УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕКЛЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICES AND METHODS FOR PROCESSING GLASS ARTICLES

[0001] Настоящая патентная заявка испрашивает приоритет предварительной американской заявки №62/340094, поданной 23 мая 2016 г. и озаглавленной как «Устройства и способы для обработки стеклянных изделий», содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки во всей его полноте.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее описание в целом относится к устройствам и способам для обработки стеклянных изделий, и более конкретно к устройствам и способам для обработки стеклянных изделий для нанесения покрытий с малым трением на стеклянные изделия, такие как фармацевтическая упаковка.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Исторически стекло использовалось в качестве предпочтительного материала для упаковки фармацевтических препаратов из-за его герметичности, оптической прозрачности и превосходной химической устойчивости по сравнению с другими материалами. В частности, стекло, используемое в фармацевтической упаковке, должно иметь соответствующую химическую устойчивость, чтобы оно не влияло на стабильность содержащихся в нем фармацевтических композиций. Стекла, имеющие подходящую химическую устойчивость, включают в себя стеклянные композиции, определенные в стандарте ASTM E438,92 как «Тип 1B», которые имеют подтвержденную историю химической устойчивости.
[0004] Однако использование стекла для таких применений ограничивается механическими характеристиками стекла. В фармацевтической промышленности разбивание стекла является проблемой безопасности для конечного пользователя, поскольку разбитая упаковка и/или ее содержимое могут нанести повреждения конечному пользователю. Кроме того, некатастрофическая поломка (то есть когда стекло трескается, но не ломается), может привести к потере содержимым своей стерильности, что в свою очередь может привести к дорогостоящим отзывам продукта.
[0005] В частности, высокие скорости обработки, используемые при изготовлении и наполнении стеклянных фармацевтических упаковок, могут привести к механическому повреждению поверхности упаковки, такому как потертости, когда упаковки входят в контакт с технологическим оборудованием, погрузочно-разгрузочным оборудованием и/или другими упаковками. Это механическое повреждение значительно уменьшает прочность стеклянной фармацевтической упаковки, что приводит к увеличению вероятности развития трещин в стекле, потенциально ставя под угрозу стерильность содержимого упаковки или вызывая ее полное разрушение.
[0006] Один подход к улучшению механической долговечности стеклянной упаковки заключается в термической и/или химической закалке стеклянной упаковки. Термическая закалка упрочняет стекло за счет создания поверхностного сжимающего напряжения во время быстрого охлаждения после формирования. Эта методика хорошо работает для стеклянных изделий с плоской геометрией (таких как окна), стеклянных изделий с толщинами более чем приблизительно 2 мм и стеклянных композиций с высоким коэффициентом теплового расширения. Однако фармацевтические стеклянные упаковки обычно имеют сложные конфигурации (пузырек, трубка, ампула и т.д.), тонкие стенки (иногда приблизительно 1-1,5 мм), и производятся из стекол с низким коэффициентом теплового расширения, что делает стеклянные фармацевтические упаковки неподходящими для упрочнения термической закалкой. Химическая закалка также упрочняет стекло за счет введения поверхностного сжимающего напряжения. Это напряжение вводится путем погружения изделия в ванну из расплава солей. По мере того, как ионы в стекле замещаются более крупными ионами из расплава солей, на поверхности стекла создается сжимающее напряжение. Преимущество химической закалки состоит в том, что она может использоваться для сложных конфигураций и тонких образцов, а также является относительно нечувствительной к характеристикам теплового расширения стеклянной подложки.
[0007] Однако в то время, как вышеупомянутые методики закалки улучшают способность упрочненного стекла выдерживать тупые удары, эти методики являются менее эффективными при улучшении стойкости стекла к истиранию, например к царапинам, которые могут образовываться во время производства, отгрузки и обращения.
[0008] Соответственно, существует потребность в устройствах и способах обработки стекла для нанесения покрытий на стеклянные изделия с тем, чтобы обеспечить улучшенную стойкость к механическим повреждениям.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] В соответствии с одним вариантом осуществления носитель для использования с устройством для покрытия стекла включает в себя основание, содержащее множество элементов для приема шпиндельного соединителя. Каждый элемент для приема шпиндельного соединителя включает в себя полость, имеющую такие размеры, чтобы подвижно принимать шпиндельный соединитель узла поддержки стеклянного тела, который выполнен с возможностью поддержки тела стеклянного контейнера.
[0010] В другом варианте осуществления узел поддержки стеклянного тела, который поддерживает тело стеклянного контейнера в вертикальном положении, включает в себя тело цангового патрона и фиксирующие пальцы, выполненные с возможностью захвата за шейку тела стеклянного контейнера. Тело цангового патрона имеет проходящий через него проход для продувки газом для подачи сжатого газа во внутреннюю часть тела стеклянного контейнера.
[0011] В еще одном варианте осуществления шпиндельная часть для шпиндельного поворотного механизма включает в себя основание и носовую часть, проходящую наружу от основания и выполненную с возможностью соединения со шпиндельной соединительной частью узла поддержки стеклянного тела. Магнит расположен по меньшей мере в одном из основания и носовой части и предназначен для применения силы магнитного поля для того, чтобы предотвращать осевое перемещение шпиндельной соединительной части при ее зацеплении с носовой частью.
[0012] Дополнительные признаки и преимущества покрытых стеклянных изделий и способов и процессов для их производства будут сформулированы в последующем подробном описании и частично будут очевидными для специалистов в данной области техники из этого описания или будут признаны при практической реализации вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, включая последующее подробное описание, формулу изобретения, а также приложенные чертежи.
[0013] Следует понимать, что как вышеприведенное общее описание, так и последующее подробное описание описывают различные варианты осуществления и предназначены для того, чтобы обеспечить краткий обзор или рамки для понимания природы и характера заявляемого изобретения. Сопроводительные чертежи включены для того, чтобы обеспечить лучшее понимание различных вариантов осуществления, и представляют собой составную часть данного описания. Эти чертежи иллюстрируют различные описанные в настоящем документе варианты осуществления, и вместе с описанием служат для объяснения принципов и работы заявляемого изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0014] Фиг. 1 схематично изображает поперечное сечение стеклянного контейнера с покрытием с малым трением в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0015] Фиг. 2 схематично изображает поперечное сечение стеклянного контейнера с покрытием с малым трением, содержащим полимерный слой и слой связующего вещества, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0016] Фиг. 3 схематично изображает поперечное сечение стеклянного контейнера с покрытием с малым трением, содержащим полимерный слой, слой связующего вещества и промежуточный слой, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0017] Фиг. 4 иллюстрирует один способ формирования и обработки тела стеклянного контейнера в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0018] Фиг. 5 схематично иллюстрирует вид в перспективе носителя в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0019] Фиг. 6 схематично иллюстрирует частичное поперечное сечение носителя вдоль линии 6-6, показанной на Фиг. 5;
[0020] Фиг. 7 схематично иллюстрирует другое частичное поперечное сечение носителя, показанного на Фиг. 5, со шпиндельными соединителями узлов поддержки стеклянного тела в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0021] Фиг. 8 иллюстрирует вид в перспективе узла поддержки стеклянного тела в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0022] Фиг. 9 иллюстрирует часть соединения со стеклянным контейнером узла поддержки стеклянного тела, показанного на Фиг. 8, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0023] Фиг. 10 иллюстрирует шпиндельную часть шпиндельного поворотного механизма в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0024] Фиг. 10A иллюстрирует поперечное сечение шпиндельного поворотного механизма, показанного на Фиг. 10;
[0025] Фиг. 11 иллюстрирует вид снизу на поперечное сечение шпиндельного поворотного механизма, показанного на Фиг. 10;
[0026] Фиг. 12 иллюстрирует операцию соединения, в которой носитель, показанный на Фиг. 5, соединяется со шпиндельным поворотным механизмом в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0027] Фиг. 13 иллюстрирует устройство загрузки стекла, используемое для загрузки тел стеклянных контейнеров на узел поддержки стеклянного тела, показанный на Фиг. 8, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0028] Фиг. 14 представляет собой другую иллюстрацию устройства загрузки стекла, показанного на Фиг. 13;
[0029] Фиг. 15 иллюстрирует устройство выгрузки стекла, используемое для выгрузки тел стеклянных контейнеров из узла поддержки стекла, показанного на Фиг. 8, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0030] Фиг. 16 иллюстрирует подробный вид механизма захвата устройства выгрузки стекла, показанного на Фиг. 15;
[0031] Фиг. 17 иллюстрирует вид в перспективе другого варианта осуществления носителя, который является открытым сбоку, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0032] Фиг. 18 иллюстрирует поперечное сечение узла поддержки стеклянного тела на основе цангового патрона в закрытой конфигурации в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0033] Фиг. 19 иллюстрирует другое поперечное сечение узла поддержки стеклянного тела на основе цангового патрона, показанного на Фиг. 18, в открытой конфигурации;
[0034] Фиг. 20 иллюстрирует операцию разгрузки узлов поддержки стеклянного тела, показанных на Фиг. 18, на нагревательную подставку в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0035] Фиг. 21 иллюстрирует поперечное сечение другого варианта осуществления основанного на цанговом патроне узла поддержки стеклянного тела в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0036] Фиг. 22 иллюстрирует вид в перспективе тела цангового патрона без фиксирующих пальцев для узла поддержки стеклянного тела, показанного на Фиг. 21, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0037] Фиг. 23 иллюстрирует вид в перспективе тела цангового патрона, показанного на Фиг. 22, с присоединенными фиксирующими пальцами;
[0038] Фиг. 24 иллюстрирует вид в перспективе узла поддержки стеклянного тела, показанного на Фиг. 21;
[0039] Фиг. 25 иллюстрирует поперечное сечение другого основанного на цанговом патроне узла поддержки стеклянного тела в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0040] Фиг. 26 иллюстрирует вид в перспективе тела цангового патрона без фиксирующих пальцев для узла поддержки стеклянного тела, показанного на Фиг. 25, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0041] Фиг. 27 иллюстрирует вид в перспективе тела цангового патрона, показанного на Фиг. 26, с присоединенными фиксирующими пальцами;
[0042] Фиг. 28 иллюстрирует вид в перспективе шпиндельной части, имеющей магнит, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0043] Фиг. 29 иллюстрирует поперечное сечение шпиндельной части, показанной на Фиг. 28, вдоль линии 29-29;
[0044] Фиг. 30 иллюстрирует вид в перспективе другой шпиндельной части, имеющей магнит, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе;
[0045] Фиг. 31 иллюстрирует вид в перспективе другой шпиндельной части, имеющей магнит, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе; и
[0046] Фиг. 32 иллюстрирует вид в сечении другой шпиндельной части, имеющей магнит, в соответствии с одним или более вариантами осуществления, показанными и описанными в настоящем документе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0047] Далее будет сделана подробная ссылка на различные варианты осуществления покрытий с малым трением стеклянных изделий с покрытиями с малым трением, а также устройств и способов для их производства, примеры которых схематично изображены на чертежах. Такие покрытые стеклянные изделия могут быть стеклянными контейнерами, подходящими для использования в различных упаковочных приложениях, включая, без ограничений, фармацевтические упаковки. Эти фармацевтические упаковки могут содержать или могут не содержать фармацевтическую композицию. Различные варианты осуществления покрытий с малым трением, стеклянных изделий с покрытиями с малым трением, и способов для их формирования будут более подробно описаны в настоящем документе с конкретными ссылками на приложенные чертежи. В то время как описанные в настоящем документе варианты осуществления покрытий с малым трением наносятся на наружную поверхность стеклянного контейнера, следует понимать, что описанные покрытия с малым трением могут использоваться в качестве покрытия для широкого спектра материалов, включая нестеклянные материалы и подложки, отличающиеся от контейнеров, включая, без ограничений, стеклянные панели дисплеев и т.п.
[0048] Обычно покрытие с малым трением может наноситься на поверхность стеклянного изделия, такого как контейнер, который может использоваться в качестве фармацевтической упаковки. Покрытие с малым трением может обеспечить покрытому стеклянному изделию выгодные свойства, такие как уменьшенный коэффициент трения и увеличенная стойкость к повреждениям. Уменьшенный коэффициент трения может придать стеклянному изделию улучшенную прочность и долговечность, смягчая фрикционные повреждения стекла. Кроме того, покрытие с низким трением может поддерживать вышеупомянутые характеристики улучшенной прочности и долговечности после воздействия повышенных температур и других условий, таких как условия, испытываемые во время стадий упаковки и предварительной упаковки, используемых при упаковке фармацевтических препаратов, таких как, например, депирогенизация, обработка в автоклаве и т.п. Соответственно, покрытия с низким трением и стеклянные изделия с покрытием с низким трением являются термостойкими.
[0049] Покрытие с низким трением может обычно содержать связующее вещество, такое как силан, а также полимерную химическую композицию, такую как полиимид. В некоторых вариантах осуществления связующее вещество может быть расположено в слое связующего вещества, расположенном на поверхности стеклянного изделия, а полимерная химическая композиция может быть расположена в полимерном слое, расположенном на слое связующего вещества. В других вариантах осуществления связующее вещество и полимерная химическая композиция могут быть смешаны в одном слое.
[0050] На Фиг. 1 покрытое стеклянное изделие в форме стеклянного контейнера 10 показано в поперечном сечении. Покрытый стеклянный контейнер 10 содержит тело 12 стеклянного контейнера и покрытие 14 с малым трением. У тела 12 стеклянного контейнера имеется стенка 16 контейнера, проходящая между внешней поверхностью 18 (то есть первой поверхностью) и внутренней поверхностью 20 (то есть второй поверхностью). У тела 12 стеклянного контейнера обычно имеется верхний конец 22 и нижний конец 24, который является противоположным верхнему концу 22. Внутренняя поверхность 20 стенки 16 определяет внутренний объем 26 покрытого стеклянного контейнера 10.
[0051] В проиллюстрированном примере покрытый стеклянный контейнер 10 включает в себя часть 28 тела и шейку 30 на верхнем конце 22. Шейка 30 включает в себя область 32 заплечика, которая уменьшается по ширине (например, по диаметру) в направлении к области 34 шейки. Область 34 шейки может иметь по существу постоянный внутренний и/или наружный диаметр вдоль по меньшей мере части ее высоты до области 36 фланца, где наружный диаметр увеличивается так, чтобы нависать по меньшей мере над частью области 32 заплечика за областью 34 шейки. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр в области 36 фланца может быть по существу тем же самым, что и внутренний диаметр в области 34 шейки, обеспечивая тем самым по существу постоянный внутренний диаметр вдоль области 34 шейки к отверстию 35 на верхнем конце 22. В других вариантах осуществления внутренние диаметры в области 36 фланца и области 34 шейки могут отличаться. Нижний конец 24 тела 12 стеклянного контейнера может включать в себя открытый конец 40. В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр (и наружный диаметр) на открытом конце 40 может быть по существу постоянным вдоль высоты H тела 12 стеклянного контейнера вдоль части 28 тела до шейки 30. В некоторых вариантах осуществления наружный диаметр области 36 фланца может быть меньше, чем наружный диаметр (и внутренний диаметр) части 28 тела. Открытый конец 40 тела 12 стеклянного контейнера может облегчить введение устройства, такого как плунжер, который может надежно запечатывать внутреннюю поверхность 20 стенки 16 стеклянного контейнера.
[0052] Высота H тела 12 стеклянного контейнера больше, чем ширина W (например, наружный диаметр) тела 12 стеклянного контейнера. В некоторых вариантах осуществления высота H тела 12 стеклянного контейнера может быть по меньшей мере приблизительно в 2 или более раз, например в 2,5 или более раз, например приблизительно в 3 или более раз, например в 3,5 или более раз, например приблизительно в 4 или более раз, например в 4,5 или более раз, например приблизительно в 5 или более раз больше, чем ширина W тела 12 стеклянного контейнера. Как будет более подробно описано ниже, такие относительно большие отношения высоты H к ширине W могут создавать уникальные проблемы во время процессов покрытия, когда тела стеклянных контейнеров 12 вращаются с относительно высокими скоростями.
[0053] Покрытие 14 с низким трением наносится на тело 12 стеклянного контейнера. Покрытие 14 с низким трением располагается по меньшей мере на части внешней поверхности 18 тела 12 стеклянного контейнера. Покрытие 14 с низким трением включает в себя внешнюю контактную поверхность 44 и внутреннюю граничащую со стеклом поверхность 46, которая может быть связана с внешней поверхностью 18 тела 12 стеклянного контейнера. В проиллюстрированном примере покрытие 14 с низким трением может быть расположено главным образом вдоль части 28 тела. Причина этого заключается в том, что часть 28 тела может иметь самый большой наружный диаметр, наиболее чувствительный к контактам с окружающими объектами. Также может быть желательно обеспечить покрытие 14 с низким трением на открытом конце 40 тела 12 стеклянного контейнера. Причина этого заключается в том, что открытый конец 40 тела 12 стеклянного контейнера может обеспечивать основание для покрытого стеклянного контейнера 10 во время, например, операции заполнения, и входить в контакт со множеством типов опорных поверхностей (например, поверхностей конвейеров).
[0054] И наоборот, может быть нежелательно обеспечивать покрытие 14 с низким трением внутри внутренней части покрытого стеклянного контейнера 10, или по меньшей мере вдоль внутренних областей покрытого стеклянного контейнера 10, которые могут контактировать с лекарственным средством, гормоном или другим веществом для лечения. В некоторых вариантах осуществления покрытие 14 с низким трением может быть нанесено внутри некоторых областей покрытого стеклянного контейнера 10, которые не будут подвергаться воздействию содержимого покрытого стеклянного контейнера 10, таких как область вдоль нижней внутренней части 45, которая может быть расположена ниже или снаружи плунжера, который вставляется во время операции заполнения, или вдоль области 32 заплечика, области 34 шейки и области 36 фланца. В проиллюстрированном варианте осуществления покрытие 14 с низким трением проходит только по части области 32 заплечика, завершаясь ниже области 34 шейки. Такая компоновка может помочь в предотвращении попадания покрытия 14 с низким трением внутрь тела 12 стеклянного контейнера через отверстие 35 на верхнем конце 22.
[0055] В одном варианте осуществления покрытый стеклянный контейнер 10 является фармацевтической упаковкой. Покрытый стеклянный контейнер 10 может использоваться для помещения в него любой композиции, и в одном варианте осуществления может использоваться для помещения в него фармацевтической композиции. Фармацевтическая композиция может включать в себя любое химическое вещество, предназначенное для использования при медицинской диагностике, лечении или профилактике заболевания. Примеры фармацевтических композиций включают в себя, не ограничиваясь этим, лекарства, препараты, медикаменты и т.п. Фармацевтическая композиция может иметь форму жидкости, твердого вещества, геля, суспензии, порошка и т.п.
[0056] Как показано на Фиг. 2, в некоторых вариантах осуществления покрытие 14 с малым трением включает в себя двухслойную структуру. Фиг. 2 показывает поперечное сечение покрытого стеклянного контейнера 10, в котором покрытие с малым трением содержит полимерный слой 50 и слой 52 связующего вещества. Полимерная химическая композиция может содержаться в полимерном слое 50, и связующее вещество может содержаться в слое 52 связующего вещества. Слой 52 связующего вещества может находиться в прямом контакте с внешней поверхностью 18 стенки 16 стеклянного контейнера. Полимерный слой 50 может находиться в прямом контакте со слоем 52 связующего вещества и может формировать внешнюю поверхность 44 покрытия 14 с малым трением. В некоторых вариантах осуществления слой 52 связующего вещества связывается со стенкой 16 стеклянного контейнера, а полимерный слой 50 связывается со слоем 52 связующего вещества. Однако следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления покрытие 14 с малым трением может не включать в себя связующее вещество, и полимерная химическая композиция может быть расположена в полимерном слое 50 в прямом контакте с внешней поверхностью 18 стенки 16 стеклянного контейнера. В другом варианте осуществления полимерная химическая композиция и связующее вещество могут быть по существу смешаны в одном слое. В некоторых других вариантах осуществления полимерный слой может быть расположен над слоем связующего вещества, что означает, что полимерный слой 50 находится в наружном слое относительно слоя 52 связующего вещества и стеклянной стенки 16. Используемое в настоящем документе выражение «первый слой расположен над вторым слоем» означает, что первый слой может находиться в прямом контакте со вторым слоем или может быть отделен от второго слоя, например третьим слоем, расположенным между первым и вторым слоями.
[0057] Как показано на Фиг. 3, в одном варианте осуществления покрытие 14 с малым трением может дополнительно содержать промежуточный слой 54, расположенный между слоем 52 связующего вещества и полимерным слоем 50. Промежуточный слой 54 может содержать одну или более химических композиций полимерного слоя 50, связывающихся с одной или более химических композиций слоя 52 связующего вещества. В этом варианте осуществления граница слоя 52 связующего вещества и полимерного слоя 50 образует промежуточный слой 54, где происходит связывание между полимерной химической композицией и связующим веществом. Однако следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления может не быть никакого заметного слоя на границе слоя 52 связующего вещества и полимерного слоя 50, где полимер и связующее вещество химически связываются друг с другом, как описано выше со ссылкой на Фиг. 2.
[0058] Покрытие 14 с малым трением, нанесенное на тело 12 стеклянного контейнера, может иметь толщину меньше чем приблизительно 100 мкм или даже меньше или равную приблизительно 1 мкм. В некоторых вариантах осуществления толщина покрытия 14 с малым трением может быть меньше или равной приблизительно 100 нм. В других вариантах осуществления толщина покрытия 14 с малым трением может быть меньше чем приблизительно 90 нм, меньше чем приблизительно 80 нм, меньше чем приблизительно 70 нм, меньше чем приблизительно 60 нм, меньше чем приблизительно 50 нм, или даже меньше чем приблизительно 25 нм. В некоторых вариантах осуществления покрытие 14 с малым трением может не иметь однородной толщины по всему телу 12 стеклянного контейнера. Например, покрытый стеклянный контейнер 10 может иметь более толстое покрытие 14 с малым трением в некоторых областях благодаря процессу контактирования тела 12 стеклянного контейнера с одним или более растворами, которые формируют покрытие 14 с малым трением. В некоторых вариантах осуществления покрытие 14 с малым трением может иметь неравномерную толщину. Например, толщина покрытия может различаться в различных областях покрытого стеклянного контейнера 10, что может способствовать защите в выбранной области.
[0059] В тех вариантах осуществления, которые включают в себя по меньшей мере два слоя, такие как полимерный слой 50, промежуточный слой 54 и/или слой 52 связующего вещества, каждый слой может иметь толщину меньше чем приблизительно 100 мкм или даже меньше или равную приблизительно 1 мкм. В некоторых вариантах осуществления толщина каждого слоя может быть меньше или равной приблизительно 100 нм. В других вариантах осуществления толщина каждого слоя может быть меньше чем приблизительно 90 нм, меньше чем приблизительно 80 нм, меньше чем приблизительно 70 нм, меньше чем приблизительно 60 нм, меньше чем приблизительно 50 нм, или даже меньше чем приблизительно 25 нм.
[0060] Стеклянные контейнеры, на которые может быть нанесено покрытие 14 с малым трением, могут быть сформированы из множества различных стеклянных композиций. Конкретная композиция стеклянного изделия может быть выбрана в соответствии с конкретным применением так, чтобы стекло имело желаемый набор физических свойств.
-7
-7
2
2
3
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
3
[0061] Стеклянные контейнеры могут быть сформированы из стеклянной композиции, которая имеет коэффициент теплового расширения в диапазоне от приблизительно 25×10/°C до 80×10/°C. Например, в некоторых описанных в настоящем документе вариантах осуществления тело 12 стеклянного контейнера формируется из щелочных алюмосиликатных композиций стекла, которые могут быть упрочнены ионным обменом. Такие композиции обычно включают в себя комбинацию SiO, AlO, по меньшей мере одного оксида щелочноземельного металла и одного или более оксидов щелочных металлов, таких как NaO и/или KO. В некоторых из этих вариантов осуществления стеклянная композиция может не содержать бора и борсодержащих соединений. В некоторых других вариантах осуществления стеклянные композиции могут дополнительно содержать незначительное количество одного или более дополнительных оксидов, таких как, например, SnO, ZrO, ZnO, TiO, AsO и т.п. Эти компоненты могут добавляться в качестве осветлителя и/или для дополнительного улучшения химической долговечности стеклянной композиции. В другом варианте осуществления стеклянная поверхность может содержать покрытие из оксида металла, содержащее SnO, ZrO, ZnO, TiO, AsO и т.п.
3
[0062] В некоторых описанных в настоящем документе вариантах осуществления тело 12 стеклянного контейнера упрочняется, например, посредством ионообменного упрочнения, что упоминается в настоящем документе как «ионообменное стекло». Например, тело 12 стеклянного контейнера может иметь сжимающее напряжение, равное приблизительно 300 МПа или более, или даже приблизительно 350 МПа или более. В некоторых вариантах осуществления сжимающее напряжение может находиться в диапазоне от приблизительно 300 МПа до приблизительно 900 МПа. Однако, следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления сжимающее напряжение стекла может быть меньше чем 300 МПа или больше чем 900 МПа. В некоторых вариантах осуществления тело 12 стеклянного контейнера может иметь глубину слоя 20 мкм или больше. В некоторых из этих вариантов осуществления глубина слоя может быть больше 50 мкм или даже 75 мкм или больше. В других вариантах осуществления глубина слоя может составлять 100 мкм или больше. Ионообменное упрочнение может быть выполнено в ванне из расплава солей при температурах от приблизительно 350°C до приблизительно 500°C. Для того чтобы достичь желаемого сжимающего напряжения, стеклянный контейнер (непокрытый) может быть погружен в солевую ванну на менее чем приблизительно 30 час или даже менее чем приблизительно 20 час. Например, в одном варианте осуществления стеклянный контейнер погружается в солевую ванну из 100% KNO при 450°C приблизительно на 8 час.
[0063] В одном примерном варианте осуществления тело 12 стеклянного контейнера может быть сформировано из ионообменной стеклянной композиции, описанной в американской патентной заявке № 13/660894, поданной 25 октября 2012 и озаглавленной как «Стеклянные композиции с улучшенной химической и механической долговечностью» (Corning, Inc.).
[0064] Однако следует понимать, что стеклянные контейнеры 10 с покрытием, описанные в настоящем документе, могут быть сформированы из других стеклянных композиций, включая, без ограничения, ионообменные стеклянные композиции и неионообменные стеклянные композиции. Например, в некоторых вариантах осуществления стеклянный контейнер может быть сформирован из таких стеклянных композиций, как, например, алюмосиликатное стекло Schott Type 1B.
-7
-1
[0065] В некоторых описанных в настоящем документе вариантах осуществления стеклянное изделие может быть сформировано из стеклянной композиции, которая соответствует критериям для фармацевтических стекол, описанным контролирующими органами, такими как USP (Фармакопея США), EP (европейская Фармакопея) и JP (японская Фармакопея), основанным на их гидролитической стойкости. В соответствии с USP 660 и EP 7, боросиликатные стекла соответствуют критериям Типа I и обычно используются для парентеральной упаковки. Примеры боросиликатного стекла включают в себя, не ограничиваясь этим, Corning Pyrex 7740, 7800 и Wheaton 180, 200 и 400, Schott Duran, Schott Fiolax, KIMAX N-51A, Gerrescheimer GX-51 Flint и др. Кальциево-натриевое стекло соответствует критериям Типа III и является приемлемым для упаковки сухих порошков, которые впоследствии растворяются для получения растворов или буферов. Стекла Типа III являются также подходящими для упаковки жидких составов, которые нечувствительны к щелочам. Примеры кальциево-натриевого стекла Типа III включают в себя Wheaton 800 и 900. Кальциево-натриевые стекла с пониженной щелочностью имеют более высокие уровни гидроксида натрия и оксида кальция и соответствуют критериям Типа II. Эти стекла являются менее стойкими к выщелачиванию, чем стекла Типа I, но более стойкими, чем стекла Типа III. Стекла Типа II могут использоваться для продуктов, которые имеют значение pH ниже 7 в течение всей их продолжительности хранения. Примеры этого включают в себя обработанные сульфатом аммония кальциево-натриевые стекла. Эти фармацевтические стекла имеют различные химические составы и имеют коэффициент линейного теплового расширения (CTE) в диапазоне 20-85×10°C.
[0066] Когда описанные в настоящем документе покрытые стеклянные изделия являются стеклянными контейнерами, тело 12 стеклянного контейнера 10 с покрытием может принимать множество различных форм. Например, описанные в настоящем документе тела 12 стеклянных контейнеров могут использоваться для формирования стеклянных контейнеров 10 с покрытием, таких как пузырьки, ампулы, картриджи, корпуса шприцев, и/или любых других стеклянных контейнеров для хранения фармацевтических композиций. Кроме того, возможность химического упрочнения стеклянных контейнеров перед покрытием может быть использована для того, чтобы дополнительно улучшить механическую долговечность стеклянных контейнеров. Соответственно, следует понимать, что по меньшей мере в одном варианте осуществления стеклянные контейнеры могут быть упрочнены ионным обменом перед нанесением покрытия 14 с малым трением. Альтернативно могут использоваться другие способы упрочнения, такие как термическая закалка, полировка пламенем и ламинирование, как описано в американском патенте №7201965, чтобы упрочнить стекло перед покрытием.
[0067] На Фиг. 4 показан способ 200 производства покрытого стеклянного контейнера 10, имеющего покрытие 14 с малым трением. На стадии 202 предварительно сформированные стеклянные тела формируются с использованием любого подходящего процесса из ионообменной стеклянной композиции, упаковываются и транспортируются к участку ионного обмена. Предварительно сформированные стеклянные тела могут быть затем загружены в магазины, например с использованием механического загрузчика, который способен захватывать множество предварительно сформированных стеклянных тел, и предварительно сформированные стеклянные тела могут быть осмотрены на стадии 204. Загрузчик магазина может быть соединен с роботизированной рукой или другим аналогичным устройством, способным позиционировать загрузчик магазина относительно предварительно сформированных стеклянных тел и магазина.
[0068] На стадии 206 предварительно сформированные стеклянные тела могут быть обработаны посредством процесса ионного обмена, как было описано выше. Предварительно сформированные стеклянные тела могут быть массово обработаны путем загрузки множества магазинов в кассеты, которые имеют такие размеры и сконфигурированы так, чтобы удерживать множество магазинов для одновременной обработки большого количества предварительно сформированных стеклянных тел. Каждый магазин может быть установлен в кассету с использованием загрузчика кассеты, такого как механическое захватывающее устройство. Загрузчик кассеты может быть соединен с роботизированной рукой или другим аналогичным устройством, способным позиционировать загрузчик кассеты относительно кассеты и магазина.
[0069] Кассета, содержащая магазины и предварительно сформированные стеклянные тела, может быть затем передана на участок ионного обмена и загружена в резервуар ионного обмена для выполнения описанного выше упрочнения предварительно сформированных тел 12 стеклянных контейнеров. Кассета может передаваться на участок ионного обмена с использованием устройства переноса кассеты, такого как механическое захватывающее устройство. Устройство переноса кассеты может быть соединено с роботизированной рукой или другим аналогичным устройством, способным перемещать кассету к участку ионного обмена.
[0070] После того, как устройство переноса кассеты и присоединенная кассета будут перемещены на участок ионного обмена, кассета и содержащиеся в ней предварительно сформированные стеклянные тела могут быть предварительно нагреты перед погружением кассеты и предварительно сформированных стеклянных тел в резервуар для ионного обмена. Кассета может быть предварительно нагрета до температуры выше комнатной и меньше или равной температуре ванны расплава солей в резервуаре для ионного обмена. Например, предварительно сформированные стеклянные тела могут быть предварительно нагреты до температуры приблизительно 300°C - 500°C.
3
3
3
[0071] Резервуар для ионного обмена может содержать ванну расплава солей, такую как расплавленная соль щелочного металла, например KNO, NaNO и/или их комбинации. В одном варианте осуществления ванна расплава солей представляет собой 100% расплавленный KNO, который поддерживается при температуре приблизительно 350°C или выше и приблизительно 500°C или ниже. Однако следует понимать, что также могут использоваться ванны расплава соли щелочного металла, имеющие различные другие композиции и/или температуры, чтобы облегчить ионный обмен предварительно сформированных стеклянных тел.
[0072] Предварительно сформированные стеклянные тела подвергаются ионообменному упрочнению в резервуаре для ионного обмена. В частности, предварительно сформированные стеклянные тела погружаются в расплав солей и выдерживаются там в течение времени, достаточного для того, чтобы достичь желаемого сжимающего усилия и глубины слоя в предварительно сформированных стеклянных телах. Например, в одном варианте осуществления предварительно сформированные стеклянные тела могут выдерживаться в резервуаре для ионного обмена в течение времени, достаточного для того, чтобы достичь глубины слоя приблизительно 100 мкм со сжимающим усилием по меньшей мере приблизительно 300 МПа или даже 350 МПа. Время выдержки может составлять менее 30 час или даже менее 20 час. Однако следует понимать, что время выдержки предварительно сформированных стеклянных тел в резервуаре может изменяться в зависимости от состава предварительно сформированных стеклянных тел, состава ванны расплава солей, температуры ванны расплава солей, желаемой глубины слоя и желаемого сжимающего усилия.
[0073] После того, как предварительно сформированные стеклянные тела будут упрочнены ионным обменом, кассета и стеклянные тела могут быть удалены из резервуара для ионного обмена с использованием устройства переноса кассеты, соединенного с роботизированной рукой или мостовым краном. Во время удаления из резервуара для ионного обмена кассета с предварительно сформированными стеклянными телами может быть подвешена над резервуаром для ионного обмена, и кассета может вращаться вокруг горизонтальной оси таким образом, чтобы расплав солей, оставшийся в стеклянных телах, попадал обратно в резервуар для ионного обмена. После этого кассета поворачивается обратно к ее исходному положению, и стеклянным телам позволяют остыть перед промывкой.
[0074] Кассета и стеклянные тела могут быть затем переданы на участок промывки с помощью устройства переноса кассеты. Этот перенос может быть выполнен с помощью роботизированной руки или мостового крана, как было описано выше, или альтернативно с помощью автоматического конвейера, такого как конвейерная лента и т.п. Кассета и стеклянные тела могут быть опущены в промывную ванну, содержащую водяную баню, для удаления излишней соли с поверхностей стеклянных тел. Кассета и стеклянные тела могут быть опущены в промывную ванну роботизированной рукой, мостовым краном или подобным устройством, которое соединено с устройством переноса кассеты. Кассета и стеклянные тела могут быть затем извлечены из промывной ванны, подвешены над промывной ванной, и кассета может вращаться вокруг горизонтальной оси таким образом, чтобы промывочная вода, оставшаяся в стеклянных телах, попадала обратно в промывную ванну. В некоторых вариантах осуществления операция промывки может быть выполнена многократно до того, как кассета и стеклянные тела будут перемещены на следующий участок обработки.
[0075] Магазины могут быть удалены из кассеты с помощью загрузчика кассеты. После этого стеклянные тела могут быть выгружены из магазина с помощью загрузчика магазина и переданы на участок промывки на стадии 208. Стеклянные тела могут быть промыты струей деминерализованной воды из сопла на стадии 210. Струя деминерализованной воды может быть смешана со сжатым воздухом. Стеклянные тела могут быть переданы на участок контроля, где стеклянные контейнеры осматриваются для выявления дефектов, мусора, обесцвечивания и т.п.
[0076] Стадии 202-210 могут упоминаться как предварительные стадии, на которых стеклянные тела формируются и упрочняются перед операцией покрытия. Аспекты настоящего раскрытия в частности направлены на последующие стадии покрытия, на которых стеклянные тела покрываются для формирования стеклянных контейнеров 10 с покрытием, проиллюстрированных на Фиг. 1. Стеклянные тела могут быть затем перенесены на подставки. Подставки могут быть теми же самыми структурами, что и обсужденные выше магазины, или другими структурами. Дополнительно к этому, стеклянные тела могут быть перенесены на подставки механическим загрузчиком, который может быть захватывающим устройством и быть соединен с роботизированной рукой.
[0077] На стадии 212 стеклянные тела могут быть переданы с подставок на носитель для покрытия, который может использоваться для подачи дискретного количества стеклянных тел на участок покрытия стекла. Как показано на Фиг. 5, примерный носитель 214 выполнен с возможностью поддерживать несколько тел 12 стеклянных контейнеров для их транспортировки и использования на участке покрытия стекла. Носитель 214 для покрытия включает в себя основание 216 для покрытия, которое проходит между парой поддерживающих кронштейнов 218 и 220. Основание 216 может быть по существу плоским и иметь по существу плоскую опорную сторону 222 для стеклянного тела и противоположную ей по существу плоскую сторону 224 шпиндельного соединителя. Поддерживающие кронштейны 218 и 220 могут быть снабжены повернутыми наружу пальцами 225 и 227 для соединения или установки носителя 214 на различные структуры во время процесса покрытия.
[0078] Между опорной стороной 222 для стеклянного тела и стороной 224 шпиндельного соединителя располагается ряд элементов 226 для приема шпиндельного соединителя. В проиллюстрированном варианте осуществления предусмотрены 12 элементов 226 для приема шпиндельного соединителя, однако может использоваться больше или меньше чем 12 таких элементов. Каждый элемент 226 для приема шпиндельного соединителя может иметь такие размеры, чтобы подвижно принимать шпиндельный соединитель узла поддержки стеклянного тела.
[0079] Как показано на Фиг. 6, основание 216 включает в себя опорное тело 228 и соединительную пластину 230, которая соединяется с опорным телом 228, например, с использованием крепежа 232 или любого другого подходящего соединения. Каждый из элементов 226 для приема шпиндельного соединителя формируется как полость 234, и полости 234 расположены по существу бок о бок друг с другом с одинаковыми промежутками для того, чтобы сформировать ряд элементов 226 для приема шпиндельного соединителя. Элементы 226 для приема шпиндельного соединителя имеют отверстие 236 с опорной стороны 222 для стеклянного тела и отверстие 238 со стороны 224 шпиндельного соединителя. Отверстия 236 и 238 соединяются с полостью 234, которая сужается по ширине (например, по диаметру) от опорной стороны 222 для стеклянного тела к стороне 224 шпиндельного соединителя, образуя форму усеченного конуса. Отверстие 236 с опорной стороны 222 для стеклянного тела может быть сформировано через соединительную пластину 230, а отверстие 238 со стороны шпиндельного соединителя 224 может быть сформировано через опорное тело 228. В некоторых вариантах осуществления отверстие 238 со стороны шпиндельного соединителя 224 может быть сформировано через другую соединительную пластину.
[0080] Как показано на Фиг. 7, полости 234 имеют такие размеры, чтобы принимать шпиндельные соединители 240 узла 245 поддержки стеклянного тела (см. Фиг. 8). Коническая форма полостей 234 имеет такие размеры, чтобы принимать шпиндельную соединительную часть 242 шпиндельных соединителей 240. В проиллюстрированном варианте осуществления шпиндельные соединительные части 242 также имеют форму усеченного конуса, который входит в коническую форму полостей 234. Как видно на Фиг. 7, шпиндельные соединительные части 242 заканчиваются внизу полостей 234 в положении, отстоящем от нижней стенки 244 опорного тела 228. Нижняя стенка 244 проходит под полостями 234, обеспечивая выступ 246, который определяет отверстия 238 со стороны 224 шпиндельного соединителя. Отверстие 238 является меньшим по диаметру/ширине, чем дно 248 полостей 234, определяемое стенками 250 полостей. Зазор 251 может быть предусмотрен со шпиндельными соединительными частями 242, заканчивающимися внизу в полостях 234.
[0081] Соединительная пластина 230 проходит над полостями 234, обеспечивая выступ 246, который определяет отверстия 236 с опорной стороны 222 для стеклянного тела. Отверстие 236 является меньшим по диаметру/ширине, чем верх 252 полостей 234, определяемый стенками 250 полостей. Выступ 246 может использоваться для захвата шпиндельных соединительных частей 242 внутри полостей 234, обеспечивая при этом достаточно пространства для того, чтобы позволить шпиндельным соединительным частям 242 вращаться в них во время операции покрытия. Удаление соединительной пластины 230 с опорного тела 228 может позволить удалить шпиндельные соединительные части 242 из полостей 234.
[0082] Как показано на Фиг. 8, узел 245 поддержки стеклянного тела включает в себя соединительную часть 254 для стеклянного контейнера, которая съемным образом соединяется со шпиндельной соединительной частью 242. Соединительная часть 254 для стеклянного контейнера имеет форму штифта, который включает в себя соединительное основание 256, которое имеет такие размеры, чтобы входить внутрь отверстия 258 шпиндельной соединительной части 242 (см. Фиг. 7). Соединительная головка 260 проходит наружу из соединительного основания 256, определяя удлиненную ось А, которая проходит вдоль длины соединительной части 254 для стеклянного контейнера. Соединительная головка 260 может включать в себя зацепляющиеся ребра 262, которые проходят от соединительного основания 256, будучи отделенными друг от друга, и повторно соединяются на внешнем конце 265. Зацепляющиеся ребра 262 могут быть отделены промежутками друг от друга для того, чтобы обеспечить отверстия 264 для потока газа между ними. Соединительная часть 254 для стеклянного контейнера может быть сформирована из любого материала, который является подходящим для контактирования с внутренностью покрытого стеклянного контейнера 10 и может зацепляться за стенку 16 стеклянного контейнера (см. Фиг. 1), такого как смола гомополимера ацеталя Delrin, коммерчески доступная от компании DuPont.
[0083] Следует отметить, что в то время, как носитель 214 обеспечивает возможность одновременно использовать множество узлов 245 поддержки стеклянного тела и шпиндельных соединительных частей 242, что может увеличить производительность, в некоторых вариантах осуществления могут быть использованы единственный узел 245 поддержки стеклянного тела и соответствующая шпиндельная соединительная часть 242. Фиг. 8 иллюстрирует единственный узел 245 поддержки стеклянного тела и шпиндельную соединительную часть 242, которая может быть соединена со шпиндельным поворотным механизмом 272 (см. Фиг. 10A).
[0084] На Фиг. 9 соединительная часть 254 для стеклянного контейнера, включающая в себя соединительную головку 260, показана вставленной во внутренний объем 26 тела 12 стеклянного контейнера для операции покрытия. В этом варианте осуществления соединительная головка 260 вставлена в тело 12 стеклянного контейнера на такое расстояние, что внешний конец 265 соединительной головки 260 зацепляет внутреннюю поверхность 20 тела 12 стеклянного контейнера у области 34 шейки или в положении между областью 34 шейки и положением 266 наружного поворота заплечика. Ширина соединительной головки 260 у зацепляющихся ребер 262 может быть выбрана таким образом, чтобы зацепляющиеся ребра 262 зацепляли внутреннюю поверхность 20 тела 12 стеклянного контейнера вдоль высоты части 28 тела. Такой контакт зацепляющихся ребер 262 с внутренней поверхностью 20 тела 12 стеклянного контейнера может удерживать тело 12 стеклянного контейнера на месте на соединительной головке 260 посредством контактного давления в четырех поверхностных локализациях, связанных с каждым зацепляющимся ребром 262.
[0085] Соединительная часть 254 для стеклянного контейнера имеет проходящий через нее проход 268 для продувки газом. Проход 268 для продувки газом сообщается с отверстиями 264 для потока газа, расположенными между смежными зацепляющимися ребрами 262. В некоторых вариантах осуществления соединительная часть 254 для стеклянного контейнера может включать в себя выпуклую часть 270 увеличенной ширины (например, диаметра), которая располагается внутри внутреннего объема 26 тела 12 стеклянного контейнера около конца 40, когда соединительная головка 260 находится внутри тела 12 стеклянного контейнера. Выпуклая часть 270 может обеспечивать экран или преграду у конца 40, облегчая также создание противодавления газа внутри внутреннего объема 26. Этот экран и противодавление могут предотвращать попадание материала покрытия во внутренний объем 26 во время операции покрытия.
[0086] Как показано на Фиг. 10 и 10A, каждая шпиндельная соединительная часть 242 соединяется с соответствующим шпиндельным поворотным механизмом 272. На Фиг. 10 и 10A показана только шпиндельная часть 274 шпиндельного поворотного механизма 272, которая соединяется со шпиндельными соединительными частями 242 узла 245 поддержки стеклянного тела. Может использоваться любой подходящий шпиндельный поворотный механизм 272, включая устройства с ременной передачей или устройства с приводом от интегрированного двигателя. Как можно заметить на Фиг. 10A, шпиндельный поворотный механизм 272 включает в себя конусообразную носовую часть 276, которая имеет такие размеры и форму, чтобы входить внутрь шпиндельного приемного отверстия 278 шпиндельной соединительной части 242. Проход 275 для продувки газом проходит через шпиндельную часть 274 для соединения с проходом 268 для продувки газом через соединительную часть 254 для стеклянного контейнера и соответствующим проходом 277 для продувки газом через шпиндельную соединительную часть 242. Шпиндельное приемное отверстие 278 может иметь соответствующую коническую форму, так что шпиндельная соединительная часть 242 может достигать нижнего предела на носовой части 276 при помещении на нее, оставаясь при этом расположенной внутри носителя 214 (см. Фиг. 5). Как показано на Фиг. 10A и 11, в некоторых вариантах осуществления шпиндельная часть 274 может включать в себя стыковочные штифты 280 и 282, которые могут взаимодействовать с радиальными выступами 283, 285 шпиндельной соединительной части 242. Стыковочные штифты 280 и 282 могут предотвращать механическое скольжение, в частности на относительно высоких скоростях вращения (например, больше чем приблизительно 200 об/мин, таких как по меньшей мере приблизительно 300 об/мин).
[0087] Как показано на Фиг. 12, при операции соединения носитель 214, включающий узлы 245 поддержки стеклянного тела с телами 12 стеклянных контейнеров на них, как было описано выше, может быть передан к шпиндельному поворотному механизму 272, включающему шпиндельные части 274. В некоторых вариантах осуществления шпиндельный поворотный механизм 272 может включать в себя то же самое количество шпиндельных частей 274, что и количество узлов 245 поддержки стеклянного тела, чтобы одновременно покрывать несколько тел 12 стеклянных контейнеров. Однако шпиндельный поворотный механизм 272 может включать в себя больше или меньше шпиндельных частей, чем количество узлов 245 поддержки стеклянного тела. В некоторых вариантах осуществления единственный шпиндельный поворотный механизм 272 может включать в себя несколько шпиндельных частей 274. В некоторых вариантах осуществления шпиндельный поворотный механизм 272 может включать в себя только единственную шпиндельную часть 274, и может использоваться множество шпиндельных поворотных механизмов.
[0088] Носитель 214 может быть опущен на шпиндельные части 274. Носовые части 276 шпиндельных частей 274 могут входить в полости 234 через отверстия 238 со стороны 224 шпиндельного соединителя носителя 214. Носовые части 276 могут затем стыковаться с отверстиями 278 для приема шпинделя шпиндельной соединительной части 242 (см. Фиг. 10A), как было описано выше. В некоторых вариантах осуществления носовые части 276 могут быть сформированы так, чтобы немного приподнимать шпиндельные соединительные части 242 от стенок 250 полостей для того, чтобы облегчить вращение шпиндельных соединительных частей 242 внутри полостей 234. Как показано на Фиг. 10A, шпиндельные части 274 могут также включать в себя проход 275 для продувки газом, который может соединиться с проходом 268 для продувки газом соединительной части 254 для стеклянного контейнера для того, чтобы обеспечивать сжатый газ для продувки внутренних объемов 26 тел 12 стеклянных контейнеров во время операции покрытия.
[0089] На Фиг. 13 и 14 проиллюстрировано примерное устройство 281 загрузки стекла, которое может использоваться для загрузки тел 12 стеклянных контейнеров на узлы 245 поддержки стеклянного тела, например во время стадии 212, показанной на Фиг. 4, после промывки. С этой целью может быть желательно, чтобы только соединительная часть 254 для стеклянного контейнера, которая сформирована из материала, подходящего для контакта с внутренней поверхностью 20 тела 12 стеклянного контейнера, входила в контакт с телами 12 стеклянных контейнеров. Устройство 281 загрузки стекла может включать в себя загрузочную платформу 284 и крепление 286 для приема носителя, располагающееся обычно выше загрузочной платформы 284. Подставки 288 для тел 12 стеклянных контейнеров могут быть расположены на загрузочной платформе 284 с использованием любого подходящего устройства, такого как роботизированная рука, мостовой кран, или даже вручную. Подставки могут быть сформированы из материала, подходящего для контакта со стеклянным телом, такого как Delrin. Выравнивающие элементы могут быть предусмотрены на загрузочной платформе 284 для того, чтобы должным образом устанавливать подставки 288 относительно крепления 286 для приема носителя.
[0090] Крепление 286 для приема носителя выполнено с возможностью удержания носителя 214 (например, с использованием поддерживающих кронштейнов 218, показанных на Фиг. 5) перевернутым образом с узлами 245 поддержки стеклянного тела, проходящими к загрузочной платформе 284. Крепление 286 для приема носителя подвижно крепится к загрузочной платформе 284 с помощью узла 290 подвижного крепления таким образом, что крепление 286 для приема носителя может перемещаться относительно загрузочной платформы 284 и расположенных на ней подставок 288. В некоторых вариантах осуществления узел 290 подвижного крепления может обеспечивать движение крепления 286 для приема носителя вперед, назад, в сторону, вверх и вниз. В других вариантах осуществления он может обеспечивать движение крепления 286 для приема носителя только вверх, вниз, вперед и назад. Крепление 286 для приема носителя может перемещаться вручную и/или автоматически с использованием исполнительного механизма.
[0091] Как можно заметить, тела 12 стеклянных контейнеров могут быть загружены в подставки 288 так, чтобы их открытые нижние концы 24 (см. Фиг. 1) были обращены к креплению 286 для приема носителя. Такая компоновка облегчает введение соединительных головок 260 узлов 245 поддержки стеклянного тела через открытые нижние концы 24 тел 12 стеклянных контейнеров. Когда крепление 286 для приема носителя, включая соединительные головки 260, выровнено с соответствующими телами 12 стеклянных контейнеров, крепление 286 для приема носителя может быть опущено, так что соединительные головки 260 входят через нижние концы 24, и зацепляющиеся ребра зацепляют внутреннюю поверхность 20 тел 12 стеклянных контейнеров, как показано на Фиг. 14. Носитель 214 может быть затем освобожден из крепления 286 для приема носителя, перевернут и перенесен на участок покрытия, как было описано выше.
[0092] На Фиг. 4 процесс покрытия представлен стадией 294, которая может представлять собой двухступенчатый процесс покрытия. Как только тела 12 стеклянных контейнеров будут покрыты, формируя стеклянные контейнеры 10 с покрытием, эти стеклянные контейнеры 10 с покрытием могут быть выгружены из узлов 245 поддержки стеклянного тела для операции отверждения на стадии 298.
[0093] На Фиг. 15 проиллюстрировано устройство 300 выгрузки стекла, которое может использоваться для выгрузки стеклянных контейнеров 10 с покрытием после завершения процесса покрытия для операции отверждения или другой операции, такой как операция отверждения между стадиями покрытия. Устройство 300 выгрузки стекла может включать в себя разгрузочную платформу 302 и узел 304 захватывающей головки, располагающийся обычно выше разгрузочной платформы 302. Носитель 214, включая стеклянные контейнеры 10 с покрытием, может быть расположен на разгрузочной платформе 302 с использованием любого подходящего устройства, такого как роботизированная рука, мостовой кран, или даже вручную. Узел 304 захватывающей головки включает в себя несколько захватывающих механизмов 306, имеющих захватывающие руки 308, которые выполнены с возможностью захвата стеклянных контейнеров 10 с покрытием. В некоторых вариантах осуществления количество захватывающих механизмов 306 может соответствовать количеству стеклянных контейнеров 10 с покрытием (например, 12). Однако количество захватывающих механизмов 306 может быть больше или меньше, чем количество стеклянных контейнеров 10 с покрытием. Кроме того, захватывающие руки 308 могут быть сформированы из любого материала, подходящего для контакта со стеклянными контейнерами 10 с покрытием, такого как Delrin. Выравнивающие элементы могут быть предусмотрены на разгрузочной платформе 302 для того, чтобы должным образом устанавливать носитель 214 относительно узла 304 захватывающей головки.
[0094] Узел 304 захватывающей головки подвижно устанавливается на разгрузочную платформу 302 с помощью узла 310 подвижного крепления таким образом, что узел 304 захватывающей головки может перемещаться относительно разгрузочной платформы 302 и расположенного на ней носителя 214. В некоторых вариантах осуществления узел 310 подвижного крепления может обеспечивать движение узла 304 захватывающей головки вперед, назад, в сторону, вверх и вниз. В других вариантах осуществления он может обеспечивать движение узла 304 захватывающей головки только вверх и вниз. Узел 304 захватывающей головки может перемещаться вручную и/или автоматически с использованием исполнительного механизма.
[0095] Как показано на Фиг. 15, когда носитель 214 и стеклянные контейнеры 10 с покрытием выровнены с захватывающими механизмами 306, узел 304 захватывающей головки может быть опущен к носителю 214. В некоторых вариантах осуществления захватывающие руки 308 могут иметь открытое положение для приема стеклянных контейнеров 10 с покрытием и закрытое положение для захвата стеклянных контейнеров 10 с покрытием. Фиг. 16 иллюстрирует захватывающие руки 308 в закрытом положении, в котором пальцы 312 и 314 захватывающих рук 308 захватывают область 34 шейки тела 12 стеклянного контейнера. Захватывающие руки 308 могут открываться и закрываться с помощью любых подходящих процессов, например с использованием исполнительных механизмов или вручную. Захватывающие руки 308 в некоторых вариантах осуществления могут быть подпружиненными к закрытому положению, что может обеспечить достаточное усилие захвата для выгрузки стеклянных контейнеров 10 с покрытием из узлов 245 поддержки стеклянного тела. Как показано на Фиг. 15, после удаления из узлов 245 поддержки стеклянного тела стеклянные контейнеры 10 с покрытием могут быть помещены на подставку 315, имеющую выступы 316 (например, штифты), сформированные из материала, подходящего для контакта со стеклянными контейнерами 10 с покрытием и для повышенных температур (например, вплоть до 150°C), такого как графит.
[0096] Как показано на Фиг. 4, после выгрузки с носителя 214 стеклянные контейнеры 10 с покрытием могут быть отверждены на стадии 298, осмотрены на стадии 318 и упакованы на стадии 320 для отгрузки.
[0097] Как показано на Фиг. 17, другой вариант осуществления носителя 322 является открытой сбоку структурой, которая позволяет шпиндельным соединителям 240 узлов 245 поддержки стеклянного тела входить и выходить из полостей 324 носителя 322. Аналогично описанному выше носителю 214 носитель 322 включает в себя основание 326, которое проходит между парой поддерживающих кронштейнов 328 и 330. Между опорной стороной 332 для стеклянного тела и стороной 334 шпиндельного соединителя располагается ряд элементов 336 для приема шпиндельного соединителя, которые включают в себя полости 324. Опорное тело 338 обеспечивает выступ 340, который определяет отверстия 342 со стороны шпиндельного соединителя, а соединительная пластина 343 обеспечивает выступ 344, который обеспечивает отверстия 346 с опорной стороны 348 для стекла. Выступы 340 и 344 могут быть предусмотрены для захвата шпиндельных соединителей 240 в полостях 324 аналогичным описанному выше образом.
[0098] Как показано на Фиг. 18, в то время как выше описан узел 245 поддержки стеклянного тела на основе штифта, который вставляется во внутренний объем 26 тела 12 стеклянного контейнера, другой вариант осуществления узла 350 поддержки стеклянного тела основан на цанговом патроне и зацепляет внешнюю поверхность 18 тела 12 стеклянного контейнера вместо внутренней поверхности 20. Узел 350 поддержки стеклянного тела включает в себя тело 352 цангового патрона, которое соединено со шпиндельным соединителем 354, подобным описанному выше шпиндельному соединителю 240. Тело 352 цангового патрона включает в себя часть 356 вала, которая принимается и соединяется со шпиндельным соединителем 354, а также фиксирующие пальцы 358, которые используются для того, чтобы зажать область 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера. Часть 356 вала входит внутрь отверстия 360 для приема вала шпиндельного соединителя 354. Проход 362 для продувки газом проходит через часть 356 вала и сообщается с отверстием 364 для приема шпинделя шпиндельного соединителя 354 через отверстие 366, предусмотренное в опорной стенке 365 пружины, которая разделяет отверстие 364 для приема шпинделя и отверстие 360 для приема вала.
[0099] Плунжер 368 предусмотрен в проходе 362 для продувки газом и аналогичным образом включает в себя проход 370 для продувки газом, сообщающийся с проходом 362 для продувки газом. Плунжер 368 включает в себя коническую носовую часть 372, которая может по меньшей мере частично размещаться в отверстии 35 на верхнем конце 22 тела 12 стеклянного контейнера. Плунжер 368 может быть подпружинен к телу 12 стеклянного контейнера пружиной 374, которая упирается в опорную стенку 365 пружины.
[00100] Внешняя втулка 376 цангового зажима скользит по телу 352 цангового патрона. Внешняя втулка 376 цангового зажима включает в себя сужающуюся внутрь область 378, которая используется для прикладывания закрывающей силы к наружной конической области 381 фиксирующих пальцев 358 для того, чтобы заставить фиксирующие пальцы 358 сжиматься радиально внутрь к области 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера. Внешняя втулка 376 цангового зажима может быть подпружинена к расширенному положению с использованием внешней пружины 380, которая упирается во внешнюю опорную поверхность 382, обеспечиваемую шпиндельным соединителем 354.
[00101] Фиг. 18 иллюстрирует узел 350 поддержки стеклянного тела в закрытой конфигурации с внешней втулкой 376 цангового зажима в расширенном положении, так что фиксирующие пальцы 358 упираются в область 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера. В проиллюстрированном варианте осуществления фиксирующие пальцы 358 включают в себя упирающуюся во фланец часть 385, которая упирается в боковую поверхность 384 области 36 фланца, и зацепляющуюся за фланец часть 386, проходящую наружу от упирающейся во фланец части 385 и зацепляющуюся вокруг нижней поверхности 388 области 36 фланца. Внешняя втулка 376 цангового зажима может также обеспечивать экран, который защищает области шейки и фланца 34 и 36 от материала покрытия во время процесса покрытия. Как было описано выше, плунжер 368 подпружинен к телу 12 стеклянного контейнера, что также стабилизирует тело 12 стеклянного контейнера в проиллюстрированной вертикальной ориентации.
[00102] На Фиг. 19 узел 350 поддержки стеклянного тела проиллюстрирован в открытой конфигурации с внешней втулкой 376 цангового зажима, отведенной от внешней конической области фиксирующих пальцев 358 в направлении стрелки 390. В некоторых вариантах осуществления сила может прикладываться к внешней втулке 376 цангового зажима вручную. В других вариантах осуществления эта сила может прикладываться к внешней втулке 376 цангового зажима механически или с помощью любого другого подходящего механизма, например пневматически, для автоматизации процесса открытия.
[00103] Как можно заметить, в открытой конфигурации внутренняя коническая область 378 внешней втулки 376 цангового зажима удалена или отведена в осевом направлении от внешней конической области 381 фиксирующих пальцев 358. Удаление внутренней конической области 378 внешней втулки 376 цангового зажима от внешней конической области 381 фиксирующих пальцев 358 удаляет радиальную силу, прикладываемую к фиксирующим пальцам 358 внешней втулкой 376 цангового зажима, и позволяет фиксирующим пальцам 358 изогнуться наружу, прочь друг от друга, позволяя освободить стеклянные контейнеры 10 с покрытием. Плунжер 368, подпружиненный к телу 12 стеклянного контейнера, также может помочь поддерживать стеклянное тело в проиллюстрированной вертикальной ориентации, даже когда внешняя втулка 376 цангового зажима находится в открытой конфигурации. Причина этого заключается в том, что фиксирующие пальцы 358 могут все еще прикладывать достаточную радиальную силу к области 36 фланца вместе с плунжером для того, чтобы поддерживать вертикальную ориентацию тела 12 стеклянного контейнера, даже когда внешняя втулка 376 цангового зажима находится в открытой конфигурации.
[00104] Как показано на Фиг. 20, открытая сбоку компоновка носителя 322 может облегчить разгрузку всего узла поддержки стеклянного тела, в данном примере узла 350 поддержки стеклянного тела, от носителя 322 через открытую сторону 392. Узел 350 поддержки стеклянного тела вместе с присоединенными к нему телами 12 стеклянных контейнеров может быть перемещен в нагревательную подставку 394, где тела 12 покрытых стеклянных контейнеров могут быть нагреты для операции отверждения и/или вулканизации без освобождения тел 12 стеклянных контейнеров от узлов 350 поддержки стеклянного тела. Узлы 350 поддержки стеклянного тела могут поддерживаться в проиллюстрированных вертикальных положениях на выступах 396 основания, обеспечиваемых нагревательной подставкой 394.
[00105] На Фиг. 21 проиллюстрирован другой вариант осуществления узла 400 поддержки стеклянного тела, который основан на цанговом патроне. Узел 400 поддержки стеклянного тела может быть подходящим для надежного удержания тела 12 стеклянного контейнера при относительно высоких скоростях вращения (например, вплоть до приблизительно 3500 об/мин или больше), для тел 12 стеклянных контейнеров, имеющих относительно большие отношения высоты H к ширине W (см. Фиг. 1), и/или для стеклянных тел, имеющих различные массовые дисбалансы из-за производственных и конструктивных потребностей. Узел 400 поддержки стеклянного тела может также быть подходящим для автоматизированного процесса загрузки с использованием, например, пневматической системы для открытия и закрытия узла 400 поддержки стеклянного тела.
[00106] Узел 400 поддержки стеклянного тела включает в себя тело 402 цангового патрона, которое располагается вокруг внутреннего вала 404. Внутренний вал 404 может обеспечивать центральную ось для узла 400 поддержки стеклянного тела, и соединяется со шпиндельным валом 406, который, в свою очередь, соединяется со шпиндельным поворотным механизмом. Цанговый зажим 408 может входить внутрь отверстия 410 шпиндельного вала 406, которое проходит вокруг внутреннего вала 404. Внутренний вал 404 имеет проксимальную часть, которая проходит через отверстие 412 в стенке 414 цангового зажима 408, проходящего поперек центральной оси, соединяющегося со шпиндельным валом 406 и выравнивающего проход 416 для продувки газом через внутренний вал 404 с проходом 418 для продувки газом через шпиндельный вал 406. Герметизирующая часть 420 внутреннего вала 404 может зацепляться за внутреннюю стенку 422 цангового зажима 408 для того, чтобы обеспечить уплотнение между ними, например, с использованием уплотнения 424, которое обеспечивает герметичную газовую камеру 426, которая может использоваться для размещения узла 400 поддержки стеклянного тела в открытой и закрытой конфигурациях.
[00107] Узел 425 плунжера может быть соединен с дистальным концом 427 внутреннего вала 404. Узел 425 плунжера может включать в себя плунжер 429, смещаемый к области 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера пружиной 431. Плунжер 429 включает в себя проход 435 для продувки газом, который соединяется с проходом 416 для продувки газом через внутренний вал 404. Уплотнение 433 (например, кольцевой уплотнитель) может быть предусмотрено для уплотнения плунжера с областью 36 фланца стеклянного тела, а также для подачи газа в тело 12 стеклянного контейнера для операции продувки.
[00108] Тело 402 цангового патрона увеличивается в наружном диаметре, обеспечивая тем самым внешнюю коническую область 428. Цанговый зажим 408 включает в себя внутреннюю коническую область 430, которая используется для приложения закрывающей силы к внешней конической области 428 тела 402 цангового патрона. Тело 402 цангового патрона имеет конец 432 для вставки в муфту цангового патрона, который вставляется в муфту 434 цангового патрона, которая ограничивает радиальное перемещение наружу тела 402 цангового патрона у конца 432 для вставки в муфту цангового патрона, но позволяет внутреннее радиальное перемещение тела 402 цангового патрона у конца 432 для вставки в муфту цангового патрона в ответ на силу, прикладываемую цанговым зажимом 408. Муфта 434 цангового патрона может также соединяться резьбой со шпиндельным валом 406, чтобы позиционировать в нем тело 402 цангового патрона и предотвращать осевое перемещение тела 402 цангового патрона относительно цангового зажима 408.
[00109] Как показано на Фиг. 22 и 23, тело 402 цангового патрона может быть телом цангового патрона типа ER, которое само обеспечивает смещение наружу у конца 432 для вставки в муфту цангового патрона благодаря моноблочной природе тела 402 цангового патрона. Тело 402 цангового патрона может быть сформировано из металла, который может быть неподходящим для контакта с телом 12 стеклянного контейнера. С учетом этого тело 402 цангового патрона может быть снабжено фиксирующими пальцами 436 (см. Фиг. 23), которые могут быть соединены с телом 402 цангового патрона, например, с использованием отверстий 437 с резьбой (см. Фиг. 22) и крепежа 438. Фиксирующие пальцы 436 могут быть сформированы из материала, который является подходящим для контакта с телом 12 стеклянного контейнера, такого как Delrin.
[00110] Как показано на Фиг. 21, узел 400 поддержки стеклянного тела включает в себя внешний экран 440, который может окружать тело 12 стеклянного контейнера. В расширенной конфигурации внешний экран 440 может защищать области шейки и фланца 34 и 36 от материала покрытия во время процесса покрытия. Внешний экран 440 может быть соединен с валом 442 втягивания экрана. Как будет более подробно описано ниже, вал 442 втягивания экрана может использоваться для помещения внешнего экрана 440 в расширенную и втянутую конфигурации. Фиг. 24 иллюстрирует вал 442 втягивания экрана и внешний экран 440, расположенный вокруг тела 12 стеклянного контейнера.
[00111] При работе узел 400 поддержки стеклянного тела проиллюстрирован на Фиг. 21 в закрытой конфигурации. В закрытой конфигурации пружина 444 смещает внутреннюю коническую область 430 цангового зажима 408 к внешней конической области 428 тела 402 цангового патрона. Втулка 445 может облегчать перемещение цангового зажима относительно тела 402 цангового патрона. Увеличивающаяся ширина тела 402 цангового патрона благодаря внешней конической области 428 приводит к действующей радиально внутрь силе, прикладываемой к телу 402 цангового патрона, отклоняя тем самым фиксирующие пальцы 436 к области 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера. Изменение силы, прикладываемой пружиной 444, может увеличивать или уменьшать усилие захвата области 36 фланца. Внешний экран 440 смещается к расширенному положению пружиной 446. Стопорная поверхность 448 может быть обеспечена шпиндельным валом 406, который ограничивает расстояние, на которое может расширяться внешний экран 440. Плунжер 429 узла 425 плунжера также смещается к расширенному положению пружиной 431 таким образом, что уплотнение 433 прижимается к области 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера. Такая компоновка герметизации может использоваться не только для стабилизации тела 12 стеклянного контейнера во время вращения, но также и для предотвращения попадания материала покрытия внутрь тела 12 стеклянного контейнера.
[00112] Узел 400 поддержки стеклянного тела может быть помещен в открытую конфигурацию с использованием любой подходящей системы исполнительного механизма. В проиллюстрированном примере узел 400 поддержки стеклянного тела может быть помещен в открытую конфигурацию с использованием пневматического давления. Например, проход 450 для сжатого воздуха может сообщаться со входным отверстием 452 для подачи сжатого воздуха в газовую камеру 426, которая может использоваться для принудительного перемещения цангового зажима 408 проксимально к внутренней опорной поверхности 454, обеспечиваемой шпиндельным валом 406, что уменьшает силу, прикладываемую цанговым зажимом 408 к телу 402 цангового патрона и к соединенным с ним фиксирующим пальцам 436. Также предусматривается открываемое и закрываемое отверстие 455 для выхода воздуха, которое может сбрасывать давление воздуха в газовой камере 426, позволяя тем самым пружине 444 перемещать цанговый зажим 408 дистально для того, чтобы приложить радиальную силу к телу 402 цангового патрона, как было описано выше.
[00113] Кроме того, внешний экран может быть помещен во втянутое положение с использованием пневматического давления. Например, другой воздушный проход 456 может сообщаться с другим входным отверстием 452 для подачи сжатого воздуха в другую газовую камеру 458, предусмотренную между стопорной поверхностью 448 шпиндельного вала 406 и валом 442 втягивания экрана, соединенным с внешним экраном 440. Подача сжатого воздуха в газовую камеру 458 перемещает вал 442 втягивания экрана и внешний экран 440 проксимально в направлении стрелки 460, что открывает область 32 заплечика и область 34 шейки вдали от внешнего экрана 440. Эта компоновка может открывать непокрытые области и захватываемые области для удаления покрытого стеклянного контейнера 10 из узла 400 поддержки стеклянного тела. Сжатый воздух также может быть выпущен из газовой камеры 458, позволяя тем самым пружине 464 переместить вал 442 втягивания экрана и внешний экран 440 дистально таким образом, чтобы внешний экран 440 по меньшей мере частично окружал и экранировал область 36 фланца, область 34 шейки и область 32 заплечика тела 12 стеклянного контейнера, как было описано выше.
[00114] На Фиг. 25 проиллюстрирован другой вариант осуществления узла 500 поддержки стеклянного тела, который основан на цанговом патроне. Узел 500 поддержки стеклянного тела включает в себя многие из признаков, описанных выше применительно к узлу 400 поддержки стеклянного тела, но в этом примере тело 502 цангового патрона является сегментированным, в противоположность непрерывному телу цангового патрона типа ER, описанному выше. Узел 500 поддержки стеклянного тела включает в себя тело 502 цангового патрона, которое располагается вокруг внутреннего вала 504. Внутренний вал 504 может обеспечивать центральную ось для узла 500 поддержки стеклянного тела, и соединяется со шпиндельным валом 506, который, в свою очередь, соединяется со шпиндельным поворотным механизмом. Цанговый зажим 508 может входить внутрь отверстия 510 шпиндельного вала 506, которое проходит вокруг внутреннего вала 504. Внутренний вал 504 имеет проксимальную часть, которая проходит через отверстие 512 в стенке 514 цангового зажима 508, проходящего поперек центральной оси, соединяющегося со шпиндельным валом 506 и выравнивающего проход 516 для продувки газом через внутренний вал 504 с проходом 518 для продувки газом через шпиндельный вал 506. Герметизирующая часть 520 внутреннего вала 504 может зацепляться за внутреннюю стенку 522 цангового зажима 508 для того, чтобы обеспечить уплотнение между ними, например, с использованием уплотнения 524, которое обеспечивает герметичную газовую камеру 526, которая может использоваться для размещения узла 500 поддержки стеклянного тела в открытой и закрытой конфигурациях.
[00115] Узел 525 плунжера может быть соединен с дистальным концом 527 внутреннего вала 504. Узел 525 плунжера может включать в себя плунжер 529, смещаемый к области 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера пружиной 531. Плунжер 529 включает в себя проход 535 для продувки газом, который соединяется с проходом 516 для продувки газом через внутренний вал 504. Уплотнение 533 (например, кольцевой уплотнитель) может быть предусмотрено для уплотнения плунжера с областью 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера, а также для подачи газа в тело 12 стеклянного контейнера для операции продувки.
[00116] Тело 502 цангового патрона увеличивается в наружном диаметре, обеспечивая тем самым внешнюю коническую область 528. Цанговый зажим 508 включает в себя внутреннюю коническую область 530, которая используется для приложения закрывающей силы к внешней конической области 528 тела 502 цангового патрона. Тело 502 цангового патрона имеет отклоняемый внутрь конец 532, который позволяет радиальное перемещение внутрь тела 502 цангового патрона в ответ на силу, прикладываемую цанговым зажимом 508. В отличие от тела 402 цангового патрона, которое ограничивается в осевом направлении с использованием муфты 434 цангового патрона, тело 502 цангового патрона зацепляется за шарнирную структуру 534 цангового патрона, которая в проиллюстрированном варианте осуществления обеспечивается внутренним валом 504. Как можно заметить, шарнирная структура 534 цангового патрона имеет крючкообразную форму, которая зацепляется за взаимодействующую крючкообразную форму шарнирной структуры 536 цангового патрона, обеспечиваемой телом 502 цангового патрона. Взаимодействующие шарнирные структуры 534 и 536 цангового патрона предотвращают осевое перемещение тела 502 цангового патрона, когда цанговый зажим 508 прикладывает закрывающую силу к внешней конической области 528 тела 502 цангового патрона.
[00117] Как показано на Фиг. 26 и 27, тело 502 цангового патрона может быть телом цангового патрона сегментированного типа, которое сформировано отдельными сегментами 538, 540, 542 и 544 цангового патрона, образующими составное тело цангового патрона. В качестве одного примера, заготовка тела цангового патрона может быть сформирована как труба, а затем сегментировано вдоль двух перпендикулярных плоскостей на сегменты 538, 540, 542 и 544 цангового патрона с использованием любого подходящего процесса, такого как EDM или другой подходящий процесс. Поддерживающая канавка 546 может быть предусмотрена вдоль периферии каждого сегмента 538, 540, 542 и 544 цангового патрона. Поддерживающие канавки 546 могут быть выровнены для приема непрерывного смещающего элемента, такого как пружинное кольцо 548. Пружинное кольцо 548 может быть расположено у проксимального конца 550 сегментов 538, 540, 542 и 544 цангового патрона, связывая их вместе и смещая тело 502 цангового патрона к открытой конфигурации.
[00118] Аналогично вышеописанному, тело 502 цангового патрона может быть сформировано из металла, который может быть неподходящим для контакта с телом 12 стеклянного контейнера. С учетом этого тело 502 цангового патрона может быть снабжено фиксирующими пальцами 552 (см. Фиг. 27), которые могут быть соединены с телом 502 цангового патрона, например, с использованием отверстий с резьбой (см. Фиг. 26) и крепежа 554.
[00119] Как показано на Фиг. 25, узел 500 поддержки стеклянного тела включает в себя внешний экран 556, который может окружать тело 12 стеклянного контейнера. В расширенной конфигурации внешний экран 556 может защищать области шейки и фланца 34 и 36 от материала покрытия во время процесса покрытия. Внешний экран 556 может быть соединен с валом 558 втягивания экрана. Вал 558 втягивания экрана может использоваться для помещения внешнего экрана 556 в расширенную и втянутую конфигурации.
[00120] При работе узел 500 поддержки стеклянного тела проиллюстрирован на Фиг. 25 в закрытой конфигурации. В закрытой конфигурации пружина 560 смещает внутреннюю коническую область 530 цангового зажима 508 к внешней конической области 528 тела 502 цангового патрона. Втулка 545 может облегчать перемещение цангового зажима 508 относительно тела 502 цангового патрона. Увеличивающаяся ширина тела 502 цангового патрона благодаря внешней конической области 528 приводит к действующей радиально внутрь силе, прикладываемой к телу 502 цангового патрона, отклоняя тем самым фиксирующие пальцы 552 к области 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера. Изменение силы, прикладываемой пружиной 560, может увеличивать или уменьшать усилие захвата области 36 фланца. Внешний экран 556 смещается к расширенному положению пружиной 562. Стопорная поверхность 564 может быть снабжена шпиндельным валом 506, который ограничивает расстояние, на которое может расширяться внешний экран 556. Плунжер 529 узла 525 плунжера также смещается к расширенному положению пружиной 531 таким образом, что уплотнение 533 прижимается к области 36 фланца тела 12 стеклянного контейнера. Такая компоновка герметизации может использоваться не только для стабилизации тела 12 стеклянного контейнера во время вращения, но также и для предотвращения попадания материала покрытия внутрь тела 12 стеклянного контейнера.
[00121] Узел 500 поддержки стеклянного тела может быть помещен в открытую конфигурацию с использованием любой подходящей системы исполнительного механизма. В проиллюстрированном примере узел 500 поддержки стеклянного тела может быть помещен в открытую конфигурацию с использованием пневматического давления. Например, проход 566 для сжатого воздуха может сообщаться с входным отверстием 568 для подачи сжатого воздуха в газовую камеру 526, которая может использоваться для принудительного перемещения цангового зажима 508 проксимально к внутренней опорной поверхности 569, обеспечиваемой шпиндельным валом 506, что уменьшает силу, прикладываемую цанговым зажимом 508 к телу 502 цангового патрона и к соединенным с ним фиксирующим пальцам 552. Также предусмотрено открываемое и закрываемое отверстие 570 для выхода воздуха, которое может сбрасывать давление воздуха в газовой камере 526, позволяя тем самым пружине 562 перемещать цанговый зажим 508 дистально для того, чтобы приложить радиальную силу к телу 502 цангового патрона, как было описано выше.
[00122] Кроме того, внешний экран 556 может быть помещен во втянутое положение с использованием пневматического давления. Например, другой воздушный проход 572 может сообщаться с другим входным отверстием 574 для подачи сжатого воздуха в другую газовую камеру 576, предусмотренную между стопорной поверхностью 564 шпиндельного вала 506 и валом 558 втягивания экрана, соединенным с внешним экраном 556. Подача сжатого воздуха в газовую камеру 576 перемещает вал 558 втягивания экрана и внешний экран 556 проксимально в направлении стрелки 578, что открывает область 32 заплечика и область 34 шейки вдали от внешнего экрана 556. Эта компоновка может открывать непокрытые области и захватываемые области для удаления покрытого стеклянного контейнера 10 из узла 500 поддержки стеклянного тела. Сжатый воздух также может быть выпущен из газовой камеры 576, позволяя тем самым пружине 562 переместить вал 558 втягивания экрана и внешний экран 556 дистально таким образом, чтобы внешний экран 556 по меньшей мере частично окружал и экранировал область 36 фланца, область 34 шейки и область 32 заплечика тела 12 стеклянного контейнера, как было описано выше.
[00123] Узлы поддержки стеклянного тела, показанные на Фиг. 18-27, могут быть подходящими для относительно высоких скоростей вращения стеклянного тела (например, вплоть до 3500 об/мин или больше). Для того чтобы обеспечить жесткое соединение между шпиндельными соединительными частями узлов поддержки стеклянного тела и шпиндельными частями шпиндельных поворотных механизмов (см. Фиг. 10 и 10A), может использоваться магнит. Как показано на Фиг. 28, например, один вариант осуществления шпиндельной части 600 включает в себя основание 602 и носовую часть 604 в форме конуса, который проходит снаружи от основания 602. Носовая часть 604 имеет такие размеры и форму, чтобы она входила в шпиндельное приемное отверстие шпиндельной соединительной части. Как было описано выше, шпиндельное приемное отверстие может включать в себя соответствующую коническую форму, так что шпиндельная соединительная часть может достигнуть нижнего предела на носовой части при помещении на нее.
[00124] Как показано на Фиг. 29, носовая часть 604 включает в себя кольцевое отверстие 606, которое предусмотрено вокруг всего конца 608 носовой части 604. Эта кольцевая форма обеспечивает проход 605 для продувки газом, который проходит вдоль оси вращения носовой части 604. В некоторых вариантах осуществления отверстие 606 может быть открытым и иметь такие размеры, чтобы принимать магнит 610. В некоторых вариантах осуществления магнит 610 может быть постоянным магнитом. Однако возможны также другие типы магнитов, такие как электромагнит. Подходящий кольцевой магнит 610 может представлять собой кольцевой магнит из сплава неодим-железо-бор N42 с наружным диаметром 1/4 дюйма, внутренним диаметром 1/8 дюйма, и длиной 1/4 дюйма, с никель-медь-никелевым покрытием. Клейкое вещество, такое как Locktite может использоваться для закрепления магнита 610 в отверстии. Могут использоваться и другие магниты, причем выбор силы магнита зависит, по меньшей мере частично, от величины удерживающей силы, ускорения до скорости покрытия и легкости разгрузки. Относительно высокая магнитная сила может затруднять удаление множества шпиндельных соединительных частей узлов поддержки стеклянного тела из шпиндельных частей. С этой целью зазор 279 (см. Фиг. 10A) может быть предусмотрен между носовой частью 604 и шпиндельной соединительной частью для дополнительной настройки прикладываемой магнитной силы.
[00125] В то время как магнит может быть размещен в носовой части, Фиг. 30 и 31 иллюстрируют другие варианты осуществления шпиндельной части 612 и 632, где магниты могут быть расположены в основаниях 614 и 634. На Фиг. 30 шпиндельная часть 612 включает в себя основную часть 614, которая включает в себя несколько углублений 616 для приема магнита, расположенных вокруг носовой части 618, которые выбираются так, чтобы притягивать шпиндельные соединительные части узлов поддержки стеклянного тела и предотвращать перемещение шпиндельных соединительных частей вверх к носовой части 618. В примере, показанном на Фиг. 30, могут использоваться четыре магнита. Однако может использоваться и другое количество магнитов, как например на Фиг. 31, где показаны шесть углублений 636 для приема магнита, расположенных вокруг носовой части 638.
[00126] В тех вариантах осуществления, в которых магнит используется для притягивания шпиндельных соединительных частей узлов поддержки стеклянного тела, шпиндельные соединительные части могут быть сформированы из подходящего магнитного материала, такого как магнитная нержавеющая сталь серии 400. Однако другие варианты осуществления, такие как показанный на Фиг. 32, могут использовать магниты, имеющие одинаковую полярность и отталкивающую силу для предотвращения перемещения шпиндельных соединительных частей вверх к носовой части. На Фиг. 32 носитель 640 включает в себя основание 642, которое включает в себя опорное тело 644 и соединительную пластину 646. Шпиндельный соединитель 648 расположен в полости 650 элемента 652 для приема шпиндельного соединителя аналогично тому, что показано на Фиг. 7. В этом варианте осуществления, однако, пара магнитов 654 и 656 расположена в элементе 652 для приема шпиндельного соединителя, и они имеют одинаковую полярность, так что они отталкивают друг друга. Магнитная сила может использоваться для поддержания положения шпиндельного соединителя 648 на носовой части шпиндельного поворотного механизма. Кроме того, шпиндельный соединитель 648 может быть сформирован из немагнитного материала, такого как нержавеющая сталь серии 300.
[00127] Вышеописанные системы и способ могут использоваться для обработки и покрытия относительно больших количеств стеклянных тел, надежно достигая целевой локализации покрытия. Возможность переноса стеклянных тел и стеклянных контейнеров с покрытием между участками с использованием, например, носителей, может минимизировать повреждение стеклянных тел и покрытых стеклянных контейнеров в процессе нанесения покрытия. Использование носителей вместе со шпиндельными соединителями может обеспечить термическую обработку при температурах до 150°C и выше, и даже до 300°C и выше в некоторых вариантах осуществления. Вышеописанные системы и способы могут быть очень гибкими для использования со стеклянными телами различных форматов. Мобильность носителей может позволить выполнять множество стадий покрытия и нагревания без необходимости в выгрузке стеклянных тел из узлов поддержки стеклянного тела.
[00128] Следует понимать, что стеклянные контейнеры с покрытиями с низким трением, описанные в настоящем документе, показывают улучшенную стойкость к механическим повреждениям в результате нанесения покрытия с низким трением,
и по сути стеклянные контейнеры имеют улучшенную механическую долговечность. Это свойство делает стеклянные контейнеры подходящими для использования в различных приложениях, включая, без ограничений, фармацевтические упаковочные материалы.
[00129] Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что различные модификации и вариации могут быть сделаны к вариантам осуществления, описанным в настоящем документе, без отступлений от духа или области охвата настоящего изобретения. Таким образом, подразумевается, что настоящее описание покрывает эти модификации и вариации различных описанных в настоящем документе вариантов осуществления, при условии, что такие модификации и вариации находятся в рамках приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов.