CN115298145A - 高效药物灌装线 - Google Patents
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Abstract
公开了通过以增加产率运行灌装线的方式改善药物灌装线效率的方法。方法涉及使用经过强化和涂覆的玻璃瓶来降低瓶外表面的摩擦系数，将药物灌装线设定为大于或等于600个瓶子每分钟的速率以及至少70％的效率运行。在本发明的其他实施方式中，还可以在药物灌装线与玻璃瓶的接触点提供聚合物化学涂层，从而进一步降低瓶子与接触点之间的摩擦以及瓶子与药物灌装线的接触点发生接触的影响。
Description
相关申请的交叉参考
本申请根据35 U.S.C.§119，要求2020年2月25日提交的美国临时申请系列第62/981,257号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本说明书大体上涉及玻璃容器的灌装线，更具体来说，涉及用于储存药物制剂的玻璃容器的灌装线。
背景技术
历史上，因为玻璃具有相对于其它材料的气密性、光学清晰度、和优异的化学耐久性，已将其用作药物包装的优选材料。具体来说，在药物包装中使用的玻璃必须具有足够的化学耐久性，从而不会影响其中所装纳的药物制剂的稳定性。具有合适的化学耐久性的玻璃包括ASTM标准‘IA型’和‘IB型’玻璃组合物中的那些玻璃组合物，其具有久经考验的化学耐久性。
虽然IA型和IB型玻璃组合物常用于药物包装，但是它们确实存在一些缺陷，包括在暴露于药物溶液之后，药物包装的内表面发生玻璃颗粒脱落或“脱层”的倾向性。
此外，在药物封装中(特别是在自动化机械灌装线中)将玻璃用于药物封装还受到玻璃的机械性能的限制。具体来说，玻璃药物封装的制造和灌装中所采用的高加工速度可能导致封装表面上的机械破坏(例如，磨损)，因为封装与加工设备、装卸设备和/或其他封装发生了接触。这种机械破坏显著地降低了玻璃药物封装的强度，导致封装内的药物会变得被玻璃颗粒污染的可能性或者会在玻璃中建立起裂纹的可能性增加，引起封装的完全失效。
随着药物灌装线在机械上变得更快，需要更高的复杂度和精密性来确保容器不发生卡塞、划痕和破损。作为材料的玻璃当其极为干净时，具有高摩擦系数(CoF)的表面，该因素使得这种复杂度被放大。这种场景存在于当基本上所有含碳分子/物质被从玻璃表面去除时的清洗和去热原之后的药物用玻璃。当灌装线堆积区域颈缩时，增加的CoF导致容器卡塞(jam)。这些卡塞可能是短持续时间(微卡塞)，导致容器流动中的间隙增加，这增加了时间损失；或者可能是更严重的卡塞(宏观卡塞)，导致灌装线停止和玻璃破损，需要人工干预来重新启动容器流动。
干净玻璃的高CoF表面还导致强度受限的玻璃颗粒产生机制以及容器表面上的不美观的划痕破坏。这些玻璃颗粒导致对于亚可见和可见颗粒的负担要求。最好的情况下，这导致颗粒以及自动检查期间的不美观的废品，这会使得药品制造工艺产生额外成本。最坏情况下，颗粒没有被检查***鉴别出来并注入患者体内；产生许多不利的健康影响。
由于例如常规硼硅酸盐玻璃瓶与主要是不锈钢灌装线组件之间的高摩擦力，现有的药物灌装线的速率受限。将灌装线的速度增加到高于某一限值(通常对于3mL瓶子来说是550个瓶子每分钟)，由于玻璃破损或卡塞导致线路干预增加，因此导致效率下降。玻璃瓶的失效明显减缓了罐装过程，因为自动灌装线必须停工并在可以继续加工之前清除掉失效的瓶子。这降低了通过自动灌装线每分钟可以加工的瓶子的数量。即使在550个瓶子每分钟(VPM)的标准速度下，实际产率也更接近350-400VPM。
因此，存在对于改进的玻璃容器(其展现出改善的抗脱层性、增加的强度和/或损伤容限)以及改进的灌装线(其降低了灌装过程期间施加到玻璃容器的作用力)的需求，从而可以增加通过自动化灌装线每分钟加工的瓶子的数量。
发明内容
根据第一个实施方式，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。至少主体的内表面可以具有小于或等于10的脱层因子。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置韧性无机涂层。具有韧性无机涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在另一个实施方式中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。至少主体的内表面可以具有小于或等于10的脱层因子。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置瞬时涂层。具有瞬时涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在另一个实施方式中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。至少主体的内表面具有小于或等于10的脱层因子。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置韧性有机涂层。具有韧性有机涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在另一个实施方式中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。可以由根据ASTM标准E438-92的I型B类玻璃形成主体。可以在主体的内表面上布置阻隔涂层，从而玻璃容器中所含的组合物不与主体的内表面发生接触。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置润滑涂层。具有润滑涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在另一个实施方式中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及从外表面延伸到内表面的壁厚度。主体可以具有根据ISO 719标准至少为HGB2或更好的抗水解性。形成主体的玻璃组合物可以不含这样的组成组分，所述组成组分在对应于约200泊至约100千泊粘度的温度形成明显挥发性物质。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置润滑涂层。具有润滑涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在另一个实施方式中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。可以由根据ASTM标准E438-92的I型B类玻璃形成主体。可以在减缓了玻璃组合物中的挥发性物质发生汽化的加工条件下形成主体。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置润滑涂层。具有润滑涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在另一个实施方式中，本文所述的玻璃容器通过设计方案质量提供了增加现有灌装线运行效率的药物主封装选项。玻璃容器通过解决与现有玻璃容器相关的关键问题(即，流动通过设备的不一致性、对无菌环境的人为干预以及自动化检查的功能性废品/不美观废品)增加了有效线路输出。瓶子与灌装线组件之间的摩擦力减小实现了在没有增加线路干预的情况下更快速的瓶速度。结果是可以在没有增加线路干预或者降低灌装线效率的情况下超过600-700个瓶子每分钟的药物灌装线设计。
在另一个实施方式中，灌装线的组件可以涂覆本文所述的材料。然后可以将改进的灌装线用于普通的未经涂覆的玻璃容器或者也可以用于涂覆了如本文所述材料的玻璃容器。优选地，玻璃容器和灌装线组件都会具有小于0.7的摩擦系数。
在以下的具体实施方式中提出了本文所述的玻璃容器的实施方式的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的实施方式而被认识。
要理解的是，前述的一般性描述和下文的具体实施方式都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1示意性显示根据本文所述一个或多个实施方式的玻璃容器的横截面；
图2示意性显示在图1的玻璃容器的一部分侧壁中的压缩应力层；
图3示意性显示由层叠玻璃形成的玻璃容器的一部分侧壁；
图4示意性显示用于对玻璃容器的水平压缩强度进行测试的水平压缩设备；
图5示意性显示根据本文所示和所示一个或多个实施方式的玻璃容器，其具有布置在玻璃容器的至少一部分的内表面上的阻隔涂层；
图6示意性显示具有持久层均匀性的玻璃容器的一部分侧壁；
图7示意性显示具有持久表面均匀性的玻璃容器的一部分侧壁；
图8示意性显示在玻璃容器的外表面上布置了润滑涂层的玻璃容器；
图9示意性显示用于确定两个玻璃容器之间的摩擦系数的测试夹具；
图10示意性显示用于对施加到玻璃容器的涂层的热稳定性进行评估的设备；
图11图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的经涂覆和未经涂覆的瓶子在400-700nm可见光谱中测得的透光率数据；
图12A示意性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的布置在玻璃容器的外表面上的韧性有机润滑涂层；
图12B示意性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的布置在玻璃容器的外表面上的韧性有机润滑涂层；
图13示意性显示可用于形成聚酰亚胺涂层的二胺单体的化学结构；
图14示意性显示可用于形成聚酰亚胺涂层的另一种二胺单体的化学结构；
图15示意性显示可用作施涂到玻璃容器的聚酰亚胺涂层的一些单体的化学结构；
图16图示性显示组成和温度对于IB型玻璃和无硼玻璃的挥发性的影响；
图17示意性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的硅烷与基材粘结的反应步骤；
图18示意性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的聚酰亚胺与硅烷粘结的反应步骤；
图19图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在瓶子的水平压缩测试中的失效概率与施加负荷的函数关系；
图20含有的表格记录了根据本文所示和所述一个或多个实施方式的IB型玻璃瓶以及由经过离子交换和涂覆的参照玻璃组合物形成的瓶子的负荷和测得的摩擦系数；
图21图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在管的四点弯曲中的失效概率与施加的应力的函数关系，所述管是由刚接收状态的参照玻璃组合物形成的，经过离子交换状态(未经涂覆)的参照玻璃组合物形成的，经过离子交换状态(经涂覆和磨损)的参照玻璃形成的，由刚接收状态的IB型玻璃形成的，以及由经过离子交换状态的IB型玻璃形成的。
图22示意性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的用于
800涂层的气相色谱-质谱仪输出数据；
图23示意性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的用于DC806A涂层的气相色谱-质谱仪输出数据；
图24的表格记录了根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在冻干条件下进行测试的不同润滑涂层组合物；
图25的柱状图记录了根据本文所示和所述一个或多个实施方式的裸玻璃瓶和具有硅酮树脂涂层的瓶子在瓶对瓶夹具中测试的摩擦系数；
图26的柱状图记录了根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂覆了APS/PMDA-ODA(聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)(poly(4,4’-oxydiphenylene-pyromellitimide))))聚酰亚胺涂层且在瓶对瓶夹具中的不同施加负荷下磨损了多次的瓶子的摩擦系数；
图27的柱状图记录了根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂覆了APS涂层且在瓶对瓶夹具中的不同施加负荷下磨损了多次的瓶子的摩擦系数；
图28的柱状图记录了根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂覆了APS/PMDA-ODA(聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺))聚酰亚胺涂层且在瓶对瓶夹具中的不同施加负荷下磨损了多次的瓶子在将瓶子暴露于300℃持续12小时之后的摩擦系数；
图29的柱状图记录了根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂覆了APS涂层且在瓶对瓶夹具中的不同施加负荷下磨损了多次的瓶子在将瓶子暴露于300℃持续12小时之后的摩擦系数；
图30的柱状图记录了根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂覆了PMDA-ODA(聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺))聚酰亚胺涂层且在瓶对瓶夹具中的不同施加负荷下磨损了多次的IB型瓶子的摩擦系数；
图31图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂覆了
800的瓶子在冻干之前和之后的摩擦系数；
图32图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂覆了
800的瓶子在高压灭菌之前和之后的摩擦系数；
图33图示性显示对于暴露于不同温度条件的经涂覆的玻璃容器以及对于未经涂覆的玻璃容器的摩擦系数；
图34图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在瓶子的水平压缩测试中的失效概率与施加负荷的函数关系；
图35的表格显示了随着如本文所述施加到玻璃容器的润滑涂层的偶联剂的组成变化的摩擦系数的改变；
图36图示性显示在去热原之前和之后的经涂覆的玻璃容器的摩擦系数、施加的作用力以及摩擦力；
图37图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式在去热原之前和之后的经涂覆的玻璃容器摩擦系数、施加的作用力以及摩擦力；
图38图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在瓶子的水平压缩测试中的失效概率与施加负荷的函数关系；
图39图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式在去热原之前和之后的经涂覆的玻璃容器摩擦系数、施加的作用力以及摩擦力；
图40图示性显示对于不同的去热原条件，经涂覆的玻璃容器的摩擦系数、施加的作用力以及摩擦力；
图41图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在改变热处理时间之后的摩擦系数；
图42图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的经涂覆和未经涂覆的瓶子在400-700nm可见光谱中测得的透光率数据；
图43图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式在去热原之前和之后的经涂覆的玻璃容器摩擦系数、施加的作用力以及摩擦力；
图44图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在瓶子的水平压缩测试中的失效概率与施加负荷的函数关系；
图45是根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂层的显微图；
图46是根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂层的显微图；
图47是根据本文所示和所述一个或多个实施方式的涂层的显微图；
图48图示性显示对于比较例的刚涂覆状态的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系；
图49图示性显示对于比较例的经过热处理的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系；
图50图示性显示对于比较例的刚涂覆状态的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系；
图51图示性显示对于比较例的经过热处理的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系；
图52图示性显示对于具有刚涂覆状态的粘合促进层的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系；
图53图示性显示对于具有刚涂覆状态的粘合促进层的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系；
图54图示性显示对于具有粘合促进层的瓶子在去热原之后的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系；
图55图示性显示对于具有粘合促进层的瓶子在去热原之后的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系；
图56图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在具有粘合促进层的瓶子的水平压缩测试中的失效概率与施加负荷的函数关系；以及
图57图示性显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的在具有粘合促进层的瓶子的水平压缩测试中的失效概率与施加负荷的函数关系。
图58是显示药物灌装线的输出与瓶子加工到线路的速度之间关系的图。
图59是显示未经处理的瓶子以及根据本发明各种方面进行处理的瓶子这两者的灌装线效率与灌装线速度设定之间关系的图。
图60A显示灌装线上发现的摩擦侧和撞击相互作用的示例性图像。
图60B显示灌装线上发现的摩擦侧和撞击相互作用的示例性图像。
具体实施方式
下面详细参考玻璃容器的实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。本文所述的玻璃容器具有选自抗脱层性、改进的强度和增加的抗破坏性的至少两种性能属性。例如，玻璃容器可以具有如下组合：抗脱层性和改进的强度；改进的强度和增加的抗破坏性；或者抗脱层性和增加的抗破坏性。在一个具体实施方式中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。至少主体的内表面可以具有小于或等于10的脱层因子。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置韧性无机涂层。具有韧性无机涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。本文将具体参照附图对具有抗脱层性、改进的强度和增加的抗破坏性的各种组合的玻璃容器进行更详细描述。
在本文所述的玻璃组合物的实施方式中，除非另有说明，否则组成成分(例如SiO2、Al2O3和B2O3等)的浓度具体为基于氧化物的摩尔百分数(摩尔％)。
当用于描述玻璃组合物中的特定组成组分的浓度和/或不存在该特定组成组分时，术语“基本不含”表示没有故意向玻璃组合物中添加该组成组分。然而，玻璃组合物可能含有痕量的该组成组分作为污染物或含有小于0.1摩尔％的不确定量。
如本文所使用，术语“化学耐用性”指的是当暴露于特定化学条件之后，玻璃组合物抵抗降解的能力。具体来说，本文所述的玻璃组合物的化学耐久性可以根据三种建立的材料测试标准进行评估：DIN 12116(日期为2001年3月，题为“Testing of glass—Resistance to attack by a boiling aqueous solution of hydrochloric acid—Method of test and classification(玻璃对于沸腾的盐酸水性溶液侵袭的抗性测试-测试方法和评级)”)；ISO 695:1911(题为“Glass—Resistance to attack by a boilingaqueous solution of mixed alkali—Method of test and classification(玻璃对于沸腾的混合碱性物质的水性溶液侵袭的抗性-测试方法和评级)”；ISO 720:1985(题为“Glass—Hydrolytic resistance of glass grains at 121degrees C—Method of testand classification(在121摄氏度下玻璃对于玻璃颗粒的水解抗性-测试方法和评级)”)；以及ISO 719:1985(题为“Glass—Hydrolytic resistance of glass grains at98degrees C—Method of test and classification(在98摄氏度下玻璃对于玻璃颗粒的水解抗性-测试方法和评级)”)。本文将进一步详细描述各标准以及各标准的评级。作为替代，可以根据USP<660>(题为“Surface Glass Test(表面玻璃测试)”)和或欧洲药典3.2.1(题为“Glass Containers For Pharmaceutical Use(用于药物用途的玻璃容器)”，用于评估玻璃表面的耐久性)来评估玻璃组合物的化学耐久性。
如本文所用，术语“应变点”和“T应变”指的是玻璃的粘度为3x1014泊时的温度。
如本文所用，术语“软化点”指的是玻璃组合物的粘度为1x1076泊时的温度。
用于储存药物和/或其他消费产品的常规玻璃容器可能在灌装、封装和/或运输过程中遭遇到破损。此类破损可能是表面磨伤(scuff)、磨损(abrasion)和/或划痕的形式，当它们足够深的时候，可能导致贯穿裂纹或者甚至玻璃容器的完全失效，从而对玻璃封装的内含物造成损失。
此外，一些常规玻璃容器可能易于发生脱层，特别是当玻璃容器由碱性硼硅酸盐玻璃形成时。脱层指的是这样一种现象，其中，在一系列的浸出、腐蚀和/或风化反应之后，从玻璃表面释放了玻璃颗粒。通常来说，玻璃颗粒是源自包装的内表面的二氧化硅富集的玻璃薄片，其是作为进入包装内所含溶液的改性剂离子的浸出的结果。这些薄片通常可能厚约1nm至约2微米(pm)，宽度大于约50μm。由于这些薄片主要包含二氧化硅，因此在从玻璃表面释放之后，薄片通常不发生进一步分解。
迄今为止，都猜想脱层是由于当玻璃暴露于用于使得玻璃再成形为容器形状的提升温度时碱性硼硅酸盐玻璃中发生的相分离所导致的。
然而，现在相信，来自玻璃容器的内表面的二氧化硅富集的玻璃薄片的脱层是由于玻璃容器在紧接形成之后的组成特性所导致的。具体来说，碱性硼硅酸盐玻璃的高含量二氧化硅导致玻璃具有较高的熔融温度和成形温度。然而，玻璃组合物中的碱性物质和硼酸盐组分在低得多的温度下熔化和/或汽化。具体来说，玻璃中的硼酸盐物质是高度挥发性的，并且在玻璃形成和再成形所需的高温下从玻璃表面发生汽化。
具体来说，玻璃储料在高温且与火焰直接接触的情况下再成形为玻璃容器。以较高装配速度所需的高温导致更多的挥发性硼酸盐物质从玻璃的表面部分蒸发。当在玻璃容器的内部体积中发生这种蒸发时，汽化的硼酸盐物质再沉积在玻璃容器表面的其他区域中，导致玻璃容器表面的组成不均匀性，特别是相对于玻璃容器内部的近表面区域而言(即，处于玻璃容器的内表面或者与玻璃容器的内表面直接相邻的那些区域)。例如，当玻璃管的一端封闭以形成容器的底部或底板时，硼酸盐物质可能从管的底部部分蒸发并且在管中的其他地方重新沉积。材料从容器的踵部分和底板部分发生蒸发特别明显，因为容器的这些区域经受最为广泛的再成形，因而暴露于最高的温度。作为结果，容器暴露于较高温度的区域可能具有二氧化硅富集的表面。容器易受硼沉积影响的其他区域可能在表面处具有硼富集层。易受硼沉积影响的区域所处的温度高于玻璃组合物的退火点但是低于玻璃在再成形过程中所经受的会导致硼结合到玻璃表面上的最高温度。容器中所含的溶液可能使得硼从硼富集层浸出。随着硼富集层从玻璃浸出，保留了高二氧化硅玻璃网络(凝胶)，其在水合过程中的膨胀和应变并最终从表面剥落。
本文所述的玻璃容器缓解了至少两个前述问题。具体来说，玻璃容器具有选自抗脱层性、改进的强度和增加的抗破坏性的至少两种性能属性。例如，玻璃容器可以具有如下组合：抗脱层性和改进的强度；改进的强度和增加的抗破坏性；或者抗脱层性和增加的抗破坏性。本文将进一步详细描述每种性能属性和用于实现性能属性的方法。
现参见图1和2，以截面示意性地显示了用于储存药物制剂的玻璃容器100的一个实施方式。玻璃容器100通常包括主体102。主体102在内表面104和外表面106之间延伸，并且大致包封了内部体积108。在如图1所示的玻璃容器100的实施方式中，主体102大体上包括壁部分110和底板部分112。壁部分110经由踵部分114过渡到底板部分112。主体102具有壁厚度Tw，其在内表面104与外表面106之间延伸，如图1所示。
虽然图1所示的玻璃容器100具有特定的形状形式(即，瓶子)，但是应理解的是，玻璃容器100可具有其他形状形式，包括但不限于，
药筒、注射器、安瓿瓶、瓶、烧瓶、药瓶、管或烧杯等。此外，应理解的是，本文所述的玻璃容器可用于各种应用，包括但不限于，药物包装或者饮料容器等。
强度
仍然参见图1和2，在本文所述的一些实施方式中，主体102包括压缩应力层202，其从主体102的至少一个外表面106延伸进入壁厚度Tw中，达到距离主体102的外表面106为层深度DOL。压缩应力层202通常增加了玻璃容器100的强度，并且还改善了玻璃容器100的损伤容限。具体来说，相比于未经强化的玻璃容器，具有压缩应力层202的玻璃容器通常能够经受住更高程度的表面破坏，例如划痕或者碎片等，而不发生损坏，这是因为压缩应力层202减轻了裂纹从表面破坏传播进入压缩应力层202。
在本文所述的实施方式中，压缩应力层的层深度可以大于或等于约3μm。在一些实施方式中，层深度可以大于10μm或者甚至大于20μm。在一些实施方式中，层深度可以大于或等于约25μm或者甚至大于或等于约30μm。例如，在一些实施方式中，层深度可以大于或等于约25μm且至最高至约150μm。在一些其他实施方式中，层深度可以大于或等于约30μm且小于或等于约150μm。在其他实施方式中，层深度可大于或等于约30μm且小于或等于约80μm。在一些其他实施方式中，层深度可以大于或等于约35μm且小于或等于约50μm。
压缩应力层202通常具有大于或等于150MPa的表面压缩应力(即，在外表面106处测得的压缩应力)。在一些实施方式中，表面压缩应力可以大于或等于200MPa，或者甚至大于或等于250MPa。在一些实施方式中，表面压缩应力可以大于或等于300MPa，或者甚至大于或等于350MPa。例如，在一些实施方式中，表面压缩应力可以大于或等于约300MPa且小于或等于约750MPa。在一些其他实施方式中，表面压缩应力可以大于或等于约400MPa且小于或等于约700MPa。在其他实施方式中，表面压缩应力可以大于或等于约500MPa且小于或等于约650MPa。可以通过FSM(基础应力计)仪器来测量离子交换玻璃制品中的应力。这种仪器使光耦合进入并离开双折射玻璃表面。然后，通过材料常数(应力-光学或光弹性系数(SOC或PEC))将测得的双折射与应力相关联。得到两个参数：最大表面压缩应力(CS)和交换层深度(DOL)。或者，可以采用折射近场应力测量技术来测量压缩应力和层深度。
虽然本文所示和所述的压缩应力层202从外表面106延伸进入主体102的壁厚度Tw，但是应理解的是，在一些实施方式中，主体102还可以包括第二压缩应力层，其从内表面104延伸进入主体102的壁厚度Tw。在这个实施方式中，第二压缩应力层的层深度和表面压缩应力可以绕着主体102的厚度Tw的中心线与压缩应力层202的那些情况成镜像。
可以采用数种不同技术在玻璃容器100的主体102中形成压缩应力层202。例如，在主体102由可离子交换玻璃形成的实施方式中，可以通过离子交换在主体102中形成压缩应力层202。在这些实施方式中，通过将玻璃容器放入熔盐浴中来促进熔融盐中的较大离子与玻璃中的较小离子的交换来形成压缩应力层202。可以采用数种不同交换反应来实现压缩应力层202。在一个实施方式中，浴可以含有熔融KNO3盐，同时形成玻璃容器100的玻璃含有锂离子和/或钠离子。在这个实施方式中，浴中的钾离子与玻璃中较小的锂离子和/或钠离子交换，从而形成压缩应力层202。在另一个实施方式中，浴可以含有NaNO3盐，而形成玻璃容器100的玻璃含有锂离子。在这个实施方式中，浴中的钠离子与玻璃中较小的锂离子发生交换，从而形成压缩应力层202。
在一个具体实施方式中，可以通过将玻璃容器浸入100％KNO3或者KNO3与NaNO3的混合物的熔盐浴中来形成压缩应力层202。例如，在一个实施方式中，熔盐浴可以包含KNO3，具有最高至10％NaNO3。在这个实施方式中，形成容器的玻璃可以包含钠离子和/或锂离子。熔盐浴的温度可以大于或等于350℃且小于或等于500℃。在一些实施方式中，熔盐浴的温度可以大于或等于400℃且小于或等于500℃。在其他实施方式中，熔盐浴的温度可以大于或等于450℃且小于或等于475℃。玻璃容器可以在熔盐浴中保持足以促进盐浴中的较大离子与玻璃中的较小离子发生交换的时间段，并从而实现所需的表面压缩应力和层深度。例如，玻璃可以在熔盐浴中保持大于或等于0.05小时至小于或等于20小时的时间段，从而实现所需的层深度和表面压缩应力。在一些实施方式中，玻璃容器可以在熔盐浴中保持大于或等于4小时且小于或等于约12小时。在其他实施方式中，玻璃容器可以在熔盐浴中保持大于或等于约5小时且小于或等于约8小时。在一个示例性实施方式中，玻璃容器可以在大于或等于约400℃且小于或等于约500℃的温度下在包含100％KNO3的熔盐浴中离子交换持续大于或等于约5小时且小于或等于约8小时的时间段。
通常来说，进行离子交换过程的温度比玻璃的应变点(T应变)低了不止150℃，从而使得由于温度提升导致的应力松弛最小化。然而，在一些实施方式中，在温度大于玻璃的应变点的熔盐浴中形成压缩应力层202。这种类型的离子交换强化在本文被称作“高温离子交换强化”。在高温离子交换强化中，玻璃中较小的离子与来自熔盐浴的较大的离子发生交换，如上文所述。由于在高于应变点的温度下使得较小离子与较大离子发生交换，所得到的应力是释放的或者是“松弛的”。然而，玻璃中的较小离子被较大离子替换在玻璃中产生了这样的表面层，其所具有的热膨胀系数(CTE)低于玻璃的余下部分。随着玻璃冷却，玻璃表面与玻璃余下部分之间的CTE差异产生了压缩应力层202。这种高温离子交换技术特别适用于强化具有复杂几何形貌的玻璃制品(例如，玻璃容器)，并且通常相比于典型离子交换工艺减少了强化过程时间并且还实现了更大的层深度。
仍然参见图1和2，在替代实施方式中，可以通过热回火在玻璃容器100的主体102中引入压缩应力层202。通过加热玻璃容器并使得玻璃表面相对于玻璃本体差异化冷却经由热回火形成压缩应力层。具体来说，快速冷却的玻璃相比于较为缓慢冷却的玻璃具有更大的摩尔体积(或更低的密度)。因此，如果故意使得玻璃表面快速冷却的话，则玻璃表面会具有更大的体积，而玻璃内部(即，玻璃低于外表面的余下部分)必然会以较为缓慢的速率冷却，因为热量必须从本体经由表面逃逸。通过产生从主体102的外表面106进入到壁厚度Tw中的摩尔体积(或者热历史/密度)的连续梯度，产生了压缩应力层202，其具有抛物线应力分布(即，压缩应力随着距离主体102的外表面106的距离的增加而呈抛物线型减小)。相比于离子交换工艺，热回火工艺通常更快且没有那么昂贵。然而，由于热回火工艺导致的表面压缩应力通常低于由于离子交换工艺导致的表面压缩应力。在玻璃容器经过热回火的实施方式中，所得到的压缩应力层从外表面106延伸到层深度DOL，其最高达玻璃容器的壁厚度Tw的22％。例如，在一些实施方式中，DOL可以是壁厚度TW的约5％至约22％或者甚至是壁厚度TW的约10％至约22％。
在典型的热回火过程中，玻璃容器100首先加热到其软化点，这之后，通过流体(例如，喷射气体等)使得主体102的外表面106快速冷却到低于软化点，从而在主体102的外表面106与主体102的余下部分之间产生温度差，如上文所述。主体的外表面106与余下部分之间的温度差产生了从外表面106延伸进入到主体102的壁厚度Tw中的压缩应力层202。例如，可以将玻璃初始加热到比其软化点高了50-150℃，这之后通过直接到玻璃上的流体使得快速冷却到室温。流体可以包括但不限于空气、油类或者油基流体。
先参见图1-3，在另一个实施方式中，玻璃容器100可以由层叠玻璃管形成，这有助于至少在主体102的外表面106中形成压缩应力层202。层叠玻璃100通常包括玻璃芯层204和至少一层玻璃包覆层206a。在图3所示的玻璃容器100的实施方式中，层叠玻璃制品包括一对玻璃包覆层206a、206b。在这个实施方式中，玻璃芯层204通常包括第一表面205a和与第一表面205a相对的第二表面205b。第一玻璃包覆层206a与玻璃芯层204的第一表面205a熔合，以及第二玻璃包覆层206b与玻璃芯层204的第二表面205b熔合。玻璃包覆层206a、206b与玻璃芯层204融合，在玻璃芯层204与玻璃包覆层206a、206b之间不设置任意额外材料，例如粘合剂或涂层等。
在图3所示的实施方式中，玻璃芯层204由具有平均芯热膨胀系数CTE芯的第一玻璃组合物形成，以及玻璃包覆层206a、206b由第二(不同的)玻璃组合物形成，其具有平均热膨胀系数CTE包覆。在本文所述的实施方式中，CTE芯不等于CTE包覆，从而使得在芯层或者包覆层中的至少一个中存在压缩应力层。在一些实施方式中，CTE芯大于CTE包覆，这使得玻璃包覆层206a、206b具有压缩应力，而无需进行离子交换或热回火。在一些其他实施方式中，例如当层叠玻璃包含单个芯层和单个包覆层的时候，CTE包覆可以大于CTE芯，这导致玻璃芯层具有压缩应力，而无需进行离子交换或热回火。
形成玻璃容器的层叠玻璃管可以如美国专利第4,023,953号所述那样形成，其通过引用结合入本文。在实施方式中，形成玻璃芯层204的玻璃是由具有平均热膨胀系数CTE芯的玻璃组合物形成的，其大于玻璃包覆层206a、206b中的任一个的平均热膨胀系数CTE包覆。随着玻璃芯层204以及玻璃包覆层206a、206b冷却，玻璃芯层204与玻璃包覆层206a、206b的平均热膨胀系数差异导致在玻璃包覆层206a、206b中建立压缩应力层。当层叠玻璃用于形成容器时，这些压缩应力层从玻璃容器100的外表面106延伸进入壁厚度TW，并从玻璃容器104的内表面104进入壁厚度TW。在一些实施方式中，压缩应力层可以从玻璃容器的主体的外表面延伸进入到壁厚度TW中，达到的层深度是约1μm至壁厚度TW的约90％。在一些其他实施方式中，压缩应力层可以从玻璃容器的主体的外表面延伸进入到壁厚度TW中，达到的层深度是约1μm至壁厚度TW的约33％。在一些其他实施方式中，压缩应力层可以从玻璃容器的主体的外表面延伸进入到壁厚度TW中，达到的层深度是约1μm至壁厚度TW的约10％。
在形成层叠管之后，可以采用常规的管转变技术将管成形为容器形状。
在从层叠玻璃形成玻璃容器的一些实施方式中，所述至少一个包覆层形成了玻璃容器的主体的内表面，从而使得所述至少一个玻璃包覆层与玻璃容器中储存的产品直接接触。在这些实施方式中，所述至少一个包覆层可以由抗脱层性的玻璃组合物形成，如本文更详细所述的那样。因此，应理解的是，所述至少一个包覆层可以具有小于或等于10的脱层因子，如本文更详细所述的那样。
在另一个替代实施方式中，可以通过向玻璃主体施加涂层对玻璃容器进行强化。例如，可以通过烟炱沉积或者通过气相沉积工艺向玻璃主体的至少一部分外表面施涂无机材料(例如，二氧化钛)的涂层。二氧化钛涂层具有比其所沉积的玻璃低的热膨胀系数。随着涂层和玻璃冷却，二氧化钛的收缩不如玻璃，并且作为结果，玻璃主体的表面处于张力。在这些实施方式中，应理解的是，从涂层的表面而不是从经涂覆的玻璃主体的表面开始测量表面压缩应力和层深度。虽然本文将无机涂层材料描述为包含二氧化钛，但是应理解的是，也考虑具有合适的低的热膨胀系数的其他无机涂层材料。在实施方式中，相对于类似的经涂覆的容器，无机涂层可以具有小于0.7的摩擦系数。无机涂层还可以在大于或等于250℃的温度是热稳定的，如本文进一步所述。
在另一个替代实施方式中，可以通过使得玻璃主体具有高模量涂层(其所具有的热膨胀系数等于或大于下方的玻璃主体)来对玻璃主体进行强化。通过弹性模量差来实现强化，赋予了抗破坏性；而热膨胀系数差异在玻璃表面中赋予了压缩应力(平衡了高模量涂层中的张力)。在这些实施方式中，应理解的是，从玻璃主体的表面而不是从经涂覆的玻璃主体的表面开始测量表面压缩应力和层深度。高模量使得划痕和破损难以引入，并且下方压缩应力层防止了划痕和瑕疵的传播。证实该效果的示例性材料配对是33膨胀硼硅酸盐玻璃上的蓝宝石涂层，或者51膨胀硼硅酸盐玻璃上沉积的氧化锆涂层。
基于上文所述，应理解的是，在一些实施方式中，玻璃容器可以包括至少从主体的外表面延伸进入到玻璃容器的壁厚度中的压缩应力层。相对于不包含压缩应力层的玻璃容器，压缩应力层改善了玻璃容器的机械强度。相比于不包含压缩应力层的玻璃容器，压缩应力层还改善了玻璃容器的损伤容限从而使得玻璃容器能够经受住更大的表面破损(即，划痕、碎片等，其更深入地延伸进入玻璃容器的壁厚度)而不发生失效。此外，还应理解的是，在这些实施方式中，可以通过离子交换，通过热回火，通过从层叠玻璃形成玻璃容器，或者通过向玻璃主体施加涂层，从而在玻璃容器中形成压缩应力层。在一些实施方式中，可以通过这些技术的组合形成压缩应力层。
抗脱层性
在一些实施方式中，玻璃容器100还可以在长期暴露于储存在容器中的某些化学组合物之后是抗脱层的。如上文所述，脱层可能导致在暴露于溶液的延长时间后，二氧化硅富集的玻璃薄片释放到玻璃容器中所含的溶液中。因此，抗脱层性可以表征为在特定条件下暴露于溶液之后，玻璃容器内所含的溶液中存在的玻璃微粒的数量。为了评估玻璃容器对于脱层的长期抗性，采用加速脱层测试。可以对经过离子交换和未经离子交换的这两种玻璃容器进行测试。测试的构成如下：在室温下，清洗玻璃容器1分钟；以及使得容器在约320℃去除热原1小时。这之后，将pH为10的水中的20mM的甘氨酸溶液放入玻璃容器中，80-90％填充，封闭玻璃容器，并且将玻璃容器快速加热至100℃，然后以1度/分钟的升温速率，在2个大气压下从100℃加热至121℃。玻璃容器和溶液在这个温度保持60分钟，以0.5度/分钟的速率冷却至室温，以及重复加热循环和保持。然后将玻璃容器加热至50℃，并在提升的温度条件下保持10天或更多天。在加热之后，将玻璃容器从至少18”的距离跌落到坚硬表面(例如层叠砖地板)上，以驱逐与玻璃容器的内表面弱粘附的任何薄片或颗粒。可以适当地缩放跌落距离，以防止较大尺寸的瓶子由于冲击发生破裂。
这之后，对玻璃容器中所含的溶液进行分析，以确定每升溶液中存在的玻璃颗粒的数量。具体来说，将溶液从玻璃容器直接倒到Millipore Isopore膜过滤器的中心(Millipore#ATTP02500，保持在具有部件#AP1002500和#M000025A0的组件中)，所述膜过滤器与真空吸引器相连，从而在10-15秒内抽取5mL的溶液通过过滤器。这之后，使用另外的5mL水来冲洗去除过滤器介质残留的缓冲液。然后通过差分干涉对比显微镜(DIC)，以反射模式来计数微粒薄片，如光学显微镜和数字成像原理的“Differential interferencecontrast(DIC)microscopy and modulation contrast microscopy(差分干涉对比(DIC)显微镜和调制对比显微镜)”所述(纽约：Wiley-Liss，第153-168页)。视域设定成约为1.5mmx 1.5mm，并且对于大于50μm的颗粒进行人工计数。以3x 3式样，在每个过滤器膜的中心进行9次此类测量，图像之间没有重叠。如果对过滤器介质的较大面积进行分析的话，则可以将结果标准化至等价面积(即，20.25mm2)。用图像分析程序(Media Cybernetic'sImagePro Plus version6.1(媒体控制的图像专业版本6.1+))对从光学显微镜收集的图像进行检查，以对存在的玻璃薄片数量进行测量和计数。这是通过如下方式完成的：通过简单灰度分割，使图像内看上去比背景更暗的所有特征高亮；然后对长度大于25微米的所有高亮特征的长度、宽度、面积和周长进行测量；然后从数据去除任意明显非玻璃的颗粒；然后将测量数据输出到电子数据表。然后，提取所有长度大于25微米且比背景更亮的所有特征并进行测量；对长度大于25微米的所有高亮特征的长度、宽度、面积、周长和X-Y纵横比进行测量；从数据去除任何明显的非玻璃颗粒；以及将测量数据附到之前输出的电子数据表中的数据。然后通过特征长度对电子数据表内的数据进行分类，并根据尺寸打包。记录的结果是长度大于50微米的特征。然后分别对这些组进行计数，并且记录每个样品的计数。
测试最少100mL的溶液。因此，可以将来自多个小容器的溶液倒在一起得到总量为100mL的溶液。对于体积大于10mL的容器，对相同加工条件下的相同玻璃组合物形成的10个容器的瓶子重复测试，对于10个容器的颗粒计数结果取平均，以确定平均颗粒计数。或者，在小容器的情况下，对10个瓶子系列重复测试，每个进行分析并且对多个系列的颗粒计数取平均，以确定每个系列的平均颗粒计数。多个容器上的颗粒计数的平均化考虑了单个容器的脱层行为的潜在变化性。表1总结了进行测试的样品体积和容器数量的一些非限制性例子：
表1：示例性测试试样的表格
应理解的是，前述测试用于鉴定由于脱层而从玻璃容器的内壁脱落的颗粒，而非由于成形工艺存在于容器中的流质颗粒(tramp particle)或者由于溶液与玻璃之间的反应结果从玻璃容器装纳的溶液沉淀出来的颗粒。具体来说，脱层颗粒与流质玻璃颗粒的不同之处可以是基于颗粒的纵横比(即，颗粒的最大长度与颗粒的厚度之比，或者最大尺度与最小尺度之比)。脱层产生的颗粒薄片或薄片是不规则形状的，并且通常来说，最大长度大于约50μm但是常常大于约200p.m。薄片的厚度通常大于约100nm并且可以大到约1μm。因此，薄片的最小纵横比通常大于约50。纵横比可以大于约100，并且有时候大于约1000。相反地，流质玻璃颗粒通常会具有小于约3的低纵横比。因此，可以基于用显微镜观察期间的纵横比，来将由于脱层的颗粒与流质颗粒区分开来。其他常见的非玻璃颗粒包括：头发、纤维、金属颗粒、塑料颗粒和其他污染物，并且因此在检查过程中排除了它们。可以通过对测试容器的内部区域进行评估来完成对结果的确定。在观察之后，记录表层腐蚀/蚀损/薄片去除的证据，如药物科学期刊(Journal of Pharmaceutical Sciences)，101(4)，2012，第1378-1384页的“Nondestructive Detection of Glass Vial Inner Surface Morphology withDifferential Interference Contrast Microscopy(用差分干涉对比显微镜对玻璃瓶的内表面形态进行非破坏性检测)”所述。
在加速脱层测试之后存在的颗粒数量可以用于建立测试的瓶组的脱层因子。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于10个每次实验，被视为具有脱层因子10。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于9个每次实验，被视为具有脱层因子9。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于8个每次实验，被视为具有脱层因子8。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于7个每次实验，被视为具有脱层因子7。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于6个每次实验，被视为具有脱层因子6。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于5个每次实验，被视为具有脱层因子5。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于4个每次实验，被视为具有脱层因子4。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于3个每次实验，被视为具有脱层因子3。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于2个每次实验，被视为具有脱层因子2。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒平均小于1个每次实验，被视为具有脱层因子1。在加速脱层测试之后，对于实验的玻璃容器，最小长度约为50μm且纵横比大于约50的玻璃颗粒为0的每次实验，被视为具有脱层因子0。因此，应理解的是，脱层因子越低，玻璃容器对于脱层的抗性越好。在本文所述的一些实施方式中，至少玻璃容器的主体的内表面具有10或更低的脱层因子(例如，脱层因子为3、2、1或0)。在一些其他实施方式中，玻璃容器的整个主体(同时包括内表面和外表面)具有10或更低的脱层因子(例如，脱层因子为3、2、1或0)。
在一些实施方式中，可以通过形成的玻璃容器具有在主体的内表面上的阻隔涂层使得阻隔涂层为主体的内表面来形成脱层因子为10或更低的玻璃容器。例如，参见图5，示意性显示玻璃容器100，其具有沉积在主体100的至少一部分内表面104上的阻隔涂层131。阻隔涂层131不发生脱层或者任意其他方式降解，并且防止了储存在玻璃容器100的内部体积108中的产品(例如，药物组合物等)与主体102的内表面104发生接触，从而减轻了玻璃容器的脱层。阻隔涂层通常对于水性溶液是不可渗透的，是不溶于水的，并且是水解稳定的。
在本文所述的一些实施方式中，阻隔涂层131是韧性无机涂层，其永久性地粘附到玻璃容器100的内表面104。阻隔涂层131可以是金属氮化物涂层、金属氧化物涂层、金属硫化物涂层、SiO2、钻石状碳化物、石墨烯或者碳化物涂层。例如，在一些实施方式中，韧性无机涂层可以由以下至少一种金属氧化物形成，例如：Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO、SiO2、Ta2O5、Nb2O5、Cr2O3、V2O5、ZnO或HfO2。在一些其他实施方式中，韧性无机涂层可以由以下金属氧化物中的两种或更多种的组合形成，例如：Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO、SiO2、Ta2O5、Nb2O5、Cr2O3、V2O5、ZnO或HfO2。在一些其他实施方式中，阻隔涂层131可以包括沉积在玻璃容器的内表面上的第一金属氧化物的第一层以及沉积在第一层上的第二金属氧化物的第二层。在这些实施方式中，可以采用各种沉积技术来沉积阻隔涂层131，包括但不限于：原子层沉积、化学气相沉积以及物理气相沉积等。或者，可以通过一种或多种液体施涂技术来施涂阻隔涂层，例如：浸涂、喷涂或等离子体涂覆。喷涂技术可以包括：高体积低压力(HVLP)和低体积低压力(LVLP)喷涂、静电喷涂、无气喷涂、超声雾化的无气喷涂、气溶胶喷涂以及喷墨喷涂。等离子体涂覆技术可以包括标准一次和二次等离子体涂覆、微波辅助等离子体涂覆以及大气等离子体涂覆等。
虽然本文将阻隔涂层131的实施方式描述为包含无机材料，但是应理解的是，在一些实施方式中，阻隔涂层131可以是有机涂层。例如，在阻隔涂层131是有机涂层的实施方式中，有机涂层可以包括：聚苯并咪唑、聚双噁唑、聚双噻唑、聚醚酰亚胺、聚喹啉、聚噻吩、亚苯基硫化物、聚砜、聚氰脲酸酯、聚对二甲苯、氟化聚烯烃(包括聚四氟乙烯和其他氟取代的聚烯烃)、全氟烷氧基聚合物、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺、环氧化物、多酚、聚氨酯丙烯酸酯、环烯烃共聚物和环烯烃聚合物、聚烯烃(包括聚乙烯、氧化聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯/丙烯共聚物、聚乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚萜烯、聚酸酐、据马来酸酐、聚甲醛、聚缩醛和聚缩醛的共聚物、二甲基或二苯基或甲基/苯基混合物的聚硅氧烷、全氟化硅氧烷和其他取代硅氧烷、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酯、石蜡和蜡，或其各种组合。在一些实施方式中，用作阻隔涂层131的有机涂层可以包含二甲基、二苯基或者甲基/苯基混合物的聚硅氧烷。或者，有机涂层可以是聚碳酸酯或者聚对苯二甲酸乙二醇酯。在一些实施方式中，阻隔涂层131可以由包含一种或多种前述聚合物和/或共聚物的层状结构形成。
阻隔涂层可以与由任意玻璃组合物形成的玻璃容器联用。然而，阻隔涂层特别好地适用于由在形成为玻璃容器之后不展现出抗脱层性的玻璃组合物形成的玻璃容器。此类玻璃组合物可以包括但不限于根据ASTM标准E438-92(2011)，题为“StandardSpecification for Glasses in Laboratory Apparatus(实验室设备中的玻璃的标准规格)”指定为I型A类、I型B类和II型玻璃组合物的那些玻璃组合物。此类玻璃组合物可以具有根据ASTM标准所要求的化学耐久性，但是不展现出抗脱层性。例如，下表2列出了不展现出抗脱层性的I型B类玻璃组合物的数个非限制性例子。由此，本文所述的阻隔涂层可以至少用于由这些组合物形成的容器的内表面，从而容器具有10或更低的脱层因子。
表2：示例性I型B类玻璃组合物
在一些替代实施方式中，通过如下方式实现脱层因子为10或更低的玻璃容器：形成玻璃容器使得玻璃容器具有均匀的组成特性，这进而降低了玻璃容器易于发生脱层的可能性，如2013年6月7日提交的题为“Delamination Resistant Glass Containers(抗脱层性玻璃容器)”且归属于康宁有限公司的共同待审的美国专利申请序列号13/912,457所述。具体来说，相信玻璃容器的脱层可能至少部分是由于至少是在玻璃容器内部中的玻璃组合物的非均质性所导致的，如上文所述。使得此类组成非均质性最小化产生了脱层因子为10或更低的玻璃容器。
现参见图1和6，在一些实施方式中，本文所述的玻璃容器在壁部分、踵部分和底板部分的每一个中的玻璃容器102的厚度上具有均质组成，从而至少主体的内表面104具有10或更小的脱层因子。具体来说，图6示意性显示玻璃容器100的壁部分110的部分横截面。玻璃容器100的玻璃主体102具有：内部区域120，其从玻璃容器100的低于内表面104约10nm处(图6中标记为DLR1)延伸进入壁部分110的壁厚度，到达距离玻璃容器的内表面104的深度DLR2。由于实验伪影，从低于内表面104约10nm处开始延伸的内部区域在组成上与低于表面最开始5-10nm处是不同的。在确定玻璃组成的动态二次离子质谱(DSIMS)分析的开始时，最开始5-10nm没有被包含在分析中，原因是以下三点考虑：由于不定碳所导致的离子从表面的可变溅射速率；部分由于可变溅射速率而建立的稳态电荷；以及在建立稳态溅射条件的同时物质的混合。作为结果，排除了分析的最开始的两个数据点。因此，应理解的是，内部区域120的厚度TLR等于深度DLR2-DLR1。内部区域中的玻璃组合物具有持久层均匀性，这结合内部区域的厚度TLR足以防止在长期暴露于玻璃容器的内部体积所含的溶液之后玻璃主体发生脱层。在一些实施方式中，厚度TLR是至少约100nm。在一些实施方式中，厚度TLR是至少约150nm。在一些实施方式中，厚度TLR至少是约200nm或者甚至约250nm。在一些实施方式中，厚度TLR至少是约300nm或者甚至约350nm。在其他实施方式中，厚度TLR是至少约500nm。在一些实施方式中，内部区域120可以延伸到至少约1μm或者甚至至少约2um的厚度TLR。
虽然本文将内部区域描述为从低于玻璃容器100的内表面104的10nm处延伸进入壁部分110的厚度中到达距离玻璃容器的内表面104为深度DLR2处，但是应理解的是，其他实施方式也是可以的。例如，假设尽管具有如上文所述的实验伪影，但是具有持久层均质性的内部区域实际上可以从玻璃容器100的内表面104延伸进入壁部分的厚度中。因此，在一些实施方式中，厚度TLR可以从内表面104延伸到深度DLR2。在这些实施方式中，厚度TLR可以是至少约100nm。在一些实施方式中，厚度TLR是至少约150nm。在一些其它实施方式中，厚度TLR至少是约200nm或者甚至约250nm。在一些实施方式中，厚度TLR至少是约300nm或者甚至约350nm。在其他实施方式中，厚度TLR是至少约500nm。在一些实施方式中，内部区域120可以延伸到至少约1μm或者甚至至少约2um的厚度TLR。
在形成玻璃容器使得玻璃容器具有持久层均质性的实施方式中，短语“持久层均质性”表示内部区域中的玻璃组合物的组成组分(例如，SiO2、Al2O3、Na2O等)的浓度相对于含有内部区域的玻璃层的厚度中点处的该相同组成组分的浓度变化的量不会导致玻璃主体在长期暴露于玻璃容器中所含的溶液之后发生脱层。例如，在玻璃容器由单种玻璃组合物形成的实施方式中，玻璃主体含有单层玻璃，以及将内部区域中的组成组分的浓度与沿着中点线MP的点处的该相同组分的浓度进行对比(所述中点线MP将内表面104与外表面106之间的玻璃主体均匀地一分为二)，来确定是否存在持久层均质性。然而，在玻璃容器由层叠玻璃形成的实施方式中(其中，层叠玻璃的玻璃包覆层形成玻璃容器的内表面)，将内部区域中的组成组分的浓度与沿着中点线的点处的该相同组分的浓度进行对比(所述中线点将形成玻璃容器的内表面的玻璃包覆层均匀地一分为二)。在本文所述的实施方式中，玻璃主体的内部区域中的持久层均质性使得内部区域120中的玻璃组合物的每种组成组分的层浓度的极值(即，最小值或最大值)大于或等于含有内部区域120的玻璃层的中点处的该相同组成组分的约80％且小于或等于约120％。如本文所用，持久层均质性指的是玻璃容器处于刚形成状态或者在应用到至少玻璃容器的内表面的一种或多种表面处理(例如，蚀刻等)之后的玻璃容器的状态。在其他实施方式中，玻璃主体的内部区域中的持久层均质性使得内部区域120中的玻璃组合物的每种组成组分的层浓度的极值大于或等于含有内部区域120的玻璃层的厚度中点处的该相同组成组分的约90％且小于或等于约110％。在其他实施方式中，玻璃主体的内部区域中的持久层均质性使得内部区域120中的玻璃组合物的每种组成组分的层浓度的极值大于或等于含有内部区域120的玻璃层的玻璃厚度中点处的该相同组成组分的约92％且小于或等于约108％。在一些实施方式中，持久层均质性排除了以小于约2摩尔％的量存在的玻璃组合物的组成组分。
如本文所用，术语“刚形成状态”指的是已经从玻璃储料形成玻璃容器之后但是在容器暴露于任何额外加工步骤(例如，离子交换强化、涂覆或者硫酸铵处理等)之前的玻璃容器100的组成。在一些实施方式中，术语“刚形成状态”包括玻璃容器已经形成并暴露于选择性地去除至少全部或者一部分的玻璃容器的内表面的蚀刻处理之后的玻璃容器100的组成。在本文所述的实施方式中，通过在感兴趣的区域中，贯穿玻璃主体的厚度收集组成样品，采用动态二次离子质谱(DSIMS)来确定玻璃组合物中的组成组分的层浓度。在本文所述的实施方式中，从玻璃主体102的内表面104的区域取样组成曲线。取样区域的最大面积是1mm2。这种技术得到对于取样区域的玻璃中的物质的组成分布相对于距离玻璃主体的内表面的深度的关系。
如上文所述，形成具有持久层均质性的玻璃容器通常改善了玻璃容器的抗脱层性。具体来说，提供均质组成的内部区域(即，内部区域中的组成组分的浓度极值是含有内部区域的玻璃层的厚度中点处的该相同组成组分的+/-20％之内)，这避免了玻璃组合物可能易受到浸出影响的组成组分的局部化集中，这进而减轻了在这些组成组分从玻璃表面浸出事件中从玻璃容器的内表面发生玻璃颗粒的损失。
如本文所注意到的，处于刚形成状态的具有持久层均质性的容器不含施涂到玻璃主体的内表面的涂层(包括无机和/或有机涂层)。因此，应理解的是，玻璃容器的主体是由基本一致的组成形成的，其从主体的内表面延伸到至少250nm或者甚至至少300nm的深度。术语“一致的组成”指的是这样一种情况：主体从内表面延伸进入主体厚度到达至少250nm或者甚至至少300nm的深度的玻璃是单种材料组成，这是相比于具有相同或不同组成的涂层材料施涂到另一种材料而言。例如，在一些实施方式中，容器主体可以由单种玻璃组合物构成。在其他实施方式中，容器主体可以由层叠玻璃构成，从而主体的内表面具有一致的组成，其从内表面延伸到至少250nm或者甚至至少300nm的深度。玻璃容器可以包括内部区域，其从内表面或者比内表面低10nm处延伸到至少100nm的深度，如上文所述。这个内部区域可以具有持久层均质性。
现参见图1和7，在一些实施方式中，本文所述的玻璃容器还可以在主体102的内表面上具有均质表面组成从而当玻璃容器处于刚形成状态时，至少使得主体102的内表面104(包括壁部分中、踵部分中以及底板部分中)具有10或更小的脱层因子。图7示意性显示玻璃容器100的壁部分110的部分横截面。玻璃容器100具有在玻璃容器的整个内表面104上延伸的表面区域130。表面区域130具有深度DSR，其从玻璃容器100的内表面104朝向外表面延伸进入玻璃主体的厚度中。因此，应理解的是，表面区域130的厚度TSR等于深度DSR。在一些实施方式中，表面区域延伸到距离玻璃容器100的内表面104至少约10nm的深度DSR。在一些其他实施方式中，表面区域130可以延伸到至少约50nm的深度DSR。在一些其他实施方式中，表面区域130可以延伸到约10nm至约50nm的深度DSR。因此，应理解的是，表面区域130延伸的深度比内部区域120浅。表面区域的玻璃组合物具有持久表面均匀性，这结合内部区域的深度DSR足以防止在长期暴露于玻璃容器的内部体积所含的溶液之后玻璃主体发生脱层。
在本文所述的实施方式中，短语“持久表面均质性”表示是玻璃组合物在表面区域中的离散点处的组成组分(例如，SiO2、Al2O3、Na2O等)的浓度相对于表面区域中的任意第二离散点处的该相同组成组分的浓度的变化量不会导致在长期暴露于玻璃容器中所含的溶液之后玻璃主体发生脱层。在本文所述的实施方式中，表面区域中持久层均质性使得，当玻璃容器100处于刚形成状态时，对于玻璃容器的内表面104上的离散点，在离散点处的表面区域130中的每种组成组分的表面浓度的极值(即最小值或最大值)大于或等于玻璃容器100的内表面104上的任意第二离散点处的表面区域130中的该相同组成组分的约70％且小于或等于约130％。例如，图7显示壁部分110的内表面104上的三个离散点(A、B和C)。每个点与相邻点分隔至少约3mm。在“A”点处，表面区域130中的每种组成组分的表面浓度的极值大于或等于在“B”和“C”点处的表面区域130中的该相同组成组分的约70％且小于或等于约130％。当涉及容器的踵部分时，离散点可以近似处在踵顶点的中心，相邻点位于沿着容器的底板部分和沿着容器的壁部分距离踵顶点至少3mm，点之间的距离受到容器的半径和侧壁高度的限制(即，侧壁转变为容器肩部的点)。
在一些实施方式中，表面区域中持久表面均质性使得，对于玻璃容器100的内表面104上的任意离散点，在表面区域130中的玻璃组合物的每种组成组分的表面浓度的极值大于或等于玻璃容器100的内表面104上的任意第二离散点处的表面区域130中的该相同组成组分的约75％且小于或等于约125％。在一些其他实施方式中，表面区域中持久表面均质性使得，对于玻璃容器100的内表面104上的任意离散点，在表面区域130中的玻璃组合物的每种组成组分的表面浓度的极值大于或等于玻璃容器100的内表面104上的任意第二离散点处的表面区域130中的该相同组成组分的约80％且小于或等于约120％。在其他实施方式中，表面区域中持久表面均质性使得，对于玻璃容器100的内表面104上的任意离散点，在表面区域130中的玻璃组合物的每种组成组分的表面浓度的极值大于或等于玻璃容器100的内表面104上的任意第二离散点处的表面区域130中的该相同组成组分的约85％且小于或等于约115％。在本文所述的实施方式中，通过X射线光电子谱测量表面区域中的玻璃组合物的组成组分的表面浓度。在一些实施方式中，表面区域中持久表面均质性排除了以小于约2摩尔％的量存在的玻璃组合物的组成组分。
表面区域130中的玻璃组成组分的表面浓度的均质性通常是玻璃组合物发生脱层和从玻璃容器100的内表面104脱落玻璃颗粒的倾向性的表征。
当玻璃组合物在表面区域130中具有持久表面均质性时(即，当在内表面104上的离散点处的表面区域130中的玻璃组成组分的表面浓度的极值与内表面104上的任意第二离散点处的表面区域130中的该相同组成组分相差在+/-30％之内时)，玻璃组合物具有改善的抗脱层性。
可以采用各种技术实现具有持久层均质性和/或持久表面均质性的玻璃容器。例如，在一些实施方式中，至少对玻璃容器的主体102的内表面104进行蚀刻，这产生了具有持久层均质性和/或持久表面均质性的玻璃容器，从而至少使得玻璃容器的内表面具有10或更小的脱层因子。具体来说，如上文所述，相信在容器形成过程中，从来自玻璃的物质挥发以及挥发物质的后续重新沉积是导致脱层的一个机制。玻璃容器的内表面上的挥发并重新沉积物质的薄表皮在组成上是非均质的，并且对于水解是无力的，从而在暴露于药物组合物的过程中使得碱性物质和硼物质从表皮快速贫瘠。这种行为留下了具有高表面积的二氧化硅富集层。将这种二氧化硅富集层暴露于药物组合物导致层溶胀并最终从主体的内表面剥落(即，脱层)。然而，对玻璃容器的主体的内表面进行蚀刻去除了这种薄表皮层并至少为玻璃容器的主体的内表面赋予了持久层均质性和/或持久表面均质性。
在本文所述的一些实施方式中，玻璃容器的主体经过蚀刻从而从玻璃主体的内表面去除以一层玻璃材料。蚀刻足以去除挥发并再沉积的物质的薄表皮层，从而至少为玻璃容器的主体的内表面提供了持久层均质性和/或持久表面均质性的玻璃容器，至少使得玻璃容器的内表面具有10或更小的脱层因子。例如，在一些实施方式中，玻璃容器的主体经过蚀刻从而从玻璃主体的内表面去除深度为1μm或者甚至1.5μm的玻璃材料。在一些其他实施方式中，可以对玻璃容器的主体进行蚀刻从而去除玻璃材料达到超过1.5μm的深度，包括但不限于：2μm、3μm或者甚至5μm。在这些实施方式中，至少玻璃容器的内表面可以由符合题为“Standard Specification for Glasses in Laboratory Apparatus(实验室设备中的玻璃的标准规格)”的ASTM标准E438-92(2011)的I型A类(IA型)或I型B类(IB型)玻璃要求的玻璃组合物形成。硼硅酸盐玻璃符合I型(A类或B类)标准，并且常用于药物包装。硼硅酸盐玻璃的例子包括但不限于，
7740、7800，Wheaton 180、200和400，Schott
Schott
N-51A，以及Gerresheimer GX-51Flint等。
在一个实施方式中，可以通过将玻璃容器的内表面暴露于酸溶液或者酸溶液的组合来完成蚀刻。酸溶液可以包括但不限于：硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、氢溴酸和磷酸。例如，酸溶液可以包括1.5M盐酸与0.9M硫酸的混合物。这些酸溶液有效地去除了挥发并再沉积的有机溶液的薄表皮层而没有在玻璃容器的内表面上留下贫瘠的“沥滤层”。或者，可以通过将玻璃容器的内表面暴露于碱溶液或者碱溶液的组合来完成蚀刻。合适的碱溶液包括例如：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵，或其组合。或者，可以通过依次暴露于酸溶液然后暴露于碱溶液(反之亦可)来完成蚀刻。
虽然本文描述了一种具体的蚀刻处理，但是应理解的是，也可以使用其他蚀刻处理。例如，也可也使用美国专利第2,106,744号、美国专利公开第2011/0165393号、美国专利公开第2013/0122306号、以及美国专利公开第2012/0282449号所公开的蚀刻处理来至少对玻璃容器的内表面进行蚀刻。
在其他实施方式中，可以通过如下方式为玻璃容器提供持久层均质性和/或持久表面均质性：由玻璃组合物形成玻璃容器，其中，玻璃组合物的组成组分在从玻璃储料再成形玻璃容器至所需容器形状所要求的温度下形成具有较低蒸汽压的物质(即，具有低挥发性的物质)。因为这些组成组分在再成形温度形成具有较低蒸汽压的物质，组成组分较不可能是挥发性的和从玻璃表面蒸发，从而形成的玻璃容器在玻璃容器的内表面上和玻璃容器的厚度上具有组成均匀表面。
玻璃组合物的某些组成组分可能在玻璃成形和再成形温度是足够挥发性的，这进而可能导致组成非均质性和后续脱层。玻璃组合物的成形和再成形温度通常对应于玻璃组合物的粘度是约200泊至约100千泊的温度。因此，在一些实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物不含这样的组成组分，所述组成组分在对应于约200泊至约100千泊粘度的温度形成具有明显挥发性的物质(即，形成平衡分压大于约10-3atm的气相物质)。在一些实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物不含这样的组成组分，所述组成组分在对应于约1泊至约50千泊粘度的温度具有明显挥发性。在一些其他实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物不含这样的组成组分，所述组成组分在对应于约1泊至约20千泊粘度的温度具有明显挥发性。在一些其他实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物不含这样的组成组分，所述组成组分在对应于约1泊至约10千泊粘度的温度具有明显挥发性。不希望受限于理论，在这些条件下具有明显挥发性的化合物包括但不限于：硼和硼的化合物、磷和磷的化合物、锌和锌的化合物、氟和氟的化合物、氯和氯的化合物、锡和锡的化合物以及钠和钠的化合物。
在本文所述的一些实施方式中，通常从铝硅酸盐玻璃组合物(例如，碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱土铝硅酸盐玻璃组合物)形成玻璃容器。如上文所注意到的，玻璃中的含硼物质在用于玻璃成形和再成形的升高的温度下是高度挥发性的，这导致所得到的玻璃容器的脱层。此外，含硼玻璃组合物还易于发生相分离。因此，在本文所述的实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物中的硼浓度受到限制，以同时减轻脱层和相分离。在一些实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物包含小于或等于约1.0摩尔％的硼氧化物和/或含硼化合物，包括但不限于B2O3。在这些实施方式的一些中，玻璃组合物中的硼的氧化物和/或含硼化合物的浓度可以小于或等于约0.5摩尔％、小于或等于约0.4摩尔％或者甚至小于或等于约0.3摩尔％。在这些实施方式的一些中，玻璃组合物中的硼的氧化物和/或含硼化合物的浓度可以小于或等于约0.2摩尔％或者甚至小于或等于约0.1摩尔％。在一些其他实施方式中，玻璃组合物基本不含硼和含硼化合物。
类似于硼，磷通常在玻璃组合物中形成在用于玻璃成形和再成形的升高的温度下具有高度挥发性的物质。由此，玻璃组合物中的磷会导致最终玻璃容器的组成非均质性，这进而可能导致脱层。因此，在本文所述的实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物中的磷和含磷化合物(例如P2O5等)浓度受到限制，以减轻脱层。在一些实施方式中，制造玻璃容器的玻璃组合物包含小于或等于约0.3摩尔％的磷的氧化物和/或含磷化合物。在这些实施方式的一些中，玻璃组合物中的磷的氧化物和/或含磷化合物的浓度可以小于或等于约0.2摩尔％或者甚至小于或等于约0.1摩尔％。在一些其他实施方式中，玻璃组合物基本不含磷和含磷化合物。
类似于硼和磷，锌通常在玻璃组合物中形成在用于玻璃成形和再成形的升高的温度下具有高度挥发性的物质。由此，玻璃组合物中的锌会导致最终玻璃容器的组成非均质性，这进而可能导致脱层。因此，在本文所述的实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物中的锌和含锌化合物(例如ZnO等)浓度受到限制，以减轻脱层。在一些实施方式中，制造玻璃容器的玻璃组合物包含小于或等于约0.5摩尔％的锌的氧化物和/或含锌化合物。在一些其他实施方式中，制造玻璃容器的玻璃组合物包含小于或等于约0.3摩尔％的锌的氧化物和/或含锌化合物。在这些实施方式的一些中，玻璃组合物中的锌的氧化物或者含锌化合物的浓度可以小于或等于约0.2摩尔％或者甚至小于或等于约0.1摩尔％。在一些其他实施方式中，玻璃组合物基本不含锌和含锌化合物。
铅和铋也在玻璃组合物中形成在用于玻璃成形和再成形的升高的温度下具有高度挥发性的物质。因此，在本文所述的实施方式中，形成玻璃容器的玻璃组合物中的铅、铋、含铅化合物和含铋化合物的浓度受到限制，以减轻脱层。在一些实施方式中，铅的氧化物、铋的氧化物、含铅化合物和/或含铋化合物在玻璃组合物中分别以小于或等于约0.3摩尔％的浓度存在。在一些实施方式中，铅的氧化物、铋的氧化物、含铅化合物和/或含铋化合物在玻璃组合物中分别以小于或等于约0.2摩尔％的浓度或者小于约0.1摩尔％的浓度存在。在一些其他实施方式中，玻璃组合物基本不含铅和/或铋以及含铅和/或铋的化合物。
含氯、氟以及锡氧化物的物质在用于玻璃成形和再成形的升高的温度下也是高度挥发性的。因此，在本文所述的实施方式中，氯、氟和锡氧化物以及含锡、氯或氟的化合物在玻璃组合物中以不影响所得到的玻璃的抗脱层性的浓度存在。具体来说，氯、氟和锡氧化物以及含锡、氯或氟的化合物在形成玻璃容器的玻璃组合物中以小于或等于约0.5摩尔％或者甚至小于或等于约0.3摩尔％的浓度存在。在一些实施方式中，玻璃组合物基本不含锡、氯和氟以及含锡、氯或氟的化合物。
虽然如上文所述，玻璃容器的一些实施方式可能不含易于挥发的组成组分，但是在某些其他实施方式中，玻璃容器可以由包含这些挥发性组成组分的玻璃组合物形成，例如当玻璃容器包含阻隔层时。
形成容器的玻璃组合物不是相分离的。如本文所用，术语“相分离”指的是玻璃组合物分离呈分开的相，每个相具有不同的组成特性。例如，通常已知碱性硼硅酸盐玻璃在升高的温度下(例如，成形温度和再成形温度)相分离成为硼富集相和二氧化硅富集相。在本文所述的一些实施方式中，玻璃组合物中的硼的氧化物的浓度是足够低的(即，小于或等于约1.0摩尔％)从而玻璃组合物不发生相分离。
在一个示例性实施方式中，玻璃容器是由抗脱层玻璃组合物形成的，例如，2012年10月25日提交的题为“Alkaline Earth Alumino-Silicate Glass Compositions withImproved Chemical and Mechanical Durability(具有改进的化学耐用性和机械耐用性的碱土铝硅酸盐玻璃组合物)”的美国专利申请序列号13/660,141所述的碱土铝硅酸盐玻璃组合物，其全文通过引用结合入本文(代理人卷宗号SP11-241)。这个第一示例性玻璃组合物通常包含SiO2、Al2O3、至少一种碱土氧化物、以及至少包括Na2O和K2O的碱性氧化物的组合。在一些实施方式中，玻璃组合物还可以不含硼和含硼化合物。这些组分的结合使得能形成这样的玻璃组合物，所述玻璃组合物是耐化学降解的且还适于通过离子交换化学强化。在一些实施方式中，玻璃组合物还可以包含少量的一种或多种额外氧化物，例如SnO2、ZrO2或者ZnO等。可以添加这些组分作为澄清剂和/或用来进一步增强玻璃组合物的化学耐用性。
在第一示例性玻璃组合物的实施方式中，玻璃组合物通常包含SiO2的量大于或等于约65摩尔％且小于或等于约75摩尔％。在一些实施方式中，玻璃组合物中存在的SiO2的量大于或等于约67摩尔％且小于或等于约75摩尔％。在一些其他实施方式中，玻璃组合物中存在的SiO2的量大于或等于约67摩尔％且小于或等于约73摩尔％。在这些实施方式的每一个中，玻璃组合物中存在的SiO2的量可以大于或等于约70摩尔％或者甚至大于或等于约72摩尔％。
第一示例性玻璃组合物还包含Al2O3。Al2O3，与玻璃组合物中存在的碱性氧化物(例如，Na2O等)联用，改善了玻璃对于离子交换强化的易感性。此外，向组合物添加Al2O3降低了碱性组分(例如，Na和K)从玻璃中浸出的倾向，由此，添加Al2O3增加了组合物的对于水解降解的抗性。此外，添加大于约12.5摩尔％Al2O3还可能增加玻璃的软化点，从而降低玻璃的可成形性。因此，本文所述的玻璃组合物包含的Al2O3的量通常大于或等于约6摩尔％且小于或等于约12.5摩尔％。在一些实施方式中，玻璃组合物中Al2O3的量大于或等于约6摩尔％且小于或等于约10摩尔％。在一些其他实施方式中，玻璃组合物中Al2O3的量大于或等于约7摩尔％且小于或等于约10摩尔％。
第一示例性玻璃组合物还包含至少两种碱性氧化物。碱性氧化物促进玻璃组合物的离子交换能力，并因此促进玻璃的化学强化。碱性氧化物还降低了玻璃的软化点，从而弥补由于玻璃组合物中的较高的SiO2浓度所导致的软化点增加。碱性氧化物还促进改善玻璃组合物的化学耐久性。玻璃组合物中存在的碱性氧化物的量通常大于或等于约5摩尔％且小于或等于约12摩尔％。在这些实施方式的一些中，碱性氧化物的量可以大于或等于约5摩尔％且小于或等于约10摩尔％。在一些其他实施方式中，碱性氧化物的量可以大于或等于约5摩尔％且小于或等于约8摩尔％。在本文所述的所有玻璃组合物中，碱性氧化物至少包括Na2O和K2O。在一些实施方式中，碱金属氧化物还包括Li2O。
玻璃组合物的可离子交换性主要是由于离子交换之前玻璃组合物中起始存在的碱性氧化物Na2O的量赋予玻璃组合物的。具体来说，为了在离子交换强化之后在玻璃组合物中获得所需的压缩应力和层深度，玻璃组合物包含大于或等于约2.5摩尔％且小于或等于约10摩尔％的Na2O量，以玻璃组合物的分子量为基准计。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的Na2O的量可以大于或等于约3.5摩尔％且小于或等于约8摩尔％。在这些实施方式的一些中，玻璃组合物包含的Na2O的量可以大于或等于约6摩尔％且小于或等于约8摩尔％。
如上文所述，玻璃组合物中的碱性氧化物还包括K2O。玻璃组合物中存在的K2O的量也与玻璃组合物的可离子交换性相关。具体来说，随着玻璃组合物中存在的K2O的量增加，可通过离子交换获得的压缩应力降低。因此，希望限制玻璃组合物中K2O的存在量。在一些实施方式中，K2O的量大于0摩尔％且小于或等于约2.5摩尔％，以玻璃组合物的分子量为基准计。在这些实施方式的一些中，玻璃组合物中存在的K2O的量小于或等于约0.5摩尔％，以玻璃组合物的分子量为基准计。
在一些实施方式中，第一示例性玻璃组合物中的碱性氧化物还包括Li2O。在玻璃组合物中包含Li2O进一步降低了玻璃的软化点。在碱性氧化物包括Li2O的实施方式中，Li2O存在的量可以大于或等于约1摩尔％且小于或等于约3摩尔％。在一些实施方式中，玻璃组合物中存在的Li2O的量可以大于或等于约2摩尔％且小于或等于约3摩尔％。然而，在一些其他实施方式中，玻璃组合物可以基本不含锂和含锂化合物。
第一示例性玻璃组合物中的碱土氧化物改善了玻璃批料材料的熔融性并增加了玻璃组合物的化学耐久性。玻璃组合物中存在碱土氧化物还降低了玻璃对于脱层的易感性。在本文所述的玻璃组合物中，玻璃组合物通常包含至少一种碱土氧化物，其浓度大于或等于约8摩尔％或者甚至8.5摩尔％且小于或等于约15摩尔％。在一些实施方式中，玻璃组合物还包含约9摩尔％至约15摩尔％的碱土氧化物。在这些实施方式的一些中，玻璃组合物中的碱土氧化物的量可以是约10摩尔％至约14摩尔％。
第一示例性玻璃组合物中的碱土氧化物可以包括MgO、CaO、SrO、BaO，或其组合。例如，在本文所述的实施方式中，碱土氧化物可以包括MgO。在一些实施方式中，玻璃组合物中存在的MgO的量可以大于或等于约2摩尔％且小于或等于约7摩尔％，以玻璃组合物的分子量为基准计；或者甚至大于或等于约3摩尔％且小于或等于约5摩尔％，以玻璃组合物的分子量为基准计。
在一些实施方式中，第一示例性玻璃组合物中的碱土氧化物还包括CaO。在这些实施方式中，CaO以约2摩尔％至小于或等于7摩尔的量存在于玻璃组合物中，以玻璃组合物的分子量为基准计。在一些实施方式中，CaO以约3摩尔％至小于或等于7摩尔的量存在于玻璃组合物中，以玻璃组合物的分子量为基准计。在这些实施方式的一些中，CaO可以以大于或等于约4摩尔％且小于或等于约7摩尔％的量存在于玻璃组合物中。在一些其他实施方式中，CaO可以以大于或等于约5摩尔％且小于或等于约6摩尔％的量存在于玻璃组合物中，例如当CaO取代碱土氧化物中的MgO从而降低液相线温度且增加液相线粘度时。在一些其他实施方式中，CaO可以以大于或等于约2摩尔％且小于或等于约5摩尔％的量存在于玻璃组合物中，例如当SrO取代碱土氧化物中的MgO从而降低液相线温度且增加液相线粘度时。
在本文所述的一些实施方式中，碱土氧化物还包括SrO或BaO中的至少一种。包含SrO降低了玻璃组合物的液相线温度，作为结果，这改善了玻璃组合物的可成形性。在一些实施方式中，玻璃组合物包含的SrO的量可以大于0摩尔％且小于或等于约6.0摩尔％。在一些其他实施方式中，玻璃组合物包含的SrO的量可以大于约0摩尔％且小于或等于约5摩尔％。在这些实施方式的一些中，玻璃组合物可以包含大于或等于约2摩尔％且小于或等于约4摩尔％SrO，例如当CaO取代碱土氧化物中的MgO从而降低液相线温度且增加液相线粘度时。在一些其他实施方式中，玻璃组合物可以包含约1摩尔％至约2摩尔％SrO。在一些其他实施方式中，SrO可以以大于或等于约3摩尔％且小于或等于约6摩尔％的量存在于玻璃组合物中，例如当SrO取代碱土氧化物中的MgO从而降低液相线温度且增加液相线粘度时。
在玻璃组合物包含BaO的实施方式中，BaO存在的量可以大于约0摩尔％且小于约2摩尔％。在这些实施方式的一些中，BaO可以以小于或等于约1.5摩尔％或者甚至小于或等于约0.5摩尔％的量存在于玻璃组合物中。然而，在一些其他实施方式中，玻璃组合物基本不含钡和钡的化合物。
在本文所述的玻璃组合物的实施方式中，玻璃组合物通常含有小于约1摩尔％的硼或硼的氧化物(例如，B2O3)。例如，在一些实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于约0摩尔％B2O3且小于或等于1摩尔％B2O3。在一些其他实施方式中，玻璃组合物可以包含大于或等于约0摩尔％B2O3且小于或等于0.6摩尔％B2O3。在其他实施方式中，玻璃组合物基本不含硼和硼的化合物(例如，B2O3)。具体来说，已经确定的是，形成的玻璃组合物具有较少量的硼或硼的化合物(即，小于或等于1摩尔％)或者不含硼或硼的化合物显著增加了玻璃组合物的化学耐久性。此外，还确定的是，形成的玻璃组合物具有较少量的硼或硼的化合物或者不含硼或硼的化合物，这通过减少实现特定压缩应力值和/或层深度值所需的加工时间和/或温度改善了玻璃组合物的可离子交换性。
在本文所述的玻璃组合物的一些其他实施方式中，玻璃组合物基本不含磷和含磷化合物，包括但不限于P2O5。具体来说，已经确定的是，配制不含磷或磷的化合物的玻璃组合物增加了玻璃组合物的化学耐久性。
除了SiO2、Al2O3、碱性氧化物和碱土氧化物之外，本文所述的第一示例性玻璃组合物还可以任选地包含一种或多种澄清剂，例如SnO2、As2O3和/或Cl-(来自NaCl等)。当玻璃组合物中存在澄清剂时，澄清剂可以以小于或等于约1摩尔％或者甚至小于或等于约0.5摩尔％的量存在。例如，在一些实施方式中，玻璃组合物可以包含SnO2作为澄清剂。在这些实施方式中，SnO2可以以大于约0摩尔％且小于或等于约0.3摩尔％的量存在。
此外，本文所述的玻璃组合物可以包括一种或更多种额外金属氧化物，来进一步改善玻璃组合物的化学耐久性。例如，玻璃组合物还可以包含ZnO或ZrO2，分别进一步改善了玻璃组合物对于化学攻击的抗性。在这些实施方式中，所述额外金属氧化物可以以大于或等于约0摩尔％且小于或等于约2.0摩尔％的量存在。例如，当所述额外金属氧化物是ZrO2时，ZrO2可以小于或等于约1.5摩尔％的量存在。作为替代或补充，所述额外金属氧化物可以包含量是小于或等于约2.0摩尔％的ZnO。在一些实施方式中，可以包含ZnO作为一种或多种碱土氧化物的替代。例如，在玻璃组合物包含碱土氧化物MgO、CaO和SrO的实施方式中，可以减少MgO的量以降低液相线温度和增加液相线粘度，如上文所述。在这些实施方式中，作为CaO或SrO中的至少一种的补充或替代，可以向玻璃组合物添加ZnO作为MgO的部分取代。
基于上文所述，应理解的是，在一个实施方式中，第一示例性玻璃组合物可以包含：约65摩尔％至约75摩尔％SiO2，约6摩尔％至约12.5摩尔％Al2O3，以及约5摩尔％至约12摩尔％碱性氧化物，其中，碱性氧化物包括Na2O和K2O。K2O存在的量可以小于或等于0.5摩尔％。玻璃组合物还可以包含约8.0摩尔％至约15摩尔％碱土氧化物。玻璃组合物易于通过离子交换强化。
在第一示例性玻璃组合物的另一个实施方式中，玻璃组合物包含：约67摩尔％至约75摩尔％SiO2；约6摩尔％至约10摩尔％Al2O3；约5摩尔％至约12摩尔％碱性氧化物；以及约9摩尔％至约15摩尔％碱土氧化物。碱性氧化物至少包括Na2O和K2O。玻璃组合物不含硼和硼的化合物并且易于进行离子交换，从而有助于玻璃进行化学强化来改善机械耐久性。
在第一示例性玻璃组合物的另一个实施方式中，玻璃组合物可以包含：约67摩尔％至约75摩尔％SiO2，约6摩尔％至约10摩尔％Al2O3，约5摩尔％至约12摩尔％碱性氧化物，以及约9摩尔％至约15摩尔％碱土氧化物。碱土氧化物包括SrO和BaO中的至少一种。玻璃组合物不含硼和硼的化合物并且易于进行离子交换，从而有助于玻璃进行化学强化来改善机械耐久性。
在本文所述的一些实施方式中，可以通过采用至少向玻璃容器的主体的内表面赋予了均匀的热历史的成形工艺，来获得具有持久表面均质性和/或持久层均质性的玻璃容器。例如，在一个实施方式中，玻璃容器的主体可以在减轻了来自形成主体的玻璃组合物的化学物质发生挥发的成形温度和/或成形速度下形成。具体来说，将玻璃物流成形为所需形状需要同时控制玻璃粘度和成形速度这两者。较高的粘度要求较低的成形速度，而较低的粘度允许较快的成形速度。玻璃的本体组成和温度是影响粘度的最大驱动力。通过调节温度使得成形过程中的每个阶段的粘度匹配，可以对于不同玻璃使用相同成形工艺。因此，降低来自玻璃熔体的挥发的一种方案是在较低温度(较高粘度)运行工艺。这种方案是不利的，因为这还需要减缓成形设备的产率和容量，最终导致成本增加。图16显示在两个示例性组合物中，温度对于挥发是更大的驱动力，并且所有降低温度(因此降低速度)的情况下都降低了挥发损失的驱动力。与管-瓶转变相关的粘度范围是200P(最高温度，在切割和穿孔操作时)至20000P(最低温度，在管成形和精整步骤时)。对于典型的51-膨胀硼硅酸盐，这些粘度近似为1100-1650℃。由于在较低温度显著降低了挥发，考虑的第一温度范围(primarytemperature range)是1350-1650℃。
在另一个实施方式中，可以通过主体的模制成形来获得具有持久表面均质性和/或持久层均质性的玻璃容器。有数种方法采用模具将玻璃熔体成形为容器形状。全都依赖于将均热的熔融玻璃‘凝料(gob)’引入到成形机器。在吹对吹模制中，首先采用加压空气将凝料吹过小孔(这形成唇缘/精整)以形成预制件(小于最终产品)。然后，将预制件(或者型胚)放入第二模具中，在那里，其被进一步吹制与模具表面接触并限定了容器的最终形成。在压-吹模制中，通过限定了唇缘/精整的环保持凝料，并将柱塞压穿过凝料以形成预制件。然后，将预制件放入第二模具中，并吹制成与模具表面接触，形成最终容器形状。模具成形工艺通常在成形期间向主体赋予了均匀的热历史，这进而可以至少向玻璃主体的内表面赋予持久表面均质性和/或持久层均质性，从而降低了玻璃主体发生脱层的易感性。例如，可以将熔融玻璃成形为容器形状并控制冷却过程中的玻璃温度，从而使得从玻璃熔体到玻璃主体是单调冷却的。当从熔体到固结时玻璃主体的温度下降(温度中没有任何中间增加)时，发生单调冷却。相对于管转变为瓶子的过程，这导致更少的挥发。可以采用模具成形工艺(例如，吹模制、压-吹模制、吹对吹模制)来促进这种类型的冷却。在一些实施方式中，可以使用这些技术从I型B类玻璃组合物形成脱层因子为10或更小的玻璃容器。
通过如下方式来形成本文所述的玻璃组合物：对玻璃原材料的批料(例如，SiO2、Al2O3、碱性氧化物和碱土氧化物等的粉末)进行混合，从而使得玻璃原材料的批料具有所需的组成。然后，加热玻璃原料批料以形成熔融的玻璃组合物，并后续地冷却和固化以形成玻璃组合物。在固化过程中(即，当玻璃组合物是可塑性变形时)，可以使用标准成形技术对玻璃组合物进行成形，从而将玻璃组合物成形为所需的最终形式。或者，可以将玻璃组合物成形为储备形式，例如片材或者管材等，后续进行再加热并成形为玻璃容器100。
本文所述的玻璃组合物可以成形为各种形式，例如板或者管等。化学耐用的玻璃组合物特别适用于形成容纳药物制剂(例如液体或者粉末等)的药物包装。例如，本文所述的玻璃组合物可以用于形成玻璃容器，例如：瓶、安瓿、筒、注射器主体和/或用于储存药物制剂的任何其他玻璃容器。此外，可以利用通过离子交换化学强化玻璃组合物的能力，来改善此类药物包装的机械耐久性。因此，应理解的是，在至少一个实施方式中，将玻璃组合物结合到药物包装中从而改善药物封装的化学耐久性和/或机械耐久性。
此外，在一些实施方式中，玻璃容器可以由通过DIN 12116标准、ISO 695标准、ISO719标准、ISO 720标准、USP<660>测试和/或欧洲药典3.2.1测试确定为化学耐用和抗分解的玻璃组合物形成。
具体来说，DIN 12116标准测量了当放入酸性溶液中时，玻璃的抗分解性。DIN12116标准分成单独等级。S1等级表明重量损失最高至0.7g/dm2；S2等级表明重量损失从0.7g/dm2至最高至1.5mg/dm2；S3等级表明重量损失从1.5g/dm2至最高至15mg/dm2；以及S4等级表明重量损失大于15g/dm2。本文所述的玻璃组合物具有根据DIN 12116为S3等级或更好的抗酸性，对于一些实施方式，抗酸性至少为S2等级或更好或者甚至S1等级。应理解的是，较低等级排名具有改进的耐酸性能。因此，等级为S1的组合物的耐酸性好于等级为S2的组合物。
ISO 695标准测量了当放入碱性溶液时，玻璃的抗分解性。ISO 695标准分成单独等级。A1等级表明重量损失最高至75mg/dm2；A2等级表明重量损失从75mg/dm2至最高至175mg/dm2；以及A3等级表明重量损失超过175mg/dm2。本文所述的玻璃组合物具有根据ISO695为A2等级的耐碱性，对于一些实施方式，耐碱性为A1等级。应理解的是，较低等级排名具有改进的耐碱性能。因此，等级为A1的组合物的耐碱性好于等级为A2的组合物。
形成玻璃容器的玻璃组合物是化学耐久性且抗降解性的，根据ISO 720标准所确定。ISO 720标准是玻璃在蒸馏水中的抗降解性的测量(即，玻璃的抗水解性)。根据ISO 720方案，对未经离子交换的玻璃样品进行评估。用改版ISO 720方案对经过离子交换的玻璃样品进行评估，其中，将玻璃碾碎至ISO720标准所要求的颗粒尺寸，在温度为450℃的100％KNO3的熔盐浴中离子交换持续至少5小时，从而在玻璃的个体颗粒中诱发压缩应力层，然后根据ISO720标准进行测试。ISO 720标准分成单独类型。HGA1型表示最高至62μg的Na2O提取量；HGA2类型表示超过62μg且最高至527μg的Na2O提取量；以及HGA3类型表示超过527μg且最高至930μg的Na2O提取量。本文所述的玻璃组合物具有HGA2类型或更好的ISO 720抗水解性，一些实施方式具有HGA1类型或更好的抗水解性。应理解的是，较低等级排名具有改进的抗水解性性能。因此，等级为HGA1的组合物的抗水解性好于等级为HGA2的组合物。
形成玻璃容器的玻璃组合物还是化学耐久性且抗降解性的，根据ISO 719标准所确定。ISO 719标准是玻璃在蒸馏水中的抗降解性的测量(即，玻璃的抗水解性)。根据ISO719方案，对未经离子交换的玻璃样品进行评估。用改版ISO 719方案对经过离子交换的玻璃样品进行评估，其中，将玻璃碾碎至ISO719标准所要求的颗粒尺寸，在温度为450℃的100％KNO3的熔盐浴中离子交换持续至少5小时，从而在玻璃的个体颗粒中诱发压缩应力层，然后根据ISO719标准进行测试。ISO 719标准分成单独类型。HGB1型表示最高至31μg的Na2O提取量；HGB2型表示超过31μg且最高至62μg的Na2O提取量；HGB3型表示超过62μg且最高至264μg的Na2O提取量；HGB4型表示超过264μg且最高至620μg的Na2O提取量；以及HGBS型表示超过620μg且最高至1085μg的Na2O提取量。本文所述的玻璃组合物具有类型HGB2或更好的ISO 719抗水解性，一些实施方式具有类型HGB1抗水解性。应理解的是，较低等级排名具有改进的抗水解性性能。因此，等级为HGB1的组合物的抗水解性好于等级为HGB2的组合物。
对于USP<660>测试和/或欧洲药典3.2.1测试，本文所述的玻璃容器具有1型化学耐久性。如上文所述，USP<660>和/或欧洲药典3.2.1测试是在完好的玻璃容器上进行的，而非是在碾碎的玻璃颗粒上进行的，因而USP<660>和/或欧洲药典3.2.1测试可用于直接评估玻璃容器的内表面的化学耐久性。
应理解的是，当涉及上文根据ISO 719、ISO 720、ISO 695和DIN 12116的评级时，具有特定评级“或更好”评级的玻璃组合物或玻璃制品表示玻璃组合物的性能如该特定评级那样好或者更好。例如，具有“HGB2”或更好的ISO 719抗水解性的玻璃制品可具有HGB2或HGB1的ISO 719评级。
抗破坏性
如上文所述，当对容器进行加工和灌装时，玻璃容器可能经受破损，例如冲击破损、划痕和/或磨损。此类破损通常是由于单个玻璃容器之间的接触或者玻璃容器与制造设备之间的接触所导致的。这种破损通常降低了容器的机械强度并且可能导致会有损容器内含物完整性的贯穿型裂纹。因此，在本文所述的一些实施方式中，玻璃容器100还包括围绕主体102的至少一部分外表面106布置的润滑涂层160，如图8所示。在一些实施方式中，可以将润滑涂层160至少布置在玻璃容器的主体102的外表面106上，而在其他实施方式中，可以在润滑涂层与主体102的外表面106之间布置一层或多层中间涂层，例如当采用无机涂层使得主体102的表面具有压缩应力时。润滑涂层降低了主体102具有涂层部分的摩擦系数，从而降低了玻璃主体102的外表面106上的磨损和表面破损的发生。大体上来说，涂层允许容器相对于另一物体(或容器)发生“滑动”，从而降低了玻璃上的表面破损的可能性。此外，润滑涂层160还可以为玻璃容器100的主体102起到衬垫作用，从而弱化了钝物冲击破损对于玻璃容器的影响。
如本文所用，术语润滑表示施加到玻璃容器的外表面的涂层的摩擦系数低于未经涂覆的玻璃容器，从而为玻璃容器提供了改善的抗破坏性，例如磨伤(scuff)或者磨损(abrasion)等。
可以当经涂覆的玻璃容器处于刚涂覆状态(即，在施涂了涂层之后，没有任何额外处理)或者在一个或多个加工处理(例如，与药物灌装线上所进行的处理相似或一致的那些，包括但不限于：清洗、冻干、去热原或者高压灭菌等)之后，对经涂覆的玻璃容器的各种性质(即，摩擦系数、水平压缩强度、4点弯曲强度、透明性以及无色性等)进行测量。
去热原是这样一种过程，其中，从基材去除了热原。玻璃制品(例如，药物封装)的去热原的进行可以如下：向样品施加热处理，其中，将样品加热到提升的温度持续一段时间。例如，去热原可以包括将玻璃容器加热到约250℃至约380℃的温度，持续约30秒至约72小时的时间段，包括但不限于：20分钟、30分钟、40分钟、1小时、2小时、4小时、8小时、12小时、24小时、48小时以及72小时。在热处理之后，将玻璃容器冷却到室温。常用于药物行业的一种常规去热原条件是在约250℃的温度持续约30分钟的热处理。然而，考虑如果采用更高温度的话，可以减少热处理的时间。如本文所述的经涂覆的玻璃容器可以暴露于升高的温度持续一段时间。本文所述的升高的温度以及时间段可能足以或者不足以使得玻璃容器去热原。然而，应理解的是，本文所述的加热温度和时间中的一些足以使得经涂覆的玻璃容器(例如，本文所述的经涂覆的玻璃容器)去热原。例如，如本文所述，经涂覆的玻璃容器可以暴露于约250℃、约260℃、约270℃、约280℃、约290℃、约300℃、约310℃、约320℃、约330℃、约340℃、约350℃、约360℃、约370℃、约380℃、约390℃或者约400℃的温度持续30分钟的时间段。
如本文所用，冻干条件(即，冷冻干燥)指的是这样一种过程，其中，样品填充含有蛋白质的液体，然后在-100℃冷冻，之后在真空下-15℃水升华20小时。
如本文所用，高压灭菌条件涉及：样品在100℃蒸汽吹扫10分钟，之后是20分钟的停留时间(其中，将样品暴露于121℃环境)，之后是121℃的30分钟热处理。
玻璃容器涂覆了润滑涂层的部分的摩擦系数(μ)可以具有低于由相同玻璃组合物形成的未经涂覆的玻璃容器的表面的摩擦系数。摩擦系数(μ)是两个表面之间的摩擦的定量测量，并且与第一和第二表面的机械和化学性质相关，包括表面粗糙度以及环境条件(包括但不限于温度和湿度)。如本文所用，对于经过涂覆的玻璃容器100的摩擦系数测量记录为第一玻璃容器(其外直径是约16.00mm至约17.00mm)的外表面与第二容器的外表面(其与第一玻璃容器是相同的)之间的摩擦系数，其中，第一和第二玻璃容器具有相同的主体和相同的涂层组合物(当施涂的情况下)，并且在制造之前、制造过程中和制造之后暴露于相同的环境。除非本文另有说明，否则摩擦系数指的是以30N的法向负荷在瓶上瓶测试夹具中测得的最大摩擦系数，如本文所述。然而，应理解的是，在施加的特定负荷下展现出最大摩擦系数的经涂覆的玻璃容器也会在较小负荷下，展现出相同或更好(即，更低)的最大摩擦系数。例如，如果经涂覆的玻璃容器在施加50N的负荷下展现出小于或等于0.5的最大摩擦系数，则经涂覆的玻璃容器在施加25N的负荷下也会展现出小于或等于0.5的最大摩擦系数。
在本文所述的实施方式中，(经过涂覆和未经涂覆的)玻璃容器的摩擦系数是采用瓶上瓶测试夹具测得的。测试夹具300如图9示意性所示。也可以采用相同的设备来测量放置在夹具中的两个玻璃容器之间的摩擦力。瓶上瓶测试夹具300包括第一夹持具312和第二夹持具322，布置成横向构造。第一夹持具312包括附连到第一底座316的第一固定臂314。第一固定臂314附连到第一玻璃容器310并保持第一玻璃容器310相对于第一夹持具312静止不动。类似地，第二夹持具322包括附连到第二底座326的第二固定臂324。第二固定臂324附连到第二玻璃容器320并保持其相对于第二夹持具322静止不动。第一玻璃容器310放置在第一夹持具312上以及第二玻璃容器320放置在第二夹持具322上，使得第一玻璃容器310的长轴与第二玻璃容器320的长轴相对于彼此成约90°的角度放置并且处于x-y轴限定的水平面上。
第一玻璃容器310放置成与第二玻璃容器320在接触点330发生接触。以垂直于x-y轴限定的水平面的方向施加法向力。法向力可以通过静重施加，或者通过施加到位于静止的第一夹持具312上的第二夹持具322上的其他作用力施加。例如，可以在第二底座326上放置重物以及可以将第一底座316放置在稳定表面上，从而诱发了第一玻璃容器310与第二玻璃容器320之间在接触点330处的可测量的作用力。或者，可以通过机械设备(例如，UMT(通用机械测试仪)机器)施加作用力。
第一夹持具312或第二夹持具322可以相对于彼此以与第一玻璃容器310和第二玻璃容器320的长轴呈45°角度的方向移动。例如，第一夹持具312可以保持固定而第二夹持具322可以移动，使得第二玻璃容器320在x轴方向上移动穿过第一玻璃容器310。R.L.De Rosa等人在“Scratch Resistant Polyimide Coatings for Alumino Silicate Glasssurfaces(用于铝硅酸盐玻璃表面的耐划痕聚酰亚胺涂层)”，粘附期刊，78:113-127,2002中描述了类似的设定。为了测量摩擦系数，通过称重传感器测量使得第二夹持具322移动所需的作用力以及施加到第一和第二玻璃容器310、320的法向力，并且作为摩擦力与法向力之商来计算得到摩擦系数。夹具运行环境为25℃和50％相对湿度。
在本文所述的实施方式中，通过上文所述的瓶上瓶夹具确定，相对于类似涂覆的玻璃容器，经涂覆的玻璃容器具有润滑涂层的部分具有小于或等于约0.7的摩擦系数。在其他实施方式中，摩擦系数可以小于或等于约0.6，或者甚至小于或等于约0.5。在一些实施方式中，经过涂覆的玻璃容器具有润滑涂层的部分的摩擦系数小于或等于约0.4或者甚至小于或等于约0.3。摩擦系数小于或等于约0.7的经过涂覆的玻璃容器通常展现出改进的抗摩擦损坏性，作为结果，具有改进的机械性质。例如，(没有润滑涂层的)常规玻璃容器可以具有大于0.7的摩擦系数。
在本文所述的一些实施方式中，经涂覆的玻璃容器具有润滑涂层的部分的摩擦系数比由相同玻璃组合物形成的未经涂覆的玻璃容器的表面的摩擦系数低至少20％。例如，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数可以比由相同玻璃组合物形成的未经涂覆的玻璃容器的表面的摩擦系数低至少20％、低至少25％、低至少30％、低至少40％或者甚至低至少50％。
在一些实施方式中，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分在暴露于约为250℃、约为260℃、约为270℃、约为280℃、约为290℃、约为300℃、约为310℃、约为320℃、约为330℃、约为340℃、约为350℃、约为360℃、约为370℃、约为380℃、约为390℃或者约为400℃的温度持续30分钟的时间段之后(即，去热原条件)，可以具有小于或等于约0.7的摩擦系数。在其他实施方式中，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分在暴露于约为250℃、约为260℃、约为270℃、约为280℃、约为290℃、约为300℃、约为310℃、约为320℃、约为330℃、约为340℃、约为350℃、约为360℃、约为370℃、约为380℃、约为390℃或者约为400℃的温度持续30分钟的时间段之后，可以具有小于或等于约0.7(即，小于或等于约0.6、小于或等于约0.5、小于或等于约0.4或者甚至小于或等于约0.3)的摩擦系数。在一些实施方式中，在暴露于约为260℃的温度持续30分钟之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数增加可以不超过约30％。在其他实施方式中，在暴露于约为250℃、约为260℃、约为270℃、约为280℃、约为290℃、约为300℃、约为310℃、约为320℃、约为330℃、约为340℃、约为350℃、约为360℃、约为370℃、约为380℃、约为390℃或者约为400℃的温度持续30分钟的时间段之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数可以增加不超过约30％(即，约25％、约20％、约15％或者甚至约10％)。在其他实施方式中，在暴露于约为250℃、约为260℃、约为270℃、约为280℃、约为290℃、约为300℃、约为310℃、约为320℃、约为330℃、约为340℃、约为350℃、约为360℃、约为370℃、约为380℃、约为390℃或者约为400℃的温度持续30分钟的时间段之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数可以增加不超过约0.5(即，约0.45、约.04、约0.35、约0.3、约0.25、约0.15、约0.1或者甚至约0.5)。在一些实施方式中，在暴露于约为250℃、约为260℃、约为270℃、约为280℃、约为290℃、约为300℃、约为310℃、约为320℃、约为330℃、约为340℃、约为350℃、约为360℃、约为370℃、约为380℃、约为390℃或者约为400℃的温度持续30分钟的时间段之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数可以完全不发生增加。
在一些实施方式中，在浸没在温度约为70℃的水浴中持续10分钟之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数可以小于或等于约0.7。在其他实施方式中，在浸没在温度约为70℃的水浴中持续5分钟、10分钟、20分钟、40分钟、50分钟或者甚至1小时之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的可以具有小于或等于约0.7(即，小于或等于约0.6、小于或等于约0.5、小于或等于约0.4或者甚至小于或等于约0.3)的摩擦系数。在一些实施方式中，在浸没在温度约为70℃的水浴中持续10分钟之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数增加可以不超过约30％。在其他实施方式中，在浸没在温度约为70℃的水浴中持续5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟或者甚至1小时之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数增加可以不超过约30％(即，约为25％、约为20％、约为15％或者甚至约为10％)。在一些实施方式中，在浸没在温度约为70℃的水浴中持续5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟或者甚至1小时之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数可以完全不发生增加。
在一些实施方式中，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分在暴露于冻干条件下之后可以具有小于或等于约0.7的摩擦系数。在其他实施方式中，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分在暴露于冻干条件下之后，可以具有小于或等于约0.7(即，小于或等于约0.6、小于或等于约0.5、小于或等于约0.4或者甚至小于或等于约0.3)的摩擦系数。在一些实施方式中，在暴露于冻干条件下之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数增加可以不超过约30％。在其他实施方式中，在暴露于冻干条件下之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数增加可以不超过约30％(即，约25％、约20％、约15％或者甚至约10％)。在一些实施方式中，在暴露于冻干条件下之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数可以完全不发生增加。
在一些实施方式中，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分在暴露于高压灭菌下之后可以具有小于或等于约0.7的摩擦系数。在其他实施方式中，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分在暴露于高压灭菌条件下之后，可以具有小于或等于约0.7(即，小于或等于约0.6、小于或等于约0.5、小于或等于约0.4或者甚至小于或等于约0.3)的摩擦系数。在一些实施方式中，在暴露于高压灭菌条件下之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数增加可以不超过约30％。在其他实施方式中，在暴露于高压灭菌条件下之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数增加可以不超过约30％(即，约25％、约20％、约15％或者甚至约10％)。在一些实施方式中，在暴露于高压灭菌条件下之后，经涂覆的玻璃容器的具有润滑涂层的部分的摩擦系数可以完全不发生增加。
在一些实施方式中，在以30N法向力通过相同的玻璃容器对具有润滑涂层160的玻璃容器100进行磨损之后，玻璃容器100的磨损区域在相同点位以30N法向力与相同的玻璃容器进行另一次磨损之后的摩擦系数增加不超过约20％。在其他实施方式中，在以30N法向力通过相同的玻璃容器对具有润滑涂层160的玻璃容器100进行磨损之后，玻璃容器100的磨损区域在相同点位以30N法向力与相同的玻璃容器进行另一次磨损之后的摩擦系数增加不超过约15％或者甚至10％。然而，不一定具有润滑涂层160的玻璃容器100的所有实施方式都显示出此类性质。
本文所述的经过涂覆的玻璃容器具有水平压缩强度。如本文所述，通过如图4示意性所示的水平压缩设备500来测量水平压缩强度。通过如下方式对经涂覆的玻璃容器100进行测试：将容器水平放在两块压板502a、502b之间，它们的取向平行于玻璃容器的长轴，如图4所示。然后，向经涂覆的玻璃容器100施加机械负荷504，压板502a、50b的方向垂直于玻璃容器的长轴。瓶压缩的负荷速率为0.5英寸/分钟，这表示压板朝向彼此以0.5英寸/分钟的速率移动。在25℃和50％相对湿度测量水平压缩强度。水平压缩强度的测量可以视作在选定法向压缩负荷下的失效可能性。如本文所用，当至少50％的样品在水平压缩下发生玻璃容器的破裂时，发生失效。在一些实施方式中，经涂覆的玻璃容器可以具有比未经涂覆的瓶子大了至少10％、20％、或30％的水平压缩强度。
现参见图8和9，还可在经过磨损的玻璃容器上进行水平压缩强度测量。具体来说，测试夹具300的操作可以在经涂覆的玻璃容器外表面上产生破损，例如使得经涂覆的玻璃容器100的强度发生弱化的表面划痕或磨损。然后如上文所述使得玻璃容器经受水平压缩过程，其中，将容器放在两个压板之间，划痕点向外平行于平台。划痕用通过瓶上瓶夹具施加的选定的法向压力和划痕长度进行表征。除非另有说明，否则经磨损的玻璃容器的水平压缩过程的划痕表征为30N的法向负荷产生的长度为20mm的划痕。
可以在热处理之后对经涂覆的玻璃容器进行水平压缩强度评估。热处理可以是：暴露于约为250℃、约为260℃、约为270℃、约为280℃、约为290℃、约为300℃、约为310℃、约为320℃、约为330℃、约为340℃、约为350℃、约为360℃、约为370℃、约为380℃、约为390℃或者约为400℃的温度持续30分钟的时间段。在一些实施方式中，如上文所述，在暴露于(例如上文所述的那些)热处理然后发生磨损之后，经涂覆的玻璃容器的水平压缩强度下降不超过约20％、30％或者甚至40％。在一个实施方式中，在暴露于约为250℃、约为260℃、约为270℃、约为280℃、约为290℃、约为300℃、约为310℃、约为320℃、约为330℃、约为340℃、约为350℃、约为360℃、约为370℃、约为380℃、约为390℃或者约为400℃的温度持续30分钟的时间段然后磨损之后，经涂覆的玻璃容器水平压缩强度下降不超过约20％。
在一些其他实施方式中，具有润滑涂层160的玻璃容器100可以是在升高的温度下是热稳定的。如本文所用，短语“热稳定”表示施涂到玻璃制品的润滑涂层160在暴露于升高的温度之后在玻璃制品的表面上是仍然基本完好的，从而在暴露之后，经涂覆的玻璃制品的机械性质(特别是摩擦系数和水平压缩强度)，仅受到最小影响(如果真的受到影响的话)。这表明，在升高的温度的暴露之后，润滑涂层仍然与玻璃的表面粘附，并且继续保护玻璃容器免受机械侵害(例如，磨损和冲击等)。本文所述的具有润滑涂层的玻璃容器可以在至少约250℃或者甚至约260℃的温度下持续加热30分钟的时间段之后是热稳定的。
在本文所述的实施方式中，如果在加热到规定温度并且在该温度保持持续规定时间之后，经涂覆的玻璃容器同时符合摩擦系数标准和水平压缩强度标准，则将具有润滑涂层的玻璃容器(即，经涂覆的玻璃容器)视为是热稳定的。为了确定是否符合摩擦系数标准，采用图9所示的测试夹具和30N施加负荷，以刚接收状态(即，在任何热暴露之前)来确定第一经涂覆的玻璃容器的摩擦系数。第二经涂覆的玻璃容器(即，具有与第一经涂覆的玻璃容器相同的玻璃组成和相同的涂层组成的玻璃容器)在前述条件下热暴露并冷却到室温。这之后，采用图9所示的测试夹具以30N施加负荷导致具有约20mm长度的磨损(即，“划痕”)来对经涂覆的玻璃容器进行磨损，以确定第二玻璃容器的摩擦系数。如果第二经涂覆的玻璃容器的摩擦系数小于0.7并且第二玻璃容器在磨损区域中的玻璃表面没有任何可观察到的破损，则符合出于确定润滑涂层的热稳定性的目的而言的摩擦系数标准。如本文所用，术语“可观察到的破损”指的是当以Nomarski或微分干涉对比(DIC)光谱显微镜以100倍放大倍数(带LED或卤素光源)进行观察时，在玻璃容器的经磨损区域中的玻璃表面每0.5cm磨损区域长度具有少于六个玻璃格(glass check)。对于玻璃格(glass check)或玻璃格子(glasschecking)的标准定义如G.D.Quinn的“NIST Recommended Practice Guide:Fractographyof Ceramics and Glasses(NIST推荐的实践指南：陶瓷和玻璃的断口学)”，NIST特别刊物960-17(2006)所述。
为了确定是否符合水平压缩强度标准，在图9所示的测试夹具中以30N负荷形成20mm划痕来对第一经涂覆的玻璃容器进行磨损。然后，第一经涂覆的玻璃容器经受水平压缩测试(如本文所述)，并且确定第一经涂覆的玻璃容器的保留强度。第二经涂覆的玻璃容器(即，具有与第一经涂覆的玻璃容器相同的组成和相同的涂层组成的玻璃容器)在前述条件下热暴露并冷却到室温。这之后，在图9所示的测试夹具中，以30N负荷对第二经涂覆的玻璃容器进行磨损。然后，第二经涂覆的玻璃容器经受水平压缩测试(如本文所述)，并且确定第二经涂覆的玻璃容器的保留强度。如果第二经涂覆的玻璃容器的保留强度相对于第一经涂覆的玻璃容器下降不超过约20％，则符合出于确定润滑涂层的热稳定性的目的而言的水平压缩强度标准。
在本文所述的实施方式中，如果使得经涂覆的玻璃容器暴露于至少约250℃或者甚至约260℃的温度持续约30分钟的时间段之后仍然符合摩擦系数标准和水平压缩强度标准，则将经涂覆的玻璃容器视作是热稳定的(即，经涂覆的玻璃容器在至少约250℃或者甚至约260℃的温度下持续约30分钟的时间段是热稳定的)。还可以在约250℃至最高至约400℃的温度评估热稳定性。例如，在一些实施方式中，如果在至少约270℃或者甚至约280℃的温度下持续约30分钟的时间段的情况下，符合标准的话，则会将经涂覆的玻璃容器视作是热稳定的。在其他实施方式中，如果在至少约290℃或者甚至约300℃的温度下持续约30分钟的时间段的情况下，符合标准的话，则会将经涂覆的玻璃容器视作是热稳定的。在其他实施方式中，如果在至少约310℃或者甚至约320℃的温度下持续约30分钟的时间段的情况下，符合标准的话，则会将经涂覆的玻璃容器视作是热稳定的。在其他实施方式中，如果在至少约330℃或者甚至约340℃的温度下持续约30分钟的时间段的情况下，符合标准的话，则会将经涂覆的玻璃容器视作是热稳定的。在其他实施方式中，如果在至少约350℃或者甚至约360℃的温度下持续约30分钟的时间段的情况下，符合标准的话，则会将经涂覆的玻璃容器视作是热稳定的。在一些其他实施方式中，如果在至少约370℃或者甚至约380℃的温度下持续约30分钟的时间段的情况下，符合标准的话，则会将经涂覆的玻璃容器视作是热稳定的。在其他实施方式中，如果在至少约390℃或者甚至约400℃的温度下持续约30分钟的时间段的情况下，符合标准的话，则会将经涂覆的玻璃容器视作是热稳定的。
本文所揭示的经涂覆的玻璃容器也可以在一定温度范围上是热稳定的，这表示经涂覆的玻璃容器是热稳定的，其在该温度范围的每一处都符合摩擦系数标准和水平压缩强度标准。例如，在本文所述的实施方式中，经涂覆的玻璃容器可以是从至少约250℃或者甚至约260℃到小于或等于约400℃的温度下是热稳定的。在一些实施方式中，经涂覆的玻璃容器可以是在从至少约250℃或者甚至约260℃到约350℃的范围是热稳定的。在一些实施方式中，经涂覆的玻璃容器可以是从至少约280℃到小于或等于约350℃的温度下是热稳定的。在其他实施方式中，经涂覆的玻璃容器可以是在至少约290℃至约340℃是热稳定的。在另一个实施方式中，经涂覆的玻璃容器可以是从约300℃至约380℃的温度范围是热稳定的。在另一个实施方式中，经涂覆的玻璃容器可以是从约320℃至约360℃的温度范围是热稳定的。
质量损失指的是经涂覆的玻璃容器的可测得的性质，该性质与当经涂覆的玻璃容器暴露于选定的升高温度持续选定的时间段时从经涂覆的玻璃容器释放出来的挥发性物质的量相关。质量损失是涂层由于热暴露所导致的机械劣化的大致表征。由于经涂覆的玻璃容器的玻璃主体在测量温度时不展现出可测得的质量损失，(如本文详细所述的)质量损失测试仅得到对于施涂到玻璃容器的润滑涂层的质量损失数据。多种因素可能影响质量损失。例如，可以从涂层去除的有机材料的量可能影响质量损失。聚合物中的碳主链和侧链的断裂会导致理论上100％的涂层去除。有机金属聚合物材料通常损失它们的全部有机组分，但是留下了无机组分。因此，基于在完全理论氧化之后涂层的有机和无机程度(例如，涂层的％二氧化硅)来对质量损失结果进行标准化。
为了确定质量损失，将经涂覆的样品(例如，经涂覆的玻璃容器)初始加热到150℃并在这个温度保持约30分钟来对涂层进行干燥，有效地驱使H2O离开涂层。然后在氧化环境(例如，空气)中，以10℃/分钟的速率将样品从150℃加热到350℃。出于确定质量损失的目的，仅考虑从150℃到350℃收集的数据。在一些实施方式中，当以约10℃/分钟的升温速率从150℃加热至350℃的温度时，润滑涂层的质量损失小于其质量的约5％。在其他实施方式中，当以约10℃/分钟的升温速率从150℃加热至350℃的温度时，润滑涂层的质量损失小于约3％或者甚至小于约2％。在一些其他实施方式中，当以约10℃/分钟的升温速率从150℃加热至350℃的温度时，润滑涂层的质量损失小于约1.5％。在一些其他实施方式中，当以约10℃/分钟的升温速率从150℃加热至350℃的温度时，润滑涂层的质量损失小于约0.75％。在一些其他实施方式中，当以约10℃/分钟的升温速率从150℃加热至350℃的温度时，润滑涂层它的质量基本没有损失。
质量损失结果是基于这样的方案，其中，对比热处理(例如，如本文所述，从150℃到350℃的10°/分钟的升温)之前和之后的经涂覆的玻璃容器的重量。热处理之前与热处理之后的实验重量差异是涂层的重量损失，这可以标准化为涂层的百分比重量损失，从而通过将未经涂覆的玻璃容器与热处理之前的经涂覆的玻璃容器进行重量对比，知道了涂层的预处理之前的重量(重量不包括容器的玻璃主体且在预备加热步骤之后)。或者，可以通过总有机碳测试或者其他类似方式来确定涂层的总体质量。
现参见图10，脱气指的是经涂覆的玻璃容器100的可测得的性质，该性质与当经涂覆的玻璃容器暴露于选定的升高温度持续选定的时间段时从经涂覆的玻璃容器100释放出来的挥发性物质的量相关。本文将脱气测量记录为在暴露于升高的温度持续一段时间期间从玻璃容器具有涂层的表面区域释放出来的挥发性物质重量的量。由于经涂覆的玻璃容器的玻璃主体在记录用于脱气的温度时不展现出可测得的脱气，(如本文详细所述的)脱气测试仅得到基本上对于施涂到玻璃容器的润滑涂层的脱气数据。脱气结果是基于这样的方案，其中，将经涂覆的玻璃容器100放入如图10所示的设备400的玻璃样品室402中。在每次样品运作之前，收集空的样品室的背景样品。在炉404被加热至350℃的同时，样品室保持在由旋转计406测量的恒定的100mL/分钟的空气吹扫下，并在该温度下保持1小时以收集室背景样品。这之后，经涂覆的玻璃容器100放入样品室402中，并且样品室保持恒定的100mL/分钟空气吹扫且加热到升高的温度，以及在温度保持一段时间从而从经涂覆的玻璃容器100收集样品。由Pyrex制造玻璃样品室402，限制了分析的最大温度为600℃。将碳捕集器(Carbotrap)300吸附剂捕集器408组装在样品室的排气口上，从而在所产生的挥发性物质从样品中释放并被空气吹扫气体410扫过吸收树脂时吸附它们，在所述吸收树脂吸附挥发性物质。然后，将吸附剂树脂直接放入格斯特热脱附(Gerstel Thermal Desorption)单元，其直接连接到Hewlett Packard 5890系列II气相色谱/Hewlett Packard 5989MS引擎。脱气物质在350℃从吸附树脂热解吸附，并低温聚焦在非极性气相色谱柱(DB-5MS)的头部。以10℃/分钟的速率增加气相色谱内的温度达到325℃的最终温度，从而提供了挥发性与半挥发性有机物质的分离和纯化。已经证实分离的机制是基于不同有机物质的蒸发热，导致基本上沸点或蒸馏色谱图。在分离之后，通过常规电子碰撞电离质谱方案对纯化的物质进行分离。通过运行在标准化条件下，可以将所得到的质谱与现有的质谱库进行对比。
在一些实施方式中，本文所述的经涂覆的玻璃容器在暴露于约250℃、约275℃、约300℃、约320℃、约360℃或者甚至约400℃的升高的温度持续约15分钟、约30分钟、约45分钟或者约1小时的时间段期间，展现出小于或等于约54.6ng/cm2、小于或等于约27.3ng/cm2或者甚至小于或等于约5.5ng/cm2的脱气。此外，经涂覆的玻璃容器可以在具体温度范围内是热稳定的，这意味着在该具体范围内的每一处温度，经涂覆的容器展现出某一脱气，如上文所述。在脱气测量之前，经涂覆的玻璃容器可以是刚涂覆状态(即，紧接施涂润滑涂层之后)或者是在去热原、冻干或高压灭菌中的任一种之后。在一些实施方式中，经涂覆的玻璃容器100可以基本不展现出脱气。
在一些实施方式中，脱气数据可以用于确定润滑涂层的质量损失。可以通过涂层厚度(通过SEM图像或者其他方式确定)、润滑涂层的密度以及润滑涂层的表面积来确定热处理之前的涂层质量。这之后，经涂覆的玻璃容器可以经受脱气过程，并且可以通过获得脱气中损失的质量与热处理之前的质量之比来确定质量损失。
本文所述的经涂覆的玻璃容器具有四点弯曲强度。为了测量玻璃容器的四点弯曲强度，采用玻璃管(其是经涂覆的玻璃容器100的前体)进行测量。玻璃管的直径等于玻璃容器，但是不包含玻璃容器底座或者玻璃容器瓶口(即，在将管形成为玻璃容器之前)。然后，玻璃管经受四点弯曲应力测试以诱发机械失效。测试在50％相对湿度下进行，外接触元件间隔9”以及内接触元件间隔3”，负荷速率为10mm/分钟。
还可以在经涂覆且经磨损的管上进行四点弯曲应力测量。测试夹具300的操作可以在管表面上产生磨损(例如，表面划痕)，这使得管强度弱化，如本文在磨损瓶的水平压缩强度测量中所述。然后，玻璃管经受四点弯曲应力测试以诱发机械失效。测试在25℃和50％相对湿度下进行，采用间隔9”的外探针和间隔3”的内接触元件，负荷速率为10mm/分钟，同时管放置成使得测试期间划痕处于张力。
在一些实施方式中，具有润滑涂层的玻璃管在磨损之后的四点弯曲强度平均来说展现出比相同条件下进行磨损的未经涂覆的玻璃管的机械强度高了至少10％、20％或者甚至50％。
参见图11，可以通过采用分光光度计测量容器在400-700nm波长范围内的透光率来评估经涂覆的容器的透明性和颜色。通过如下方式进行测量：将光束引导到容器上，垂直于容器壁，使得束穿过润滑涂层两次，第一次是当进入容器的时候，然后是当其离开的时候。在一些实施方式中，对于约400nm至约700nm的波长，穿过经涂覆的玻璃容器的光透射可以大于或等于穿过未经涂覆的玻璃制品的光透射的约55％。如本文所述，可以在热处理之前或者热处理之后(例如本文所述的热处理)测量光透射。例如，对于约400nm至约700nm的每个波长，光透射可以大于或等于穿过未经涂覆的玻璃容器的光透射的约55％。在其他实施方式中，对于约400nm至约700nm的波长，穿过经涂覆的玻璃容器的光透射大于或等于穿过未经涂覆的玻璃制品的光透射的约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％或者甚至约90％。
如本文所述，可以在环境处理(例如，本文所述的热处理)之前或者环境处理之后测量光透射。例如，在约250℃、约260℃、约270℃、约280℃、约290℃、约300℃、约310℃、约320℃、约330℃、约340℃、约350℃、约360℃、约370℃、约380℃、约390℃或者约400℃的热处理持续30分钟的时间段之后，或者在暴露于冻干条件之后，或者在暴露于高压灭菌条件之后，对于约400nm至约700nm的波长，穿过经涂覆的玻璃容器的光透射大于或等于穿过未经涂覆的玻璃容器的光透射的约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％或者甚至约90％。
在一些实施方式中，对于以裸眼在任意角度观察，经涂覆的玻璃容器100可以感知为是无色的并且是透明的。在一些其他实施方式中，润滑涂层160可以具有可感知的色调，例如当润滑涂层160包含购自艾尔德瑞奇公司(Aldrich)的由聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)酰胺酸形成的聚酰亚胺时。
在一些实施方式中，具有润滑涂层160的玻璃容器100可以具有能够接收粘贴标签的外表面。也就是说，虽然润滑涂层160具有低的摩擦系数，但是涂层仍然能够接收粘贴标签使得粘贴标签牢固粘附。然而，不要求本文所述的具有润滑涂层160的玻璃容器100的所有实施方式都具有粘附粘贴标签的能力。
再次参加图8，在一些实施方式中，润滑涂层160可以是瞬时涂层。如本文所用，短语“瞬时涂层”表示涂层并非永久性粘附到玻璃容器100，并且可以通过例如清洗或者加热(即，热解)等从玻璃容器100去除。例如，在润滑涂层160是可以通过热解去除的瞬时涂层的实施方式中，涂层可以在小于或等于约300℃的温度热解。或者，润滑涂层160可以是可以通过用去污剂溶液和水对玻璃容器进行清洗从而去除的瞬时涂层。
在本文所述的实施方式中，玻璃容器可以涂覆无机涂层、瞬时有机涂层和/或韧性有机涂层，从而实现所需的低摩擦系数和抗破坏性。
无机涂层
仍然参加图8，在本文所述的一些实施方式中，润滑涂层160是无机涂层。无机涂层可以是永久性粘附到玻璃容器的主体102的外表面106的韧性无机涂层。通过暴露于升高的温度，韧性无机涂层的性质没有发生劣化，由此，具有韧性无机涂层的玻璃容器的摩擦系数和水平压缩强度在暴露于升高的温度(包括但不限于约250℃至约400℃的温度范围)之前和之后是基本相同的。韧性无机涂层是至少施涂到主体的一部分的外表面的连续涂层，并且通常不溶于水和/或有机溶剂。例如，在一些实施方式中，韧性无机涂层可以包括金属氮化物涂层、金属硫化物涂层、金属氧化物涂层、SiO2、钻石状碳或者碳化物涂层。例如，韧性无机涂层可以包括以下至少一种：TiN、BN、hBN、TiO2、Ta2O5、HfO2、Nb2O5、V2O5、SnO、SnO2、ZrO2、Al2O3、SiO2、ZnO、MoS2、BC、SiC或者类似的金属氧化物、金属氮化物和碳化物涂层，它们相对于类似涂覆的玻璃容器展现出较低的摩擦系数以及具有较高的热稳定性。在这些实施方式中，可以通过物理气相沉积方法(例如，蒸发、电子束蒸发、dc磁控喷溅、非平衡dc磁控喷溅、ac磁控喷溅和非平衡ac磁控喷溅)将涂层施涂到玻璃容器的外表面。或者，可以通过粉末涂覆施涂涂层。还可以使用化学气相沉积(CVD)技术来施涂涂层，包括：超高真空CVD、低压CVD、大气压CVD、金属-有机物CVD、激光CVD、光化学CVD、气溶胶辅助CVD、微波等离子体辅助CVD、等离子体强化CVD、直接液体注射CVD、原子层CVD、燃烧CVD、热线CVD、快速热CVD、化学气相渗透和化学束外延。
在一个具体实施方式中，韧性无机涂层是钻石状碳。由钻石状碳形成的膜或涂层通常展现出低的摩擦系数和高硬度。具体来说，DLC涂层中显著量的碳是SP3杂化碳。这种材料为这些涂层赋予了一些钻石的性质，例如高硬度和优异的耐磨损性。DLC涂层的硬度与SP杂化含量直接正比。可以通过离子束沉积、阴极电弧喷涂、脉冲激光烧蚀、氩离子溅射和等离子强化化学气相沉积，将DLC涂层沉积到玻璃容器的外表面上。取决于沉积的DLC涂层的厚度、沉积的具体方法以及涂层的组成，沉积层的颜色会发生变化，从光学透明黄色(即，0.1μm厚的DLC膜可以是光学透明的，具有略微黄色特性)到琥珀色和黑色。
或者，润滑涂层160可以是无机涂层，其临时性地固定到玻璃容器的外表面，例如瞬时涂层。在这些实施方式中，瞬时涂层可以包括无机盐，例如：MgSO4、CaSO4、Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2、KNO3或者K3PO4等。
有机涂层
在一些替代实施方式中，润滑涂层160可以是有机涂层，例如临时性固定到玻璃容器的外表面的瞬时涂层或者永久性固定到玻璃容器的外表面的韧性有机涂层。
对于有机瞬时涂层，希望在制造过程中保护玻璃制品(例如，玻璃容器等)的表面免受破坏，从而减轻由于与玻璃的接触所引起的表面瑕疵所导致的玻璃的机械强度下降。这通常是通过施涂具有低摩擦系数的涂层实现的，如上文所述。然而，因为玻璃容器可能经受进一步的加工，涂层不一定要永久性粘附到玻璃容器的外表面，相反地，可以在涂层起到其保护玻璃制品的目的之后在下游加工步骤中去除。例如，可以通过热解去除瞬时涂层。在本文所述的实施方式中，瞬时涂层可以在小于或等于300℃的温度下在小于或等于1小时的时间段内热解。或者，瞬时涂层可以在265℃的温度持续2.5小时或者甚至360℃持续10分钟或更短时间热解。
各种有机材料可以用于形成瞬时涂层。例如，在一些实施方式中，瞬时涂层可以包括例如聚氧乙二醇、甲基丙烯酸酯树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚乙烯醇的混合物，如美国专利第3,577,256号所公开的。可以在形成之后将此类涂层施涂到玻璃容器的外表面并且可以在退火炉中从玻璃表面热解。
在另一个实施方式中，瞬时有机涂层可以包括一种或多种多糖，例如如美国专利第6,715,316B2号所公开的，其描述了可去除的保护性涂层。可以采用温和的水基清洁剂(例如，水中的2％Semiclean KG)从玻璃表面去除此类涂层。
在另一个实施方式中，瞬时有机涂层可以是“冷端”涂层(如美国专利第4,055,441号所述)或者类似涂层。可以从以下至少一种形成此类涂层：聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷)、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚(甲基乙烯醚)、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚氨酯、聚(乙酸乙烯酯)、聚乙烯醇缩甲醛、聚甲醛(包括聚缩醛和缩醛共聚物)、聚(甲基丙烯酸烷基酯)、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠、甲基羟丙基纤维素、聚(丙烯酸)及其盐、聚(甲基丙烯酸)及其盐、亚乙基-马来酸酸酐共聚物、亚乙基-乙烯醇共聚物、亚乙基-丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物、甲基乙烯醚-马来酸酐共聚物、可乳化聚氨酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、以及聚烯烃(包括聚乙烯、聚丙烯及其共聚物)、淀粉和改性淀粉、水胶体、聚丙烯酰胺、植物和动物脂肪、蜡、油脂、皂、硬脂-石蜡乳液、二甲基或二苯基或甲基/苯基混合物的聚硅氧烷、全氟硅氧烷和其他取代的硅氧烷、烷基硅烷、芳族硅烷、以及氧化聚乙烯，它们的组合或者类似涂层。
可以使得此类涂层与玻璃容器直接接触来施涂瞬时有机涂层。例如，可以通过浸没过程或者通过喷洒或者其他合适的方式来施涂涂层。然后可以对涂层进行干燥以及任选的高温固化。
现参见图8和12A，在一些实施方式中，润滑涂层160是粘附到玻璃主体102的至少一部分的外表面106的韧性有机涂层。韧性有机涂层具有低摩擦系数并且在升高的温度下还是热稳定的，如上文所述。润滑涂层160具有外表面162和玻璃接触表面164。在润滑涂层160是韧性有机涂层的实施方式中，润滑涂层160可以包括与玻璃主体102的外表面106直接接触的偶联剂层180以及与偶联剂层180直接接触的聚合物层170。然而，应理解的是，在一些实施方式中，润滑涂层160可以不包括偶联剂层1180，并且聚合物层170可以与玻璃主体102的外表面106直接接触。在一些实施方式中，润滑涂层160是如2013年2月28日提交的题为“Glass Articles with Low Friction Coatings(具有低摩擦涂层的玻璃制品)”的美国临时申请序列号13/780,754所述的涂料层，其全文通过引用结合入本文。
现参见图8和12A，在一个实施方式中，润滑涂层160包括双层结构。图12A显示经涂覆的玻璃容器的一部分的横截面，其中，润滑涂层160包括聚合物层170和偶联剂层180。可以在聚合物层170中含有聚合物化学组合物，以及可以在偶联剂层180中含有偶联剂。偶联剂层180可以与玻璃主体102的外表面106直接接触。聚合物层170可以与偶联剂层180直接接触并且可以形成润滑涂层160的外表面162。在一些实施方式中，偶联剂层180粘结到玻璃主体102的外表面106，以及聚合物层170在界面174处与偶联剂层180粘结。然而，应理解的是，在一些实施方式中，润滑涂层160可以不包括偶联剂层1180，并且聚合物化学组合物可以布置在聚合物层170中与玻璃主体102的外表面106直接接触。在另一个实施方式中，聚合物化学组合物和偶联剂可以基本混合在单层中。在一些其他实施方式中，聚合物层170可以位于偶联剂层180上方，这意味着聚合物层170相对于偶联剂层180以及玻璃主体102的外表面106是外层。如本文所用，第一层布置在第二层的“上方”表示第一层可以与第二层直接接触，或者与第二层分隔开，例如在第一与第二层之间布置有第三层。
现参见图12B，在一个实施方式中，润滑涂层160还可以包括布置在偶联剂层180与聚合物层170之间的界面层190。界面层190可以包括与偶联剂层180的化学组合物中的一种或多种粘结的聚合物层170的一种或多种化学组合物。在这个实施方式中，偶联剂层180与聚合物层170的界面形成界面层190，在那里，存在聚合物化学组合物与偶联剂之间的粘结。然而，应理解的是，在一些实施方式中，可能在偶联剂层180与聚合物层170的界面处没有可感知的层，在那里，聚合物与偶联剂彼此化学粘结，如上文关于图12A所述。
在另一个实施方式中，聚合物化学组合物和偶联剂可以基本混合在单层中，形成润滑涂层的均质层。此类混合的单层可以与玻璃主体102的外表面106直接接触。如本文所述，聚合物层170以及偶联剂层180的材料(即，分别是至少一种聚合物和至少一种偶联剂)可以混合以形成至少一层润滑涂层160。混合层润滑涂层160可以额外包含除了聚合物化学组合物和偶联剂之外的材料。为了形成混合层润滑涂层160，可以在将润滑涂层160施涂到玻璃容器100上之前，将此类层的各种材料一起混合在溶液中。在其他实施方式中，混合层可以在非混合层上方或下方，例如聚合物与偶联剂的混合层位于基本上仅聚合物材料的层的下方。在其他实施方式中，润滑涂层可以包含不止两层，例如三层或四层。
施涂到玻璃主体102的外表面106的润滑涂层160可以具有小于约100μm或者甚至小于或等于约1μm的厚度。在一些实施方式中，润滑涂层160的厚度可以小于或等于约100nm厚。在其他实施方式中，润滑涂层160可以具有小于或等于约90nm厚度、小于或等于约80nm厚度、小于或等于约70nm厚度、小于或等于约60nm厚度、小于或等于约50nm厚度或者甚至小于或等于约25nm厚度。在一些实施方式中，在整个玻璃主体102上，润滑涂层160可能不是均匀厚度。例如，由于使得玻璃主体102的外表面106与形成润滑涂层160的一种或多种涂料溶液接触的工艺，经涂覆的玻璃容器100可能在一些区域中具有较厚的润滑涂层160。在一些实施方式中，润滑涂层160可以具有不均匀厚度。例如，在经涂覆的玻璃容器100的不同区域上的涂层厚度可能是变化的，这可以促进对于选定区域的保护。在另一个实施方式中，玻璃主体仅选定部分的外表面106涂覆了润滑涂层160。
在包括至少两层的实施方式中(例如，聚合物层170、界面层190和/或偶联剂层180)，每一层可以具有小于约100μm或者甚至小于或等于约1μm的厚度。在一些实施方式中，每层的厚度可以小于或等于约100nm。在其他实施方式中，每层可以是小于约90nm厚度、小于约80nm厚度、小于约70nm厚度、小于约60nm厚度、小于约50nm厚度或者甚至小于约25nm厚度。
如上文所述，在一些实施方式中，润滑涂层160包含偶联剂。偶联剂可以改善聚合物化学组合物与玻璃主体102的外表面106的粘附或粘结，并且通常布置在玻璃主体102与聚合物化学组合物层170的聚合物化学组合物之间，或者与聚合物化学组合物混合。如本文所用，粘附指的是向经涂覆的玻璃容器施加处理(例如，热处理)之前和之后的聚合物的附着或粘结强度。热处理包括但不限于：高压灭菌、去热原或者冻干等。
在一个实施方式中，偶联剂可以包含至少一种硅烷化学组合物。如本文所用，“硅烷”化学组合物是包含硅烷部分的任何化学组合物，包括：官能化有机硅烷以及水性溶液中的由硅烷形成硅烷醇。偶联剂的硅烷化学组合物可以是芳族或者是脂族。在一些实施方式中，所述至少一种硅烷化学组合物可以包含胺部分，例如伯胺部分或仲胺部分。此外，偶联剂可以包含此类硅烷的水解产物和/或低聚物，例如由所述一种或多种硅烷化学组合物形成的一种或多种倍半硅氧烷化学组合物。倍半硅氧烷化学组合物可以包括全笼结构、部分笼结构或无笼结构。
偶联剂可以包括任意数量的不同化学组合物，例如：一种化学组合物、两种不同的化学组合物或者不止两种不同的化学组合物，包括由不止一种单体化学组合物形成的低聚物。在一个实施方式中，偶联剂可以包括以下至少一种：(1)第一硅烷化学组合物，其水解产物，或其低聚物；以及(2)由至少所述第一硅烷化学组合物和第二硅烷化学组合物的低聚化形成的化学组合物。在另一个实施方式中，偶联剂包括第一和第二硅烷。如本文所用，“第一”硅烷化学组合物和“第二”硅烷化学组合物是具有不同化学组成的硅烷。第一硅烷化学组合物可以是芳族或脂族化学组合物，可以任选地包含胺部分，并且可以任选地是烷氧基硅烷。类似地，第二硅烷化学组合物可以是芳族或脂族化学组合物，可以任选地包含胺部分，并且可以任选地是烷氧基硅烷。
例如，在一个实施方式中，仅将一种硅烷化学组合物用作偶联剂。在此类实施方式中，偶联剂可以包含硅烷化学组合物，其水解产物，或其低聚物。
在另一个实施方式中，可以将多个硅烷化学组合物用作偶联剂。在此类实施方式中，偶联剂可以包括以下至少一种：(1)第一硅烷化学组合物与第二硅烷化学组合物的混合物；以及(2)由至少所述第一硅烷化学组合物和所述第二硅烷化学组合物的低聚化形成的化学组合物。
参见上文所述的实施方式，第一硅烷化学组合物、第二硅烷化学组合物或者它们两者可以是芳族化学组合物。如本文所用，芳族化学组合物含有一个或多个特征为苯系列的六碳环和相关的有机部分。芳族硅烷化学组合物可以是烷氧基硅烷，例如但不限于，二烷氧基硅烷化学组合物，其水解产物或其低聚物，或者三烷氧基硅烷化学组合物，其水解产物或其低聚物。在一些实施方式中，芳族硅烷可以包括胺部分，并且可以是包含胺部分的烷氧基硅烷。在另一个实施方式中，芳族硅烷化学组合物可以是芳族烷氧基硅烷化学组合物、芳族酰氧基硅烷化学组合物、芳族卤素硅烷化学组合物、或者芳族氨基硅烷化学组合物。在另一个实施方式中，芳族硅烷化学组合物可以选自下组：氨基苯基、3-(间氨基苯氧基)丙基、N-苯基氨基丙基、或者(氯甲基)苯基取代的烷氧基、酰氧基、卤素、或氨基硅烷。例如，芳族烷氧基硅烷可以是氨基苯基三甲氧基硅烷(本文有时称作“APhTMS”)、氨基苯基二甲氧基硅烷、氨基苯基三乙氧基硅烷、氨基苯基二乙氧基硅烷、3-(间氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-(间氨基苯氧基)丙基二甲氧基硅烷、3-(间氨基苯氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(间氨基苯氧基)丙基二乙氧基硅烷、N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基氨基丙基二甲氧基硅烷、N-苯基氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基氨基丙基二乙氧基硅烷，其水解产物或其低聚化的化学组合物，但不限于此。在示例性实施方式中，芳族硅烷化学组合物可以是氨基苯基三甲氧基硅烷。
再次参见上文所述的实施方式，第一硅烷化学组合物、第二硅烷化学组合物或者它们两者可以是脂族化学组合物。如本文所用，脂族化学组合物是非芳族的，例如具有开链结构的化学组合物，例如但不限于烷烃、烯烃和炔烃。例如，在一些实施方式中，偶联剂可以包括化学组合物，其是烷氧基硅烷并且可以是脂族烷氧基硅烷，例如但不限于：二烷氧基硅烷化学组合物，其水解产物或其低聚物，或者三烷氧基硅烷化学组合物，其水解产物或其低聚物。在一些实施方式中，脂族硅烷可以包括胺部分，并且可以是包含胺部分的烷氧基硅烷，例如氨基烷基三烷氧基硅烷。在一个实施方式中，脂族硅烷化学组合物可以选自下组：3-氨基丙基、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基、乙烯基、甲基、N-苯基氨基丙基、(N-苯基氨基)甲基、N-(2-乙烯基苄基氨基乙基)-3-氨基丙基取代的烷氧基、酰氧基、卤素或氨基硅烷，其水解产物或其低聚物。氨基烷基三烷氧基硅烷包括但不限于：3-氨基丙基三甲氧基硅烷(本文有时称作“GAPS”)、3-氨基丙基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基二乙氧基硅烷，其水解产物，及其低聚化的化学组合物。在其他实施方式中，脂族烷氧基硅烷化学组合物可以不含氨基部分，例如，烷基三烷氧基硅烷或者烷基二烷氧基硅烷。此类烷基三烷氧基硅烷或者烷基二烷氧基硅烷包括但不限于：乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷，其水解产物或其低聚化的化学组合物，包括氨基官能化倍半硅氧烷低聚物，例如但不限于：Gelest公司制造的WSA-7011、WSA-9911、WSA-7021、WSAV-6511。在示例性实施方式中，脂族硅烷化学组合物是3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
在另一个实施方式中，偶联剂层180可以包含是氨基烷氧基硅烷的水解类似物的化学物质，例如但不限于：(3-氨基丙基)硅烷三醇、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-硅烷三醇，和/或其混合物。
在另一个实施方式中，偶联剂层180可以包括是氨基烷基倍半硅氧烷的化学物质。在一个实施方式中，偶联剂层180包括氨基丙基倍半硅氧烷(APS)低聚物(市售可得自Gelest公司的水性溶液)。
在另一个实施方式中，偶联剂层180可以是无机材料，例如金属和/或陶瓷膜。用作偶联剂层180的合适的无机材料的非限制性例子包括锡、钛，和/或其氧化物。
已经发现，从不同化学组合物的组合(特别是硅烷化学组合物的组合)形成偶联剂可以改善润滑涂层160的热稳定性。例如，已经发现芳族硅烷与脂族硅烷(例如上文所述的那些)的组合改善了润滑涂层的热稳定性，从而产生的涂层在升高的温度下的热处理之后保留其机械性质(例如，摩擦系数和粘附性能)。因此，在一个实施方式中，偶联剂包括芳族与脂族硅烷的组合。在这些实施方式中，脂族硅烷与芳族硅烷之比(脂族：芳族)可以是约1:3至约1:0.2。如果偶联剂包含两种或更多种化学组合物(例如，至少一种脂族硅烷和一种芳族硅烷)，则这两种化学组合物的重量比可以是任意比例，例如第一硅烷化学组合物与第二硅烷化学组合物的重量比(第一硅烷：第二硅烷)是约0.1:1至约10:1。例如，在一些实施方式中，比例可以是0.5:1至约2:1，例如：2:1、1:1、0.5:1。在一些实施方式中，偶联剂可以包括多种脂族硅烷和/或多种芳族硅烷的组合，其可以在一个或多个步骤中施涂到玻璃容器，具有或者不具有有机或无机填料。在一些实施方式中，偶联剂包含由脂族和芳族硅烷这两者形成的低聚物(例如，倍半硅氧烷)。
在示例性实施方式中，第一硅烷化学组合物是芳族硅烷化学组合物，而第二硅烷化学组合物是脂族硅烷化学组合物。在一个示例性实施方式中，第一硅烷化学组合物是芳族烷氧基硅烷化学组合物(其包含至少一个胺部分)，以及第二硅烷化学组合物是脂族烷氧基硅烷化学组合物(其包含至少一个胺部分)。在另一个实施方式中，偶联剂包含一种或多种硅烷化学组合物的低聚物，其中，低聚物是倍半硅氧烷化学组合物，以及硅烷化学组合物中的至少一种包括至少一个芳族部分和至少一个胺部分。在一个具体示例性实施方式中，第一硅烷化学组合物是氨基苯基三甲氧基硅烷以及第二硅烷化学组合物是3-氨基丙基三甲氧基硅烷。芳族硅烷与脂族硅烷之比可以约为1:1。在另一个具体示例性实施方式中，偶联剂包括由氨基苯基三甲氧基和3-氨基丙基三甲氧基形成的低聚物。在另一个实施方式中，偶联剂可以同时包括氨基苯基三甲氧基与3-氨基丙基三甲氧基的混合物以及由这两者形成的低聚物。
在一个实施方式中，通过浸入过程使得表面与稀释的偶联剂接触，将偶联剂施涂到玻璃容器102的外表面106。当施涂到玻璃主体102时，偶联剂可以混合在溶剂中。在另一个实施方式中，可以通过喷洒或者其他合适的方式将偶联剂施涂到玻璃主体102。然后，具有偶联剂的玻璃主体102可以在约120℃干燥持续约15分钟或者足以使得壁部分110的外表面106上存在的水和/或其他有机溶剂充分释放的任何时间和温度。
参见图12A，在一个实施方式中，偶联剂位于玻璃容器上作为偶联剂层180并且作为溶液施涂，所述溶液包含约0.5重量％的第一硅烷和约0.5重量％的第二硅烷(总计1重量％硅烷)，其混合了水和有机溶剂(例如但不限于甲醇)中的至少一种。然而，应理解的是，溶液中的硅烷总浓度可以大于或小于约1重量％，例如：约0.1重量％至约10重量％、约0.3重量％至约5.0重量％或者约0.5重量％至约2.0重量％。例如，在一个实施方式中，有机溶剂与水的重量比(有机溶剂：水)可以是约90:10至约10:90，并且在一个实施方式中可以约为75:25。硅烷与溶剂的重量比可能影响偶联剂层的厚度，其中，偶联剂溶液中的硅烷化学组合物的百分比的增加可以增加偶联剂层180的厚度。然而，应理解的是，其他变量也可能影响偶联剂层180的厚度，例如但不限于具体的浸涂工艺，例如从浴的回撤速度。例如，较快速的回撤速度可以形成较厚的偶联剂层180。
在一个实施方式中，偶联剂层180作为包含第一硅烷化学物质和第二硅烷化学物质的溶液施涂，这可以改善润滑涂层160的热稳定性和/或机械性质。例如，第一硅烷化学物质可以是脂族硅烷(例如GAPS)，而第二硅烷化学物质可以是芳族硅烷(例如AphTMS)。在这个例子中，脂族硅烷与芳族硅烷之比(脂族：芳族)可以约为1:1。然而，应理解的是，其他比例也是可以的，包括约1:3至约1:0.2，如上文所述。芳族硅烷化学物质和脂族硅烷化学物质可以与水和有机溶剂(例如，但不限于甲醇)中的至少一种混合。然后，将这个溶液涂覆到玻璃主体102的外表面106并固化以形成偶联剂层180。
在另一个实施方式中，偶联剂层180作为包含0.1体积％的市售可得氨基丙基倍半硅氧烷低聚物的溶液施涂。可以使用其他浓度的偶联剂层溶液，包括但不限于0.01-10.0体积％氨基丙基倍半硅氧烷低聚物溶液。
在一些实施方式中，偶联剂层180是足够热稳定的，从而偶联剂层180其自身可以作为润滑涂层160，无需任何额外涂层，例如聚合物化学组合物层170等。因此，应理解的是，在这些实施方式中，润滑涂层160包含单一组合物，具体来说，偶联剂。
如上文所注意到的，当润滑涂层160是韧性有机涂层时，涂层还可以包含聚合物化学组合物作为聚合物化学组合物层170。聚合物化学组合物可以是热稳定的聚合物或者聚合物的混合物，例如但不限于：聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚苯基、聚苯并噻唑、聚苯并噁唑、聚双噻唑和多芳族杂环聚合物，它们具有或者不具有无机填料。聚合物化学组合物可以由其他热稳定的聚合物形成，例如在200℃至400℃的温度范围(包括250℃、300℃和350℃)不发生降解的聚合物。可以在施加或不施加偶联剂的情况下使用这些聚合物。
在一个实施方式中，聚合物化学组合物是聚酰亚胺化学组合物。如果润滑涂层160包括聚酰亚胺的话，则聚酰亚胺组合物可以源自聚酰胺酸，其是通过单体的聚合化形成的溶液。一种此类聚酰胺酸是
800(市售可得自NeXolve公司)。固化步骤使得聚酰胺酸发生酰亚胺化，以形成聚酰亚胺。聚酰胺酸可以由二胺单体(例如，二胺)与酐单体(例如，二酐)的反应形成。如本文所用，将聚酰亚胺单体描述为二胺单体和二酐单体。然而，应理解的是，虽然二胺单体包括两个胺部分，但是在如下描述中，包含至少两个胺部分的任何单体都可以适合作为二胺单体。类似地，应理解的是，虽然二酐单体包括两个酐部分，但是在如下描述中，包含至少两个酐部分的任何单体都可以适合作为二酐单体。酐单体的酐部分与二胺单体的胺部分之间的反应形成聚酰胺酸。因此，如本文所用，由特定单体的聚合化形成的聚酰亚胺化学组合物指的是在由这些特定单体形成的聚酰胺酸的酰亚胺化之后形成的聚酰亚胺。通常来说，总的酐单体与二胺单体的摩尔比可以约为1:1。虽然可以仅由两种不同的化学组合物(一种酐单体和一种二胺单体)形成聚酰亚胺，但是至少一种酐单体可以聚合化以及至少一种二胺单体可以聚合化以形成聚酰亚胺。例如，一种酐单体可以与两种不同二胺单体聚合化。可以使用任意数量的单体物质组合。此外，一种酐单体与不同酐单体的比例，或者一种或多种二胺单体与不同二胺单体的比例可以是任何比例，例如，约为1:0.1至0.1:1，例如，约为1:9、1:4、3:7、2:3、1:1、3:2、7:3、4:1或9:1。
与二胺单体一起形成聚酰亚胺的酐单体可以包括任何酐单体。在一个实施方式中，酐单体包括苯并苯基酮结构。在示例性实施方式中，苯并苯基酮-3,3’,4,4’-四羧酸二酐可以至少是形成聚酰亚胺的酐单体之一。在其他实施方式中，二胺单体可以具有蒽结构、菲结构、芘结构或并五苯结构，包括上文所述二酐的取代版本。
与酐单体一起形成聚酰亚胺的二胺单体可以包括任何二胺单体。在一个实施方式中，二胺单体包括至少一个芳环部分。图13和14显示二胺单体的例子，所述二胺单体与一个或多个选择的酸酐单体可以形成包含聚合物化学组合物的聚酰亚胺。如图13所示，二胺单体可以具有将两个芳环部分连接到一起的一个或多个碳分子，其中，图13的R对应于包含一个或多个碳原子的烷基部分。或者，二胺单体可以具有两个芳环部分，它们直接相连而没有被至少一个碳分子分隔开，如图14所示。二胺单体可以具有一个或多个烷基部分，如图13和14的R’和R”所表示的那样。例如，在图13和14中，R’和R”可以代表烷基部分，例如：甲基、乙基、丙基或丁基部分，连接到一个或多个芳环部分。例如，二胺单体可以具有两个芳环部分，其中，每个芳环部分具有烷基部分，所述烷基部分连接到所述芳环部分且与连接到芳环部分的胺部分相邻。应理解的是，在图13和14这两幅图中，R’和R”可以是相同的化学部分或者可以是不同的化学部分。或者，在图13和14这两幅图中，R’和/或R”可以表示完全没有原子。
二胺单体的两种不同化学组合物可以形成聚酰亚胺。在一个实施方式中，第一二胺单体包括两个芳环部分(它们直接相连并且没有被碳连接分子分隔开)，以及第二二胺单体包括两个芳环部分(它们通过将两个芳环部分连接到一起的至少一个碳分子相连)。在一个示例性实施方式中，第一二胺单体、第二二胺单体以及酐单体具有约为0.465:0.035:0.5的摩尔比(第一二胺单体：第二二胺单体：酐单体)。然而，第一二胺单体与第二二胺单体的比例可以在约为0.01:0.49至约为0.40:0.10之间变化，同时酐单体的比例保持约为0.5。
在一个实施方式中，至少从第一二胺单体、第二二胺单体和酐单体的聚合化形成聚酰亚胺组合物，其中，第一和第二二胺单体是不同的化学组合物。在一个实施方式中，酐单体是苯并苯基酮，第一二胺单体包括直接键合在一起的两个芳环，以及第二二胺单体包括两个芳环，所述两个芳环通过将第一和第二芳环连接到一起的至少一个碳分子键合在一起。第一二胺单体、第二二胺单体和酐单体可具有约为0.465:0.035:0.5的摩尔比(第一二胺单体：第二二胺单体：酐单体)。
在示例性实施方式中，第一二胺单体是邻联甲苯胺，第二二胺单体是4,4’-亚甲基-二(2-甲基苯胺)，以及酐单体是苯并苯基酮-3,3’,4,4’-四羧酸二酐。第一二胺单体、第二二胺单体和酐单体可具有约为0.465:0.035:0.5的摩尔比(第一二胺单体：第二二胺单体：酐单体)。
在一些实施方式中，聚酰亚胺可以由如下一种或多种的聚合化形成：二环[2.2.1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸二酐、环戊烷-1,2,3,4-四羧酸1,2；3,4-二酐、二环[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸二酐、4arH,8acH)-十水-1t,4t:5c,8c-二甲桥萘-2t,3t,6c,7c-四羧酸2,3:6,7-二酐、2c,3c,6c,7c-四羧酸2,3:6,7-二酐、5-桥-羧基甲基二环[2.2.1]-庚烷-2-外,3-外,5-外-三羧酸2,3:5,5-二酐、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧基酐、二(氨基甲基)二环[2.2.1]庚烷的异构体、或者4,4’-亚甲基二(2-甲基环己基胺)、均苯四酸二酐(PMDA)3,3′,4,4′-二苯基二酐(4,4′-BPDA)、3,3′,4,4′-苯并苯基酮二酐(4,4′-BTDA)、3,3′,4,4′-氧代邻苯二甲酸酐(4,4′-ODPA)、1,4-二(3,4-二羧基-苯氧基)苯二酐(4,4′-HQDPA)、1,3-二(2,3-二羧基-苯氧基)苯二酐(3,3′-HQDPA)、4,4′-二(3,4-二羧基苯氧基苯基)-异亚丙基二酐(4,4′-BPADA)、4,4′-(2,2,2-三氟-1-五氟苯基亚乙基)邻苯二甲酸二酐(3FDA)、4,4′-氧代二苯胺(ODA)、间亚苯基二胺(MPD)、对亚苯基二胺(PPD)、间甲苯二胺(TDA)、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯(1,4,4-APB)、3,3′-(间亚苯基二(氧代))二苯胺(APB)、4,4′-二氨基-3,3′-二甲基二苯基甲烷(DMMDA)、2,2′-二(4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷(BAPP)、1,4-环己烷二胺2,2′-二[4-(4-氨基-苯氧基)苯基]六氟异亚丙基(4-BDAF)、6-氨基-1-(4′-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚满(DAPI)、马来酸酐(MA)、柠康酸酐(CA)、桥亚甲基四氢化邻苯二甲酸酐(NA)、4-(苯基乙炔基)-1,2-苯二羧酸酐(PEPA)、4,4′-二氨基酰替苯胺(DABA)、4,4′-(六氟异亚丙基)二-邻苯二甲酸酐(6-FDA)、均苯四酸二酐、苯并苯基酮-3,3′,4,4′-四羧酸二酐、3,3′,4,4′-二苯基四羧酸二酐、4,4′-(六氟异亚丙基)邻苯二甲酸酐、苝-3,4,9,10-四羧酸二酐、4,4′-氧代邻苯二甲酸酐、4,4′-(六氟异亚丙基)邻苯二甲酸酐、4,4′-(4,4′-异亚丙基二苯氧基)二(邻苯二甲酸酐)、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐，以及美国专利第7,619,042号、美国专利第8,053,492号、美国专利第4,880,895号、美国专利第6,232,428号、美国专利第4,595,548号、国际公开号2007/016516、美国专利公开第2008/0214777号、美国专利第6,444,783号、美国专利第6,277,950号和美国专利第4,680,373所述的那些材料。图15显示可以用于形成施加到玻璃主体102的聚酰亚胺涂层的一些合适的单体的化学结构。在另一个实施方式中，形成聚酰亚胺的聚酰胺酸溶液可以包含聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)酰胺酸(市售可得自艾尔德瑞奇公司)。
在另一个实施方式中，聚合物化学组合物可以包含含氟聚合物。含氟聚合物可以是其中的两个单体都是高度氟化的共聚物。含氟聚合物的一些单体可以是氟乙烯。在一个实施方式中，聚合物化学组合物包括无定形含氟聚合物，例如但不限于特氟龙AF(市售可得自杜邦公司(DuPont))。在另一个实施方式中，聚合物化学组合物包括全氟环氧基(PFA)树脂颗粒，例如但不限于特氟龙PFA TE-7224(市售可得自杜邦公司)。
在另一个实施方式中，聚合物化学组合物可以包含硅酮树脂。硅酮树脂可以是高度分支化的3维聚合物，其由通式为RnSi(X)mOy的分支化笼状低聚硅氧烷形成，式中，R是非反应性取代基(通常是甲基或苯基)，以及X是OH或H。虽然不希望受限于理论，但是相信通过Si-OH部分的缩合反应发生树脂的固化，形成Si-O-Si键。硅酮树脂可以具有以下四种可能的官能化硅氧烷单体单元中的至少一种，其包括：M-树脂、D-树脂、T-树脂和Q-树脂，其中，M-树脂指的是具有通式R3SiO的树脂，D-树脂指的是具有通式R2SiO2的树脂，T-树脂指的是具有通式RSiO3的树脂，以及Q-树脂指的是具有通式SiO4的树脂(熔凝石英)。在一些实施方式中，由D和T单元制得树脂(DT树脂)或者由M和Q单元制得树脂(MQ树脂)。在其他实施方式中，也可也使用其他组合(MDT、MTQ、QDT)。
在一个实施方式中，聚合物化学组合物包含苯基甲基硅酮树脂(这是由于它们相比于甲基或苯基硅酮树脂具有更高的热稳定性)。聚合物化学组合物中，硅酮树脂中的苯基与甲基部分之比可以发生变化。在一个实施方式中，苯基与甲基之比约为1.2。在另一个实施方式中，苯基与甲基之比约为0.84。在其他实施方式中，苯基与甲基部分之比可以约为：0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.3、1.4或者1.5。在一个实施方式中，硅酮树脂是DC 255(市售可得自道康宁公司(Dow Corning))。在另一个实施方式中，硅酮树脂是DC806A(市售可得自道康宁公司)。在其他实施方式中，聚合物化学组合物可以包括任意DC系列树脂(市售可得自道康宁公司)和/或Hardsil系列AP和AR树脂(市售可得自Gelest公司)。可以在不具有偶联剂或者具有偶联剂的情况下使用硅酮树脂。
在另一个实施方式中，聚合物化学组合物可以包括基于倍半硅氧烷的聚合物，例如但不限于：T-214(市售可得自霍尼韦尔公司(Honeywell))、SST-3M01(市售可得自Gelest公司)、POSS Imiclear(市售可得自混合塑料公司(Hybrid Plastics))以及FOX-25(市售可得自道康宁公司)。在一个实施方式中，聚合物化学组合物可以包含硅烷醇部分。
再次参见图8和12A，可以在多阶段工艺中施涂润滑涂层160，其中，玻璃主体102与偶联剂溶液接触以形成偶联剂层180(如上文所述)，并干燥，然后与聚合物化学组合物溶液(例如，聚合物或聚合物前体溶液)接触，例如通过浸没工艺，或者聚合物层170可以通过喷洒或者其他合适的方式施涂，并干燥，然后在高温固化。或者，如果没有使用偶联剂层180的话，聚合物层170的聚合物化学组合物可以直接施涂到玻璃主体102的外表面106。在另一个实施方式中，聚合物化学组合物和偶联剂可以混合在润滑涂层160中，以及可以将包含聚合物化学组合物和偶联剂的溶液在单个涂覆步骤中施涂到玻璃主体102。
在一个实施方式中，聚合物化学组合物包含聚酰亚胺，其中，在偶联剂层180的上方施涂聚酰胺酸溶液。在其他实施方式中，可以使用聚酰胺酸衍生物，例如：聚酰胺酸盐或者聚酰胺酸酯。例如，合适的聚酰胺酸盐可以包括从三乙胺形成的聚酰胺酸盐。其他合适的盐可以包括通过碱性添加剂使聚酰胺酸的羧酸基团去质子化导致所得到的羧酸根基团与其共轭酸发生离子相互作用而形成的那些盐。碱性添加剂可以包括有机物质、无机物质或者有机金属物质，或其组合。无机物质可以包括如下部分，例如：碱金属、碱土金属或金属碱。有机碱(质子受体)可以包括脂族胺、芳族胺或者其他有机碱。脂族胺包括伯胺(例如但不限于乙胺)、仲胺(例如但不限于二乙胺)和叔胺(例如三乙胺)。芳族胺包括苯胺、吡啶和咪唑。有机金属碱可以包括2,2二甲基丙基氯化镁或者其他的。在一个实施方式中，聚酰胺酸溶液可以包括1体积％聚酰胺酸与99体积％有机溶剂的混合物。有机溶剂可以包括甲苯与以下至少一种的混合物：N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，或其混合物。在一个实施方式中，有机溶剂溶液包含约85体积％的DMAc、DMF和NMP中的至少一种，以及约15体积％的甲苯。然而，也可以使用其它合适的有机溶剂。然后，经涂覆的玻璃容器100可以在约150℃干燥持续约20分钟，或者足以使得润滑涂层160中存在的有机溶剂充分释放的任何时间和温度。
在层状瞬时有机润滑涂层的实施方式中，在玻璃主体102与偶联剂接触以形成偶联剂层180以及与聚酰胺酸溶液接触以形成聚合物层170之后，经涂覆的玻璃容器100可以在高温固化。经涂覆的玻璃容器100可以在300℃固化持续约30分钟或更短的时间，或者可以在高于300℃的温度(例如至少320℃、340℃、360℃、380℃或者400℃)固化，持续更短的时间。不受限于理论，相信固化步骤通过羧酸部分与酰胺部分的反应产生包含聚酰亚胺的聚合物层170从而使得聚合物层170中的聚酰胺酸酰亚胺化。固化还可以促进聚酰亚胺与偶联剂之间的粘结。然后将经涂覆的玻璃容器100冷却至室温。
此外，相信偶联剂、聚合物化学组合物或者它们两者的固化驱使了挥发性材料(例如，水和其他有机分子)的离开，但是这并不旨在进行限制。由此，当制品(如果用作容器时)进行热处理(例如，进行去热原)时或者与其所封装的材料(例如，药物)接触时，不存在这些在固化期间释放掉的挥发性材料。应理解的是，本文所述的固化过程是与本文所述的其他热处理(例如，与药物封装行业中的工艺相似或相同的那些热处理，例如去热原或者用于限定热稳定性的热处理)分开的加热处理，如本文所述。
在一个实施方式中，偶联剂包括硅烷化学组合物(例如，烷氧基硅烷)，其可以改善聚合物化学组合物与玻璃主体的粘附。不受限于理论，相信烷氧基硅烷分子在水中快速水解，形成孤立的单体、环状低聚物和大分子内环状物。在各种实施方式中，可以通过硅烷类型、浓度、pH、温度、储存条件和时间来确定哪种物质占主导控制。例如，在低浓度的水性溶液中，氨基丙基三烷氧基硅烷(APS)可能是稳定的，并形成三硅烷醇单体和非常低分子量的低聚环状物。
仍然不受限于理论，相信一种或多种硅烷化学组合物与玻璃主体的反应可能涉及数个步骤。如图17所示，在一些实施方式中，在硅烷化学组合物水解之后，可以形成反应性硅烷醇部分，其可以与其他硅烷醇部分(例如，基材(例如玻璃主体)表面上的那些)缩合。在第一和第二可水解部分水解后，可以引发缩合反应。在一些实施方式中，可以通过采用新鲜溶液、醇溶剂、稀释以及通过小心地选择pH范围来控制朝向自缩合的倾向性。例如，硅烷三醇在pH 3-6最为稳定，但是在pH 7-9.3快速缩合，以及硅烷醇单体的部分缩合可以产生倍半硅氧烷。如图17所示，形成的物质的硅烷醇部分可以与基材上的硅烷醇部分形成氢键，并且在干燥或者固化过程中，可以通过水的消除与基材形成共价键。例如，适度固化循环(110℃持续15分钟)可以留下仍然是自由形式的硅烷醇部分，并且与任何硅烷有机官能度一起可以与后续顶涂层粘结，提供改善的粘附。
在一些实施方式中，偶联剂的所述一个或多个硅烷化学组合物可以包含胺部分。仍然不受限于理论，相信这个胺部分可以起到水解和共缩合聚合化中的碱催化剂的作用，并且增强了具有胺部分的硅烷在玻璃表面上的吸附速率。它还可以在水性溶液中产生高pH(9.0-10.0)，这调节了玻璃表面并增加了表面硅烷醇部分的密度。与水和质子溶剂的强相互作用维持了具有胺部分化学组合物的硅烷(例如APS)的溶解度和稳定性。
在示例性实施方式中，玻璃主体102可以包括经离子交换的玻璃以及偶联剂可以是硅烷。在一些实施方式中，润滑涂层与经离子交换的玻璃主体的粘附可以比润滑涂层与未经离子交换的玻璃主体的粘附更为牢固。不受限于理论，相信相比于未经离子交换的玻璃，经离子交换的玻璃的任意数个方面可以促进粘结和/或粘附。首先，经离子交换的玻璃可以具有增强的化学稳定性/水解稳定性，这可以影响偶联剂和/或其与玻璃表面的粘附的稳定性。未经离子交换的玻璃通常具有较差的水解稳定性，并且在潮湿和/或温度升高的条件下，碱金属会从玻璃主体向外迁移达到玻璃与偶联剂层(如果存在的话)的界面，或者甚至迁移进入到偶联剂层(如果存在的话)中。如果如上所述碱金属发生迁移的话，则pH发生变化，在玻璃/偶联剂层界面处或者在偶联剂层自身中的Si-O-Si键的水解可能使得偶联剂机械性质或者它与玻璃的粘附弱化。第二点，当经离子交换的玻璃暴露于提升的温度(例如，400℃至450℃)的强氧化剂浴(例如，亚硝酸钾浴)并取出时，去除了玻璃表面上的有机化学组合物，使其特别好地适用于硅烷偶联剂，而不需要进一步清洁。例如，未经离子交换的玻璃可能需要暴露于额外的表面清洁处理，增加了工艺耗时和花费。
在一个示例性实施方式中，偶联剂可以包括至少一种包含胺部分的硅烷，以及聚合物化学组合物可以包括聚酰亚胺化学组合物。现参见图18，不受限于理论，相信这个胺部分相互作用以及聚酰亚胺的聚酰胺酸前体之间的相互作用符合步阶式过程。如图18所示，第一个步骤是在聚酰胺酸的羧酸部分与胺部分之间形成聚酰胺酸盐。第二个步骤是盐热转变为酰胺部分。第三个步骤是酰胺部分进一步转化为酰亚胺部分，聚合物酰胺键断裂。结果是缩短的聚合物链(聚酰亚胺链)与偶联剂的胺部分共价酰亚胺附连，如图18所示。
实施例
通过以下实施例进一步阐述具有改进的属性的玻璃容器的各种实施方式。实施例自然是示意性的，并且不应理解为限制本公开的主题。
实施例1
由IB型玻璃(其具有与上表2的实施例2相同的组成)以及2012年10月25日提交的题为“Glass Compositions with Improved Chemical and Mechanical Durability(具有改进的化学和机械耐久性的玻璃组合物)”(归属于康宁有限公司)的美国专利申请序列号13/660,394的表1中标记为“实施例E”的玻璃组合物(下文“参比玻璃组合物”)形成玻璃瓶。瓶子用去离子水清洗，用氮气吹干，以及浸涂了0.1％的APS(氨基丙基倍半硅氧烷)溶液。APS涂层在100℃的对流烘箱中干燥15分钟。然后，瓶子浸入15/85甲苯/DMP(二甲基甲酰胺)溶液中的0.1％的
800聚酰胺酸溶液中，或者浸入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的0.1％至1％的聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)酰胺酸PMDA-ODA(聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺))中。然后，经涂覆的瓶子加热到150℃并保持20分钟使得溶剂蒸发。这之后，通过将经涂覆的瓶子放入预热到300℃的炉中持续30分钟，使得涂层固化。在固化之后，涂覆了0.1％的
800溶液的瓶子没有可见的颜色。然而，涂覆了聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)溶液的瓶子由于涂层厚度在视觉上是黄色颜色。这两种涂层在瓶对瓶测试中都展现出低的摩擦系数。
实施例2
由从与上表2的实施例2相同的组合物形成的IB型玻璃瓶形成的玻璃瓶(刚接收/未经涂覆状态)以及涂覆了润滑涂层的瓶子进行对比，来评估由于磨损导致的机械强度损失。通过如下方式生产经涂覆的瓶子：首先对由参比玻璃组合物生产的玻璃瓶进行离子交换强化。在450℃的100％KNO3浴中进行8小时的离子交换强化。这之后，瓶子用去离子水清洗，用氮气吹干，以及浸涂了水中的0.1％的APS(氨基丙基倍半硅氧烷)溶液。APS涂层在100℃的对流烘箱中干燥15分钟。然后，瓶子浸入15/85甲苯/DMF溶液中的0.1％的
800聚酰胺酸溶液中。然后，经涂覆的瓶子加热到150℃并保持20分钟使得溶剂蒸发。这之后，通过将经涂覆的瓶子放入预热到300℃的炉中持续30分钟，使得涂层固化。然后，经涂覆的瓶子浸泡在70℃的去离子水中持续1小时，并在320℃的空气中加热2小时来模拟实际加工条件。
由从与上表2的实施例2相同的组合物形成的IB型玻璃形成的未经磨损的瓶子以及由经过离子交换强化和涂覆的参比玻璃组合物形成的未经磨损的瓶子进行测试直至水平压缩测试中发生失效(即，将一块板放在瓶子的顶部上方，将一块板放在瓶子的底部下方，并且将板压到一起以及通过沉重传感器确定失效时施加的负荷)。图19图示性显示对于由参比玻璃组合物形成的瓶子、从处于经过涂覆和经过磨损的状态的参比玻璃组合物形成的瓶子、从IB型玻璃形成的瓶子以及从处于经过磨损的状态的IB型玻璃形成的瓶子在水平压缩测试中的失效概率与施加负荷的函数关系。以威布尔图图示性显示未经磨损的瓶子的失效负荷。然后将由IB型玻璃形成的样品瓶子以及由经过离子交换和涂覆的玻璃形成的未经磨损的瓶子放在图9的瓶上瓶夹具中，对瓶子进行磨损并确定当它们一起摩擦时候的瓶子之间的摩擦系数。测试期间的瓶上负荷是通过UMT机器施加的，并且在24N至44N之间变化。在图20所含的表格中记录了施加的负荷和对应的最大摩擦系数。对于未经涂覆的瓶子，最大摩擦系数从0.54至0.71变化(图20分别显示为瓶样品“3&4”和“7&8”)，而对于经过涂覆的瓶子，最大摩擦系数从0.19至0.41变化(图20分别显示为瓶样品“15&16”和“12&14”)。这之后，在水平压缩测试中对经过划痕的瓶子进行测试以评估相对于未经磨损的瓶子的机械强度损失。图19的威布尔图图示性显示施加到未经磨损的瓶子的失效负荷。
如图19所示，未经涂覆的瓶子在磨损之后的强度具有明显下降，而经过涂覆的瓶子在磨损之后的强度下降较小。基于这些结果，相信瓶子之间的摩擦系数应该小于0.7或0.5，或者甚至小于0.45，从而减轻瓶上瓶磨损之后的强度损失。
实施例3
在这个实施例中，在四点弯曲中对多组玻璃管进行测试以评估它们各自的强度。由参比玻璃组合物形成的第一组管以刚接收状态(未经涂覆，未经离子交换强化)在四点弯曲中进行测试。由参比玻璃组合物形成的第二组管在100％KNO3浴中450℃持续8小时离子交换强化之后在四点弯曲中进行测试。由参比玻璃组合物形成的第三组管在100％KNO3浴中450℃持续8小时离子交换强化并如实施例2所述涂覆了0.1％APS/0.1％
800之后在四点弯曲中进行测试。经涂覆的管还浸泡在70℃的去离子水中持续1小时，并在320℃的空气中加热2小时来模拟实际加工条件。在弯曲测试之前，这些经涂覆的管还在如图9所示的瓶上瓶夹具中以30N负荷进行磨损。由参比玻璃组合物形成的第四组管在100％KNO3浴中450℃持续1小时离子交换强化之后在四点弯曲中进行测试。在弯曲测试之前，这些未经涂覆的经过离子交换强化的管还在如图9所示的瓶上瓶夹具中以30N负荷进行磨损。由IB型玻璃形成的第五组管以刚接收状态(未经涂覆，未经离子交换强化)在四点弯曲中进行测试。由IB型玻璃形成的第六组管在100％KNO3浴中450℃持续1小时离子交换强化之后在四点弯曲中进行测试。图21所示的威布尔图图示性显示了测试结果。
参见图21，未经磨损且由参比玻璃组合物形成并经过离子交换强化的第二组管在破裂之前经受住了最高的应力。在磨损之前涂覆了0.1％APS/0.1％
800的第三组管相比于它们的未经涂覆的未经磨损的等价品(即，第二组管)显示出强度的略微下降。然而，尽管在涂覆之后发生了磨损，强度下降是相对小的。
实施例4
制备两组瓶子并运行通过药物灌装线。将(市售可得自富士胶片公司(Fujifilm)的)压敏条***瓶子之间来测量瓶子之间以及瓶子与设备之间的接触/撞击作用力。第一组瓶子由1B型玻璃形成且没有经过涂覆。第二组瓶子由参比玻璃组合物形成并涂覆了摩擦系数约为0.25的基于低摩擦聚酰亚胺的涂层，如上文所述。在瓶子运行通过药物灌装线之后对压敏条进行分析，并证实了第二组经过涂覆的瓶子相比于第一组未经涂覆的瓶子展现出2-3倍的应力下降。
实施例5
制备三组每组四个瓶子。所有的瓶子都由参比玻璃组合物形成。第一组瓶子涂覆了
800涂层，如实施例2所述。第二组瓶子在甲苯中的0.1％DC806A中浸涂。溶剂在50℃蒸发，以及涂层在300℃固化持续30分钟。每组瓶子放在管中并在空气吹扫下加热到320℃持续2.5小时，从而去除掉实验室环境中吸附到瓶中的痕量污染物。然后，每组样品在管中再加热30分钟，并在活性炭吸附井上捕获脱气的挥发性物质。井在30分钟内加热到350℃从而解吸附掉任何捕获的材料，将其进料到气相色谱质谱仪中。图22显示
800涂层的气相色谱质谱仪输出数据。图23显示DC806A涂层的气相色谱质谱仪输出数据。对于0.1％APS/0.1％
800涂层或者DC806A涂层没有检测到脱气。
一组四个瓶子采用甲醇/水混合物中的0.5％/0.5％GAPS/APhTMS(3-氨基丙基三甲氧基硅烷/氨基苯基三甲氧基硅烷)溶液涂覆了连接层(tie-layer)。每个瓶子具有约18.3cm2的涂覆表面积。在120℃持续15分钟，使得溶剂从经涂覆的瓶子蒸发。然后，将二甲基乙酰胺中0.5％
800溶液施涂到样品上。溶剂在150℃蒸发20分钟。这些未固化的瓶子经受上文所述的脱气测试。瓶子在空气流(100mL/分钟)中加热到320℃，以及在达到320℃之后，每15分钟将经过脱气的挥发性物质捕获在活性炭吸附剂井上。然后，井在30分钟内加热到350℃从而解吸附掉任何捕获的材料，将其进料到气相色谱质谱仪中。表3显示当样品保持在320℃的时间段上的时候捕获的材料量。时间为零对应于样品第一次达到320℃温度的时间。从表3看出，在加热30分钟之后，挥发性物质的量下降到低于100ng的仪器检测限。表3还记录了每平方厘米涂覆表面的挥发性物质损失。
表3：每个瓶子以及每涂覆面积的挥发性物质
| 320℃的时间段 | 量(ng/瓶子) | 量(ng/cm<sup>2</sup>) |
| 25℃至320℃升温(t＝0) | 60404 | 3301 |
| t＝0至15分钟 | 9371 | 512 |
| t＝15至30分钟 | 321 | 18 |
| t＝30至45分钟 | <100 | <5 |
| t＝45至60分钟 | <100 | <5 |
| t＝60至90分钟 | <100 | <5 |
实施例6
制备具有基于硅酮树脂或聚酰亚胺(具有或不具有偶联剂)的各种涂层的多个瓶子。当使用偶联剂时，偶联剂包括APS和GAPS(其是APS的前体)。由
800、上文所述的聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)或者硅酮树脂(例如，DC806A和DC255)制备外涂层。APS/聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)涂层制备如下：采用0.1％的APS(氨基丙基倍半硅氧烷)溶液，以及N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)酰胺酸PMDA-ODA聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)的0.1％溶液、0.5％或1.0％的溶液。还在没有偶联剂的情况下，采用NMP中的1.0％的聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)溶液施涂聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)涂层。采用0.1％的APS溶液以及15/85甲苯/DMF中的0.1％的
800聚酰胺酸溶液制备
800涂层。采用甲苯中1.0％的DC255溶液将DC255涂层直接施涂到玻璃，没有偶联剂。APS/DC806A涂层的制备如下：首先施涂水中的0.1％的APS溶液，然后施涂甲苯中的0.1％或0.5％的DC806A溶液。GAPS/DC806A涂层施涂如下：采用水中的95重量％乙醇中的1.0％的GPAS溶液作为偶联剂，然后甲苯中的1.0％的DC806A溶液。采用如本文所述的浸涂方法施涂偶联剂和涂层，偶联剂在施涂之后进行热处理，以及硅树脂和聚酰亚胺涂层在施涂之后干燥和固化。基于所用的溶液浓度估算涂层厚度。图24所含的表格列出了各种涂层组成、估算的涂层厚度以及测试条件。
这之后，一些瓶子翻倒以模拟涂层破损，以及其他瓶子在图9所示的瓶上瓶夹具中以30N和50N负荷经受磨损。这之后，所有瓶子进行冻干(冷冻干燥过程)，其中，瓶子填充0.5mL氯化钠溶液然后在-100℃冷冻。然后在真空下，-15℃进行20小时冻干。用光学质量保证设备和显微镜下检查瓶子。没有观察到由于冻干导致的涂层破坏。
实施例7
制备三组六个瓶子来评估负荷增加对于未经涂覆的瓶子和涂覆了道康宁公司DC255硅酮树脂的瓶子的摩擦系数的影响。第一组瓶子由IB型玻璃形成且保持未经涂覆。第二组瓶子由参比玻璃组合物形成，以及涂覆了甲苯中的1％的DC255溶液并在300℃固化30分钟。第三组瓶子由IB型玻璃形成，并涂覆了甲苯中的1％的DC255溶液。每组瓶子放在如图9所示的瓶上瓶夹具中，并且在10N、30N和50N的静态负荷下的磨损过程中测量相对于类似涂覆的瓶子的摩擦系数。结果如图25图示性记录。如图25所示，当以相同条件下进行磨损时，无论玻璃组成如何，经涂覆的瓶子显示出相比于未经涂覆的瓶子明显更低的摩擦系数。
实施例8
制备三组两个玻璃瓶，具有APS/聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)涂层。首先，每个瓶子在0.1％的APS(氨基丙基倍半硅氧烷)溶液中浸涂。APS涂层在100℃的对流烘箱中干燥15分钟。然后，瓶子浸入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的0.1％的聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)酰胺酸溶液(PMDA-ODA(聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺))。这之后，通过将经涂覆的瓶子放入预热到300℃的炉中持续30分钟，使得涂层固化。
将两个瓶子放在图9所示的瓶上瓶夹具中并以10N负荷磨损。在同一区域上重复额外4次磨损过程，并对每次磨损确定摩擦系数。在磨损之间对瓶子进行擦拭，以及每次磨损的起点置于之前未磨损的区域上。然而，每次磨损以相同的“轨迹”移动。对于30N和50N的负荷，重复相同过程。图26图示性显示每种负荷下的每次磨损(即，A1-A5)的摩擦系数。如图26所示，对于所有负荷下的所有磨损，APS/聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)的摩擦系数通常小于0.3。实施例证实了当施涂到用偶联剂处理过的玻璃表面上的时候的聚酰亚胺涂层的改善的抗磨损性。
实施例9
制备三组两个玻璃瓶，具有APS涂层。每个瓶子在0.1％的APS(氨基丙基倍半硅氧烷)溶液中浸涂，并在100℃的对流烘箱中加热持续15分钟。将两个瓶子放在图9所示的瓶上瓶夹具中并以10N负荷磨损。在同一区域上重复额外4次磨损过程，并对每次磨损确定摩擦系数。在磨损之间对瓶子进行擦拭，以及每次磨损的起点置于之前未磨损的区域上。然而，每次磨损以相同的“轨迹”移动。对于30N和50N的负荷，重复相同过程。图27图示性显示每种负荷下的每次磨损(即，A1-A5)的摩擦系数。如图27所示，仅涂覆了APS的瓶子的摩擦系数通常高于0.3，并且常常达到了0.6或者甚至更高。
实施例10
制备三组两个玻璃瓶，具有APS/聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)涂层。每个瓶子在0.1％的APS(氨基丙基倍半硅氧烷)溶液中浸涂。APS涂层在100℃的对流烘箱中加热15分钟。然后，瓶子浸入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的0.1％的聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)酰胺酸溶液(PMDA-ODA(聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺))。这之后，通过将经涂覆的瓶子放入预热到300℃的炉中持续30分钟，使得涂层固化。然后经过涂覆的瓶子在300℃去热原(加热)12小时。
将两个瓶子放在图9所示的瓶上瓶夹具中并以10N负荷磨损。在同一区域上重复额外4次磨损过程，并对每次磨损确定摩擦系数。在磨损之间对瓶子进行擦拭，以及每次磨损的起点置于之前未磨损的区域上，并且每次磨损以相同的“轨迹”进行。对于30N和50N的负荷，重复相同过程。图28图示性显示每种负荷下的每次磨损(即，A1-A5)的摩擦系数。如图28所示，对于10N和30N负荷下引入的磨损，涂覆了APS/聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)的瓶子的摩擦系数通常是均匀的且近似为0.20或更低。然而，当施加的负荷增加到50N时，摩擦系数随着每次连续磨损而增加，第五次磨损的摩擦系数略小于0.40。
实施例11
制备三组两个玻璃瓶，具有APS(氨基丙基倍半硅氧烷)涂层。每个瓶子在0.1％的APS溶液中浸涂，并在100℃的对流烘箱中加热持续15分钟。然后经过涂覆的瓶子在300℃去热原(加热)12小时。将两个瓶子放在图9所示的瓶上瓶夹具中并以10N负荷磨损。在同一区域上重复额外4次磨损过程，并对每次磨损确定摩擦系数。在磨损之间对瓶子进行擦拭，以及每次磨损的起点置于之前未磨损的区域上，并且每次磨损以相同的“轨迹”移动。对于30N和50N的负荷，重复相同过程。图29图示性显示每种负荷下的每次磨损(即，A1-A5)的摩擦系数。如图29所示，去热原12小时的APS涂覆的瓶子的摩擦系数明显高于图27所示的APS涂覆的瓶子，并且类似于未经涂覆的玻璃瓶的摩擦系数，这表明瓶子由于磨损可能经受了明显的机械强度损失。
实施例12
制备三组两个由IB型玻璃形成的玻璃瓶，具有聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)涂层。瓶子浸入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的0.1％的聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)酰胺酸溶液(PMDA-ODA(聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺))。这之后，涂层在150℃干燥20分钟，然后通过将经涂覆的瓶子放入预热到300℃的炉中持续30分钟进行固化。
将两个瓶子放在图9所示的瓶上瓶夹具中并以10N负荷磨损。在同一区域上重复额外4次磨损过程，并对每次磨损确定摩擦系数。在磨损之间对瓶子进行擦拭，以及每次磨损的起点置于之前未磨损的区域上。然而，每次磨损以相同的“轨迹”移动。对于30N和50N的负荷，重复相同过程。图30图示性显示每种负荷下的每次磨损(即，A1-A5)的摩擦系数。如图30所示，在第一次磨损之后，涂覆了聚(4,4’-氧代二亚苯基-均苯四甲酰亚胺)的瓶子的摩擦系数通常是增加的，证实了在没有偶联剂的情况下施涂到玻璃上的聚酰亚胺涂层的差的抗磨损性。
实施例13
测试实施例6的
800涂覆的瓶子它们在冻干之后的摩擦系数，采用如图9所示的30N负荷的瓶上瓶夹具。在冻干之后，没有检查到摩擦系数增加。图31所含的表格显示
800涂覆的瓶子在冻干之前和之后的摩擦系数。
实施例14
参比玻璃组合物瓶子进行离子交换和涂覆，如实施例2所示。采用如下方案对经涂覆的瓶子进行高压灭菌：100℃蒸汽吹扫10分钟，之后是20分钟的停留时间(其中，将经涂覆的玻璃容器100暴露于121℃环境)，之后是121℃的30分钟的处理。采用如图9所示的30N负荷的瓶上瓶夹具测量经高压灭菌和未经高压灭菌的瓶子的摩擦系数。图32显示
800涂覆的瓶子在高压灭菌之前和之后的摩擦系数。在高压灭菌之后，没有检查到摩擦系数增加。
实施例15
三组瓶子涂覆APS/AphTMS(1:8比例)连接层，以及作为二甲基乙酰胺中的聚酰胺酸溶液施涂由
800聚酰亚胺构成的外层并在300℃酰亚胺化。一组在320℃去热原12小时。第二组在320℃去热原12小时，然后在121℃高压灭菌1小时。第三组瓶子保持未经涂覆。然后，每组瓶子经受30N负荷下的瓶上瓶测试。图33记录了每组瓶子的摩擦系数。图33还显示了每个瓶子所经受的破坏(或者没有遭到破坏)的瓶子表面的照片。如图33所示，未经涂覆的瓶子通常具有大于约0.7的摩擦系数。作为测试的结果，未经涂覆的瓶子还具有视觉上可感知的损坏。然而，经涂覆的瓶子具有小于0.45的摩擦系数，没有任何视觉上可感知的表面损坏。
经涂覆的瓶子还经受去热原(如上文所述)、高压灭菌条件，或者它们两者。图34图示性显示瓶子在水平压缩测试中的失效概率与施加的负荷的函数关系。在经过去热原的瓶子与经过去热原和高压灭菌的瓶子之间不存在统计学上的差异。
实施例16
制备由IB型经离子交换玻璃形成的瓶子，所具有的润滑涂层具有变化的硅烷比。现参见图35，以三种不同涂料组合物制备瓶子，来评估不同的硅烷比例对于施涂的涂层的摩擦系数的影响。第一种涂料组合物包含：偶联剂层，其具有1:1的GAPS与氨基苯基三甲氧基硅烷(APhTMS)，以及由1.0％
800聚酰亚胺构成的外涂层。第二种涂料组合物包含：偶联剂层，其具有1:0.5的GAPS与APhTMS，以及由1.0％
800聚酰亚胺构成的外涂层。第三种涂料组合物包含：偶联剂层，其具有1:0.2的GAPS与APhTMS，以及由1.0％
800聚酰亚胺构成的外涂层。所有的瓶子都在320℃去热原12小时。这之后，瓶子经受20N和30N负荷下的瓶上瓶摩擦测试。图35记录了每个瓶子的平均施加法向作用力、摩擦系数和最大摩擦力(Fx)。如图35所示，芳族硅烷(即，氨基苯基三甲氧基硅烷)量的下降使得瓶子之间的摩擦系数以及瓶子所经受的摩擦力增加。
实施例17
制备由IB型经离子交换玻璃形成的瓶子，所具有的润滑涂层具有变化的硅烷比。
由如下组合物制备样品，其包含：由0.125％APS和1.0％氨基苯基三甲氧基硅烷(APhTMS)形成的偶联剂层(具有1:8的APS/APhTMS之比)；以及由0.1％
800聚酰亚胺形成的外涂层。通过确定去热原之前和之后的瓶子的摩擦系数和摩擦力来评估施加的涂层的热稳定性。具体来说，经涂覆的瓶子经受30N负荷下的瓶上瓶摩擦测试。测量摩擦系数和摩擦力，并在图36绘制作为时间的函数图。第二组瓶子在320℃去热原12小时，并经受30N负荷下的相同的瓶上瓶摩擦测试。在去热原之前和之后摩擦系数保持相同，表明涂层是热稳定的并且保护了玻璃表面免受摩擦破坏。还显示了玻璃的接触区域的照片。
由如下组合物制备样品，其包含：由0.0625％APS和0.5％APhTMS形成的偶联剂层(具有1:8的APS/APhTMS之比)；以及由0.05％
800聚酰亚胺形成的外涂层。通过确定去热原之前和之后的瓶子的摩擦系数和摩擦力来评估施加的涂层的热稳定性。具体来说，经涂覆的瓶子经受30N负荷下的瓶上瓶摩擦测试。测量摩擦系数和摩擦力，并在图37绘制作为时间/距离的函数图。第二组瓶子在320℃去热原12小时，并经受30N负荷下的相同的瓶上瓶摩擦测试。在去热原之前和之后摩擦系数保持相同，表明涂层是热稳定的。还显示了玻璃的接触区域的照片。
图38图示性显示对于如下瓶子在水平压缩测试中的失效概率与施加的负荷的函数关系，所述瓶子是：具有由0.125％APS和1.0％APhTMS形成的润滑涂层以及由0.1％
800聚酰亚胺形成的外涂层(图38上显示为“260”)；以及由0.0625％APS和0.5％APhTMS形成的润滑涂层以及由0.05％
800聚酰亚胺形成的外涂层(图38上显示为“280”)。数据显示，对于经涂覆的经过去热原和划痕的样品，相比于未经涂覆的未经划痕的样品的失效负荷保持不变，证实了涂层保护玻璃免受破坏。
采用GAPS水解产物制备具有润滑涂层的瓶子。由如下组合物制备样品，其包含：由0.5％
Hydrosil 1151(3-氨基丙基硅烷水解产物)和0.5％氨基苯基三甲氧基硅烷(APhTMS)形成的偶联剂层(具有1:1的比例)；以及由0.05％
800聚酰亚胺形成的外涂层。通过确定去热原之前和之后的瓶子的摩擦系数和摩擦力来评估涂层性能。具体来说，经过离子交换强化(100％KNO3，450℃，8h)的1B型瓶子经受30N负荷下的瓶上瓶摩擦测试。测量摩擦系数和摩擦力，并在图39绘制作为时间/距离的函数图。第二组瓶子在320℃去热原12小时，并经受30N负荷下的相同的瓶上瓶摩擦测试。在去热原之前和之后摩擦系数保持相同，表明涂层是热稳定的。还显示了玻璃的接触区域的照片。这暗示了氨基硅烷的水解产物也可用于涂层配方。
还对于一系列的去热原条件评估了施加的涂层的热稳定性。具体来说，由如下组合物制备IB型经离子交换玻璃瓶，所述组合物包含：偶联剂层，其具有1:1的GAPS(0.5％)与氨基苯基三甲氧基硅烷(APhTMS)(0.5％)，以及由0.5％
800聚酰亚胺构成的外涂层。采用自动化浸涂覆机，以2mm/s的拉出速率在溶液中浸涂瓶子。样品瓶子经受以下去热原循环中的一种：320℃下12小时；320℃下24小时；360℃下12小时；或者360℃下24小时。然后，采用瓶上瓶摩擦测试测量摩擦系数和摩擦力，并对于每种去热原条件绘制作为时间的函数图，如图40所示。如图40所示，瓶子的摩擦系数没有随着去热原条件而变化，表明涂层是热稳定的。图41图示性显示在360℃和320℃改变热处理时间之后的摩擦系数。
实施例18
如实施例2所述用APS/Novastrat 800涂层涂覆瓶子。采用分光光度计测量400-700nm波长范围内的经过涂覆的瓶子以及未经涂覆的瓶子的透光率。通过如下方式进行测量：使得光束被垂直引导向容器壁，使得束穿过润滑涂层两次，第一次是当进入容器的时候，然后是当其离开的时候。图11图示性显示在400-700nm可见光谱中测得的经涂覆和未经涂覆的瓶子的透光率数据。线440显示未经涂覆的玻璃容器，而线442显示经涂覆的玻璃容器。
实施例19
瓶子涂覆0.25％GAPS/0.25APhTMS偶联剂和1.0％
800聚酰亚胺，并在320℃持续12小时去热原之前和之后测试透光率。还对未经涂覆的瓶子进行测试。结果如图42所示。
实施例20
为了改善聚酰亚胺涂层均匀性，将
800聚酰胺酸转变为聚酰胺酸盐并溶解在甲醇(相比于二甲基乙酰胺是明显更快蒸发的溶剂)中，这是通过添加4g的三乙胺到1L的甲醇中然后添加
800聚酰胺酸形成0.1％的溶液完成的。可以产生聚(均苯四酸二酐-共-4,4’-氧代二苯胺)酰胺酸的可溶于甲醇的盐。
由甲醇/水混合物中的1.0％GAPS/1.0％APhTMS以及甲醇中的0.1％
800聚酰胺酸盐形成IB型经离子交换瓶子上的涂层。经涂覆的瓶子在360℃去热原12小时，以及刚涂覆状态和经去热原状态的样品在瓶上瓶夹具中以10N、20N和30N法向负荷进行磨损。在10N、20N和30N的法向作用力没有观察到玻璃破损。图43显示在360℃热处理持续12小时之后的样品的摩擦系数、施加力和摩擦力。图44图示性显示样品在水平压缩测试中的失效概率与施加的负荷的函数关系。统计学上来说，10N、20N和30N的样品系列彼此是无法区分的。低负荷失效样品从与划痕间隔开的原点位置破裂。
如图45-47分别显示采用椭圆偏振法和扫描电子显微镜(SEM)估算达到的涂料层厚度。采用硅晶片(椭圆偏振法)和载玻片(SEM)生产用于涂层厚度测量的样品。方法显示对于连接层厚度变化为55至180，而对于
800聚酰胺酸盐为35nm。
实施例21
采用75/25甲醇/水(体积/体积混合物)中的0.5％GAPS/0.5％APhTMS溶液对经过等离子体清洁的Si晶片片材进行浸涂。涂层暴露于120℃持续15分钟。采用椭圆偏振法确定涂层厚度。制备三种样品，并且厚度分别是92.1nm、151.7nm和110.2nm，标准偏差为30.6nm。
载玻片浸涂并用扫描电子显微镜进行检查。图45显示在涂料溶液中浸涂的载玻片的SEM图像，所述涂料溶液是75/25甲醇/水混合物中的1.0％GAPS、1.0％APhTMS和0.3％NMP的涂料溶液，所述载玻片以8mm/s拉出之后在150℃固化15分钟。涂层看上去约为93nm厚。图46显示在涂料溶液中浸涂的载玻片的SEM图像，所述涂料溶液是75/25甲醇/水混合物中的1.0％GAPS、1.0％APhTMS和0.3％NMP的涂料溶液，所述载玻片以4mm/s拉出之后在150℃固化15分钟。涂层看上去约为55nm厚。图47显示在0.5％
800溶液的涂覆溶液中浸涂的载玻片的SEM图像，所述载玻片以2mm/s拉出之后在150℃固化15分钟并在320℃热处理30分钟。涂层看上去约为35nm厚。
比较例A
用拜尔硅酮水性乳液(Baysilone M，固体含量约为1-2％)的稀释涂料对由IB型玻璃形成的玻璃瓶进行涂覆。瓶子在150℃处理2小时，驱使水离开表面，在玻璃的外表面上留下聚二甲基硅氧烷涂层。涂层的标称厚度约为200nm。第一组瓶子维持未经处理状态(即，“刚涂覆状态的瓶子”)。第二组瓶子在280℃处理30分钟(即，“经处理的瓶子”)。每组中的一些瓶子首先通过如下方式进行机械测试：以从0-48N的线性增加负荷施加划痕(且长度约为20mm)，采用UMT-摩擦计和瓶上瓶测试夹具。评估划痕的摩擦系数和几何形貌，来确定划痕过程是否造成了玻璃破损，或者涂层是否保护玻璃免受由于划痕带来的破损。
图48显示对于刚涂覆状态的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系图。如图48所示，刚涂覆状态的瓶子对于最高至约30N的负荷展现出约为0.03的摩擦系数。数据显示低于约30N时，COF总是低于0.1。然而，当法向作用力大于30N时，涂层开始失效，表现为沿着划痕长度存在玻璃格子。玻璃格子表明了玻璃表面破损以及玻璃作为破损结果而失效的倾向性增加。
图49显示对于经过处理的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系图。对于经过处理的瓶子，直到施加的负荷达到约5N数值之前，都保持低摩擦系数。在该点，涂层开始失效，并且玻璃表面严重受损，由随着负荷增加而发生的玻璃格子量的增加得以证实。经处理的瓶子的摩擦系数增加到约0.5。然而，在热暴露之后，在30N负荷下，涂层无法保护玻璃表面，表明涂层不是热稳定的。
然后，在20mm划痕的整个长度上施加30N静态负荷来对瓶子进行测试。刚涂覆状态的十个瓶子样品以及经过处理的十个瓶子样品在水平压缩中进行测试，在20mm划痕的整个长度上施加30N静态负荷。刚涂覆状态的样品在划痕处都没有失效，而10个经过处理的样品中的6个在划痕处失效，表明经过处理的样品具有较低的保留强度。
比较例B
将Wacker Silres MP50(部件#60078465批次#EB21192)的溶液稀释到2％，并施涂到由参比玻璃组合物形成的瓶子。在涂覆之前，瓶子首先通过施加10秒等离子体进行清洁。瓶子在315℃干燥15分钟以驱使水分离开涂层。第一组瓶子维持“刚涂覆”状态。第二组瓶子在250℃至320℃的温度范围处理30分钟(即，“经处理的瓶子”)。每组中的一些瓶子首先通过如下方式进行机械测试：以从0-48N的线性增加负荷施加划痕(且长度约为20mm)，采用UMT-摩擦计。评估划痕的摩擦系数和几何形貌，来确定划痕过程是否造成了玻璃破损，或者涂层是否保护玻璃免受由于划痕带来的破损。
图50显示对于刚涂覆状态的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系图。
图51显示对于经过280℃处理的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系图。经过处理的瓶子在施加大于约20N的负荷时展现出明显的玻璃表面破损。还确定的是，玻璃破损的负荷阈值随着热暴露温度的增加而下降，表明随着温度增加，涂层劣化(即，涂层不是热稳定的)。在低于280℃的温度进行处理的样品显示处高于30N负荷时的玻璃破损。
比较例C
由参比玻璃组合物形成的瓶子用稀释至水中2％固体的Evonik Silikophen P401W进行处理。然后，样品在150℃干燥15分钟，后续在315℃固化15分钟。第一组瓶子维持“刚涂覆”状态。第二组瓶子在260℃的温度处理30分钟(即，“260℃处理的瓶子”)。第三组瓶子在280℃的温度处理30分钟(即，“280℃处理的瓶子”)。采用图9所示的测试夹具以30N静态负荷对瓶子进行划痕。然后在水平压缩中对瓶子进行测试。260℃处理的瓶子和280℃处理的瓶子在压缩中失效，而16个经涂覆的瓶子中的2个在划痕失效。这意味着在暴露于升高的温度之后涂层劣化，作为结果，涂层没有充分保护表面免受30N负荷的影响。
实施例22
由参比玻璃组合物形成的瓶子涂覆了甲醇/水(75/25浓度)中的1.0％/1.0％GAPS/m-APhTMS溶液的溶液。瓶子在溶液中浸涂，拉出速率为2mm/s。涂层在150℃固化15分钟。第一组瓶子维持未经处理状态(即，“刚涂覆状态的瓶子”)。第二组瓶子在300℃去热原12小时(即，“经处理的瓶子”)。每组中的一些瓶子首先通过如下方式进行机械测试：以1ON负荷从瓶子的肩部到瓶子的踵部施加划痕，采用UMT-2摩擦计和瓶上瓶测试夹具。每组中的其他瓶子通过如下方式进行机械测试：以30N负荷从瓶子的肩部到瓶子的踵部施加划痕，采用UMT-2摩擦计和瓶上瓶测试夹具。评估划痕的摩擦系数和几何形貌，来确定划痕过程是否造成了玻璃破损，或者涂层是否保护玻璃免受由于划痕带来的破损。
图52和53显示对于刚涂覆状态的瓶子的摩擦系数、划痕渗透、施加的法向作用力以及摩擦力(y坐标)与施加的划痕长度(x坐标)的函数关系图。如图52和53图示性所示，刚涂覆状态的瓶子在测试之后展现出一些划伤和玻璃破损。然而，在测试期间，摩擦系数约为0.4-0.5。图54和55显示经处理的瓶子上进行的类似测试的结果。在测试之后，经处理的瓶子展现出涂层表面上的一些磨损以及玻璃的一些破损。在测试期间，摩擦系数约为0.7-0.8。
实施例23
由参比玻璃组合物形成的瓶子涂覆了甲醇/水(75/25浓度)中的1.0％/1.0％GAPS/m-APhTMS溶液的溶液。瓶子在溶液中浸涂并以0.5mm/s至4mm/s的拉出速率拉出，从而改变各个瓶子上的涂层厚度。涂层在150℃固化15分钟。第一组瓶子维持未经处理状态(即，“刚涂覆状态的瓶子”)。第二组瓶子在300℃去热原12小时(即，“经处理的瓶子”)。每组中的一些瓶子首先通过如下方式进行机械测试：以1ON负荷从瓶子的肩部到瓶子的踵部施加划痕，采用UMT-2摩擦计。每组中的其他瓶子通过如下方式进行机械测试：以30N负荷从瓶子的肩部到瓶子的踵部施加划痕，采用UMT-2摩擦计。然后在水平压缩中对瓶子进行测试。水平压缩测试的结果记录在图56和57中。尽管涂层厚度发生变化，但是10N负荷下划痕的瓶子仅显示出最小化的机械强度差异。30N划痕且具有较薄涂层(即，对应于0.5mm/s拉出速率的涂层)的瓶子相对于具有较厚涂层的瓶子在水平压缩中展现出更大的失效倾向性。
现应理解的是，本文所述的玻璃容器具有选自抗脱层性、改进的强度和增加的抗破坏性的至少两种性能属性。例如，玻璃容器可以具有如下组合：抗脱层性和改进的强度；改进的强度和增加的抗破坏性；或者抗脱层性和增加的抗破坏性。可以从以下各个方面理解本文所述的玻璃容器。
在第1个方面中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。至少主体的内表面可以具有小于或等于10的脱层因子。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置韧性无机涂层。具有韧性无机涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在第2个方面中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。至少主体的内表面可以具有小于或等于10的脱层因子。
可以绕着主体的至少一部分的外表面布置瞬时涂层。具有瞬时涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在第3个方面中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。至少主体的内表面具有小于或等于10的脱层因子。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置韧性有机涂层。具有韧性有机涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在第4个方面中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。可以由根据ASTM标准E438-92的I型B类玻璃形成主体。可以在主体的内表面上布置阻隔涂层，从而玻璃容器中所含的组合物不与主体的内表面发生接触。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置润滑涂层。具有润滑涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在第5个方面中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及从外表面延伸到内表面的壁厚度。主体可以具有根据ISO 719标准至少为HGB2或更好的抗水解性。形成主体的玻璃组合物可以不含这样的组成组分，所述组成组分在对应于约200泊至约100千泊粘度的温度形成明显挥发性物质。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置润滑涂层。具有润滑涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
在第6个方面中，玻璃容器可以包括主体，其具有内表面、外表面以及在外表面与内表面之间延伸的壁厚度。可以由根据ASTM标准E438-92的I型B类玻璃形成主体。可以在减缓了玻璃组合物中的挥发性物质发生汽化的加工条件下形成主体。可以绕着主体的至少一部分的外表面布置润滑涂层。具有润滑涂层的主体外表面可以具有小于或等于0.7的摩擦系数。
第7个方面包括第1以及第3至第6个方面中任一项的玻璃容器，其中，涂层在至少约250℃的温度下持续30分钟是热稳定的。
在8个方面中，包括第1以及第3至第7个方面中任一项的玻璃容器，其中，韧性无机涂层在至少约280℃的温度下持续30分钟是热稳定的。
第9个方面包括第1个方面的玻璃容器，其中，韧性无机涂层是金属氮化物涂层、金属氧化物涂层、金属硫化物涂层、SiO2、钻石状碳、石墨烯或者碳化物涂层。
第10个方面包括第1个方面的玻璃容器，其中，韧性无机涂层包括以下至少一种：TiN、BN、HBN、TiO2、Ta2O5、HfO2、Nb2O5、V2O5、SiO2、MoS2、SiC、SnO、SnO2、ZrO2、Al2O3、BN、ZnO和BC。
第11个方面包括第1至第10个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体具有在主体的内表面与主体的外表面之间延伸的内部区域，所述内部区域具有持久层均质性。
第12个方面包括第11个方面的玻璃容器，其中，内部区域的厚度是至少100nm。
第13个方面包括第1至第12个方面的玻璃容器，其中，主体的内表面具有持久表面均质性。
第14个方面包括第13个方面的玻璃容器，其中，持久表面均质性延伸浸入到主体的壁厚度中，达到距离主体的内表面至少10nm的深度DSR。
第15个方面包括第1至第14个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体的内表面经过蚀刻。
第16个方面包括第1至第15个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体的内表面经过酸蚀刻。
第17个方面包括第1至第16个方面中任一项的玻璃容器，其中，玻璃主体的内表面是阻隔涂层，以及阻隔涂层具有小于或等于10的脱层因子。
第18个方面包括第17个方面的玻璃容器，其中，阻隔涂层是无机涂层是金属氮化物涂层、金属氧化物涂层、金属硫化物涂层、SiO2、钻石状碳、石墨烯或者碳化物涂层。
第19个方面包括第17个方面的玻璃容器，其中，阻隔涂层包括以下至少一种：Al2O3、TiO2、ZrO2、SnO、SnO2、SiO2、Ta2O5、Nb2O5、Cr2O3、V2O5、ZnO或者HfO2，或其组合。
第20个方面包括第17个方面的玻璃容器，其中，阻隔涂层包括以下至少一种：聚苯并咪唑、聚双噁唑、聚双噻唑、聚醚酰亚胺、聚喹啉、聚噻吩、亚苯基硫化物、聚砜、聚氰脲酸酯、聚对二甲苯、氟化聚烯烃(包括聚四氟乙烯和其他氟取代的聚烯烃)、全氟烷氧基聚合物、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺、环氧化物、多酚、聚氨酯丙烯酸酯、环烯烃共聚物和环烯烃聚合物、聚烯烃(包括聚乙烯、氧化聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯/丙烯共聚物、聚乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚萜烯、聚酸酐、据马来酸酐、聚甲醛、聚缩醛和聚缩醛的共聚物、二甲基或二苯基或甲基/苯基混合物的聚硅氧烷、全氟化硅氧烷和其他取代硅氧烷、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酯、石蜡和蜡，或其各种组合。
第21个方面包括第1至第20个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体具有根据DIN12116至少S3等级或更好的耐酸性。
第22个方面包括第1至第21个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体具有根据ISO695至少A2等级或更好的耐碱性。
第23个方面包括第1至第22个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体具有根据ISO719至少HgB2类型或更好的抗水解性。
第24个方面包括第1至第23个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体具有根据ISO720至少HgA2类型或更好的抗水解性。
第25个方面包括第1至第24个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体具有根据USP<660>为1型的化学耐久性。
第26个方面包括第1至第25个方面中任一项的玻璃容器，其中，主体是模制成形的主体。
第27个方面包括第1至第26个方面中任一项的玻璃容器，其中，在形成主体的玻璃成形工艺中，主体从玻璃熔体是单调冷却的。
第28个方面包括第1至第27个方面中任一项的玻璃容器，其中，从铝硅酸盐玻璃组合物形成主体。
第29个方面包括第1至第28个方面中任一项的玻璃容器，其中，从碱性铝硅酸盐玻璃组合物形成主体。
第30个方面包括第29个方面的玻璃容器，其中，碱性铝硅酸盐玻璃组合物基本不含硼和含硼化合物。
第31个方面包括第29和第30个方面中任一项的玻璃容器，其中，碱性铝硅酸盐玻璃组合物基本不含锌和含锌化合物。
第32个方面包括第29至第31个方面中任一项的玻璃容器，其中，碱性铝硅酸盐玻璃组合物基本不含磷和含磷化合物。
第33个方面包括第1至第32个方面中任一项的玻璃容器，其中，由如下玻璃组合物形成主体，其包含：约67摩尔％至约75摩尔％SiO2；约6摩尔％至约10摩尔％Al2O3；约5摩尔％至约12摩尔％碱性氧化物，其中，碱性氧化物包括约2.5摩尔％至约10摩尔％Na2O和大于约0摩尔％至约2.5摩尔％K2O；约9摩尔％至约15摩尔％碱土氧化物；以及约0摩尔％至约0.5摩尔％SnO2。
第34个方面包括第23个方面的玻璃容器，其中，玻璃组合物基本不含硼和含硼化合物。
第35个方面包括第33和第34个方面的玻璃容器，其中，玻璃组合物基本不含锌和含锌化合物。
第36个方面包括第33至第34个方面的玻璃容器，其中，玻璃组合物基本不含磷和含磷化合物。
第37个方面包括第1至第3以及第5个方面的玻璃容器，其中，由根据ASTM标准E438-92的I型B类玻璃形成主体。
第38个方面包括第3-7个方面的玻璃容器，其中，根据ASTM标准E438-92的I型B类玻璃基本不含锌和含锌化合物。
第39个方面包括第7个方面的玻璃容器，其中，瞬时涂层在小于或等于300℃的温度下在小于或等于1小时内热解。
第40个方面包括第2和第39个方面中任一项的玻璃容器，其中，瞬时涂层包括聚氧乙二醇、甲基丙烯酸酯树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚乙烯醇的混合物。
第41个方面包括第2和第39-40个方面中任一项的玻璃容器，其中，瞬时涂层包括一种或多种多糖。
第42个方面包括第2和第39-41个方面中任一项的玻璃容器，其中，瞬时涂层包括聚丙烯酸或者聚丙烯酸的衍生物。
第43个方面包括第2和第39-42个方面中任一项的玻璃容器，其中，瞬时涂层包括无机盐。
第44个方面包括第2和第39-44个方面中任一项的玻璃容器，其中，瞬时涂层包括以下至少一种：聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷)、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚(甲基乙烯醚)、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚氨酯、聚(乙酸乙烯酯)、聚乙烯醇缩甲醛、聚甲醛(包括聚缩醛和缩醛共聚物)、聚(甲基丙烯酸烷基酯)、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠、甲基羟丙基纤维素、聚(丙烯酸)及其盐、聚(甲基丙烯酸)及其盐、亚乙基-马来酸酸酐共聚物、亚乙基-乙烯醇共聚物、亚乙基-丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物、甲基乙烯醚-马来酸酐共聚物、可乳化聚氨酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、以及聚烯烃(包括聚乙烯、聚丙烯及其共聚物)、淀粉和改性淀粉、水胶体、聚丙烯酰胺、植物和动物脂肪、蜡、油脂、皂、硬脂-石蜡乳液、二甲基或二苯基或甲基/苯基混合物的聚硅氧烷、全氟硅氧烷和其他取代的硅氧烷、烷基硅烷、芳族硅烷、以及氧化聚乙烯。
第45个方面包括第1至第44个方面中任一项的玻璃容器，其中，玻璃容器由包含大于约75摩尔％SiO2且基本不含硼、碱性氧化物(alkali oxide)和碱性的氧化物(alkalineoxide)的玻璃组合物形成。
第46个方面包括第3至第6个方面中任一项的玻璃容器，其中，当以约10℃/分钟的升温速率从150℃加热至350℃的温度时，涂层的质量损失小于其质量的约5％。
第47个方面包括第3至第6个方面中任一项的玻璃容器，其中，韧性有机涂层包括聚合物化学组合物。
第48个方面包括第3至第6以及第47个方面中任一项的玻璃容器，其中，韧性有机涂层还包括偶联剂。
第49个方面包括第5或第6个方面中任一项的玻璃容器，其中，至少主体的内表面具有小于或等于10的脱层因子。
第50个方面包括第1至第49个方面中任一项的玻璃容器，其中，对于约400nm至约700nm的波长，穿过玻璃容器的光透射大于或等于穿过未涂覆的玻璃制品的光透射的约55％。
第55个方面包括第1至第50个方面中任一项的玻璃容器，其中玻璃容器是药物包装。
在本发明的另一个方面中，具体是增加药物灌装线的效率的方法，其为瓶子提供本文所述的涂层进行处理，从而将它们的CoF降低到小于或等于0.7。常规药物灌装线随着速度增加遇到明显的效率下降，如图58所示。从图像501可以看出，现有的药物灌装线在约500VPM速度设定时达到峰值效率。在速度设定高于约500VPM时，由于例如常规硼硅酸盐玻璃瓶与最主要是不锈钢灌装线组件之间的高摩擦力导致瓶损坏，使得效率逐渐降低。如图像505所示，根据本文所述实施方式的改进的药物灌装线可以达到超过700VPM的速度而没有有效产率损失。
图59显示未经处理的瓶子507和如本文所述涂层处理过和/或强化过(从而将瓶子的CoF降低至小于或等于0.7)的瓶子510的各种速度的效率。具有未经处理过的瓶子的常规药物灌装线达到约80％的效率，这在速度增加到500VPM或更高后急剧下降。如图进一步所示，对于速度小于500VPM的情况，经过处理的瓶子510的效率略微更高，而对于速度大于500VPM的情况，经过处理的瓶子510的效率下降速率要比未经处理的瓶子507慢得多。
由此，在本发明的一个实施方式中，具体是这样一种方法，其中，采用涂覆了聚合物化学组合物的玻璃瓶，药物灌装线以至少600VPM的速度运行，70％或更高的编辑效率。在优选实施方式中，该效率应该至少持续2小时。在本发明的一个方面中，聚合物化学组合物应该具有0.7或更低的摩擦系数。在本发明的其他实施方式中，药物灌装线会包括运行在至少260℃温度的去热原工作站。当置于去热原工作站中的时候，聚合物化学组合物必须持续不少于30分钟保持热稳定。聚合物化学组合物应该使得玻璃瓶对于最高至30N的磨损力具有抗性。
药物灌装线包括多个子装配件或组件，包括其上装载空瓶的累加器工作台，清洗和去热原工作站，灌装工作站，以及封盖工作站。还可以提供检查区域。灌装线还可以包括多个过渡操作，例如星轮(如图60的视图(a)所示)以及螺旋进料器(如图60的视图(b)所示)，它们可以加速瓶子，从而它们可能会影响其他静止或缓慢移动的小瓶和/或部分灌装线组件。此外，瓶子可以批量装载到累加器工作台上，为碰撞相互作用提供了更多机会。
图60显示图60(a)的灌装线上发现的摩擦滑动和碰撞相互作用的示例性涂层，运动中的瓶子穿过受旋转累加器工作台上的内部导轨约束的瓶子。图60(b)显示螺旋进料器，其对瓶子进行了加速并小瓶撞击到死板上的大量固定阀中。
在本发明的另一个实施方式中，部分灌装线还可以涂覆本文所述的聚合物化学组合物从而进一步降低灌装线组件中的玻璃件之间的摩擦。例如，图60的视图(A)的星轮上所示的内部固定导轨和外部固定导轨可以涂覆聚合物化学组合物。类似地，图60的视图(B)所示的螺旋进料器的固定导轨和组件也有可以涂覆聚合物化学组合物。优选地，灌装线涂覆了聚合物化学组合物的部分也可也具有小于或等于0.7的摩擦系数。在其他实施方式中，施涂到灌装线的组件的聚合物化学组合物可以不同于施涂到玻璃瓶的聚合物化学组合物。通过降低类件与灌装线组件的摩擦力，可以增加线路的标称设定速度，而没有对线路的运行效率产生不利影响。因此，可以生产更多的灌装瓶，导致对于药物制造商的整体效率获益。这是通过在较长时间段内减少生产线干预和停机次数来实现的，例如在操作员轮班时间最高至8小时期间，导致更多经过灌装的容器通过最终检验站。
作为上文所述方法的一部分(其中，药物灌装线运行速度是至少600VPM，70％的有效率)，可以为药物线在与玻璃瓶的接触点提供上文所述的涂层。
在本发明的一些实施方式中，具有涂覆了聚合物化学组合物的组件的药物灌装线可以用于涂覆了聚合物化学组合物的玻璃瓶。在其他实施方式中，经涂覆的玻璃瓶可以用于具有没有经涂覆的组件的药物灌装线，以及在另一个实施方式中，具有经过涂覆的组件的药物灌装线可以用于未经涂覆的玻璃瓶。
在通过引用将其全文结合入本文的申请人的共同待审申请序列号15/857,557中，已经显示出经过涂覆的药物容器增加了现有药物灌装线的效率，这是通过降低灌装线上的卡塞次数和/或降低会导致机器停工的人为干预灌装线设备的事件等实现的。迄今为止，药物灌装线的操作一直受到设备处理的药物容器(例如瓶子)的限制。通过使用经涂覆和/或经强化的药物容器，可以将药物灌装线速度增加之前不可能达到的水平。此外，通过降低灌装线组件它们自身的摩擦系数，也可以降低机械卡塞、破坏或者其他人为干预事件。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本文所述的实施方式进行各种修改和变动而不偏离要求保护的主题的精神和范围。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，只要这些修改和变化形式落在所附权利要求及其等同内容的范围之内。
Claims (15)
1.一种方法，其包括：
将空的药物容器连续地装载到药物灌装线上，容器包括具有至少部分涂覆了聚合物化学组合物的外表面的玻璃主体；
以最低600个容器每分钟的运行速度运行药物灌装线；以及
从药物灌装线的出口以至少70％的效率接收经灌装的药物容器。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该效率持续最少2小时的时间段。
3.如权利要求1所述的方法，聚合物化学组合物具有0.7或更低的摩擦系数。
4.如权利要求3所述的方法，药物灌装线包括运行在至少260℃温度的去热原工作站，当在去热原工作站中存在持续不少于30分钟的时间段时，聚合物化学组合物是热稳定的。
5.如权利要求3所述的方法，经涂覆的药物容器对于最高至30N的磨损力具有抗性。
6.如权利要求3所述的方法，通过偶联剂使得聚合物化学组合物被施涂到药物容器。
7.如权利要求1所述的方法，药物灌装线具有多个与药物容器的接触点，其中，接触点中的一个或多个涂覆了第二聚合物化学组合物。
8.如权利要求1所述的方法，药物容器涂覆了第一聚合物化学组合物，药物灌装线的所述一个或多个接触点涂覆了不同的第二聚合物化学组合物。
9.如权利要求7所述的方法，第一聚合物化学组合物和第二聚合物化学组合物都具有.7或更小的摩擦系数。
10.一种药物灌装线，其包括：
累加器工作台；
清洗工作站；
灌装工作站；以及
封盖工作站；
其中，累加器工作台、清洗工作站、灌装工作站以及封盖工作站分别具有与装载到药物灌装线上的药物容器的多个接触点；以及
其中，至少一些接触点涂覆了聚合物化学组合物。
11.如权利要求10所述的药物灌装线，聚合物化学组合物具有.7或更低的摩擦系数。
12.如权利要求11所述的药物灌装线，其中，当设定为600个容器每分钟的最小运行速度时，药物灌装线的运行效率是至少70％。
13.如权利要求12所述的药物灌装线，药物容器具有至少部分涂覆了聚合物化学组合物的外表面。
14.如权利要求13所述的药物灌装线，其还包括运行在至少260℃的温度的去热原工作站，当持续暴露于去热原工作站时，聚合物化学组合物是热稳定的。
15.如本文所述和所示的高速药物灌装线。
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