[发明专利]具有改善的化学和机械耐久性的玻璃组合物

说明书

本文所述的实施方式涉及化学和机械耐久玻璃组合物和由所述玻璃组合物形成的玻璃制品。在另一种实施方式中，玻璃组合物可包括：从约70摩尔％到约80摩尔％SiO₂；从约3摩尔％到约13摩尔％碱土金属氧化物；X摩尔％Al₂O₃；以及Y摩尔％碱金属氧化物。所述碱金属氧化物可包括大于约8摩尔％量的Na₂O。比例Y:X可大于1，且玻璃组合物可不含硼和硼的化合物。在一些实施方式中，所述玻璃组合物还可不含磷和磷的化合物。由所述玻璃组合物形成的玻璃制品可至少具有根据DIN 12116的S3级别的耐酸性、根据ISO 695的至少A2级别的耐碱性、以及根据ISO 720的HGA1型耐水解性。

分案申请说明

本申请系申请日为2012年10月25日、国际申请号为PCT/US2012/061867、进入中国国家阶段后的国家申请号为201280052318.3、题为“具有改善的化学和机械耐久性的玻璃组合物”的发明专利申请的分案申请。

相关申请交叉参考

本申请要求2011年10月25日提交的美国临时申请号No.61/551,163(代理人卷号No.SP11-240P)且标题为“具有改善的化学和机械耐久性的玻璃组合物”的优先权，该文的全部内容通过引用纳入本文。

背景

领域

本发明总体涉及玻璃组合物，具体来说，涉及适用于药物包装的化学和机械耐久玻璃组合物。

技术背景

历史上，因为玻璃具有相对于其它材料的气密性、光学清晰度和优异的化学耐久性，已将玻璃用作药物包装的优选材料。具体来说，在药物包装中使用的玻璃必须具有足够的化学耐久性，从而不会影响药物包装中容纳的药物组合物的稳定性。具有合适的化学耐久性的玻璃，包括那些符合ASTM标准“1B型”的玻璃组合物，它们的化学耐久性久经考验。

但是，把玻璃用于这些应用受到玻璃的机械性能的限制。具体来说，在制药工业中，玻璃破裂是终端用户关心的安全问题，因为破裂的包装和/或包装的内容物可能伤害终端用户。对于药物制造商，破裂是损失惨重的，因为灌装线中的破裂要求丢弃邻近的未破裂的容器，因为该容器可能包含来自破裂容器的碎片。破裂还可能要求灌装线减速或停车，降低生成效率。此外，破裂还可导致损失活性药物，导致成本增加。此外，非毁灭性的断裂(即，当玻璃有裂纹却没有破裂时)可能导致内容物失去它们的无菌性，这依次可能导致昂贵的产品召回。

改善玻璃包装机械耐久性的方法之一是热学钢化该玻璃包装。热学钢化通过在成形后的快速冷却中产生表面压缩应力，来强化玻璃。对于具有平坦几何形貌(如窗户)的玻璃制品、厚度＞2毫米的玻璃制品和高热膨胀的玻璃组合物，这种技术非常可行。但是，药物玻璃包装通常具有复杂的几何形貌(小瓶、管状、安瓿瓶等)、薄的壁(～1-1.5毫米)，以及由低膨胀玻璃(30-55x10^-7K^-1)制备，使玻璃药物包装不适于通过热学钢化强化。

化学钢化也通过引入表面压缩应力来强化玻璃。通过把制品浸没于熔盐浴中来引入应力。因为玻璃中的离子被熔盐中更大的离子取代，所以在玻璃的表面产生压缩应力。化学钢化的益处在于它可在复杂几何形貌、薄的样品上使用，且对玻璃基材的热膨胀特征相对不敏感。但是，对化学钢化具有中等敏感性(susceptibility)的玻璃组合物通常具有不良的化学耐久性，反之亦然。

因此，存在对玻璃组合物的需求，所述玻璃组合物是化学耐久的且易于通过离子交换化学强化以用于药物包装和类似的应用。

概述

根据一种实施方式，玻璃组合物可包括：浓度大于约70摩尔％的SiO₂和Y摩尔％的碱金属氧化物。所述碱金属氧化物可包括大于约8摩尔％量的Na₂O。所述玻璃组合物可不含硼和硼的化合物。