(57)【要約】  低摩擦コーティングを有するガラス容器を生成するための方法が提供される。この方法は、カップリング剤層を有するコーティングされたガラス管を生成するために、ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップであって、カップリング剤が無機材料を含む、ステップ、カップリング剤層を少なくとも部分的に覆う犠牲層を形成するために、コーティングされたガラス管を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップ、コーティングされたガラス管を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップに続いて、コーティングされたガラス管から少なくとも１つのコーティングされたガラス容器を生成するステップであって、少なくとも１つのコーティングされたガラス容器がカップリング剤層を含む、ステップ、少なくとも１つのコーティングされたガラス容器をイオン交換塩浴中でイオン交換強化するステップ、および低摩擦コーティングを形成するために、少なくとも１つのコーティングされたガラス容器にポリマー化学組成物溶液を適用するステップを含む。
2021505501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップリング剤層を有するコーティングされたガラス管を生成するために、ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップであって、前記カップリング剤が無機材料を含む、ステップ；
前記カップリング剤層を少なくとも部分的に覆う犠牲層を形成するために、前記コーティングされたガラス管を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップ；
前記コーティングされたガラス管を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップに続いて、前記コーティングされたガラス管から少なくとも１つのコーティングされたガラス容器を生成するステップであって、前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器が前記カップリング剤層を備える、ステップ；
前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器をイオン交換塩浴中でイオン交換強化するステップ；および
低摩擦コーティングを形成するために、前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器にポリマー化学組成物溶液を適用するステップ
を含む、低摩擦コーティングを有するガラス容器を生成するための方法。
【請求項２】
前記ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップが、前記カップリング剤を含む希釈溶液中に前記ガラス管を沈めるステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップが、前記カップリング剤を含む希釈溶液の化学蒸着を含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記カップリング剤層が不連続層を備える、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記犠牲材料が滑剤を含むか、または前記犠牲材料が、水溶性材料、非水溶性材料および脂肪酸からなる群から選択される、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記コーティングされたガラス管から少なくとも１つのコーティングされたガラス容器を生成するステップが、前記コーティングされたガラス管から前記犠牲層を除去するステップをさらに含む、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
カップリング剤層を備えるコーティングされたガラス物品であって、医薬品用ガラスを含むガラス管であり、前記カップリング剤が無機材料を含む、コーティングされたガラス物品。
【請求項８】
前記カップリング剤層が不連続層を備える、請求項７記載のコーティングされたガラス物品。
【請求項９】
前記カップリング剤層を少なくとも部分的に覆う犠牲層をさらに備える、請求項７または８記載のコーティングされたガラス物品。
【請求項１０】
前記犠牲層が、滑剤を含む犠牲材料を含むか、または前記犠牲層が、水溶性材料、非水溶性材料および脂肪酸からなる群から選択される犠牲材料を含む、請求項９記載のコーティングされたガラス物品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１７年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／５９２，６６４号の優先権の利益を主張し、その内容は、以下に完全に記載されているものとして依拠され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は概して、コーティングに関し、とりわけ、医薬品用パッケージなどのガラス物品に適用される低摩擦コーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
歴史的に、ガラスは、他の材料と比べたその気密性、光学的透明性および優れた化学的耐久性ゆえに、食品用および飲料用包装、医薬品用包装、キッチン用および実験用ガラス製品、ならびに窓または他の建築用機構を含む多くの用途に好ましい材料として使用されてきた。
【０００４】
しかし、ガラスの使用は、多くの用途において、ガラスの機械的性能により制限される。特に、ガラスの破損は、特に食品、飲料および医薬品の包装において懸念となっている。破損は、食品、飲料および医薬品の包装産業においてコスト高になる恐れがある。その理由は、例えば、充填ライン内で破損すると、隣接する破損していない容器に破損した容器の破片が含まれる可能性があるため、それらの容器の廃棄が必要になる場合があるからである。また、破損すると、充填ラインの減速または停止が必要になる場合があり、これにより生産収率が低下する。さらに、壊滅的でない破損（すなわち、ガラスに亀裂が入っているが、破壊していない場合）により、ガラスパッケージまたは容器の内容物がその無菌性を失う恐れがあり、その結果、費用のかかる製品リコールにつながる可能性がある。
【０００５】
ガラスが破損する１つの根本原因は、ガラスが加工されるとき、および／またはその後の充填中に、ガラスの表面に欠陥が導入されることである。これらの欠陥は、ガラス製品の隣接する部分間の接触、ならびにガラスと、取扱い設備および／または充填設備などの設備との間の接触を含む様々な原因により、ガラスの表面に導入され得る。原因に関わらず、これらの欠陥の存在が、最終的にガラスの破損を招き得る。
【０００６】
イオン交換加工は、ガラス物品を強化するために使用されるプロセスである。イオン交換では、ガラス物品内のより小さいイオンを溶融塩浴に由来するより大きいイオンで化学的に置換することにより、ガラス物品の表面上に圧縮（すなわち、圧縮応力）が加わる。ガラス物品の表面上の圧縮により、割れが伝播する機械的応力の閾値が高くなり、それによって、ガラス物品の全体的な強度が改善される。加えて、ガラス物品の表面にコーティングを付加すると、耐損傷性を向上させ、ガラス物品の強度および耐久性を改善することもできる。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の実施形態によれば、低摩擦コーティングを有するガラス容器を生成するための方法が提供される。この方法は、カップリング剤層を有するコーティングされたガラス管を生成するために、ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップであって、カップリング剤が無機材料を含む、ステップ、カップリング剤層を少なくとも部分的に覆う犠牲層を形成するために、コーティングされたガラス管を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップ、コーティングされたガラス管を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップに続いて、コーティングされたガラス管から少なくとも１つのコーティングされたガラス容器を生成するステップであって、少なくとも１つのコーティングされたガラス容器がカップリング剤層を含む、ステップ、少なくとも１つのコーティングされたガラス容器をイオン交換塩浴中でイオン交換強化するステップ、および低摩擦コーティングを形成するために、少なくとも１つのコーティングされたガラス容器にポリマー化学組成物溶液を適用するステップを含む。
【０００８】
本開示の実施形態によれば、コーティングされたガラス物品が提供される。コーティングされたガラス物品はカップリング剤層を含み、ここで、コーティングされたガラス物品は、医薬品用ガラスを含むガラス管であり、カップリング剤は無機材料を含む。
【０００９】
追加の特徴および利点は以下の詳細な説明に記載され、一部は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲ならびに添付図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することにより認識されるであろう。
【００１０】
前述の概要および以下の詳細な説明はいずれも単なる例示であり、特許請求の範囲の性質および特徴を理解するための概要または枠組みを提供するものであると理解されるべきである。添付図面は、さらなる理解を与えるために記載されており、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。これらの図面は１つまたは複数の実施形態を示し、その説明と共に、様々な実施形態の原理および作用の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本開示は、純粋に非限定的な例として記載される以下の説明および添付図面からより明確に理解される。
【図１】本開示の実施形態による低摩擦コーティングを有するガラス容器の断面の略図である。
【図２】本開示の実施形態によるポリマー層およびカップリング剤層を有する低摩擦コーティングを有するガラス容器の断面の略図である。
【図３】本開示の実施形態によるポリマー層、カップリング剤層および界面層を有する低摩擦コーティングを有するガラス容器の断面の略図である。
【図４】本開示の実施形態によるジアミンモノマー化学組成物の一例を示す図である。
【図５】本開示の実施形態によるジアミンモノマー化学組成物の一例を示す図である。
【図６】本開示の実施形態によるガラス容器に適用されるポリイミドコーティングとして使用され得るモノマーの化学構造を示す図である。
【図７】本開示の実施形態による低摩擦コーティングを有するガラス容器を生成するための方法のフローチャートである。
【図８】本開示の実施形態による図７のフローチャートのステップの略図である。
【図９】本開示の実施形態によるガラス物品上のＳｎＯ２層の１．００μｍスケールでのＳＥＭ像である。
【図１０】本開示の実施形態によるガラス物品上のＳｎＯ２層の５００ｎｍスケールでのＳＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
これより、その（１つ以上の）例が添付図面に示されている（１つ以上の）本実施形態を詳細に参照する。可能な場合は常に、同じ部品または同様の部品を指すために、図面全体にわたって同じ参照番号が使用される。
【００１３】
単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈により特に明確に定められていない限り、複数の指示対象を含む。同じ特徴を示すすべての範囲の端点は、独立して結合可能であり、示された端点を含む。すべての参照は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１４】
本明細書において使用されるとき、「を有する（ｈａｖｅ）」、「を有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または同種のものは、それらの制約のない意味で使用され、一般に「を含むが、これらに限定されない」ことを意味する。
【００１５】
本明細書において使用されるすべての科学用語および技術用語は、特に指定のない限り、当技術分野において一般に使用される意味を有する。本明細書に記載の定義は、本明細書において頻繁に使用される特定の用語を理解しやすくするためであり、本開示の範囲を限定することを意図しない。
【００１６】
本開示は、最初は一般的に、次いで、いくつかの例示的な実施形態に基づいて詳細に以下で説明される。個々の例示的な実施形態において互いに組み合わせて示された特徴は、すべてが実現される必要はない。特に、個々の特徴は省略されてもよいし、同じ例示的な実施形態あるいは他の例示的な実施形態の示された他の特徴と他の何らかの方法で組み合わせられてもよい。
【００１７】
本開示の実施形態は、低摩擦コーティング、低摩擦コーティングを有するガラス物品、およびそれを生産するための方法に関し、それらの例は、図に概略的に示されている。そのようなコーティングされたガラス物品は、医薬品用パッケージを含むがこれに限定されない様々な包装用途における使用に適したガラス容器であり得る。これらの医薬品用パッケージは、医薬組成物を含んでいても、含んでいなくてもよい。本明細書に記載の低摩擦コーティングの実施形態はガラス容器の外面に適用されるが、本明細書に記載の低摩擦コーティングは、非ガラス材料を含む多種多様な材料上ならびにガラスディスプレイパネルおよび同種のものを含むがこれらに限定されない容器以外の基材上のコーティングとして使用され得るものと理解されるべきである。
【００１８】
一般に、低摩擦コーティングは、医薬品用パッケージとして使用され得る容器などのガラス物品の表面に適用され得る。低摩擦コーティングは、低い摩擦係数および高い耐損傷性などの有利な特性をコーティングされたガラス物品に与えることができる。摩擦係数が減少すると、摩擦によるガラスの損傷が軽減されることにより、ガラス物品の強度および耐久性を改善することができる。さらに、低摩擦コーティングは、例えば、発熱物質除去、オートクレーブ処理および同種のものなど、医薬品の包装において利用される包装ステップおよび包装前ステップの間に受けるような高温および他の条件への曝露後も前述の改善された強度および耐久性の特徴を維持することができる。さらに、本明細書に記載の低摩擦係数コーティングによって、コーティングが実現する充填ステップおよび包装ステップの間のコーティングされたガラス物品のより一貫した予測可能なアラインメントが可能になり、ひいては、より高い加工速度を可能にする一方で、設備の中断、停止、故障をより少なくすることができる。したがって、低摩擦コーティングおよび低摩擦コーティングを有するガラス物品は熱的に安定である。
【００１９】
低摩擦コーティングは、一般に、金属酸化物などのカップリング剤、およびポリイミドなどのポリマー化学組成物を含んでいてもよい。カップリング剤は、ガラス物品の表面上に位置するカップリング剤層内に配置されていてもよく、ポリマー化学組成物は、カップリング剤層上に位置するポリマー層内に配置されていてもよい。
【００２０】
図１は、コーティングされたガラス物品、具体的にはコーティングされたガラス容器１００の断面を略図で示している。コーティングされたガラス容器１００は、ガラス本体１０２および低摩擦コーティング１２０を含む。ガラス本体１０２は、外面１０８（すなわち、第１の表面）と内面１１０（すなわち、第２の表面）との間に延びるガラス容器壁１０４を有する。ガラス容器壁１０４の内面１１０は、コーティングされたガラス容器１００の内部域１０６を画定する。低摩擦コーティング１２０は、ガラス本体１０２の外面１０８の少なくとも一部の上に位置する。低摩擦コーティング１２０は、ガラス本体１０２の実質的に外面１０８全体の上に位置していてもよい。低摩擦コーティング１２０は、外面１２２、およびガラス本体１０２と低摩擦コーティング１２０との界面にあるガラス本体接触表面１２４を有する。低摩擦コーティング１２０は、外面１０８でガラス本体１０２に結合されていてもよい。
【００２１】
本開示の実施形態によれば、コーティングされたガラス容器１００は医薬品用パッケージであり得る。例えば、ガラス本体１０２は、バイアル、アンプル、アンプル、ボトル、カートリッジ、フラスコ、小瓶、ビーカー、バケツ、カラフェ、バット、シリンジ本体または同種のものの形状であり得る。コーティングされたガラス容器１００は、任意の組成物、例えば医薬組成物を入れるために使用することができる。医薬組成物には、疾患の医療診断、治癒、治療または予防における使用が意図される任意の化学物質が含まれ得る。医薬組成物の例には、薬、薬物、薬剤、製剤、治療薬および同種のものが含まれるが、これらに限定されない。医薬組成物は、液体、固体、ゲル、懸濁液、粉末または同種のものの形態であり得る。
【００２２】
ここで図１および図２を参照すると、本開示の実施形態によれば、低摩擦コーティング１２０は二層構造を含んでいてもよい。図２は、ポリマー層１７０およびカップリング剤層１８０を含む低摩擦コーティング１２０を有するコーティングされたガラス容器１００の断面を示す。ポリマー化学組成物がポリマー層１７０内に含まれていてもよく、カップリング剤がカップリング剤層１８０内に含まれていてもよい。カップリング剤層１８０は、ガラス容器壁１０４の外面１０８と直接接触していてもよい。ポリマー層１７０は、カップリング剤層１８０と直接接触していてもよく、低摩擦コーティング１２０の外面１２２を形成していてもよい。カップリング剤層１８０がガラス壁１０４に結合されていてもよく、ポリマー層１７０が界面でカップリング剤層１８０に結合されていても、かつ／またはカップリング剤層１８０と機械的に噛み合っていてもよい。本開示の実施形態によれば、ポリマー層は、カップリング剤層の上に位置していてもよく、これは、ポリマー層１７０がカップリング剤層１８０およびガラス壁１０４に対して外側の層内にあることを意味する。本明細書において使用されるとき、第２の層「の上に」位置する第１の層は、第２の層と直接接触している第１の層、または第１の層と第２の層との間に配置された第３の層によるなどして第２の層から分離されている第１の層のいずれかを指す。
【００２３】
ここで図３を参照すると、低摩擦コーティング１２０は、カップリング剤層１８０とポリマー層１７０との間に位置する界面層１９０をさらに含んでいてもよい。界面層１９０は、１種以上の化学組成物のポリマー層１７０および１種以上の化学組成物のカップリング剤層１８０を含んでいてもよい。カップリング剤層とポリマー層との界面は界面層１９０を形成し、ここで、結合および／または機械的な噛合せがポリマー化学組成物とカップリング剤との間で起こる。しかし、図２を参照して上述した通りポリマーとカップリング剤とが互いに化学的に結合し、かつ／または互いに機械的に噛み合うカップリング剤層１８０とポリマー層１７０との界面にはっきりした層が存在しない場合があるものと理解されるべきである。
【００２４】
低摩擦コーティング１２０は、約１００μｍ未満またはさらに約１μｍ以下の厚さを有していてもよい。例えば、低摩擦コーティング１２０の厚さは、約１００ｎｍ以下、または約９０ｎｍ厚未満、または約８０ｎｍ厚未満、または約７０ｎｍ厚未満、または約６０ｎｍ厚未満、または約５０ｎｍ未満、またはさらに約２５ｎｍ厚未満であってもよい。低摩擦コーティング１２０は、ガラス本体１０２の全体にわたって厚さが均一でなくてもよい。例えば、コーティングされたガラス容器１００は、低摩擦コーティング１２０を形成する１種以上のコーティング溶液とガラス本体１０２を接触させるプロセスのために、いくつかの領域においてより厚い低摩擦コーティング１２０を有していてもよい。加えて、低摩擦コーティング１２０は、不均一な厚さを有していてもよい。例えば、コーティング厚は、コーティングされたガラス容器１００の異なる領域にわたって様々であってもよく、これにより、ガラス本体１０２の選択された領域内の保護が促進されてもよい。
【００２５】
低摩擦コーティング１２０が、ポリマー層１７０、界面層１９０および／またはカップリング剤層１８０などの少なくとも２つの層を含む場合、各層は、約１００μｍ未満またはさらに約１μｍ以下の厚さを有していてもよい。例えば、各層の厚さは、約１００ｎｍ以下、または約９０ｎｍ厚未満、または約８０ｎｍ厚未満、または約７０ｎｍ厚未満、または約６０ｎｍ厚未満、または約５０ｎｍ未満、またはさらに約２５ｎｍ厚未満であってもよい。本開示の実施形態によれば、カップリング剤層１８０は不連続層であってもよい。本明細書において使用されるとき、「不連続」という用語は、少なくとも２つの分離した別個の島およびそれらの間の空いた空間を有する材料の層を指し、ここで、少なくとも２つの分離した別個の島およびそれらの間の空いた空間は所与の平面内にある。
【００２６】
本明細書において述べた通り、カップリング剤は、ガラス本体１０２に対するポリマー化学組成物の付着または結合を改善することができ、ガラス本体１０２とポリマー化学組成物との間に一般に配置される。本明細書において使用されるとき、付着性は、熱処理など、コーティングされたガラス容器１００に適用される処理の前後の低摩擦コーティング１２０の付着または結合の強度を指す。熱処理には、オートクレーブ処理、発熱物質除去、凍結乾燥または同種のものが含まれるが、これらに限定されない。
【００２７】
本開示の実施形態によれば、カップリング剤は、金属、金属酸化物および／またはセラミック膜などの無機材料であってもよい。カップリング剤として使用される適した無機材料の非限定的な例には、チタン酸塩、ジルコン酸塩、スズ、チタンおよび／またはこれらの酸化物が含まれる。
【００２８】
カップリング剤は、浸漬プロセスによってカップリング剤を含む希釈溶液とガラス本体１０２を接触させることによりガラス本体１０２の外面１０８に適用されてもよい。カップリング剤は、ガラス本体１０２に適用されるときに溶媒中に混合されてもよい。あるいは、カップリング剤は、スパッタリング、噴霧熱分解および化学蒸着（ＣＶＤ）によりガラス本体１０２に適用されてもよい。次いで、カップリング剤を含むガラス本体１０２は、ガラス容器壁１０４の外面１０８上に存在する水および／または他の有機溶媒を十分に発散させるのに十分な任意の時間、ある温度に曝されてもよい。
【００２９】
本明細書において述べた通り、低摩擦コーティングはポリマー化学組成物も含む。ポリマー化学組成物は、これらに限定されないが、フッ素化ポリマー、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリフェニル、ポリベンゾチアゾール、ポリベンズオキサゾール、ポリビスチアゾール、ならびに有機充填材もしくは無機充填材ありおよびなしの多環芳香族複素環式ポリマーなどの熱的に安定なポリマーまたはポリマーの混合物であってもよい。
【００３０】
ポリマー化学組成物はポリイミド化学組成物であってもよい。低摩擦コーティング１２０がポリイミドを含む場合、ポリイミド組成物は、モノマーの重合により溶液中で生成されるポリアミド酸から誘導されてもよい。そのようなポリアミド酸の１つはＮｏｖａｓｔｒａｔ（登録商標）８００（ＮｅＸｏｌｖｅから市販）である。硬化ステップによりポリアミド酸がイミド化されてポリイミドが生成する。ポリアミド酸は、ジアミンなどのジアミンモノマーと、二無水物などの無水物モノマーとの反応により生成されてもよい。本明細書において使用されるとき、ポリイミドモノマーは、ジアミンモノマーおよび二無水物モノマーとして記載される。しかし、ジアミンモノマーは２つのアミン部分を有するが、以下の説明では、少なくとも２つのアミン部分を有する任意のモノマーがジアミンモノマーとして適するであろうことが理解されるべきである。同様に、二無水物モノマーは２つの無水物部分を有するが、以下の説明では、少なくとも２つの無水物部分を有する任意のモノマーが二無水物モノマーとして適するであろうことが理解されるべきである。無水物モノマーの無水物部分とジアミンモノマーのアミン部分との間の反応によりポリアミド酸が生成される。したがって、本明細書において使用されるとき、指定のモノマーの重合により生成されるポリイミド化学組成物は、その指定のモノマーから生成されるポリアミド酸のイミド化の後に生成されるポリイミドを指す。一般に、全無水物モノマーとジアミンモノマーとのモル比は約１：１であろう。ポリイミドは、２種の別個の化学組成物（１種の無水物モノマーおよび１種のジアミンモノマー）のみから生成することができるが、ポリイミドを生成するために、少なくとも１種の無水物モノマーが重合されてもよく、少なくとも１種のジアミンモノマーが重合されてもよい。例えば、１種の無水物モノマーが２種の異なるジアミンモノマーと重合されてもよい。任意の数のモノマーの組合せが使用されてもよい。さらに、１種の無水物モノマー対異なる無水物モノマー、または１種もしくは複数種のジアミンモノマー対異なるジアミンモノマーの比は、約１：０．１〜０．１：１の間など、約１：９、１：４、３：７、２：３、１：１、３：２、７：３、４：１または１：９など、任意の比であってもよい。
【００３１】
ジアミンモノマーと共にポリイミドが生成される無水物モノマーは、任意の無水物モノマーであってもよく、ベンゾフェノン構造を含んでいてもよい。ジアミンモノマーは、上述の二無水物の置換されたものを含むアントラセン構造、フェナントレン構造、ピレン構造またはペンタセン構造を有していてもよい。
【００３２】
無水物モノマーと共にポリイミドが生成されるジアミンモノマーには、任意のジアミンモノマーが含まれ得る。例えば、ジアミンモノマーは、少なくとも１つの芳香環部分を含んでいてもよい。図４および図５は、１種以上の選択された無水物モノマーと共にポリマー化学組成物のポリイミドを生成することができるジアミンモノマーの例を示す。ジアミンモノマーは、図５に示す通り２つの芳香環部分を互いに結合している１つ以上の炭素分子を有していてもよく、ここで図５のＲは、１個以上の炭素原子を含むアルキル部分に対応する。あるいは、ジアミンモノマーは、図４に示す通り直接結合されており、少なくとも１つの炭素分子によって分離されていない２つの芳香環部分を有していてもよい。ジアミンモノマーは、図４および図５においてＲ’およびＲ’’により表されている１つ以上のアルキル部分を有していてもよい。例えば、図４および図５において、Ｒ’およびＲ’’は、１つ以上の芳香環部分に結合されたメチル部分、エチル部分、プロピル部分またはブチル部分などのアルキル部分を表していてもよい。例えば、ジアミンモノマーは２つの芳香環部分を有していてもよく、ここで、各芳香環部分は、それに結合され、かつ芳香環部分に結合されたアミン部分に隣接するアルキル部分を有する。Ｒ’およびＲ’’は、図４および図５の両方において、同じ化学的部分であってもよく、または異なる化学的部分であってもよいものと理解されるべきである。あるいは、Ｒ’および／またはＲ’’が、図４および図５の両方において、全く原子を表していなくてもよい。
【００３３】
ジアミンモノマーの２種の異なる化学組成物はポリイミドを生成することができる。第１のジアミンモノマーは、直接結合されており、結合炭素分子によって分離されていない２つの芳香環部分を含んでいてもよく、第２のジアミンモノマーは、２つの芳香環部分を結合している少なくとも１つの炭素分子と結合されている２つの芳香環部分を含んでいてもよい。本開示の実施形態によれば、第１のジアミンモノマー、第２のジアミンモノマーおよび無水物モノマーは、約０．４６５：０．０３５：０．５のモル比（第１のジアミンモノマー：第２のジアミンモノマー：無水物モノマー）を有していてもよい。しかし、第１のジアミンモノマーおよび第２のジアミンモノマーの比は、約０．０１：０．４９〜約０．４０：０．１０の範囲内で様々であってもよいが、無水物モノマーの比は約０．５のままである。
【００３４】
本開示の実施形態によれば、ポリイミド組成物は、少なくとも第１のジアミンモノマー、第２のジアミンモノマーおよび無水物モノマーの重合により生成されてもよく、ここで、第１のジアミンモノマーおよび第２のジアミンモノマーは異なる化学組成物である。無水物モノマーはベンゾフェノンであってもよく、第１のジアミンモノマーは、互いに直接結合された２つの芳香環を含み、第２のジアミンモノマーは、第１の芳香環と第２の芳香環とを結合している少なくとも１つの炭素分子で互いに結合された２つの芳香環を含む。第１のジアミンモノマー、第２のジアミンモノマーおよび無水物モノマーは、約０．４６５：０．０３５：０．５のモル比（第１のジアミンモノマー：第２のジアミンモノマー：無水物モノマー）を有していてもよい。
【００３５】
一例として、第１のジアミンモノマーはオルト−トリジンであってもよく、第２のジアミンモノマーは４，４’−メチレンビス（２−メチルアニリン）であってもよく、無水物モノマーはベンゾフェノン−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物であってもよい。第１のジアミンモノマー、第２のジアミンモノマーおよび無水物モノマーは、約０．４６５：０．０３５：０．５のモル比（第１のジアミンモノマー：第２のジアミンモノマー：無水物モノマー）を有していてもよい。
【００３６】
一例として、ポリイミドは、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸１，２：３，４−二無水物、ビシクロ［２．２．２］オクタン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、４ａｒＨ，８ａｃＨ）−デカヒドロ−１ｔ，４ｔ：５ｃ，８ｃ−ジメタノナフタレン−２ｔ，３ｔ，６ｃ，７ｃ−テトラカルボン酸２，３：６，７−二無水物、２ｃ，３ｃ，６ｃ，７ｃ−テトラカルボン酸２，３：６，７−二無水物、５−ｅｎｄｏ−カルボキシメチルビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−ｅｘｏ，３−ｅｘｏ，５−ｅｘｏ−トリカルボン酸２，３：５，５−二無水物、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロ−３−フラニル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸無水物、ビス（アミノメチル）ビシクロ［２．２．１］ヘプタンの異性体、または４，４’−メチレンビス（２−メチルシクロヘキシルアミン）、ピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）３，３’，４，４’−ビフェニル二無水物（４，４’−ＢＰＤＡ）、３，３’，４，４’−ベンゾフェノン二無水物（４，４’−ＢＴＤＡ）、３，３’，４，４’−オキシジフタル酸無水物（４，４’−ＯＤＰＡ）、１，４−ビス（３，４−ジカルボキシル−フェノキシ）ベンゼン二無水物（４，４’−ＨＱＤＰＡ）、１，３−ビス（２，３−ジカルボキシル−フェノキシ）ベンゼン二無水物（３，３’−ＨＱＤＰＡ）、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシルフェノキシフェニル）−イソプロピリデン二無水物（４，４’−ＢＰＡＤＡ）、４，４’−（２，２，２−トリフルオロ−１−ペンタフルオロフェニルエチリデン）ジフタル酸二無水物（３ＦＤＡ）、４，４’−オキシジアニリン（ＯＤＡ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤ）、ｐ−フェニレンジアミン（ＰＰＤ）、ｍ−トルエンジアミン（ＴＤＡ）、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（１，４，４−ＡＰＢ）、３，３’−（ｍ−フェニレンビス（オキシ））ジアニリン（ＡＰＢ）、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジフェニルメタン（ＤＭＭＤＡ）、２，２’−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）プロパン（ＢＡＰＰ）、１，４−シクロヘキサンジアミン２，２’−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロイソプロピリデン（４−ＢＤＡＦ）、６−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン（ＤＡＰＩ）、マレイン酸無水物（ＭＡ）、シトラコン酸無水物（ＣＡ）、ナド酸無水物（ＮＡ）、４−（フェニルエチニル）−１，２−ベンゼンジカルボン酸無水物（ＰＥＰＡ）、４，４’−ジアミノベンズアニリド（ＤＡＢＡ）、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物（６−ＦＤＡ）、ピロメリト酸二無水物、ベンゾフェノン−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸無水物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、４，４’−（４，４’−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸無水物）、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ならびにその内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，６１９，０４２号明細書、米国特許第８，０５３，４９２号明細書、米国特許第４，８８０，８９５号明細書、米国特許第６，２３２，４２８号明細書、米国特許第４，５９５，５４８号明細書、国際公開第２００７／０１６５１６号、米国特許出願公開第２００８／０２１４７７７号明細書、米国特許第６，４４４，７８３号明細書、米国特許第６，２７７，９５０号明細書および米国特許第４，６８０，３７３号明細書に記載の材料のうちの１種または複数種の重合により生成されてもよい。図６は、ガラス本体１０２に適用されるポリイミドコーティングを生成するために使用することができるいくつかの適したモノマーの化学構造を示す。別の例として、ポリイミドが生成されるポリアミド酸溶液には、ポリ（ピロメリト酸二無水物−ｃｏ−４，４’−オキシジアニリン）アミド酸（Ａｌｄｒｉｃｈから市販）が含まれ得る。
【００３７】
本開示の実施形態によれば、ポリマー化学組成物はフルオロポリマーを含んでいてもよい。フルオロポリマーは、両方のモノマーが高度にフッ素化されているコポリマーであってもよい。フルオロポリマーのモノマーの一部がフルオロエチレンであってもよい。ポリマー化学組成物には、これに限定されないがＴｅｆｌｏｎ  ＡＦ（ＤｕＰｏｎｔから市販）などの非晶質フルオロポリマーが含まれ得る。あるいは、ポリマー化学組成物には、これに限定されないがＴｅｆｌｏｎ  ＰＦＡ  ＴＥ−７２２４（ＤｕＰｏｎｔから市販）などのパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）樹脂粒子が含まれ得る。
【００３８】
本開示の実施形態によれば、ポリマー化学組成物はシリコーン樹脂を含んでいてもよい。シリコーン樹脂は、一般式ＲｎＳｉ（Ｘ）ｍＯｙ（式中、Ｒは、非反応性置換基、通常はメチルまたはフェニルであり、Ｘは、ＯＨまたはＨである）を有する分岐したケージ様のオリゴシロキサンにより生成される高度に分岐した三次元ポリマーであってもよい。理論によって制限されることは望まないが、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の形成を伴うＳｉ−ＯＨ部分の縮合反応を通じて樹脂の硬化が起こると考えられる。シリコーン樹脂は、Ｍ−樹脂、Ｄ−樹脂、Ｔ−樹脂およびＱ−樹脂を含む可能性のある４種の官能性シロキサン単量体単位のうちの少なくとも１種を有することができ、ここで、Ｍ−樹脂は一般式Ｒ３ＳｉＯを有する樹脂を指し、Ｄ−樹脂は一般式Ｒ２ＳｉＯ２を有する樹脂を指し、Ｔ−樹脂は一般式ＲＳｉＯ３を有する樹脂を指し、Ｑ−樹脂は一般式ＳｉＯ４（溶融石英）を有する樹脂を指す。任意選択で、樹脂は、ＤおよびＴ単位（ＤＴ樹脂）でできており、またはＭおよびＱ単位（ＭＱ樹脂）からできている。他の組合せ（ＭＤＴ、ＭＴＱ、ＱＤＴ）も使用することができる。
【００３９】
本開示の実施形態によれば、ポリマー化学組成物は、メチルシリコーン樹脂またはフェニルシリコーン樹脂と比べてそのより高い熱安定性のために、フェニルメチルシリコーン樹脂を含んでいてもよい。シリコーン樹脂中のメチル部分に対するフェニル部分の比は、ポリマー化学組成物中で様々であってもよい。例えば、メチルに対するフェニルの比は、約１．２、または約０．８４、または約０．５、または約０．６、または約０．７、または約０．８、または約０．９、または約１．０、または約１．１、または約１．３、または約１．４、または約１．５であってもよい。シリコーン樹脂は、ＤＣ  ２５５（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから市販）、ＤＣ８０６Ａ（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから市販）、ＤＣシリーズの樹脂（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから市販）のいずれか、および／またはＨａｒｄｓｉｌシリーズのＡＰ樹脂およびＡＲ樹脂（Ｇｅｌｅｓｔから市販）であってもよいが、これらに限定されない。シリコーン樹脂は、カップリング剤なしまたはカップリング剤ありで使用することができる。
【００４０】
本開示の実施形態によれば、ポリマー化学組成物には、これらに限定されないが、Ｔ−２１４（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌから市販）、ＳＳＴ−３Ｍ０１（Ｇｅｌｅｓｔから市販）、ＰＯＳＳ  Ｉｍｉｃｌｅａｒ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓから市販）およびＦＯＸ−２５（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから市販）などのシルセスキオキサンベースのポリマーが含まれ得る。ポリマー化学組成物はシラノール部分を含んでいてもよい。
【００４１】
ポリマー化学組成物は、ポリアミド酸溶液がカップリング剤層１８０上に適用されているポリイミドであってもよい。あるいは、例えば、ポリアミド酸塩、ポリアミド酸エステルまたは同種のものなどのポリアミド酸誘導体が使用されてもよい。ポリアミド酸溶液は、ポリアミド酸１体積％と有機溶媒９９体積％との混合物を含んでいてもよい。有機溶媒は、トルエンとＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶媒および１−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）溶媒のうちの少なくとも１つとの混合物またはそれらの混合物を含んでいてもよい。有機溶媒溶液は、約８５体積％のＤＭＡｃ、ＤＭＦおよびＮＭＰのうちの少なくとも１つおよびトルエン約１５体積％を含んでいてもよい。しかし、他の適した有機溶媒が使用されてもよい。次いで、コーティングされたガラス容器１００は、およそ１５０℃で約２０分間、または低摩擦コーティング１２０中に存在する有機溶媒を十分に発散させるのに十分な任意の時間および温度で乾燥されてもよい。
【００４２】
以下でより詳細に説明するように、本開示の実施形態により、硬化を必要とせずにカップリング剤層１８０の上にポリマー形態のポリマー化学組成物を適用することが可能になる。例えば、ポリアミド酸をガラス容器１００に適用し、硬化してポリイミドを生成する代わりに、カップリング剤層１８０の上に直接ポリイミドを適用することができる。ポリマー形態のポリマー化学組成物をそのように適用すると、ガラス容器１００をコーティングする間、高い硬化温度、例えば約３００℃を超える温度にガラス容器１００を曝露する必要性が少なくなり、これにより、ガラス容器の生成に必要な時間が短くなり、そのような生成に関連する費用が少なくなる。
【００４３】
低摩擦コーティング１２０を適用することができるガラス容器は、様々な異なるガラス組成物から生成することができる。ガラス物品の特定の組成物は、特定の用途にしたがって、ガラスが所望の組の物理特性を有するように選択することができる。
【００４４】
ガラス容器は、約２５×１０−７／℃〜８０×１０−７／℃の範囲内の熱膨張係数を有するガラス組成物から生成することができる。例えば、ガラス本体１０２は、イオン交換による強化に適しているアルカリアルミノケイ酸ガラス組成物から生成することができる。そのような組成物は、一般に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、少なくとも１種のアルカリ土類酸化物、ならびに１種以上のアルカリ金属酸化物、例えばＮａ２Ｏおよび／またはＫ２Ｏの組合せを含む。ガラス組成物は、ホウ素およびホウ素を含む化合物を含んでいなくてもよい。加えて、ガラス組成物は、少量の１種以上の追加の酸化物、例えば、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｓ２Ｏ３または同種のものなどをさらに含んでいてもよい。これらの成分は、清澄剤として、かつ／またはガラス組成物の化学的耐久性をさらに向上させるために添加することができる。加えて、ガラス表面は、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｓ２Ｏ３または同種のものを含む金属酸化物コーティングを含んでいてもよい。
【００４５】
本開示の実施形態によれば、ガラス本体１０２は、イオン交換強化によるなどして強化することができ、本明細書において「イオン交換されたガラス」と呼ばれる。例えば、ガラス本体１０２は、約３００ＭＰａ以上もしくはさらに約３５０ＭＰａ以上の圧縮応力、または約３００ＭＰａ〜約９００ＭＰａの範囲内の圧縮応力を有していてもよい。しかし、ガラス内の圧縮応力は３００ＭＰａ未満または９００ＭＰａ超になり得るものと理解されるべきである。本明細書に記載のガラス本体１０２は、約２０μｍ以上の層深さを有していてもよい。例えば、層深さは、約５０μｍ超、または約７５μｍ以上、またはさらに約１００μｍ超であってもよい。イオン交換強化は、約３５０℃〜約５００℃の温度に保たれた溶融塩浴中で実施することができる。所望の圧縮応力を実現するために、カップリング剤層でコーティングされたガラス容器が、塩浴中に約３０時間未満またはさらに約２０時間未満浸されてもよい。例えば、ガラス容器は、４５０℃の１００％  ＫＮＯ３塩浴中に約８時間浸されてもよい。
【００４６】
１つの非限定的な例として、ガラス本体１０２は、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる「Ｇｌａｓｓ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ」と題し、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに属する係属中の米国特許第８，７５３，９９４号明細書に記載のイオン交換可能なガラス組成物から生成されてもよい。
【００４７】
しかし、本明細書に記載のコーティングされたガラス容器１００は、イオン交換可能なガラス組成物およびイオン交換可能でないガラス組成物を含むがこれらに限定されない他のガラス組成物から生成されてもよいものと理解されるべきである。例えば、ガラス容器は、Ｔｙｐｅ  １Ｂガラス組成物、例えば、Ｓｃｈｏｔｔ  Ｔｙｐｅ  １Ｂアルミノケイ酸ガラスなどから生成されてもよい。
【００４８】
本開示の実施形態によれば、ガラス物品は、その耐加水分解性に基づいて、ＵＳＰ（米国薬局方）、ＥＰ（欧州薬局方）およびＪＰ（日本薬局方）など、規制当局により記載された医薬品用ガラスに関する基準を満たすガラス組成物から生成することができる。ＵＳＰ  ６６０およびＥＰ  ７によれば、ホウケイ酸ガラスはＴｙｐｅ  Ｉ基準を満たし、非経口用包装に日常的に使用されている。ホウケイ酸ガラスの例には、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｐｙｒｅｘ（登録商標）７７４０、７８００、ならびにＷｈｅａｔｏｎ  １８０、２００および４００、Ｓｃｈｏｔｔ  Ｄｕｒａｎ、Ｓｃｈｏｔｔ  Ｆｉｏｌａｘ、ＫＩＭＡＸ（登録商標）Ｎ−５１Ａ、Ｇｅｒｒｅｓｃｈｅｉｍｅｒ  ＧＸ−５１  Ｆｌｉｎｔなどが含まれるが、これらに限定されない。ソーダ石灰ガラスはＴｙｐｅ  ＩＩＩ基準を満たし、その後に溶液または緩衝液を調製するために溶解させる乾燥粉末の包装において許容される。Ｔｙｐｅ  ＩＩＩガラスはまた、アルカリに影響されないことが分かっている液体製剤の包装に適している。Ｔｙｐｅ  ＩＩＩソーダ石灰ガラスの例にはＷｈｅａｔｏｎ  ８００および９００が含まれる。脱アルカリ化ソーダ石灰ガラスは、より高いレベルの水酸化ナトリウムおよび酸化カルシウムを含み、Ｔｙｐｅ  ＩＩ基準を満たす。これらのガラスは、浸出に対する耐性がＴｙｐｅ  Ｉガラスより低いが、Ｔｙｐｅ  ＩＩＩガラスより耐性が高い。Ｔｙｐｅ  ＩＩガラスは、その貯蔵寿命の間ｐＨが７未満に保たれる製品に使用することができる。例には、硫酸アンモニウム処理されたソーダ石灰ガラスが含まれる。これらの医薬品用ガラスは様々な化学組成を有し、２０〜８５×１０−７℃−１の範囲内の線熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。
【００４９】
本明細書に記載のコーティングされたガラス物品がガラス容器である場合、コーティングされたガラス容器１００のガラス本体１０２は、様々な異なる形態を取ることができる。例えば、本明細書に記載のガラス本体は、医薬組成物を保管するためのバイアル、アンプル、カートリッジ、シリンジ本体および／またはその他の任意のガラス容器などのコーティングされたガラス容器１００を生成するために使用することができる。さらに、ポリマー層１７０でコーティングする前にガラス容器を化学的に強化できる能力を利用して、ガラス容器の機械的耐久性をさらに改善することができる。したがって、低摩擦コーティングのポリマー層１７０を適用する前にガラス容器をイオン交換強化することができるものと理解されるべきである。あるいは、他の強化方法、例えば、米国特許第７，２０１，９６５号明細書（その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載の熱焼鈍、火炎研磨および積層を使用して、コーティング前にガラスを強化することもできる。
【００５０】
本開示の実施形態によれば、イオン交換されたガラス本体に対する低摩擦コーティングの付着性は、イオン交換されていないガラス本体に対する低摩擦コーティングの付着性より強くなる。いずれの特定の理論によっても制限されることなく、イオン交換されたガラスのいくつかの態様のいずれも、イオン交換されていないガラスと比較して、結合および／または付着を促進することができると考えられる。第１に、イオン交換されたガラスは、カップリング剤の安定性および／またはガラス表面に対するその付着性に影響し得る向上した化学的／加水分解安定性を有することができる。イオン交換されていないガラスは典型的には、多湿条件下および／または高温条件下で加水分解安定性が劣り、アルカリ金属がガラス本体からガラス表面とカップリング剤層（存在する場合）との間の界面に移動したり、さらには、存在する場合、カップリング剤層内に移動したりする可能性がある。上述の通りアルカリ金属が移動し、ｐＨに変化がある場合、ガラス／カップリング剤層界面またはカップリング剤層自体の内部でのＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の加水分解により、カップリング剤の機械的特性またはガラスに対するその付着性のいずれかが弱まる恐れがある。第２に、イオン交換されたガラスが高温、例えば４００℃〜４５０℃の強酸化剤浴、例えば亜硝酸カリウム浴に曝露され、取り出されると、ガラスの表面上の有機化学組成物が除去されるため、さらに洗浄することのないカップリング剤によるコーティングに特に非常に適したものになる。例えば、イオン交換されていないガラスは、追加の表面洗浄処理を行わなければならない場合もあり、時間と費用がプロセスに追加される。
【００５１】
図７および図８をまとめて参照すると、図７には、低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器１００を生産するための方法のプロセスフローチャート５００が記載されており、図８は、このフローチャートに記載されているプロセスを略図で示している。図７および図８は本明細書に記載の方法の実施形態の単なる例示であること、示されているステップのすべてが実施される必要はないこと、および本明細書に記載の方法の実施形態のステップが何らかの特定の順序で実施される必要はないことが理解されるべきである。
【００５２】
本開示の実施形態によれば、この方法は、（上述の通り）カップリング剤層１８０を有するコーティングされたガラス管ストック１０００を生成するために、ガラス本体１０２を生成することができるガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップ５０１を含んでもよい。ガラス管ストックをカップリング剤溶液と接触させるステップ５０１は、カップリング剤を含む希釈溶液中にガラス管を沈めるステップを含んでもよい。代わりに、ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップ５０１では、スパッタリング、噴霧熱分解または化学蒸着（ＣＶＤ）が利用されてもよい。得られたカップリング剤層１８０は、約１００μｍ未満またはさらに約１μｍ以下の厚さを有していてもよい。例えば、得られたカップリング剤層１８０は、約１００ｎｍ以下の厚さ、または約９０ｎｍ厚未満、または約８０ｎｍ厚未満、または約７０ｎｍ厚未満、または約６０ｎｍ厚未満、または約５０ｎｍ未満、またはさらに約２５ｎｍ厚未満を有していてもよい。本開示の実施形態によれば、得られたカップリング剤層１８０は不連続層であってもよい。カップリング剤層１８０が連続層である場合、カップリング剤層１８０の厚さは、カップリング剤層１８０を含むガラス容器９００のその後のイオン交換強化を可能にする厚さを有していてもよい。カップリング剤層１８０が不連続層である場合、分離した別個の島の間の空いた空間により、ガラス容器９００のイオン交換強化が容易になる。
【００５３】
この方法は、カップリング剤層１８０を少なくとも部分的に覆う犠牲層を形成するために、カップリング剤層１８０を有するコーティングされたガラス管ストック１０００を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップ５０２をさらに含んでもよい。カップリング剤層１８０を有するコーティングされたガラス管ストック１０００を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップ５０２は、ミストの液滴を蒸発させる十分高い温度のカップリング剤層１８０の表面上に、犠牲材料を含むミストを噴霧するステップを含んでもよい。得られた犠牲層は、カップリング剤層１８０を有するコーティングされたガラス管ストック１０００の表面に潤滑を与える水に溶けない薄膜である。本明細書において使用されるとき、「犠牲層」という用語は、基材の表面を覆い、それによって基材の表面を周囲条件から分離する意図で任意の基材表面上に配置されている層を指す。そのような分離の目的は、基材表面を周囲条件から保護することであり得る。名前が示すように、犠牲層は、そのような保護を実現しながら犠牲になり、すなわち、損傷され、破壊され、あるいは基材表面から除去される。犠牲層は、コーティングされたガラス容器１００を生産するための方法においてコーティングされたガラス管ストック１０００を移動する、輸送する、かつ／または取り扱うときのコーティングされたガラス管ストック１０００の損傷許容性を有利に改善することができる。
【００５４】
犠牲材料は、カップリング剤層１８０を有するコーティングされたガラス管ストック１０００を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップ５０２のとき薄層を形成する液体材料またはワックス材料であってもよい。犠牲材料はまた、犠牲層がカップリング剤層１８０の表面から除去されるとき、コーティングされたガラス管ストック１０００上に残留物が残らないように選ぶことができる。犠牲材料は、例えば、水溶性材料、非水溶性材料または脂肪酸から選ぶことができる。例示的な水溶性材料には、ステアリン酸の塩、ならびにポリエチレンソルビトールエステル、例えばＰｏｌｙｓｏｒｂａｔｅ  ８０およびＴＷＥＥＮ（登録商標）  ２０が含まれるが、これらに限定されない。例示的な非水溶性材料には、ポリグリコール、エチレンのポリマーおよびコポリマー、ならびにプロピレンオキシドが含まれるが、これらに限定されない。例示的な脂肪酸には、オレイン酸およびステアリン酸が含まれるが、これらに限定されない。犠牲材料の他の例には、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，８６５，８８４号明細書に記載のガラス生成滑剤が含まれる。
【００５５】
この方法は、イオン交換可能なガラス組成物を有するコーティングされたガラス管ストック１０００からガラス容器９００（具体的には、図８に示した例のガラスバイアル）を形成するステップ５０３をさらに含んでもよい。ガラス容器９００を形成するステップ５０３では、従来の成形技法および形成技法が利用されてもよい。形成ステップ５０３の間、犠牲層がカップリング剤層１８０の表面から除去される。例えば、犠牲材料が有機材料である場合、ガラス容器９００を形成するステップ５０３の間にコーティングされたガラス管ストック１０００に熱を加えた結果、犠牲層を除去することができる。
【００５６】
この方法は、機械式マガジンローダ６０２を使用してマガジン６０４内にガラス容器９００を積載するステップ５０４をさらに含んでもよい。マガジンローダ６０２は、複数のガラス容器を一度に把持することができる機械式把持装置、例えばキャリパーまたは同種のものであってもよい。あるいは、把持装置は、ガラス容器９００を把持するために真空系を利用するものであってもよい。マガジンローダ６０２は、ガラス容器９００およびマガジン６０４に対してマガジンローダ６０２の位置を決めることができるロボットアームまたは他の同様の装置に連結されていてもよい。
【００５７】
この方法は、ガラス容器９００が積載されたマガジン６０４をカセット積載エリアまで移送するステップ５０６をさらに含んでもよい。移送するステップ５０６は、機械式コンベヤ、例えばコンベヤベルト６０６、オーバーヘッドクレーンまたは同種のもので実施されてもよい。その後、この方法は、マガジン６０４をカセット６０８内に積載するステップ５０８を含んでもよい。多くのガラス容器を同時に加工できるように、カセット６０８は、複数のマガジンを保持するように構成されている。各マガジン６０４は、カセットローダ６１０を利用してカセット６０８内に配置される。カセットローダ６１０は、１つ以上のマガジンを一度に把持することができる機械式把持装置、例えばキャリパーまたは同種のものであってもよい。あるいは、把持装置は、マガジン６０４を把持するために真空系を利用するものであってもよい。カセットローダ６１０は、カセット６０８およびマガジン６０４に対してカセットローダ６１０の位置を決めることができるロボットアームまたは他の同様の装置に連結されていてもよい。
【００５８】
本開示の実施形態によれば、この方法は、ガラス容器９００の化学的強化を促進するために、マガジン６０４およびガラス容器９００が入ったカセット６０８をイオン交換タンク６１４に装入するステップ５１０をさらに含んでもよい。カセット６０８は、カセット移送装置６１２によってイオン交換ステーションまで移送される。カセット移送装置６１２は、カセット６０８を把持することができる機械式把持装置、例えばキャリパーまたは同種のものであってもよい。あるいは、把持装置は、カセット６０８を把持するために真空系を利用するものであってもよい。カセット移送装置６１２および付随するカセット６０８は、オーバーヘッドレールシステム、例えばガントリークレーンまたは同種のものでカセット積載エリアからイオン交換ステーションまで自動的に運ばれてもよい。カセット移送装置６１２および付随するカセット６０８は、ロボットアームでカセット積載エリアからイオン交換ステーションまで運ばれてもよい。あるいは、カセット移送装置６１２および付随するカセット６０８は、コンベヤでカセット積載エリアからイオン交換ステーションまで運ばれ、その後、ロボットアームまたはオーバーヘッドクレーンでコンベヤからイオン交換タンク６１４まで移送されてもよい。
【００５９】
カセット移送装置６１２および付随するカセットがイオン交換ステーションに運ばれたら、その中に入ったカセット６０８およびガラス容器９００は、カセット６０８およびガラス容器９００をイオン交換タンク６１４内に浸す前に予熱されてもよい。カセット６０８は、室温より高く、イオン交換タンク内の溶融塩浴の温度以下の温度まで予熱されてもよい。例えば、ガラス容器は約３００℃〜５００℃の温度まで予熱されてもよい。
【００６０】
イオン交換タンク６１４は、溶融アルカリ塩、例えばＫＮＯ３、ＮａＮＯ３および／またはそれらの組合せなどの溶融塩浴６１６を含む。溶融塩浴は、約３５０℃以上および約５００℃以下の温度に保たれた１００％溶融ＫＮＯ３であってもよい。しかし、その他の様々な組成および／または温度を有する溶融アルカリ塩浴もガラス容器のイオン交換を促進するために使用されてもよいものと理解されるべきである。
【００６１】
この方法は、ガラス容器９００をイオン交換タンク６１４内でイオン交換強化するステップ５１２をさらに含んでもよい。具体的には、ガラス容器は溶融塩中に浸され、ガラス容器９００において所望の圧縮応力および層深さを実現するのに十分な時間そこで保持される。例えば、ガラス容器９００は、最大約１００μｍの層深さを少なくとも約３００ＭＰａまたはさらに３５０ＭＰａの圧縮応力と共に実現するのに十分な時間、イオン交換タンク６１４内に保持されてもよい。保持時間は、３０時間未満またはさらに２０時間未満であってもよい。しかし、ガラス容器がタンク６１４内に保持される時間は、ガラス容器の組成、溶融塩浴６１６の組成、溶融塩浴６１６の温度、ならびに所望の層深さおよび所望の圧縮応力に応じて様々であってもよいものと理解されるべきである。
【００６２】
イオン交換強化するステップ５１２の後、ロボットアームまたはオーバーヘッドクレーンと共にカセット移送装置６１２を使用して、カセット６０８およびガラス容器９００がイオン交換タンク６１４から取り出される。イオン交換タンク６１４から取り出す間、カセット６０８およびガラス容器９００は、イオン交換タンク６１４の上に吊り下げられ、ガラス容器９００内に残っているすべての溶融塩がなくなり、イオン交換タンク６１４内に戻るように、カセット６０８は水平軸を中心に回転する。その後、カセット６０８は、回転してその最初の位置に戻り、ガラス容器は、すすがれる前に徐冷される。
【００６３】
次いで、カセット６０８およびガラス容器９００は、カセット移送装置６１２によってすすぎステーションまで移送される。この移送は、上述のロボットアームまたはオーバーヘッドクレーンで、あるいは、自動コンベヤ、例えばコンベヤベルトまたは同種のもので実施されてもよい。その後に、この方法は、水浴６２０を含むすすぎタンク６１８内にカセット６０８およびガラス容器９００を降ろすことによりガラス容器９００の表面からすべての過剰な塩を除去するすすぎステップ５１４を含んでもよい。カセット６０８およびガラス容器９００は、カセット移送装置６１２に連結しているロボットアーム、オーバーヘッドクレーンまたは同様の装置ですすぎタンク６１８内に降ろされてもよい。次いで、カセット６０８およびガラス容器９００は、すすぎタンク６１８から取り出され、すすぎタンク６１８の上に吊り下げられ、ガラス容器９００内に残っているすべてのすすぎ水がなくなり、すすぎタンク６１８内に戻るように、カセット６０８は水平軸を中心に回転する。任意選択で、カセット６０８およびガラス容器９００が次の加工ステーションに移動する前に、すすぎ操作が複数回実施されてもよい。
【００６４】
本開示の実施形態によれば、カセット６０８およびガラス容器９００は、水浴中に少なくとも２回浸漬されてもよい。例えば、すべての残留アルカリ塩がガラス物品の表面から確実に除去されるように、カセット６０８は、第１の水浴中に、続いて、第２の異なる水浴中に浸漬されてもよい。第１の水浴からの水は、廃水処理または蒸発装置に送られてもよい。
【００６５】
この方法は、カセットローダ６１０でカセット６０８からマガジン６０４を降ろすステップ５１６をさらに含んでもよい。その後、この方法は、ガラス容器９００を洗浄ステーションまで移送するステップ５１８を含んでもよい。ガラス容器９００は、マガジンローダ６０２でマガジン６０４から降ろされ、洗浄ステーションまで移送されてもよく、そこで、この方法は、ノズル６２２から放出された脱イオン水の噴流６２４でガラス容器を洗浄するステップ５２０をさらに含んでもよい。脱イオン水の噴流６２４は圧縮空気と混合されてもよい。
【００６６】
任意選択で、この方法は、欠陥、破片、変色および同種のものがないかガラス容器９００を検査するステップ（図７または図８に図示せず）を含んでもよい。ガラス容器９００を検査するステップは、ガラス容器を別の検査エリアまで移送するステップを含んでもよい。
【００６７】
本開示の実施形態によれば、この方法は、マガジンローダ６０２でガラス容器９００をコーティングステーションまで移送するステップ５２１をさらに含んでもよく、そこで低摩擦コーティングがガラス容器９００に適用される。コーティングステーションにおいて、この方法は、本明細書に記載の低摩擦コーティングをガラス容器９００に適用するステップ５２２を含んでもよい。低摩擦コーティングを適用するステップ５２２は、上述の通りカップリング剤層の上にポリマー化学組成物を適用するステップを含んでもよい。低摩擦コーティングを適用するステップ５２２は、本明細書に記載のポリマー化学組成物を含むポリマー化学組成物コーティング溶液６３２で満たされたコーティング浸漬タンク６３０内にガラス容器９００を少なくとも部分的に浸すステップを含んでもよい。その後、ポリマー化学組成物溶液は、すべての溶媒を除去するために乾燥される。一例として、ポリマー化学組成物コーティング溶液が上述のＮｏｖａｓｔｒａｔ（登録商標）８００を含む場合、このコーティング溶液は、ガラス容器９００をオーブンまで運び、ガラス容器を１５０℃で２０分間加熱することにより乾燥することができる。ポリマー化学組成物コーティング溶液が乾燥したら、ポリマー化学組成物の１つ以上の追加の層を適用するために、ガラス容器９００がポリマー化学組成物コーティング浸漬タンク６３０内に（任意選択で）再浸漬されてもよい。低摩擦コーティングを適用するステップ５２２は、容器の外面の全体にポリマー化学組成物を適用するステップを含んでもよい。あるいは、低摩擦コーティングを適用するステップ５２２は、容器の外面の一部にポリマー化学組成物を適用するステップを含んでもよい。
【００６８】
ポリマー化学組成物コーティング溶液６３２がガラス容器９００に適用されたら、ポリマー化学組成物がガラス容器９００上で硬化されてもよい。硬化プロセスは、コーティングプロセスに適用されるポリマー化学組成物コーティングのタイプに依存し、コーティングを熱硬化するステップ、ＵＶ光でコーティングを硬化するステップおよび／またはそれらの組合せを含んでもよい。一例として、ポリマー化学組成物コーティングが、ポリイミド、例えば、上述のＮｏｖａｓｔｒａｔ（登録商標）８００ポリアミド酸コーティング溶液により生成されたポリイミドを含む場合、ガラス容器９００はオーブンまで運ばれ、そこで約５〜３０分にわたり１５０℃からおよそ３５０℃まで加熱される。オーブンからガラス容器を取り出すと、ポリマー化学組成物コーティングは硬化されており、それによって、低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器が生産される。先述の通り、ポリマー化学組成物コーティング溶液６３２がポリマー形態のポリマー化学組成物を含む場合、低摩擦コーティングを適用するステップ５２２は、ポリマー化学組成物コーティング溶液６３２を硬化するステップを含んでいなくてもよい。
【００６９】
低摩擦コーティングをガラス容器９００に適用するステップ５２２の後、この方法は、コーティングされたガラス容器１００を、容器が充填される包装プロセスまで移送するステップ５２４および／または追加の検査ステーションまで移送するステップを含んでもよい。
【００７０】
コーティングされたガラス容器の様々な特性（すなわち、摩擦係数、水平圧縮強度、４点曲げ強度）は、コーティングされたガラス容器がコーティングされたままの状態のとき（すなわち、低摩擦コーティングをガラス容器９００に適用するステップ５２２の後、何らかの追加の処理をせずに）、または１つ以上の加工処理の後、例えば、洗浄、凍結乾燥、発熱物質除去、オートクレーブ処理もしくは同種のものを含むがこれらに限定されない医薬品充填ラインで実施される処理と類似もしくは同一の加工処理の後に測定することができる。
【００７１】
発熱物質除去は、発熱物質が物質から除去されるプロセスである。医薬品用パッケージなどのガラス物品の発熱物質除去は、サンプルに適用される熱処理により実施することができ、この熱処理では、サンプルが一定の時間、高温に加熱される。例えば、発熱物質除去は、ガラス容器を約２５０℃〜約３８０℃の間の温度に２０分、３０分、４０分、１時間、２時間、４時間、８時間、１２時間、２４時間、４８時間および７２時間を含むがこれらに限定されない約３０秒〜約７２時間の時間加熱するステップを含んでもよい。熱処理後、ガラス容器は室温まで冷却される。医薬品産業において一般に使用される従来の発熱物質除去条件の１つは、約２５０℃の温度で約３０分間の熱処理である。しかし、より高い温度が使用される場合、熱処理の時間を短縮できることが企図される。コーティングされたガラス容器は、本明細書に記載の通り、一定の時間、高温に曝露されてもよい。本明細書に記載の高温および加熱時間は、ガラス容器の発熱物質除去に十分かもしれないし、十分でないかもしれない。しかし、本明細書に記載の温度および加熱時間の一部は、コーティングされたガラス容器、例えば本明細書に記載のコーティングされたガラス容器の脱水素に十分であるものと理解されるべきである。例えば、本明細書に記載の通り、コーティングされたガラス容器は、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃または約４００℃の温度に３０分間曝露されてもよい。
【００７２】
本明細書において使用されるとき、凍結乾燥条件（すなわち、凍結乾燥ステップ）は、タンパク質を含む液体でサンプルを充填し、次いで−１００℃で凍結させ、続いて水を真空下約−１５℃で約２０時間昇華させるプロセスを指す。
【００７３】
本明細書において使用されるとき、オートクレーブ条件は、サンプルを約１００℃で約１０分間水蒸気パージし、その後、サンプルを約１２１℃の環境に曝露する約２０分の休止期間が続き、その後、約１２１℃で約３０分熱処理することを指す。
【００７４】
低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器の一部の摩擦係数（μ）は、同じガラス組成物から生成されたコーティングされていないガラス容器の表面の摩擦係数より低くなり得る。摩擦係数（μ）は、２つの表面間の摩擦の定量的な測定値であり、表面粗さ、ならびにこれらに限定されないが温度および湿度などの環境条件を含む、第１の表面および第２の表面の機械的特性および化学的特性に応じる。本明細書において使用されるとき、コーティングされたガラス容器１００の摩擦係数の測定値は、第１のガラス容器の外面（約１６．００ｍｍ〜約１７．００ｍｍの間の外径を有する）と、第１のガラス容器と同一の第２のガラス容器の外面との間の摩擦係数として報告され、ここで、第１のガラス容器および第２のガラス容器は、同じ本体および同じコーティング組成物（適用された場合）を有し、製作前、製作中および製作後に同じ環境に曝露されたものである。本明細書に特に記載のない限り、摩擦係数は、本明細書に記載の通り、バイアル・オン・バイアル試験治具で測定された、３０Ｎの垂直荷重で測定された最大摩擦係数を指す。
【００７５】
本明細書に記載の通り、ガラス容器（コーティングされたものとコーティングされていないものの両方）の摩擦係数は、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに属する米国特許出願公開第２０１３／０２２４４０７号明細書に詳細に記載されているバイアル・オン・バイアル試験治具で測定される。
【００７６】
本開示の実施形態によれば、低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器の一部は、同様のコーティングされたガラス容器に比べて、バイアル・オン・バイアル治具で決定される約０．７以下の摩擦係数を有していてもよい。低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器の一部は、約０．６以下、または約０．５以下、または約０．４以下またはさらに約０．３以下の摩擦係数を有していてもよい。約０．７以下の摩擦係数を有するコーティングされたガラス容器は一般に、摩擦による損傷に対する耐性の改善を示し、その結果、改善された機械的特性を有する。例えば、（低摩擦コーティングを有していない）従来のガラス容器は、０．７超の摩擦係数を有することがある。本開示の実施形態によれば、低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器の一部は、凍結乾燥条件への曝露後および／またはオートクレーブ条件への曝露後、約０．７以下（約０．６以下、または約０．５以下、または約０．４以下またはさらに約０．３以下など）の摩擦係数を有する場合もある。低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器の一部の摩擦係数は、凍結乾燥条件への曝露後および／またはオートクレーブ条件への曝露後、約３０％を超えて増加することはない。例えば、低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器の一部の摩擦係数は、凍結乾燥条件への曝露後および／またはオートクレーブ条件への曝露後、約２５％、または約２０％、または約１５％、またはさらに約１０％を超えて増加することはない。低摩擦コーティングを有するコーティングされたガラス容器の一部の摩擦係数は、凍結乾燥条件への曝露後および／またはオートクレーブ条件への曝露後、増加することは全くない。
【００７７】
本明細書に記載のコーティングされたガラス容器は、ある水平圧縮強度を有する。水平圧縮強度は、本明細書に記載の通り、ガラス容器の長軸と平行に配向した２つの平行なプラテンの間にコーティングされたガラス容器１００を水平に配置することにより測定される。次いで、機械的荷重がコーティングされたガラス容器１００にガラス容器の長軸に対して垂直な方向にプラテンによって加えられる。バイアルの圧縮における荷重速度は０．５インチ／分（１．２７ｃｍ／分）であり、これは、プラテンが０．５インチ／分（１．２７ｃｍ／分）の速度で互いに向かって移動することを意味する。水平圧縮強度は、２５℃および相対湿度５０％で測定される。水平圧縮強度の測定値は、選択された垂直圧縮荷重での破壊確率として与えられる。本明細書において使用されるとき、水平圧縮下で最低５０％のサンプルにおいてガラス容器が破裂した場合に破壊が起きたものとする。本明細書に記載のコーティングされたガラス容器は、同じガラス組成を有するコーティングされていないバイアルよりも少なくとも１０％、２０％、またはさらに３０％高い水平圧縮強度を有することができる。
【００７８】
水平圧縮強度測定は、擦過されたガラス容器においても実施することができる。具体的には、上述の試験治具を操作することにより、コーティングされたガラス容器の外面１２２の損傷、例えば、コーティングされたガラス容器１００の強度を弱める表面の引っ掻き傷または擦傷を作り出すことができる。次いで、ガラス容器に上述の水平圧縮法が施され、ここでは、２つのプラテンの間に容器が置かれ、引っ掻き傷はプラテンと平行に外側に向いている。引っ掻き傷は、バイアル・オン・バイアル治具により加えられる選択された垂直圧力および引っ掻き傷の長さにより特徴付けることができる。特に定めのない限り、水平圧縮法における擦過されたガラス容器の引っ掻き傷は、３０Ｎの垂直荷重で作り出された２０ｍｍの引っ掻き傷の長さにより特徴付けられる。
【００７９】
コーティングされたガラス容器は、熱処理後に水平圧縮強度について評価することができる。熱処理は、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃または約４００℃の温度への３０分間の曝露であってもよい。本明細書に記載のコーティングされたガラス容器の水平圧縮強度は、上述の熱処理などの熱処理に曝され、次いで上述の通り擦過された後、約２０％、約３０％、またはさらに約４０％を超えて低下することはない。
【００８０】
本明細書に記載のコーティングされたガラス物品は、最低でも２６０℃の温度まで３０分間加熱した後、熱的に安定になる。本明細書において使用されるとき、「熱的に安定な」という語句は、曝露後、コーティングされたガラス物品の機械的特性、具体的には摩擦係数および水平圧縮強度が影響を受けたとしても最小限の影響のみであるように、ガラス物品に適用された低摩擦コーティングが、高温への曝露後、ガラス物品の表面上で実質的に無傷のままであることを意味する。これは、低摩擦コーティングが、高温への曝露後もガラスの表面に付着したままであり、機械的な攻撃、例えば、擦過、衝撃および同種のものからガラス物品を引き続き保護していることを示す。
【００８１】
本開示の実施形態によれば、コーティングされたガラス物品が、指定の温度まで加熱し、その温度で指定の時間保った後、摩擦係数基準および水平圧縮強度基準の両方を満たす場合、コーティングされたガラス物品は熱的に安定であると見なされる。摩擦係数基準が満たされているか判断するために、第１のコーティングされたガラス物品の摩擦係数が、上述の試験治具および印加荷重３０Ｎを使用して、受け入れたままの状態で（すなわち、何らかの熱曝露の前に）決定される。第２のコーティングされたガラス物品（すなわち、第１のコーティングされたガラス物品と同じガラス組成および同じコーティング組成を有するガラス物品）は、規定の条件下で熱曝露され、室温まで冷却される。その後、コーティングされたガラス物品を印加荷重３０Ｎで擦過して、およそ２０ｍｍの長さを有する擦傷（すなわち、「引っ掻き傷」）を生じる試験治具を使用して、第２のガラス物品の摩擦係数が決定される。第２のコーティングされたガラス物品の摩擦係数が０．７未満であり、擦過領域内の第２のガラス物品のガラスの表面に観察可能な損傷が全くない場合は、低摩擦コーティングの熱安定性を判断するための摩擦係数基準は満たされている。本明細書において使用される「観察可能な損傷」という用語は、ガラス物品の擦過領域内のガラスの表面が、ＬＥＤ光源またはハロゲン光源を使用してノマルスキーまたは微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）分光顕微鏡で１００倍の倍率で観察されたとき、長さ０．５ｃｍの擦過領域当たりに６個未満のガラスの割れを含むことを意味する。ガラスの割れまたはガラスの割れ目の標準的な定義は、Ｇ．Ｄ．Ｑｕｉｎｎ、「ＮＩＳＴ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  Ｇｕｉｄｅ：Ｆｒａｃｔｏｇｒａｐｈｙ  ｏｆ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｌａｓｓｅｓ」、ＮＩＳＴ  ｓｐｅｃｉａｌ  ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  ９６０−１７（２００６）に記載されている。
【００８２】
水平圧縮強度基準が満たされているか判断するために、第１のコーティングされたガラス物品は、上述の試験治具内で３０Ｎの荷重下で擦過され、２０ｍｍの引っ掻き傷が形成される。次いで、第１のコーティングされたガラス物品は、本明細書に記載の通り、水平圧縮試験が施され、第１のコーティングされたガラス物品の残留強度が決定される。第２のコーティングされたガラス物品（すなわち、第１のコーティングされたガラス物品と同じガラス組成および同じコーティング組成を有するガラス物品）は、規定の条件下で熱曝露され、室温まで冷却される。その後、第２のコーティングされたガラス物品は、試験治具内で３０Ｎの荷重下で擦過される。次いで、第２のコーティングされたガラス物品は、本明細書に記載の通り、水平圧縮試験が施され、第２のコーティングされたガラス物品の残留強度が決定される。第２のコーティングされたガラス物品の残留強度が、第１のコーティングされたガラス物品と比べて約２０％を超えて低下しない場合は、低摩擦コーティングの熱安定性を判断するための水平圧縮強度基準は満たされている。
【００８３】
本開示の実施形態によれば、コーティングされたガラス容器を最低でも約２６０℃の温度に約３０分間曝露した後、摩擦係数基準および水平圧縮強度基準が満たされる（すなわち、コーティングされたガラス容器が、最低でも約２６０℃の温度で約３０分間、熱的に安定である）場合、コーティングされたガラス容器は熱的に安定であると見なされる。熱安定性は、約２６０℃〜最高約４００℃の温度で評価することもできる。例えば、コーティングされたガラス容器は、最低でも約２７０℃、または約２８０℃、または約２９０℃、または約３００℃、または約３１０℃、または約３２０℃、または約３３０℃、または約３４０℃、または約３５０℃、または約３６０℃、または約３７０℃、または約３８０℃、または約３９０℃、またはさらに約４００℃の温度で約３０分間、基準が満たされる場合、熱的に安定であると見なすことができる。
【００８４】
本明細書に開示のコーティングされたガラス容器は、ある範囲の温度にわたって熱的に安定である場合もあり、これは、コーティングされたガラス容器が、範囲内のそれぞれの温度で摩擦係数基準および水平圧縮強度基準を満たすことにより、熱的に安定であることを意味する。例えば、コーティングされたガラス容器は、最低でも約２６０℃〜約４００℃以下の温度、または最低でも約２６０℃〜約３５０℃、または最低でも約２８０℃〜約３５０℃以下の温度、または最低でも約２９０℃〜約３４０℃、または約３００℃〜約３８０℃、またはさらに約３２０℃〜約３６０℃で熱的に安定である場合もある。
【００８５】
コーティングされたガラス容器１００が垂直力３０Ｎで同一のガラス容器により擦過された後、コーティングされたガラス容器１００の擦過領域の摩擦係数は、同じ場所で垂直力３０Ｎで同一のガラス容器によりさらに擦過された後、約２０％を超えて増加することはなく、または増加することは全くない。例えば、コーティングされたガラス容器１００が垂直力３０Ｎで同一のガラス容器により擦過された後、コーティングされたガラス容器１００の擦過領域の摩擦係数は、同じ場所で垂直力３０Ｎで同一のガラス容器によりさらに擦過された後、約１５％またはさらに１０％を超えて増加することはなく、または全く増加しない。しかし、コーティングされたガラス容器１００のすべての実施形態がそのような特性を示すわけではない。
【００８６】
質量損失率は、コーティングされたガラス容器が選択された高温に選択された時間曝露されたときコーティングされたガラス容器１００から遊離される揮発物の量に関するコーティングされたガラス容器１００の測定可能な特性を指す。質量損失率は一般に、熱曝露に起因するコーティングの機械的劣化を示す。コーティングされたガラス容器のガラス本体は、報告された温度では測定可能な質量損失率を示さないため、質量損失率試験では、本明細書に詳細に記載の通り、ガラス容器に適用されている低摩擦コーティングについてのみ質量損失率データが得られる。複数の要因が質量損失率に影響し得る。例えば、コーティングから除去することができる有機材料の量が質量損失率に影響し得る。ポリマー中の炭素骨格および側鎖が分解されると、コーティングの除去は理論上１００％になる。有機金属ポリマー材料は、典型的には、その全有機成分を失うが、無機成分は後に残る。したがって、質量損失率の結果は、コーティングのうちのどのくらいが有機性および無機性であるか（例えば、コーティングのシリカのパーセンテージ）に基づいて理論的な完全酸化に対して規格化される。
【００８７】
質量損失率を決定するために、コーティングされたサンプル、例えばコーティングされたガラスバイアルは、コーティングを乾燥するために、初めに１５０℃まで加熱され、この温度で３０分間保持されて、Ｈ２Ｏがコーティングから効果的に追い出される。次いで、サンプルは、空気などの酸化性環境中、１０℃／分の昇温速度で１５０℃から３５０℃まで加熱される。質量損失率を決定する目的で、１５０℃から３５０℃までに収集されたデータのみが考慮される。本明細書に記載のコーティングされたガラス容器は、約１０℃／分の昇温速度で１５０℃から３５０℃の温度まで加熱されたとき、その質量の約５％未満の質量損失率を有することができる低摩擦コーティングを含む。例えば、低摩擦コーティングは、約１０℃／分の昇温速度で１５０℃から３５０℃の温度まで加熱されたとき、約３％未満、または約２％未満、または約１．５％未満、またはさらに約１％未満の質量損失率を有することができる。
【００８８】
質量損失率の結果は、本明細書に記載の通り、１５０℃から３５０℃までの１０℃／分の昇温温度などの熱処理前後にコーティングされたガラス容器の重量が比較される手順に基づく。熱処理前のバイアルと熱処理後のバイアルとの間の重量差がコーティングの重量損失であり、これは、処理前のコーティングされたガラス容器とコーティングされていないガラス容器の重量を比較することによりコーティングの熱処理前の重量（容器のガラス本体を含まない、予備加熱ステップ後の重量）が分かるようなコーティングの重量損失割合として標準化することができる。あるいは、コーティングの全質量は、全有機炭素試験または他の同様の手段により決定することができる。
【００８９】
コーティングされた容器の透明度および色は、分光光度計を使用して４００〜７００ｎｍの間の波長の範囲内で容器の光透過率を測定することにより評価することができる。測定は、光線が、まず容器に入るとき、次に容器を出るときの２回、低摩擦コーティングを通過するように、光線が容器壁に対して垂直に向けられるように実施される。本明細書に記載のコーティングされたガラス容器を通しての光透過率は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長について、コーティングされていないガラス容器を通しての光透過率の約５５％以上であってもよい。本明細書に記載の通り、光透過率は、本明細書に記載の熱処理などの熱処理前または熱処理後に測定することができる。例えば、約４００ｎｍ〜７００ｎｍの各波長について、光透過率は、コーティングされていないガラス容器を通しての光透過率の約５５％以上であってもよい。コーティングされたガラス容器を通しての光透過率は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長について、コーティングされていないガラス容器を通しての光透過率の約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％またはさらに約９０％以上であってもよい。
【００９０】
本明細書に記載の通り、光透過率は、本明細書に記載の熱処理などの環境処理前または環境処理後に測定することができる。例えば、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃または約４００℃の３０分間の熱処理後、または凍結乾燥条件への曝露後もしくはオートクレーブ条件への曝露後、コーティングされたガラス容器を通しての光透過率は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長について、コーティングされていないガラス容器を通しての光透過率の約５５％、約６０％、約６５％、約７０％、約７５％、約８０％またはさらに約９０％以上であってもよい。
【００９１】
本明細書に記載のコーティングされたガラス容器１００は、任意の角度で見たときヒトの裸眼には無色透明と知覚され、または低摩擦コーティング１２０は、低摩擦コーティング１２０が、Ａｌｄｒｉｃｈから市販されているポリ（ピロメリト酸二無水物−ｃｏ−４，４’−オキシジアニリン）アミド酸から生成されたポリイミドを含むときなど、知覚できる色合いを有することができる。
【００９２】
本明細書に記載のコーティングされたガラス容器１００は、粘着ラベルが貼付け可能な低摩擦コーティング１２０を有することができる。すなわち、コーティングされたガラス容器１００は、粘着ラベルがしっかりと付着するように、コーティングされた表面上に粘着ラベルを貼り付けることができる。しかし、粘着ラベルを付着することができる能力は、本明細書に記載のコーティングされたガラス容器１００のすべての実施形態の要件ではない。
【実施例】
【００９３】
ある例示的な実施形態およびその特定の実施形態に関して本開示の実施形態を以下でさらに説明する。これらは単なる例示であり、限定するためのものではない。
【００９４】
実施例１
カップリング剤層を有するコーティングされたガラス管を生成するために、ガラス管を流量５０ＳＣＣＭおよび温度約３８０℃のカップリング剤溶液と約３０秒間接触させた。カップリング剤層はＳｎＯ２層であった。コーティングされたガラス管からガラス物品を生成し、これは、この実施例において、図１に示したガラス容器のような形状を有するバイアルであった。ガラスバイアル上のＳｎＯ２層の１．００μｍスケールのＳＥＭ像を図９に示し、ガラスバイアル上のＳｎＯ２層の５００ｎｍスケールのＳＥＭ像を図１０に示した。画像を見て分かる通り、ＳｎＯ２層は、ガラス物品の表面上の不連続層として形成している。
【００９５】
実施例２
実施例１のガラス物品にしたがって生成されたコーティングされたガラス物品およびコーティングされていないガラス管から生成されたコーティングされていないガラス物品を、約４９０℃に保たれた０．３５重量％ケイ酸を含むＫＮＯ３塩浴中で約５時間、別々にイオン交換強化した。この実施例において、ガラス物品は、図１に示したガラス容器のような形状を有するバイアルであった。イオン交換プロセスの完了後、層深さを決定する３回の測定および圧縮応力を決定する３回の測定を、コーティングされたバイアルのうちの２つおよびコーティングされていないバイアルのうちの２つに対して実施し、平均層深さおよび平均圧縮応力を決定した。コーティングされていないバイアルの平均圧縮応力は４４８．４２±９．３６ＭＰａと決定され、コーティングされたバイアルの平均圧縮応力は４７１．２７±６．８２ＭＰａと決定された。コーティングされていないバイアルの平均層深さは１０３．５１±１．２３μｍと決定され、コーティングされたバイアルの平均層深さは７５．０９．２７±１．１０μｍと決定された。
【００９６】
予想外にも、ガラス物品のイオン交換強化が、ガラス物品の表面上に配置されたカップリング剤層によって実現できたことが認められた。いずれの特定の理論によっても制限されることを望むものではないが、不連続なカップリング剤層の分離した別個の島の間の空いた空間により、ガラス物品のイオン交換強化が容易になると考えられる。加えて、コーティングされたガラスバイアルによって、コーティングされていないガラスバイアルより大きい圧縮応力が実現されたことは予想外であった。コーティングされていないガラスバイアルによって実現される層深さ未満の層深さがコーティングされたガラスバイアルによって実現されたことが本明細書において認められる。従来、強化されたガラス物品は、「深い層深さ」と見なされる約９０μｍ超の層深さと共に約２０μｍ超の層深さを有するものである。したがって、本明細書において形成されたコーティングされたガラスバイアルの層深さは、従来の強化されたガラス物品の層深さと少なくとも同等であるか、またはより良い。
【００９７】
実施例３
実施例１のガラス物品にしたがって生成されたコーティングされたガラス物品およびコーティングされていないガラス管から生成されたコーティングされていないガラス物品を、犠牲材料を含む溶液中で浸漬コーティングした。この溶液は０．２５重量％の犠牲材料を含んでおり、この犠牲材料はＰｏｌｙｓｏｒｂａｔｅ  ８０であった。この実施例において、ガラス物品は、図１に示したガラス容器のような形状を有するバイアルであった。次いで、このガラスバイアルを約１２０℃の温度のオーブン内に約１０分間置き、バイアルの表面から水を揮発させた。
【００９８】
次いで、本明細書に記載のバイアル・オン・バイアル試験治具を使用して、ガラスバイアルの摩擦係数を決定した。荷重を０Ｎから１６０Ｎまで徐々に増加させながら、ガラス物品をそれぞれ数回引っ掻いた。コーティングされていないガラスバイアルは、０Ｎ〜６０Ｎの荷重範囲内で０．０６±０．０４の平均摩擦係数を示し、６０Ｎ〜１１０Ｎの荷重範囲内で０．１３±０．０８の平均摩擦係数を示し、１１０Ｎ〜１６０Ｎの荷重範囲内で０．２８±０．１４の平均摩擦係数を示した。一方、コーティングされたガラスバイアルは、０Ｎ〜１６０Ｎの全荷重範囲にわたって０．１０±０．００６の平均摩擦係数を示した。
【００９９】
コーティングされたガラスバイアルは、コーティングされていないガラスバイアルより低い平均摩擦係数を示した。したがって、本明細書に記載のカップリング剤層は、本出願に上述の低摩擦コーティングに概して関連する有利な特性を与えることが明らかになった。加えて、カップリング剤層を犠牲材料でコーティングすると、コーティングされたガラス管からコーティングされたガラス物品を生成する前にコーティングされたガラス管を移動する、輸送する、かつ／または取り扱うときのコーティングされたガラス管の損傷許容性が向上する。そのように損傷許容性が向上すると、本明細書に記載のカップリング剤層によって、コーティングされたガラス管からコーティングされたガラス物品を生成した後の低摩擦コーティングに概して関連する有利な特性が維持される。
【０１００】
本開示には限られた数の実施形態が記載されているが、本開示の恩恵を受ける当業者なら、本開示の範囲から逸脱しない他の実施形態を考案できることを理解するであろう。
【０１０１】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１０２】
実施形態１  
カップリング剤層を有するコーティングされたガラス管を生成するために、ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップであって、前記カップリング剤が無機材料を含む、ステップ；
前記カップリング剤層を少なくとも部分的に覆う犠牲層を形成するために、前記コーティングされたガラス管を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップ；
前記コーティングされたガラス管を少なくとも１種の犠牲材料と接触させるステップに続いて、前記コーティングされたガラス管から少なくとも１つのコーティングされたガラス容器を生成するステップであって、前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器が前記カップリング剤層を備える、ステップ；
前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器をイオン交換塩浴中でイオン交換強化するステップ；および
低摩擦コーティングを形成するために、前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器にポリマー化学組成物溶液を適用するステップ
を含む、低摩擦コーティングを有するガラス容器を生成するための方法。
【０１０３】
実施形態２  
前記ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップが、前記カップリング剤を含む希釈溶液中に前記ガラス管を沈めるステップを含む、実施形態１記載の方法。
【０１０４】
実施形態３  
前記ガラス管をカップリング剤溶液と接触させるステップが、前記カップリング剤を含む希釈溶液の化学蒸着を含む、実施形態１または２記載の方法。
【０１０５】
実施形態４  
前記カップリング剤層が、約１μｍ未満の厚さを備える、実施形態１から３までのいずれか１つ記載の方法。
【０１０６】
実施形態５  
前記カップリング剤層が不連続層を備える、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の方法。
【０１０７】
実施形態６  
前記犠牲材料が滑剤を含む、実施形態１から５までのいずれか１つ記載の方法。
【０１０８】
実施形態７  
前記犠牲材料が、水溶性材料、非水溶性材料および脂肪酸からなる群から選択される、実施形態１から６までのいずれか１つ記載の方法。
【０１０９】
実施形態８  
前記コーティングされたガラス管から少なくとも１つのコーティングされたガラス容器を生成するステップが、前記コーティングされたガラス管から前記犠牲層を除去するステップをさらに含む、実施形態１から７までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１０】
実施形態９  
前記無機材料が、チタン酸塩、ジルコン酸塩、スズ、チタンおよびこれらの酸化物からなる群から選択される、実施形態１から８までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１１】
実施形態１０  
前記ガラス管が、イオン交換可能なガラス組成物を含む、実施形態１から９までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１２】
実施形態１１  
前記ガラス管がＴｙｐｅ  １Ｂガラス組成物を含む、実施形態１から１０までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１３】
実施形態１２  
前記カップリング剤層が、前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器の外面と直接接触している、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１４】
実施形態１３  
前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器にポリマー化学組成物溶液を適用するステップが、前記カップリング剤層を前記ポリマー化学組成物溶液と直接接触させるステップを含む、実施形態１から１２までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１５】
実施形態１４  
前記ポリマー化学組成物が、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリフェニル、ポリベンゾチアゾール、ポリベンズオキサゾール、ポリビスチアゾール、有機充填材または無機充填材ありおよびなしの多環芳香族複素環式ポリマー、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される、実施形態１から１３までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１６】
実施形態１５  
前記ポリマー化学組成物溶液が重合性モノマーを含み、前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器にポリマー化学組成物溶液を適用するステップが、前記ポリマー化学組成物溶液を硬化するステップをさらに含む、実施形態１から１４までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１７】
実施形態１６  
前記ポリマー化学組成物溶液がポリマー組成物を含む、実施形態１から１５までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１８】
実施形態１７  
前記イオン交換塩浴が溶融塩を含む、実施形態１から１６までのいずれか１つ記載の方法。
【０１１９】
実施形態１８  
前記溶融塩が、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３およびそれらの組合せからなる群から選択される、実施形態１７記載の方法。
【０１２０】
実施形態１９  
前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器をイオン交換強化するステップが、前記少なくとも１つのガラス容器内の最大約５０μｍの層深さ、および少なくとも約３００ＭＰａの圧縮応力を生じるステップを含む、実施形態１から１８までのいずれか１つ記載の方法。
【０１２１】
実施形態２０  
前記少なくとも１つのコーティングされたガラス容器をイオン交換強化するステップが、前記少なくとも１つのガラス容器を前記イオン交換塩浴中に約３０時間未満保持するステップを含む、実施形態１から１９までのいずれか１つ記載の方法。
【０１２２】
実施形態２１  
前記コーティングされたガラス容器が、バイアル、アンプル、カートリッジおよびシリンジ本体からなる群から選択される、実施形態１から２０までのいずれか１つ記載の方法。
【０１２３】
実施形態２２  
カップリング剤層を備えるコーティングされたガラス物品であって、医薬品用ガラスを含むガラス管であり、前記カップリング剤が無機材料を含む、コーティングされたガラス物品。
【０１２４】
実施形態２３  
前記カップリング剤層が、約１μｍ未満の厚さを備える、実施形態２２記載のコーティングされたガラス物品。
【０１２５】
実施形態２４  
前記カップリング剤層が不連続層を備える、実施形態２２または２３記載のコーティングされたガラス物品。
【０１２６】
実施形態２５  
前記カップリング剤層を少なくとも部分的に覆う犠牲層をさらに備える、実施形態２２から２４までのいずれか１つ記載のコーティングされたガラス物品。
【０１２７】
実施形態２６  
前記犠牲層が、滑剤を含む犠牲材料を含む、実施形態２５記載のコーティングされたガラス物品。
【０１２８】
実施形態２７  
前記犠牲層が、水溶性材料、非水溶性材料および脂肪酸からなる群から選択される犠牲材料を含む、実施形態２５記載のコーティングされたガラス物品。
【０１２９】
実施形態２８  
前記無機材料が、チタン酸塩、ジルコン酸塩、スズ、チタンおよびこれらの酸化物からなる群から選択される、実施形態２２から２７までのいずれか１つ記載のコーティングされたガラス物品。
【０１３０】
実施形態２９  
前記医薬品用ガラスが、イオン交換可能なガラス組成物を含む、実施形態２２から２８までのいずれか１つ記載のコーティングされたガラス物品。
【０１３１】
実施形態３０  
前記医薬品用ガラスがＴｙｐｅ  １Ｂガラス組成物を含む、実施形態２２から２９までのいずれか１つ記載のコーティングされたガラス物品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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