[发明专利]具有使表面粗糙度增加的锥体涂层的硼硅酸盐玻璃注射器

说明书

技术领域

本发明涉及一种注射器，其由硼硅酸盐玻璃组成并且具有用于设置确定的表面粗糙度的注射器锥体涂层。这样的涂层以陶瓷油墨的形式施加至所述锥体并烘焙。用于该目的的油墨组合物由玻璃料、粗糙度添加剂和在烘焙期间挥发或分解的液体有机成分组成。所述玻璃料在烘焙期间熔化并流动，而所述粗糙度添加剂在烘焙该层期间不熔化并且基本上保持它的形状，并且代表在熔融玻璃层表面上凸起的嵌入所述熔融玻璃层中的结构形成粒子。其中嵌入所述结构形成粒子的熔融层玻璃基质还指的是玻璃熔剂。

背景技术

已知无机油墨可用于玻璃制品的涂覆，其还被称为装饰或印刷。此类油墨含有一种或多种玻璃料和任选一种或多种含量通常为约20重量%的涂色组分（颜料）。通过熔化玻璃组合物并且随后淬火并将其粉碎来制造玻璃料。获得的玻璃料被研磨成优选＜30μm的粒径并与颜料粉混合。

取决于使用的涂覆技术，所述粉末成分与特定有机悬浮介质例如丝网印刷油混合以形成糊剂并且施加至待涂覆的玻璃基底。该有机悬浮介质必须在将玻璃粉烧结、流动和流平之前在不留下残余物的情况下烧尽，因为如果不如此，则气泡形成发生在涂层中并且后者与基底的粘结性降低。有机组分的性质在决定施加方法、所述糊剂在施加过程中的再现性和稳定性方面起作用。关键参数是蒸发和干燥特性、粘度和糊化比，即固体成分和液体成分的比或有机组分和无机粉末的比。这些参数尤其决定着在施加过程中可实现的层厚度，当使用丝网印刷术时丝网或其它印刷元件的运行时间，还有制成的油墨在贮存容器中的储存时间。

在烘焙过程中，玻璃料的玻璃粒子软化、流动并且流平，包裹彩色颜料，并且借助于扩散过程确保烘焙的层粘结在玻璃基底上。因此，玻璃料的玻璃粒子基本上决定烘焙后装饰或油墨层的化学和物理性质。为了避免已印刷、涂覆或装饰的基底的无控变形，烘焙油墨必须在低于玻璃基底的变形温度下进行。为此原因，特别是对于例如转变温度约560℃的硼硅酸盐玻璃的装饰，必须使用可在低于700℃下进行烘焙的低熔点玻璃料。

到目前为止，用于涂覆硼硅酸盐玻璃的玻璃料通常具有高的铅含量，加入铅是为了降低烘焙温度。除了低的烘焙温度外，含铅玻璃料具有另外的技术优势。它们可允许涂覆具有约3至6·10^-6/K的低热膨胀系数的硼硅酸盐玻璃而不发生粘结问题。此外，含铅玻璃料可提供对酸和碱具有良好的耐化学腐蚀性的涂层。因为由于它们良好的耐化学腐蚀性而经常使用硼硅酸盐玻璃，因此这对于这些硼硅酸盐玻璃的许多应用而言是优势。

尽管具有这些好的技术特征，但含铅玻璃料的生产和加工是有问题的，包括熔化和研磨期间。含铅玻璃料的毒害性要求在以其装饰的产品的处理、加工和清理方面进行特殊处理。由于新的和更严格的限制在玻璃料中使用铅的指令，产生了日趋增长的对无铅玻璃料的需求。

对于约650℃的烘焙温度，市售无铅油墨的热膨胀系数高于6·10^-6/K，并且因此趋向于适合涂覆热膨胀系数为约8至9·10^-6/K的钠钙玻璃。因此这种油墨涂层的热膨胀系数与硼硅酸盐玻璃不充分匹配，并且在涂层区域中可容易地发生诸如裂缝、剥离的损坏和对基底玻璃的损坏。

一种降低涂层和硼硅酸盐玻璃基底之间的应力的可能方法是施加非常薄的层，但是这具有色度降低的缺点。无铅油墨的耐化学腐蚀性对于许多应用也是不符合要求的。

玻璃注射器的锥体涂层必须满足的要求与在其它方面用于例如装饰目的的常见涂层的那些是不同的。为了获得色度好的彩色涂层，通常希望层厚度＞20μm。另一方面，锥体涂层的层厚度应该确保功能性，并且为了质量监控目的而优选是可见的，但是可更薄。而常规的、装饰性的彩色涂层因为审美原因而必须是光滑的，并且还必须易于清洗，但锥体涂层必须具有确定的粗糙度。这个确定的粗糙度确保置于注射器锥体上用于传输注射器柱体中存在的液体药剂的接头稳固地粘合至该注射器或其柱体。这些接头通常是具有标准化的几何结构并且连接有注射针头或连接有传输液体用管道的塑料接头。所述接头与具有确定粗糙度的锥体之间改进的粘结确保了在注射时接头不因出现内部压力或横向力而分离。在锥体上设置的注射器接头也应足够充分地粘合以在注射后拉出针头时保持它与注射器主体的稳固连接。另一方面，所述粗糙度不得过大，因为这样具有密封不令人满意的风险。不令人满意的密封可导致如下的问题，即注射时在所需压力下在接头和注射器锥体间挤出部分药液并且损失药液，致使挤出的液滴污染环境。此外，含有药液的预装预制注射器在装料后在锥体上使用封闭盖密封并且储存。在该储存期间，良好的密封是重要的，以便药液安全储存并且与环境和空气密封隔离。