tanque de enxágue 618, suspensos sobre o tanque de enxágue 618, e o cassete 608 é girado em torno de um eixo horizontal, de tal modo que qualquer água de enxágue restante nos recipientes de vidro 900 seja esvaziada de volta para o tanque de enxágue 618. Opcionalmente, a operação de enxágue pode ser realizada várias vezes antes que o cassete 608 e os recipientes de vidro 900 sejam movidos para a próxima estação de processamento.
[0074] De acordo com modalidades da presente divulgação, o cassete 608 e os recipientes de vidro 900 podem ser mergulhados em banho de água pelo menos duas vezes. Por exemplo, o cassete 608 pode ser mergulhado em um primeiro banho de água e, subsequentemente, um segundo banho de água diferente para garantir que todos os sais alcalinos residuais sejam removidos da superfície do artigo de vidro. A água do primeiro banho de água pode ser enviada para tratamento de água residual ou para um evaporador.
[0075] O método pode ainda incluir descarregar 516 os compartimentos 604 do cassete 608 com o carregador de cassete 610. Depois disso, o método pode incluir a transferir 518 os recipientes de vidro 900 para uma estação de lavagem. Os recipientes de vidro 900 podem ser descarregados do compartimento 604 com o carregador de compartimento 602 e transferidos para a estação de lavagem, onde o método pode ainda incluir lavar 520 os recipientes de vidro com um jato de água desionizada 624 emitido a partir de um bocal 622. O jato de água desionizada 624 pode ser misturado com ar comprimido.
[0076] Opcionalmente, o método pode incluir inspecionar (não representado na Figura 7 ou Figura 8) os recipientes de vidro 900 quanto a falhas, detritos, descoloração e similares. A inspeção dos recipientes de vidro 900 pode incluir a transferência dos recipientes de vidro para uma área de inspeção separada.
[0077] De acordo com modalidades da presente divulgação, o método pode ainda incluir transferir 521 os recipientes de vidro 900 para uma estação de revestimento com o carregador de compartimento 602, onde o revestimento de baixo atrito é aplicado aos recipientes de vidro 900. Na estação de revestimento, o método pode incluir aplicar 522 um revestimento de baixo atrito, conforme descrito no presente documento, aos recipientes de vidro
900. Aplicar 522 o revestimento de baixo atrito pode incluir aplicar a composição química de polímero sobre o agente de acoplamento, como descrito acima. Aplicar 522 o revestimento de baixo atrito pode incluir pelo menos parcialmente imergir os recipientes de vidro 900 em um tanque de imersão de revestimento 630 que é preenchido com a solução de composição química de polímero 632, incluindo uma composição química de polímero, conforme descrito neste documento. Depois disso, a solução de composição química de polímero é seca para remover quaisquer solventes. Como um exemplo, onde a solução de composição química de polímero contém Novastrat® 800 conforme descrito acima, a solução de revestimento pode ser seca transportando os recipientes de vidro 900 para um forno e aquecendo os recipientes de vidro a 150 °C por 20 minutos. Uma vez que a solução de composição química de polímero é seca, os recipientes de vidro 900 podem (opcionalmente) voltar a ser mergulhados no tanque de imersão de revestimento de composição química de polímero 630 para aplicar uma ou mais camadas adicionais de composição química de polímero. Aplicar 522 o revestimento de baixo atrito pode incluir aplicar a composição química de polímero em toda a superfície externa do recipiente. Alternativamente, aplicar 522 o revestimento de baixo atrito pode incluir aplicar a composição química de polímero a uma porção da superfície externa do recipiente.
[0078] Uma vez que a solução de composição química de polímero 632 tenha sido aplicada aos recipientes de vidro 900, a composição química de polímero pode ser curada nos recipientes de vidro 900. O processo de cura depende do tipo de revestimento de composição química de polímero aplicado ao processo de revestimento e pode incluir curar termicamente o revestimento, curar o revestimento com luz UV e/ou uma combinação dos mesmos. Como exemplo, onde o revestimento de composição química de polímero inclui uma poliimida, tal como a poliimida formada pela solução de revestimento de ácido polâmico Novastrat® 800 descrita acima, os recipientes de vidro 900 são transportados para um forno onde são aquecidos de 150 °C a aproximadamente 350 °C durante um período de cerca de 5 a 30 minutos. Após a remoção dos recipientes de vidro do forno, o revestimento de composição química de polímero é curado, produzindo assim um recipiente de vidro revestido com um revestimento de baixo atrito. Como descrito anteriormente, onde a solução de composição química de polímero 632 inclui a forma polimérica da composição química de polímero, aplicar 522 o revestimento de baixo atrito pode não incluir curar a solução de composição química de polímero 632.
[0079] Após aplicar 522 o revestimento de baixo atrito ao recipiente de vidro 900, o método pode incluir transferir 524 os recipientes de vidro revestidos 100 para um processo de embalagem no qual os recipientes são preenchidos e/ou para uma estação de inspeção adicional.
[0080] Várias propriedades dos recipientes de vidro revestidos (isto é, coeficiente de atrito, resistência de compressão horizontal, resistência à flexão de 4 pontos) podem ser medidas quando os recipientes de vidro revestidos estão na condição de revestimento (isto é, após aplicar 522 o revestimento de baixo atrito ao recipiente de vidro 900 sem quaisquer tratamentos adicionais) ou após um ou mais tratamentos de processamento, tais como aqueles semelhantes ou idênticos aos tratamentos realizados em uma linha de enchimento farmacêutica, incluindo, sem limitação, lavagem, liofilização, despirogenização, autoclave ou similares.
[0081] A despirogenização é um processo em que as proteínas são removidas de uma substância. A despirogenização de artigos de vidro, tais como embalagens farmacêuticas, pode ser realizada por um tratamento térmico aplicado a uma amostra na qual a amostra é aquecida a uma temperatura elevada por um período de tempo. Por exemplo, a despirogenização pode incluir aquecer um recipiente de vidro a uma temperatura entre cerca de 250 °C e cerca de 380 °C por um período de tempo de cerca de 30 segundos a cerca de 72 horas, incluindo, sem limitação, 20 minutos, 30 minutos, 40 minutos, 1 hora, 2 horas, 4 horas, 8 horas, 12 horas, 24 horas, 48 horas e 72 horas. Após o tratamento térmico, o recipiente de vidro é resfriado à temperatura ambiente. Uma condição convencional de despirogenização comumente empregada na indústria farmacêutica é o tratamento térmico a uma temperatura de cerca de 250 °C por cerca de 30 minutos. No entanto, é contemplado que o tempo de tratamento térmico possa ser reduzido se forem usadas temperaturas mais altas. Os recipientes de vidro revestidos, conforme descrito no presente documento, podem ser expostos a temperaturas elevadas por um período de tempo. As temperaturas elevadas e os períodos de tempo de aquecimento descritos neste documento podem ou não ser suficientes para despirogenar um recipiente de vidro. No entanto, deve ser entendido que algumas das temperaturas e períodos de tempo de aquecimento descritos aqui são suficientes para desidrogenar um recipiente de vidro revestido, tal como os recipientes de vidro revestidos descritos no presente documento. Por exemplo, conforme descrito neste documento, os recipientes de vidro revestidos podem ser expostos a temperaturas de cerca de 260 °C, cerca de 270 °C, cerca de 280 °C, cerca de 290 °C, cerca de 300 °C, cerca de 310 °C, cerca de 320 °C, cerca de 330 °C, cerca de 340 °C, cerca de 350 °C, cerca de 360 °C, cerca de 370 °C, cerca de 380 °C, cerca de 390 °C ou cerca de 400 °C, por um período de tempo de 30 minutos.
[0082] Conforme usado no presente documento, as condições de liofilização (isto é, criodessecação) referem-se a um processo no qual uma amostra é preenchida com um líquido que contém proteínas e congelada a - 100 °C, seguida por sublimação de água por cerca de 20 horas a cerca de -15 °C sob vácuo.
[0083] Conforme usado no presente documento, as condições da autoclave referem-se à purga a vapor de uma amostra por cerca de 10 minutos a cerca de 100 °C, seguida de um período de permanência de cerca de 20 minutos em que a amostra é exposta a um ambiente de cerca de 121 ºC, seguido de cerca de 30 minutos de tratamento térmico a cerca de 121 ºC.
[0084] O coeficiente de atrito (μ) da porção do recipiente de vidro revestido com o revestimento de baixo atrito pode ser inferior ao coeficiente de atrito de uma superfície de um recipiente de vidro não revestido formado a partir da mesma composição de vidro. Um coeficiente de atrito (μ) é uma medida quantitativa do atrito entre duas superfícies e é uma função das propriedades mecânicas e químicas das primeira e segunda superfícies, incluindo a rugosidade da superfície, bem como condições ambientais, tais como, mas não limitadas a, temperatura e umidade. Conforme usado no presente documento, um coeficiente de medição de atrito para um recipiente de vidro revestido 100 é relatado como o coeficiente de atrito entre a superfície externa de um primeiro recipiente de vidro (tendo um diâmetro externo entre cerca de 16,00 mm e 17,00 mm) e a superfície externa do segundo recipiente de vidro que é idêntico ao primeiro recipiente de vidro, em que os primeiro e segundo recipientes de vidro têm o mesmo corpo e a mesma composição de revestimento (quando aplicada) e foram expostos aos mesmos ambientes antes da fabricação, durante a fabricação e depois da fabricação. A menos que indicado de outra forma neste documento, o coeficiente de atrito refere-se ao coeficiente máximo de atrito medido com uma carga normal de 30 N medida em um dispositivo de ensaio de frasco com frasco, conforme descrito aqui.
[0085] Conforme descrito no presente documento, o coeficiente de atrito de recipientes de vidro (revestidos e não revestidos) é medido com um dispositivo de ensaio de frasco com frasco, como descrito em detalhes na publicação do pedido de patente dos EUA nº 2013/0224407 atribuída à Corning, Incorporated, cujo conteúdo é incorporado aqui por referência em sua totalidade.
[0086] De acordo com modalidades da presente divulgação, a porção de um recipiente de vidro revestido com o revestimento de baixo atrito pode ter um coeficiente de atrito inferior ou igual a cerca de 0,7 em relação a um recipiente de vidro com revestido similar, conforme determinado com dispositivo de frasco com frasco. A porção de um recipiente de vidro revestido com o revestimento de baixo atrito pode ter um coeficiente de atrito inferior ou igual a cerca de 0,6, ou inferior ou igual a cerca de 0,5, ou inferior ou igual a cerca de 0,4 ou até inferior ou igual a cerca de 0,3. Recipientes de vidro revestidos com coeficientes de atrito inferiores ou iguais a cerca de 0,7 geralmente exibem resistência aprimorada a danos por atrito e, como resultado, têm propriedades mecânicas aprimoradas. Por exemplo, recipientes de vidro convencionais (sem revestimento de baixo atrito) podem ter um coeficiente de atrito superior a 0,7. De acordo com modalidades da presente divulgação, a porção do recipiente de vidro revestido com o revestimento de baixo atrito também pode ter um coeficiente de atrito inferior ou igual a cerca de 0,7 (tal como inferior ou igual a cerca de 0,6, ou inferior ou igual a cerca de 0,5, ou inferior ou igual a cerca de 0,4 ou mesmo inferior ou igual a cerca de 0,3) após exposição a condições de liofilização e/ou após exposição a condições de autoclave. O coeficiente de atrito da porção do recipiente de vidro revestido com o revestimento de baixo atrito pode não aumentar em mais que cerca de 30% após a exposição a condições de liofilização e/ou após a exposição a condições de autoclave. Por exemplo, o coeficiente de atrito da porção do recipiente de vidro revestido com o revestimento de baixo atrito pode não aumentar em mais que cerca de 25%, ou cerca de 20%, ou cerca de 15%, ou mesmo cerca de 10% após a exposição a condições de liofilização e/ou após exposição a condições de autoclave. O coeficiente de atrito da porção do recipiente de vidro revestido com o revestimento de baixo atrito pode não aumentar após a exposição a condições de liofilização e/ou após a exposição a condições de autoclave.
[0087] Os recipientes de vidro revestidos descritos no presente documento têm uma resistência de compressão horizontal. A resistência de compressão horizontal, como descrito neste documento, é medida posicionando o recipiente de vidro revestido 100 horizontalmente entre duas placas paralelas que são orientadas em paralelo ao eixo longo do recipiente de vidro. Uma carga mecânica é então aplicada ao recipiente de vidro revestido 100 com as placas na direção perpendicular ao eixo longo do recipiente de vidro. A taxa de carga para a compressão do frasco é de 0,5 pol/min, o que significa que as placas se movem uma para a outra a uma taxa de 0,5 pol/min.
A resistência de compressão horizontal é medida a 25 °C e 50% de umidade relativa. Uma medição da resistência de compressão horizontal pode ser dada como uma probabilidade de falha em uma carga de compressão normal selecionada. Conforme usado no presente documento, a falha ocorre quando o recipiente de vidro se rompe sob uma compressão horizontal em pelo menos 50% das amostras. Recipientes de vidro revestidos, conforme descrito no presente documento, podem ter uma resistência de compressão horizontal pelo menos 10%, 20% ou até 30% superior a um frasco não revestido tendo a mesma composição de vidro.
[0088] A medição da resistência de compressão horizontal também pode ser realizada em um recipiente de vidro desgastado. Especificamente, a operação do dispositivo de ensaio descrito acima pode criar danos na superfície externa do recipiente de vidro revestido 122, tal como um arranhão ou abrasão na superfície que enfraquece a resistência do recipiente de vidro revestido 100. O recipiente de vidro é então submetido ao procedimento de compressão horizontal descrito acima, em que o recipiente é colocado entre duas placas com o arranhão apontando para fora paralelo às placas. O arranhão pode ser caracterizado pela pressão normal selecionada aplicada por um dispositivo de ensaio de frasco com frasco e pelo comprimento do arranhão. Salvo indicação em contrário, os arranhões para recipientes de vidro desgastados para o procedimento de compressão horizontal são caracterizados por um comprimento do arranhão de 20 mm criado por uma carga normal de 30 N.
[0089] Os recipientes de vidro revestidos podem ser avaliados quanto à resistência de compressão horizontal após um tratamento térmico. O tratamento térmico pode ser exposto a uma temperatura de cerca de 260 °C, cerca de 270 °C, cerca de 280 °C, cerca de 290 °C, cerca de 300 °C, cerca de 310 °C, cerca de 320 °C, cerca de 330 °C, cerca de 340 °C, cerca de 350 °C, cerca de 360 °C, cerca de 370 °C, cerca de 380 °C, cerca de 390 °C ou cerca de 400 °C, durante um período de tempo de 30 minutos. A resistência de compressão horizontal do recipiente de vidro revestido, conforme descrito neste documento, não pode ser reduzida em mais de cerca de 20%, cerca de 30% ou mesmo cerca de 40% após ser exposta a um tratamento térmico, tal como os descritos acima, e depois ser abrasada, como descrito acima.
[0090] Os artigos de vidro revestidos descritos no presente documento podem ser termicamente estáveis após aquecimento a uma temperatura de pelo menos 260 °C por um período de tempo de 30 minutos. A frase "termicamente estável", conforme usada neste documento, significa que o revestimento de baixo atrito aplicado ao artigo de vidro permanece substancialmente intacto na superfície do artigo de vidro após exposição a temperaturas elevadas, de tal modo que, após exposição, as propriedades mecânicas do artigo de vidro revestido, especificamente o coeficiente de atrito e a resistência de compressão horizontal, são somente minimamente afetadas, se é que existem. Isso indica que o revestimento de baixo atrito permanece aderido à superfície do vidro após a exposição a temperatura elevada e continua a proteger o artigo de vidro contra insultos mecânicos, tais como abrasãos, impactos e similares.
[0091] De acordo com modalidades da presente divulgação, um artigo de vidro revestido é considerado termicamente estável se o artigo de vidro revestido atender a um padrão de coeficiente de atrito e um padrão de resistência de compressão horizontal após o aquecimento até a temperatura especificada e permanecendo nessa temperatura pelo tempo especificado. Para determinar se o padrão do coeficiente de atrito é atendido, o coeficiente de atrito de um primeiro artigo de vidro revestido é determinado na condição recebida (isto é, antes de qualquer exposição térmica) usando o dispositivo de ensaio descrito acima e uma carga aplicada de 30 N. Um segundo artigo de vidro revestido (isto é, um artigo de vidro com a mesma composição de vidro e a mesma composição de revestimento que o primeiro artigo de vidro revestido) é exposto termicamente nas condições prescritas e resfriado à temperatura ambiente. Posteriormente, o coeficiente de atrito do segundo artigo de vidro é determinado usando o dispositivo de ensaio para abrasão do artigo de vidro revestido com uma carga aplicada de 30 N, resultando em uma abrasão (isto é, um "arranhão") tendo um comprimento de aproximadamente 20 mm. Se o coeficiente de atrito do segundo artigo de vidro revestido for inferior a 0,7 e a superfície do vidro do segundo artigo de vidro na área desgastada não apresentar danos observáveis, então o padrão do coeficiente de atrito será atendido para fins de determinação da estabilidade térmica do revestimento de baixo atrito. O termo "dano observável", conforme usado no presente documento, significa que a superfície do vidro na área desgastada do artigo de vidro contém menos que seis verificações de vidro por 0,5 cm de comprimento da área desgastada, quando observada com um microscópio de espectroscopia de contraste de interferência Nomarski ou diferencial (DIC) com uma ampliação de 100X com fontes de luz LED ou de halogênio. Uma definição padrão de uma verificação de vidro é descrita em G. D. Quinn, “NIST Recommended Practice Guide: Fractography of Ceramics and Glasses”, publicação especial NIST 960-17 (2006).
[0092] Para determinar se o padrão de resistência de compressão horizontal é atendido, um primeiro artigo de vidro revestido é desgastado no dispositivo de ensaio descrito acima sob uma carga de 30 N para formar um arranhão de 20 mm. O primeiro artigo de vidro revestido é então submetido a um teste de compressão horizontal, conforme descrito aqui, e a resistência retida do primeiro artigo de vidro revestido é determinada. Um segundo artigo de vidro revestido (isto é, um artigo de vidro com a mesma composição de vidro e a mesma composição de revestimento que o primeiro artigo de vidro revestido) é exposto termicamente nas condições prescritas e resfriado à temperatura ambiente. Depois disso, o segundo artigo de vidro revestido é desgastado no dispositivo de ensaio sob uma carga de 30 N. O segundo artigo de vidro revestido é então submetido a um teste de compressão horizontal, conforme descrito aqui, e a resistência retida do segundo artigo de vidro revestido é determinada. Se a resistência retida do segundo artigo de vidro revestido não diminuir em mais que cerca de 20% em relação ao primeiro artigo de vidro revestido, o padrão de resistência de compressão horizontal será atendido para fins de determinação da estabilidade térmica do revestimento de baixo atrito.
[0093] De acordo com modalidades da presente divulgação, os recipientes de vidro revestidos são considerados termicamente estáveis se o coeficiente do padrão de atrito e do padrão de resistência de compressão horizontal forem atendidos após a exposição dos recipientes de vidro revestidos a uma temperatura de pelo menos cerca de 260 °C para um período de tempo de cerca de 30 minutos (isto é, os recipientes de vidro revestidos são termicamente estáveis a uma temperatura de pelo menos cerca de 260 °C por um período de tempo de cerca de 30 minutos). A estabilidade térmica também pode ser avaliada em temperaturas de cerca de 260 °C a cerca de 400 °C. Por exemplo, os recipientes de vidro revestidos podem ser considerados termicamente estáveis se os padrões forem atendidos a uma temperatura de pelo menos cerca de 270 °C, ou cerca de 280 °C, ou cerca de 290 °C, ou cerca de 300 °C, ou cerca de 310 °C, ou cerca de 320 °C, ou cerca de 330 °C, ou cerca de 340 °C, ou cerca de 350 °C, ou cerca de 360 °C, ou cerca de 370 °C, ou cerca de 380 °C, ou cerca de 390 °C, ou mesmo cerca de 400 °C, por um período de cerca de 30 minutos.
[0094] Os recipientes de vidro revestidos divulgados neste documento também podem ser termicamente estáveis ao longo de uma faixa de temperaturas, o que significa que os recipientes de vidro revestidos são termicamente estáveis, atendendo ao coeficiente do padrão de atrito e padrão de resistência de compressão horizontal a cada temperatura na faixa. Por exemplo, os recipientes de vidro revestidos podem ser termicamente estáveis de pelo menos cerca de 260 °C a uma temperatura inferior ou igual a cerca de 400 °C, ou de pelo menos cerca de 260 °C a cerca de 350 °C, ou de pelo menos cerca de 280 °C a uma temperatura inferior ou igual a cerca de 350 °C,
ou de pelo menos cerca de 290 °C a cerca de 340 °C, ou de cerca de 300 °C a cerca de 380 °C, ou mesmo de cerca de 320 °C a cerca de 360 °C.
[0095] Depois que o recipiente de vidro revestido 100 é desgastado por um recipiente de vidro idêntico com uma força normal de 30 N, o coeficiente de atrito da área desgastada do recipiente de vidro revestido 100 pode não aumentar em mais que cerca de 20% após outra abrasão por um recipiente de vidro idêntico com uma força normal de 30 N no mesmo local, ou pode não aumentar de modo algum. Por exemplo, depois que o recipiente de vidro revestido 100 é desgastado por um recipiente de vidro idêntico com uma força normal de 30 N, o coeficiente de atrito da área desgastada do recipiente de vidro revestido 100 pode não aumentar em mais que 15% ou mesmo 10% após outra abrasão por um recipiente de vidro idêntico com uma força normal de 30 N no mesmo local, ou pode não aumentar de modo algum. No entanto, não é necessário que todas as modalidades do recipiente de vidro revestido 100 exibam tais propriedades.
[0096] A perda de massa refere-se a uma propriedade mensurável do recipiente de vidro revestido 100 que refere-se à quantidade de voláteis liberados do recipiente de vidro revestido 100 quando o recipiente de vidro revestido é exposto a uma temperatura elevada selecionada por um período de tempo selecionado. A perda de massa é geralmente indicativa da degradação mecânica do revestimento devido à exposição térmica. Como o corpo de vidro do recipiente de vidro revestido não exibe perda de massa mensurável nas temperaturas relatadas, o teste de perda de massa, conforme descrito em detalhes no presente documento, produz dados de perda de massa somente para o revestimento de baixo atrito que é aplicado ao recipiente de vidro. Vários fatores podem afetar a perda de massa. Por exemplo, a quantidade de material orgânico que pode ser removida do revestimento pode afetar a perda de massa. A quebra de cadeias principais e cadeias laterais de carbono em um polímero resultará em uma remoção teórica de 100% do revestimento. Os materiais de polímero organometálicos normalmente perdem todo o seu componente orgânico, mas o componente inorgânico permanece para trás. Assim, os resultados da perda de massa são normalizados com base em quanto do revestimento é orgânico e inorgânico (por exemplo, % de sílica do revestimento) após a oxidação teórica completa.
[0097] Para determinar a perda de massa, uma amostra revestida, tal como um frasco de vidro revestido, é inicialmente aquecida a 150 °C e mantida a essa temperatura por 30 minutos para secar o revestimento, expulsando H2O do revestimento. A amostra é então aquecida de 150 °C a 350 °C a uma taxa de declive de 10 °C/min em um ambiente oxidante, tal como ar. Para fins de determinação da perda de massa, somente os dados coletados de 150 °C a 350 °C são considerados. Os recipientes de vidro revestidos, conforme descrito no presente documento, incluem um revestimento de baixo atrito que pode ter uma perda de massa inferior a cerca de 5% de sua massa quando aquecido de uma temperatura de 150 °C a 350 °C a uma taxa de declive de cerca de 10 °C/minuto. Por exemplo, o revestimento de baixo atrito pode ter uma perda de massa inferior a cerca de 3%, ou inferior a cerca de 2%, ou inferior a cerca de 1,5%, ou mesmo inferior a cerca de 1% quando aquecido a uma temperatura de 150 °C a 350 °C a uma taxa de declive de cerca de 10 °C/minuto
[0098] Os resultados da perda de massa são baseados em um procedimento em que o peso de um recipiente de vidro revestido é comparado antes e após um tratamento térmico, tal como uma temperatura de declive de 10 °C/minuto de 150 °C a 350 °C, conforme descrito neste documento. A diferença em peso entre o frasco de tratamento de pré-aquecimento e de pós- aquecimento é a perda de peso do revestimento, que pode ser padronizada como uma porcentagem de perda de peso do revestimento, de tal modo que o peso do tratamento de pré-aquecimento (peso não incluindo o corpo de vidro do recipiente e seguindo a etapa preliminar de aquecer) é conhecido comparando o peso em um recipiente de vidro não revestido com um recipiente de vidro revestido de pré-tratamento. Alternativamente, a massa total de revestimento pode ser determinada por um teste de carbono orgânico total ou por outros meios similares.
[0099] A transparência e a cor do recipiente revestido podem ser avaliadas medindo a transmissão de luz do recipiente dentro de uma faixa de comprimentos de onda entre 400-700 nm, usando um espectrofotômetro. As medições são realizadas de tal modo que um feixe de luz seja direcionado normalmente para a parede do recipiente, de tal modo que o feixe passe pelo revestimento de baixo atrito duas vezes, primeiro ao entrar no recipiente e depois ao sair. A transmissão de luz através de recipientes de vidro revestido, conforme descrito no presente documento, pode ser superior ou igual a cerca de 55% de uma transmissão de luz através de um recipiente de vidro não revestido para comprimentos de onda de cerca de 400 nm a cerca de 700 nm. Conforme descrito neste documento, uma transmissão de luz pode ser medida antes de um tratamento térmico ou após um tratamento térmico, como os tratamentos térmicos descritos neste documento. Por exemplo, para cada comprimento de onda de cerca de 400 nm a cerca de 700 nm, a transmissão de luz pode ser superior ou igual a cerca de 55% de uma transmissão de luz através de um recipiente de vidro não revestido. A transmissão de luz através do recipiente de vidro revestido pode ser superior ou igual a cerca de 55%, cerca de 60%, cerca de 65%, cerca de 70%, cerca de 75%, cerca de 80% ou mesmo cerca de 90% de uma transmissão de luz através de um recipiente de vidro não revestido para comprimentos de onda de cerca de 400 nm a cerca de 700 nm.
[00100] Conforme descrito no presente documento, uma transmissão de luz pode ser medida antes de um tratamento ambiental, tal como um tratamento térmico descrito aqui, ou após um tratamento ambiental. Por exemplo, após um tratamento térmico de cerca de 260 °C, cerca de 270 °C, cerca de 280 °C, cerca de 290 °C, cerca de 300 °C, cerca de 310 °C, cerca de 320 °C, cerca de 330 °C, cerca de 340 °C, cerca de 350 °C, cerca de 360 °C, cerca de 370 °C, cerca de 380 °C, cerca de 390 °C ou cerca de 400 °C, por um período de tempo de 30 minutos, ou após exposição a condições de liofilização ou a condições de autoclave, a transmissão de luz através do recipiente de vidro revestido pode ser superior ou igual a cerca de 55%, cerca de 60%, cerca de 65%, cerca de 70%, cerca de 75%, cerca de 80% ou mesmo cerca de 90 % de uma transmissão de luz através de um recipiente de vidro não revestido para comprimentos de onda de cerca de 400 nm a cerca de 700 nm.
[00101] O recipiente de vidro revestido 100, conforme descrito neste documento, pode ser percebido como incolor e transparente a olho humano nu quando visto em qualquer ângulo, ou o revestimento de baixo atrito 120 pode ter uma tonalidade perceptível, tal como quando o revestimento de baixo atrito 120 inclui uma poliimida formada a partir de ácido poli(dianidrido- co-4,4'-oxidianilina pirromelítico) âmico, disponível comercialmente da Aldrich.
[00102] O recipiente de vidro revestido 100, conforme descrito neste documento, pode ter um revestimento de baixo atrito 120 que é capaz de receber uma etiqueta adesiva. Ou seja, o recipiente de vidro revestido 100 pode receber uma etiqueta adesiva na superfície revestida, de tal modo que a etiqueta adesiva esteja firmemente fixada. No entanto, a capacidade de fixação de uma etiqueta adesiva não é um requisito para todas as modalidades dos recipientes de vidro revestidos 100 descritos no presente documento.
EXEMPLOS
[00103] Modalidades da presente divulgação são ainda descritas abaixo em relação a certas modalidades exemplares e específicas das mesmas, que são somente ilustrativas e não pretendem ser limitativas. EXEMPLO 1
[00104] Os tubos de vidro foram colocados em contato com uma solução de agente de acoplamento a uma taxa de fluxo de 50 SCCM e a uma temperatura de cerca de 380 °C por cerca de 30 segundos para formar um tubo de vidro revestido tendo uma camada de agente de acoplamento. A camada de agente de acoplamento era uma camada de SnO2. A partir dos tubos de vidro revestidos, foram formados artigos de vidro, que neste exemplo eram frascos tendo um formato tal como o recipiente de vidro mostrado na Figura 1. Uma imagem de MEV em uma escala de 1,00 µm da camada de SnO 2 nos frascos de vidro é mostrada na Figura 9 e uma imagem de MEV em uma escala de 500 nm da camada SnO2 nos frascos de vidro é mostrada na Figura 10. Como pode ser visto nas imagens, a camada de SnO2 se forma como uma camada descontínua na superfície do artigo de vidro. EXEMPLO 2
[00105] Os artigos de vidro revestidos formados de acordo com os artigos de vidro no Exemplo 1 e os artigos de vidro não revestidos formados a partir de tubos de vidro não revestidos foram fortalecidos separadamente por troca iônica em um banho de sal de KNO3 com 0,35% em peso de ácido silícico mantido a cerca de 490 °C por cerca de 5 horas. Neste exemplo, os artigos de vidro eram frascos tendo um formato tal como o recipiente de vidro mostrado na Figura 1. Após a conclusão do processo de troca iônica, foram realizadas três medições para determinar a profundidade de camada e três para determinar a tensão de compressão em dois dos frascos revestidos e dois dos frascos não revestidos e uma profundidade média da camada e uma tensões de compressão média. A tensão de compressão média para os frascos não revestidos foi determinada em 448,42 ± 9,36 MPa e a tensão de compressão média para os frascos revestidos foi determinada em 471,27 ± 6,82 MPa. A profundidade média da camada para os frascos não revestidos foi determinada como sendo 103,51 ± 1,23 µm e a profundidade média da camada para os frascos revestidos foi determinada como sendo 75,09,27 ± 1,10 µm.
[00106] Inesperadamente, observou-se que o fortalecimento por troca iônica dos artigos de vidro poderia ser alcançado com uma camada de agente de acoplamento disposta na superfície do artigo de vidro. Sem desejar estar preso a qualquer teoria específica, acredita-se que o espaço vazio entre as ilhas separadas e distintas da camada descontínua do agente de acoplamento possa facilitar o fortalecimento por troca iônica dos artigos de vidro. Além disso, era inesperado que os frascos de vidro revestidos atingissem uma tensões de compressão superior aos frascos de vidro não revestidos. Foi observado no presente documento que os frascos de vidro revestidos atingiram uma profundidade de camada inferior à profundidade de camada alcançada pelos frascos de vidro não revestidos. Convencionalmente, artigos de vidro fortalecidos são aqueles que têm uma profundidade de camada superior a cerca de 20 µm, com uma profundidade de camada superior a cerca de 90 µm, sendo considerada uma “profundidade profunda de camada”. Portanto, a profundidade de camada dos frascos de vidro revestidos formados neste documento é pelo menos equivalente ou melhor que a profundidade de camada de artigos de vidro reforçados convencionais. EXEMPLO 3
[00107] Os artigos de vidro revestidos formados de acordo com os artigos de vidro no Exemplo 1 e os artigos de vidro não revestidos formados a partir de tubos de vidro não revestidos foram revestidos por imersão em uma solução contendo um material de sacrifício. A solução continha 0,25% em peso do material de sacrifício que era Polissorbato 80. Neste exemplo, os artigos de vidro eram frascos tendo um formato tal como o recipiente de vidro mostrado na Figura 1. Os frascos de vidro foram então colocados em um forno a uma temperatura de cerca de 120 °C por cerca de 10 minutos para volatilizar a água da superfície dos frascos.
[00108] O coeficiente de atrito dos frascos de vidro foi então determinado usando um dispositivo de ensaio de frasco com frasco, conforme descrito neste documento. Os artigos de vidro foram cada um arranhados várias vezes enquanto se aumentava progressivamente a carga de 0 N para 160 N. Os frascos de vidro não revestidos exibiram um coeficiente de atrito médio de 0,06 ± 0,04 na faixa de carga de 0 N a 60 N; exibiram um coeficiente de atrito médio de 0,13 ± 0,08 na faixa de carga de 60 N a 110 N; e exibiram um coeficiente de atrito médio de 0,28 ± 0,14 na faixa de carga de 110 N 1 a 60
N. Em contraste, os frascos de vidro revestidos exibiram um coeficiente de atrito médio de 0,10 ± 0,006 em toda a faixa de carga de 0 N a 160 N.
[00109] Os frascos de vidro revestidos exibiram um coeficiente de atrito médio inferior aos frascos de vidro não revestidos. Assim, foi determinado que as camadas de agente de acoplamento, conforme descritas no presente documento, fornecem as propriedades vantajosas geralmente associadas a revestimentos de baixo atrito, como descrito no presente pedido acima. Além disso, o revestimento da camada de agente de acoplamento com um material de sacrifício aumenta a tolerância a danos do tubo de vidro revestido ao se mover, transportar e/ou manusear o tubo de vidro revestido antes de formar o artigo de vidro revestido a partir do tubo de vidro revestido. Tal tolerância a danos aumentada permite que as camadas de agente de acoplamento, conforme descritas neste documento, mantenham as propriedades vantajosas geralmente associadas a revestimentos de baixo atrito após formar o artigo de vidro revestido a partir do tubo de vidro revestido.
[00110] Embora a presente divulgação inclua um número limitado de modalidades, os técnicos no assunto tendo o benefício desta divulgação apreciarão que outras modalidades podem ser concebidas que não se afastam do escopo da presente divulgação.

Claims (30)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para formar um recipiente de vidro com um revestimento de baixo atrito, caracterizado por compreender: colocar um tubo de vidro em contato com uma solução de agente de acoplamento para formar um tubo de vidro revestido com uma camada de agente de acoplamento, em que o agente de acoplamento compreende um material inorgânico; colocar o tubo de vidro revestido em contato com pelo menos um material de sacrifício para formar uma camada de sacrifício pelo menos parcialmente cobrindo a camada de agente de acoplamento; após colocar o tubo de vidro revestido em contato com pelo menos um material de sacrifício, formar pelo menos um recipiente de vidro revestido a partir do tubo de vidro revestido, o pelo menos um recipiente de vidro revestido compreendendo a camada do agente de acoplamento; fortalecer por troca iônica o pelo menos um recipiente de vidro revestido num banho de sal de troca iônica; e aplicar uma solução de composição química de polímero ao pelo menos um recipiente de vidro revestido para formar um revestimento de baixo atrito.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que colocar o tubo de vidro em contato com uma solução de agente de acoplamento compreende submergir o tubo de vidro numa solução diluída contendo o agente de acoplamento.
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que colocar o tubo de vidro em contato com uma solução de agente de acoplamento compreende a deposição química de vapor de uma solução diluída contendo o agente de acoplamento.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela camada do agente de acoplamento compreender uma espessura menor que cerca de 1 µm.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela camada do agente de acoplamento compreender uma camada descontínua.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo material de sacrifício compreender um lubrificante.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo material de sacrifício ser selecionado a partir do grupo constituído por materiais solúveis em água, materiais insolúveis em água e ácidos graxos.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que formar pelo menos um recipiente de vidro revestido a partir do tubo de vidro revestido compreende ainda remover a camada de sacrifício do tubo de vidro revestido.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo material inorgânico ser selecionado a partir do grupo constituído por titanatos, zirconatos, estanho, titânio e seus óxidos.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo tubo de vidro compreender uma composição de vidro de troca iônica.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo tubo de vidro compreender uma composição de vidro do Tipo 1B.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pela camada de agente de acoplamento estar em contato direto com uma superfície externa do pelo menos um recipiente de vidro revestido.
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que aplicar uma solução de composição química de polímero ao pelo menos um recipiente de vidro revestido compreende colocar a camada de agente de acoplamento diretamente em contato com a solução de composição química de polímero.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pela composição química de polímero ser selecionada a partir do grupo que consiste de poliimidas, polibenzimidazóis, polissulfonas, polieteretercetonas, polieterimidas, poliamidas, polifenilos, polibenzotiazóis, polibenzoxazóis, polibistiazóis, polímeros heterocíclicos poliaromáticos com e sem enchimentos (fillers) orgânicos ou inorgânicos, e suas misturas.
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pela solução de composição química de polímero compreender monômeros polimerizáveis e em que aplicar uma solução de composição química de polímero ao pelo menos um recipiente de vidro revestido compreende ainda curar a solução de composição química de polímero.
16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pela solução de composição química de polímero compreender uma composição polimérica.
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo banho de sal de troca iônica compreender um sal fundido.
18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo sal fundido ser selecionado a partir do grupo constituído por KNO3, NaNO3 e suas combinações.
19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que fortalecer por troca iônica o pelo menos um recipiente de vidro revestido compreende formar uma profundidade de camada no pelo menos um recipiente de vidro de até cerca de 50 µm e uma tensão de compressão de pelo menos 300 MPa.
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que fortalecer por troca iônica o pelo menos um recipiente de vidro revestido compreende manter o pelo menos um recipiente de vidro no banho de sal de troca iônica por menos que 30 horas.
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelos recipientes de vidro revestidos serem selecionados a partir do grupo constituído por frascos, ampolas, cartuchos e corpos de seringa.
22. Artigo de vidro revestido compreendendo uma camada de agente de acoplamento, caracterizado por ser um tubo de vidro compreendendo vidro farmacêutico, e em que o agente de acoplamento compreende um material inorgânico.
23. Artigo de vidro revestido, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pela camada do agente de acoplamento compreender uma espessura menor que cerca de 1 µm.
24. Artigo de vidro revestido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 23, caracterizado pela camada do agente de acoplamento compreender uma camada descontínua.
25. Artigo de vidro revestido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizado por compreender ainda uma camada de sacrifício cobrindo, pelo menos parcialmente, a camada de agente de acoplamento.
26. Artigo de vidro revestido, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pela camada de sacrifício compreender um material de sacrifício compreendendo um lubrificante.
27. Artigo de vidro revestido, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pela camada de sacrifício compreender um material de sacrifício selecionado a partir do grupo constituído por materiais solúveis em água, materiais insolúveis em água e ácidos graxos.
28. Artigo de vidro revestido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 27, caracterizado pelo material inorgânico ser selecionado do grupo constituído por titanatos, zirconatos, estanho, titânio e seus óxidos.
29. Artigo de vidro revestido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 28, caracterizado pelo vidro farmacêutico compreender uma composição de vidro de troca iônica.
30. Artigo de vidro revestido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 29, caracterizado pelo vidro farmacêutico compreender uma composição de vidro do Tipo 1B.
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