CN106565076B - 用于玻璃成型的含钨成型心轴 - Google Patents

用于玻璃成型的含钨成型心轴 Download PDF

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Abstract

本发明一般地涉及玻璃产品的制造。更具体地，本发明涉及模具，该模具包括成型心轴；还涉及用于热成型玻璃的方法和设备。通过这种方式获得的玻璃产品例如可以用作药品包装。用于使玻璃预型件的被加热区域的至少一部分再成形的成型心轴包括温度稳定的芯材料和合金元素，其中，芯材料选自贵金属的族、尤其铂族元素，并且其他合金元素选自由钨、锆、铑、钼或铼构成的组。

Description

用于玻璃成型的含钨成型心轴
技术领域
本发明一般地涉及玻璃产品的制造。尤其本发明涉及包括含钨成型心轴的模具、以及用于玻璃热成型的方法和设备。以这种方式获得的玻璃产品例如可用作药品包装。
背景技术
在中空体形的玻璃产品的制造过程中，热成型是主要的工艺步骤。热成型的工艺流程通常包括多个相继的加热和成型处理，这些处理被执行以便从管状玻璃体开始生产期望的最终几何形状。
在医学领域中使用的中空体形的玻璃产品通常在可能的由热成型处理引起的污染方面受到非常高的要求。这意味着对热成型中使用的模具有严格的要求。这些严格的要求尤其涉及模具所使用的材料。例如，在制造中空体形的玻璃产品时通常使用包括成型心轴的模具来形成锥形部。在这种情况下，成型心轴的材料起非常重要作用。
在生产药品包装时或在热成型由玻璃制成的用于药品的医用储存容器、例如安瓿、注射器、小瓶、药筒时，可以使用金属成型材料作为成型心轴材料。
纯的钨或钨合金具有高的耐热-机械性，该高的耐热-机械性尤其在小的材料横截面的情况下是非常有利的。这例如是在成型心轴具有小于0.5mm至约1mm的直径的情况。因此，芯轴在与待再成形的玻璃的接触区域中包括钨或钨合金是有利的。
例如，在由管状玻璃体生产注射器(其通常在有刻度的机器、例如旋转式传送机上实现)时，在热成型过程将成型心轴加热到约800℃至900℃的温度。由于循环时间短，材料经受频繁且快速的温度变化。因此，在热成型期间，温度、玻璃蒸发产物、空气、湿度的影响和由于压靠芯轴的面团状的玻璃引起的摩擦负载可引起成型心轴上的材料腐蚀。
成型心轴上、特别是与待再成形的玻璃预型件的接触区域中的材料腐蚀通常是不期望的并且导致成型心轴的外部几何形状的变化或直径的减小，而且直径的减小通常是沿轴向不均匀的。该材料腐蚀具有若干其他不利影响。
例如，作为材料腐蚀的结果，用于成形的预定标称尺寸由于成型心轴的外部几何形状的变化而随着时间被越来越小地保持，并且所要求的通道尺寸仅仅能在有限的时间段被满足。因此，成型心轴的使用寿命相对短和/或需要额外的努力以用于随后的调节。此外，被腐蚀的材料可能进入刚形成的玻璃产品的内部中。例如，在注射器的锥形部成形期间，被腐蚀的材料可能被引入到所谓的锥形通道中。
然而，存放在注射器中的药理活性物质可与含钨的污染物在玻璃产品的内部相互作用，从而可能改变其有效性。因此，对于特定的药物来说，存在对玻璃容器的增长的要求，即，玻璃容器满足特定的钨含量上限或甚至完全没有钨。
在此背景上，已经研发了不含钨成型心轴。为了避免含钨的污染物，例如文献EP 1809 579 B1提出使用不含任何钨的成型心轴。
文献EP 1 471 040 A1公开了一种成型心轴，该成型心轴不含钨并且包括石墨作为基本材料。此外，成型心轴可以包括其他材料、如碳化硅或碳化锆并且因此不含钨。
此外，在文献WO 2012/039705 A2中提出了一种成型心轴，其包括采取覆盖层形式的保护层。在这种情况下，基本材料可含钨。对层材料来说，提出中性玻璃所含的材料或构成待再成形玻璃的部件的玻璃，以便以这种方式排除外来污染物。
通常，这种涂层受到一定量的磨损，从而几乎不能防止成型心轴的材料腐蚀的不利效果。由此，这种成型心轴的使用寿命较短。此外，由于高的机械应力可能出现层材料的裂纹或层部件的脱落，从而进一步降低成型心轴的使用寿命。
另一方面，对于大量形成的玻璃产品而言，只要钨含量保持在预确范围或不超过可忍受的限制，在形成的部分的内部中低的钨含量就不具有大的缺点。
发明内容
由此，本发明的任务是提供用于模具、尤其用于成型心轴的材料以及用于形成中空体形的玻璃产品的方法和设备。
不期望的污染物、尤其钨通过模具、尤其通过成型心轴进入待再成形的玻璃产品应当保持在预定范围内。特别是，再成形的玻璃产品的内部或内部锥形部在来自模具、尤其成型心轴中的污染物中不应超过预定限制。
此外，模具、尤其成型心轴应当具有长的使用寿命。应当尽可能防止材料腐蚀，以便获得特别长的使用寿命，并具有一致的质量而不需要额外的调节工作。
此外，也应基本排除模具、尤其成型心轴的外部部件的剥落。
最后，应避免在成型心轴的表面上产生裂纹的危险。
该目的通过独立权利要求的主题以非常简单的方式实现。本发明的优选实施例和细化方案由在相应的从属权利要求中详述。
因此，本发明涉及用于使中空体形的玻璃预型件再成形的模具，该模具包括成型心轴，以用于使玻璃预型件的加热区域的至少一部分再成形。
对此，成型心轴由包括至少第一温度稳定的芯材料的合金制成。优选地，成型心轴是实心的成型心轴，以获得最大可能的稳定性。在本文中，术语“芯材料”指的是成型心轴的基础材料或基本材料，成型心轴由该芯材料制成。
特别适于作为成型心轴的芯材料的材料是以下材料：所述材料具有高的耐热性和高的弹性模量，从而当温度在400℃或更高的范围中时所述材料也适于机械应力。此外，其应当耐酸和玻璃蒸发产物、例如硼酸盐，并且在直至400℃的空气中具有耐氧化性，以便避免在用于使中空体形的玻璃预型件再成形的热成型工艺期间或由于热成型工艺而发生材料腐蚀。
因此，芯材料从贵金属族、尤其铂族元素选择。芯材料也可包括合金。合适的芯材料是贵金属或其合金、例如铂。
除了芯材料，成型心轴包括另一合金元素，其从由钨、锆、铑、钼或铼构成的组中选择。
发明人已经发现，除已知的由钨制成的成型心轴之外，包括由铂族元素构成的合金的成型心轴也非常适合作为模具、尤其作为用于成型心轴的芯材料，因为其具有高的机械强度。
已经证实，其他合金元素—钨、锆、铑、钼或铼的即使少量添加也显著改善成型心轴的机械性能和结构性能。在选择材料铱作为芯材料的情况下，成型心轴的机械和结构的改进是特别有利的。
完全出乎意料地，在这种包括铱作为芯材料和包括钨作为其他合金元素的模具中，非常少的钨进入待再成形的玻璃产品中。这是特别令人惊奇的，因为普遍已知的是，使用含钨的材料作为模具、尤其作为成型心轴导致再成形的产品、尤其再成形的产品的内部的严重的钨污染。由此，例如文献EP 1 809 579 B1建议使用无钨的成型心轴。
因此，令人惊奇地，尽管成型心轴包括钨含量，但再成形的玻璃产品的内部、尤其内部锥形部能保持完全没有杂质、尤其没有含钨的污染物。
除了铱，成型心轴的芯材料也可包括钯、铂、铑、铼和/或钌或者包括具有铱、钯、铂、铑、铼和/或钌的合金。
在一种实施例中，芯材料包括至少20wt％的铂或包括至少20wt％的铂的合金。
在另一实施例中，芯材料包含至少5wt％的铑或包括至少5wt％的铑的合金。
在另一优选实施例中，芯材料包含包括20wt％的铂、优选至少25wt％的铂、并且更优选至少30wt％的铂、以及至少5wt％的铑、优选至少7wt％的铑并且更优选至少10wt％的铑的铂铑合金。
在另一实施例中，芯材料包括具有至少5wt％的镍的铂镍合金。
在另一优选实施例中，芯材料包括具有至少5wt％、优选至少10wt％并且更优选至少20wt％的铱的铂铱合金。
在另一优选实施例中，芯材料包括至少20wt％、优选至少50wt％、更优选至少70wt％并且最优选至少90wt％的铱作为合金元素。
发明人已经发现，合金元素、如钨、锆、铑、钼或铼的非常少量的添加可显著改善用于成型心轴的合金的机械性能和结构性能。这些合金元素的量有利地处于以下范围：优选在至少0.1wt％、优选至少0.3wt％、更优选0.5wt％并且最优选至少0.9wt％以及不超过10wt％、优选最多6wt％并且更优选最多5wt％。
在特别优选的实施例中，选择铱作为芯材料并且选择钨作为合金元素。
铱或含铱量高的合金具有非常高的硬度，所述硬度一方面是材料的内在性质，但也能通过在其制造中的应变硬化实现。由于铱的高的再结晶温度，即使在热成形中可能出现的约800℃或900℃的温度下的使用时该强度或硬度也被很大程度地保持。
钨的特征在于高的耐酸性、例如HF和HCl，并且仅被硫酸轻微地侵蚀。此外，其在直至400℃的空气中具有好的抗氧化性。此外，高的耐热性和高的弹性模量有利于用作用于成型心轴的合金元素。
已经示出，作为合金元素的非常小含量的钨对成型心轴的强度具有积极的影响。含量非常少的钨处于从约0.01wt％开始的重量百分比范围。
因此，用于成型心轴的非常有利的材料是以下材料：所述材料包括具有至少0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、优选至少0.3wt％、更优选至少0.5wt％并且最优选至少1wt％的钨的铱钨合金。在此还有利的是钨含量不超过10wt％、优选不超过6wt％并且更优选最多5wt％的情况。
非常适于成型心轴的材料例如可包括具有0.96wt％、1.92wt％或3.84wt％的钨的铱钨合金。
这种材料具有增大的抗拉强度以及减小的断裂伸长率。例如，具有0.96wt％的钨的铱钨合金具有16.271kN/cm2的屈服强度。抗拉强度为39.989kN/cm2而断裂伸长率为24.4％。
此外可观察到，这种铱钨合金的颗粒大小减小并且再结晶温度升高。这非常有利地影响模具的外部部件的脱落以及在成型心轴的表面上的裂纹形成的危险。由此，能显著延长铱钨合金作为成型心轴材料制成的成型心轴的使用寿命。
与贵金属铂和铑相比，铱在含氧大气中在提高的温度下具有最大挥发性。在高于约900℃的温度时，将形成氧化铱IrO2和IrO3。这些氧化物是挥发性的，它们在高于约1000℃时升华。
相比于纯铱，铱钨合金的在1wt％至3wt％的钨含量能显著降低随时间经过而造成的质量损失。因此令人惊奇的是，这种铱钨合金一方面导致非常长的使用寿命，另一方面由于非常小的随时间经过而造成的质量损失导致非常少的钨进入待再成形的玻璃预型件的内部或锥形通道。
此外，显著改善对空气中的氧的抗氧化性，这对成型心轴在使用时的腐蚀磨损具有非常有利的影响。
因此由于上述原因，具有合金添加物钨的铱合金特别适合在锥形通道的热成型时用作成型心轴。
这种铱钨合金可通过火法冶金工艺制造。成型心轴的成型工艺可借助拉丝来执行，可选地，随后进行磨削工艺以改进表面光洁度。
此外，本发明提出用于使中空体形的玻璃产品再成形的设备，其包括：
-用于局部加热玻璃预型件的一区域到超过其软化点的加热装置，和
–使玻璃预型件的通过用于局部加热的加热装置而被加热的所述区域的至少一部分再成形的至少一个模具，其中，模具包括根据本发明的成型心轴。
成型心轴由合金制成，该合金包括至少第一温度稳定的芯材料和至少另一种合金元素，其中，芯材料包括至少50wt％并且从贵金属族、尤其铂族元素选择，并且其中，另一合金元素从包括钨、锆、铑、钼和/或钌或铼的组中选择。
在再成形工艺期间，成型心轴的表面的一部分可与玻璃预型件直接接触。
该设备可包括用于局部加热的燃烧器，其中，还设有额外的旋转装置以便使模具和玻璃预型件相对于彼此旋转。
此外，模具可包括辊子对，其布置成使得所述辊子对的辊子在借助旋转装置旋转的玻璃预型件的表面上滚动，同时激光照射位于辊子之间的玻璃预型件的圆周表面的区域。
在另一实施例中，该设备还可以包括用于局部加热的激光器。在这种情况下，模具优选设计为使得玻璃预型件的待再成形部分的表面区域没有被模具遮盖，并且激光器或激光器下游的光学系统布置成在再成形过程中激光照射到没有被模具遮盖的区域上，并且设置控制装置，其控制激光器，以便玻璃预型件在再成形工艺期间至少暂时被激光加热。
为了在设备中加热待再成形的玻璃预型件的玻璃，使用激光器，激光器发射出一定波长的光，对于该波长而言玻璃预型件的玻璃至少是部分透明的，从而在玻璃中至少部分地吸收所述光。
能利用这种设备实施用于使玻璃产品再成形的方法，该方法相应地基于以下步骤：
-局部地加热中空体形的玻璃预型件到超过其软化点，以及
-借助至少一个模具使玻璃预型件的借助用于局部加热的加热装置而被加热的区域的至少一部分再成形，
-其中，模具包括如前所述的根据本发明的成型心轴，以及
-其中，玻璃预型件和模具借助旋转装置相对于彼此地旋转。
根据本发明的模具特别适于生产具有低污染的药品玻璃包装。
因此，本发明也涉及由如上所述的方法制造或可由如上所述的方法制造的玻璃注射器，并且注射器尤其在其内部或再成形的内部锥形部的区域中仅具有非常少的污染物、尤其仅仅非常少的钨污染物。
因此，借助上述方法或借助上述模具生产的玻璃注射器能在空腔之内具有低含量的钨。
钨的含量能借助中子活化分析(NAA)确定，其是用于样品的元素成分或同位素成分的定量分析的核物理方法，为此，样品被中子辐照。结果，样品的待检测的原子核(也称为分析核)与中子相互作用并且能够根据核反应的类型产生不同的产物。该工艺能在研究反应堆中或通过使用不同中子源被执行。产生的活化产物可能是放射性的，并且然后以其特征半衰期衰变。不仅在活化期间而且在衰变期间，辐射以特征能量释放，该特征能力能被用于分析。
根据本发明生产的注射器具有非常低的钨含量。利用能以传统的化学分析方法获得的3ng的检测限，没有钨含量被检测到。在中子活化分析中，检测限明显更低，为约0.03ng直至0.006ng。在一种情况中，每个注射器约0.006ng的钨含量被检测到。
因此，注射器的钨含量为>0，这归因于成型心轴的非常小的磨损，并且在100,000次再成形操作的循环之后确定钨含量。根据磨损来计算注射器的通过根据本发明的再成形操作而产生的污染，所述污染在0.01至0.03ng/注射器的范围中。
因此，注射器的钨含量为>0ng、>0.006ng、>0.01ng、>0.03ng。
空腔内的钨含量为每注射器最高100ng、最高50ng、最高10ng、优选最高1ng并且最优选最高0.1ng。
这样低的污染对大部分玻璃产品无害，从而根据本发明的成型心轴由于其非常长的使用寿命可有助于显著的成本节省潜力。
钨污染的检测利用水萃取法实现，其中，用净化水冲洗注射器的内部体积。在这种情况下，填充体积对应于注射器的期望的填充体积。这在提高的温度下(通常50℃至100℃以上)并且在4天的时段内完成。钨的化学检测在洗出液中借助电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)实现。
本发明的另一优点是，能免除成型心轴在接触区域中的涂层，并且因此，由于膨胀性能的差别在芯材料和涂层之间没有任何交织，由此很大程度降低成型心轴的外部部件脱落的危险。同时，也使裂纹形成的危险最小化。
成型心轴的长的使用寿命能够在再成形的玻璃产品保持不变的高质量的情况下生产，而没有对再成形设备进行频繁的额外调节操作的任何需要。因此确保了特别高程度的尺寸精度，这因为成型心轴的材料腐蚀被降低。这允许满足玻璃产品的几何形状方面的紧密工差。
另一重要优点是，由于较小的腐蚀磨损，明显更少的颗粒沉积在待再成形的玻璃预型件的接触区域中、例如在注射器的锥形通道的接触区域中。同时，明显更少的挥发的钨成分被引入到中空体形的玻璃产品的内部、例如注射器的内部。因此，显著降低了通过化学分析可检测的钨含量。因此，根据本发明的模具、尤其根据本发明的成型心轴特别适于在玻璃产品的热成型中使用，该玻璃产品用作药品包装。
附图说明
现在根据优选实施例并且参考附图更详细描述本发明。本发明的其他细节由所示示例性实施例的描述和所附权利要求得出。
其中：
图1示出用于使管状玻璃再成形的设备的部件，
图2示出玻璃预型件的玻璃的透射率光谱，
图3A-3F示出在再成形工艺的过程中管状玻璃的剖视图，
图4是成型心轴的一部分的俯视图，以及
图5是不同的铱钨合金在1000℃时的质量损失的概览图。
具体实施方式
在优选实施例的以下详细描述中，出于清楚的原因，在这些实施例中类似部件用相同的附图标记表示。然而，为了更好地阐明本发明，在附图中示出的优选实施例不总是按比例绘制。
图1示出用于实施根据本发明的方法的设备1的示意性实施例。
在图1中所示的示意性实施例的作为整体以附图标记1标出的设备被构造为用于使管状玻璃3的形式的玻璃预型件再成形。特别，设备用于制造玻璃注射器主体，并且在图1中示出的设备1的元件用于由管状玻璃形成注射器主体的锥体。
借助设备1由管状玻璃生成锥体基本包括局部地加热管状玻璃3的区域(在这里是其端部30)直至超过其软化点，并且使用至少一个模具使被加热的端部的至少一部分再成形。在示出的示例中，用于局部加热的装置包括激光器5，其发射出一种波长的光，对于这种波长而言，玻璃管3的玻璃材料至少部分(即不是全部)透明，从而光至少部分地在玻璃中被吸收。
除在图1中所示的用于局部加热中空体形的玻璃预型件的激光器5以外，当然也可能使用其他装置来局部加热的，所述装置通常用于在玻璃的热成型工艺。例如，这可以是燃烧器，诸如气体燃烧器。因为所述装置的使用是已知的，所以在此省略其详细描述。
图1的激光束50借助光学系统6定向到管状玻璃3上。在再成形工艺期间，模具7和玻璃预型件3借助旋转装置9相对于彼此旋转。如在所示的示例中那样，通常有利地是使管状玻璃3沿着管状玻璃3的轴向方向的旋转轴线旋转。为此，旋转装置9包括具有夹盘91的驱动器90，该夹盘91保持管状玻璃3。另一可能性是相反的配置，其中管状玻璃被固定并且模具7围绕管状玻璃旋转。
在图1中所示的示意性实施例中，模具7包括两个辊子70、71，所述辊子在管状玻璃3旋转时在管状玻璃的表面上滚动。通过将辊子驱动为在管状玻璃3的径向方向上彼此靠近，管状玻璃3的端部30被挤压。通过辊子70、71的旋转轴线上的箭头在图1中示出径向运动。
此外，成型心轴75设置为模具7的部件。该成型心轴75在待在成型的端部30处被引入到管状玻璃3的开口中。使用成型心轴75来形成注射器主体的锥形通道。成型心轴75能够被可转动地安装，以便与管状玻璃3一起旋转。还能使旋转的玻璃在不动的成型心轴上且围绕其滑动。
为了避免粘附，可以如通常在玻璃表面上滑动的模具那样能为此使用减小在滑动运动时的摩擦的防粘剂或润滑剂。此外，能使用在再成形期间所处的温度下蒸发的润滑剂。在使用这种润滑剂的情况下，能有利地避免在玻璃成品上的润滑剂残留或防粘剂残留。
在辊子70、71之间，激光束50能被引导到管状玻璃上，而没有模具对激光束50的干扰。因此，模具被构造为使得管状玻璃的待再成形的部分的表面区域不被模具遮盖，从而在再成形工艺过程中借助在激光器下游布置的光学系统6使激光照射到没有被模具遮盖的区域上。特别地，在管状玻璃3的圆周表面上的辊子70、71之间的区域33被激光照射。
控制单元13控制再成形工艺。特别地，控制装置13驱动激光器5，使得管状玻璃3在再成形工艺期间被激光至少暂时加热。
在图1中示出的设备的光学系统6包括偏转镜61以及柱面透镜63。
柱面透镜63被设置为用于使激光束50沿着管状玻璃3的轴向方向展开成扇形光束51，从而由激光照射的区域33在管状玻璃3的轴向方向上相应地扩展。因为在激光照射时管状玻璃3旋转，所以照射的功率在管状玻璃上沿周向分布，从而圆柱形的部分被加热，或更通常地，与玻璃预型件的形状无关地，在轴向方向上沿着旋转轴线的区域被加热。该区域具有的长度优选至少与待再成形的部分一样长。待再成形的部分具有的长度主要由辊子的宽度确定。为了实现激光功率在管状玻璃的轴向方向上的特定分布，也能替代地或除了柱面透镜63之外有利地使用衍射光学元件。
成型工艺由控制装置13控制。此外，控制装置13控制激光功率。此外，也控制模具70、71、75的运动。同样，也可以控制旋转装置9，特别是驱动器90的转速，可选地也可以控制夹盘91的打开和闭合。
在形成玻璃注射器主体时，对于激光器5而言，通常小于1千瓦的照射功率足以保证迅速加热到软化温度。一旦达到用于热成型的期望温度，那么激光功率可由控制装置13减小，使得入射的激光功率仅补偿冷却。在生产注射器主体时，为此通常30至100瓦是足够的。
基于管状玻璃3的温度可特别实现激光功率的控制。为此可在控制装置13中执行控制处理，控制装置13根据温度测量装置测量的温度控制激光功率，以便在玻璃预型件上调节预定的温度或预定的温度/时间曲线。在图1中示出的实例中，高温计11被设置作为温度测量装置，该高温计测量由激光器5加热的端部30处的管状玻璃的热辐射。测量值输送给控制装置13并且在控制处理中用来调节期望的温度。
在如图1示例性示出的特别有利地设置是激光不直接加热模具。其结果是，尽管玻璃预型件在再成形工艺期间不被加热，但相比于使用燃烧器的先前加热工艺，模具通常不被更大程度地加热。总体而言，通过这种方式产生较少的热能并且该热能被更有选择性地地引入到玻璃预型件中。因此，上减少了整个设备的加热，此外还因此减小了由热膨胀引起的磨合现象
Figure BDA0001130459550000112
用于生产注射器主体的优选的玻璃是硼硅酸盐玻璃。特别优选低碱的硼硅酸盐玻璃、特别是具有低于10wt％的碱含量的低碱的硼硅酸盐玻璃。硼硅酸盐玻璃由于其通常高的抗热震性而通常是非常适合的，高的抗热震性有利于在借助本发明能实现的快速处理时间中快速实现加热梯度。
合适的低碱的硼硅酸盐玻璃具有以下成分，以wt％计：
Figure BDA0001130459550000111
图2示出玻璃的透射光谱。给出的透射率的值指的是1毫米的玻璃厚度。如能从图2看到的，在波长大于2.5微米时玻璃的透射率减小。大于5微米时，玻璃基本不透明，即使在玻璃厚度非常薄的情况下。
在图2中示出的、在波长范围大于2.5毫米中的透射率的减小不主要取决于玻璃的确切组分。因此，在优选的硅硼酸盐玻璃中，上面给出的成分的含量甚至可从各给定值偏离25％，并且具有类似的透射性能。此外，除硼硅酸盐玻璃以外当然也可使用其它玻璃。只要该玻璃在激光的波长中最多是部分透明的，即不完全透明，那么就可以使用激光源来加热。
图3A至3F是示意性示出根据本发明的用于由管状玻璃3形成注射器锥形部以便生产注射器主体的再成形工艺的模拟。示图的截面沿着管状玻璃3的中心轴线截取，该管状玻璃围绕该中心轴线旋转。辊子70、71和成型心轴75也能被看到。
在管状玻璃的剖视图中示出的并且垂直于管状玻璃的中心轴线初始地延伸的线20是管状玻璃3的轴向部分的假想边界线。这些线用于示出再成形时的材料流。
成型心轴75从底座76伸出，该底座76用于使注射器的远端锥面成形。底座76是垂直于图3A至3F的观察方向的扁平部件。与所示不同地，在实际的设备中，底座围绕成型心轴75的纵轴线转动90°，从而底座76配合在辊子70、71之间。也就是说，如图3C等中所看到的辊子70、71和底座76的重叠实际没有发生。
辊子70、71的接合以及最初的变形从图3C中示出的位置开始发生。之后，管状玻璃3被径向向内朝管状玻璃的中心轴线运动的辊子70、71挤压。在图3E中示出的阶段中，成型心轴75接触管状玻璃的内表面并且形成注射器锥形部的通道。最后，在图3F中示出的阶段中，注射器锥形部的成形已经完成。随后，将模具从模制的注射器锥形部35缩回。因此，用于形成注射器锥形部35的所有成型步骤借助相同的模具70、71、75和底座76被实施。因此，这种成型站实施玻璃预型件的一部分上的所有热成型步骤。随后，能在管状玻璃的另一端部上形成注射器凸缘或者手指放置部。
从如在图3E中所示的成形阶段开始，能清楚看到，在注射器锥形部35上的径向挤压导致壁厚度的增加。这时，存在以下的选择：通过设定如上所述的合适的温度分布，使一些材料流从端部30离开。而且，在再成形的管状玻璃的周边边缘处在注射器筒37和注射器锥形部35之间的过渡部分中引起壁厚的减小。借助通过控制激光功率的轴向分布来调节沿轴向不均匀的功率输入也可以抵消该效果。
在图4中以平面图示出成型心轴75的一部分。从成型心轴75的尖端80开始，成型心轴75的邻近尖端的区域被标记为81，在该区域中成型心轴75在再成形工艺期间将与玻璃预型件接触或者可与玻璃预型件接触。部分82用于保持成型心轴75。
根据本发明，成型心轴75由包括至少第一温度稳定的芯材料的合金构成。所以，芯材料是成型心轴75的基础材料或基本材料并且选自贵金属族、尤其铂族元素。相应地，成型心轴是实心的成型心轴，至少在用于再成形的区域81中。优选地，成型心轴75是一体构造。
在该示例中，芯材料是贵金属，优选铂或铱，或合适的铂合金或铱合金。除铂和/或铱以外，成型心轴75的芯材料可包括钯、铑、铼和/或钌或相应的合金。
除了芯材料，成型心轴75包括另一合金元素，其选自由钨、锆、铑、钼或铼构成的组。这些合金元素的量有利地处于以下范围：至少0.1wt％、优选至少0.3wt％、特别优选0.5wt％并且最优选至少0.9wt％并且不大于10wt％、优选最高6wt％并且更优选最高5wt％。
在第一实施例中，成型心轴75的芯材料包括至少20wt％的铂或包括至少20wt％的铂的合金。
在另一实施例中，芯材料包括至少5wt％的铑或具有至少5wt％的铑的合金。
在另一优选实施例中，芯材料包括具有至少20wt％的铂和至少5wt％的铑的铂铑合金。
在另一实施例中，芯材料包括具有至少5wt％的镍的铂镍合金。
在另一优选实施例中，芯材料包括具有至少5wt％、优选至少10wt％并且更优选至少20wt％的铱的铂铱合金。
在另一优选实施例中，芯材料包括至少20wt％、优选至少50wt％、更优选至少70wt％并且最优选至少90wt％的铱作为合金元素。
在特别优选的实施例中，选择铱作为用于成型心轴75的芯材料并且选择钨作为合金元素。
用于成型心轴75的材料非常适于用模具1使由硼硅酸盐玻璃制成的管状玻璃再成形，该材料包括：具有至少0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、优选至少0.3wt％、更优选至少0.5wt％并且最优选至少1wt％的钨的铱钨合金。更有利的是钨含量为不大于10wt％、优选最高6wt％并且更优选最高5wt％的情况。特别适合的成型心轴75包括具有0.96wt％、1.92wt％或3.84wt％的钨的铱钨合金。
铱的相对高的硬度和高的再结晶温度对硼硅酸盐玻璃再成形期间成型心轴75的使用寿命有非常积极的作用。这甚至能在超过800℃或超过900℃的温度下进行再成形处理。此外，这由于钨的高的耐酸性而进一步提高。
设置在非常多次的处理循环或再成形操作(例如在8000和10000次循环之间)之后，成型心轴75也没有示出在表面上的任何裂纹趋势或任何其它的磨损现象。
由于小的磨损，特别是由于包括铱钨合金的成型心轴75的小的材料腐蚀，观察到钨的污染的程度非常低。
能观察到，基于具有约1wt％的钨含量的铱钨合金的成型心轴75的使用导致成型心轴75的特别长的使用寿命。同时，该低的材料腐蚀具有如下优点：钨的污染特别小。
优选由硼硅酸盐玻璃制成的使用上述模具再成形的玻璃注射器在再成形的空腔内具有非常低的钨含量。
能获得使用成型心轴75而再成形的注射器，在注射器的空腔内的钨含量为每注射器低于50ng、优选低于30ng、更优选低于10ng。
在特别优选的实施例中，在使用成型心轴75再成形的注射器的空腔内的钨含量为每注射器1ng至于10ng、优选每注射器1至5ng并且更优选为1至3ng。
因此，这种注射器的生产能以显著低的成本实现。
图5给出不同的铱钨合金在1000℃时的质量损失的概览(来源：Liu、Inouye，1976年12月，Oak Ridge National Labaratory，田纳西)。在图表中，横轴表示以小时计的时间，而在纵轴表示以10-2g/cm2计的重量变化。
由三个不同的合金构成的样品暴露于1000℃的温度下，并且材料的腐蚀被测量。除纯铱以外，具有1.92wt％的钨和3.84wt％的钨(Ir-1.94W、Ir-3.84W)的两种铱钨合金在其材料腐蚀方面彼此进行比较。图表示出，材料损失取决于钨的含量并且在钨含量较高的情况下减小。
与高尺寸精度相结合，铱钨合金的优点一方面在于长的使用寿命。相比于纯铱，由于可挥发的氧化物的形成而导致的质量损失因钨的含量而显著降低，从而在铱芯轴上没有能测量到的材料腐蚀。成型心轴上的小的材料腐蚀导致制造期间锥形通道的始终高的尺寸精度，并且具有非常窄的公差。
此外，基于铱钨合金的成型心轴的特征在于对玻璃组分的低反应性。例如，铱作为贵金属仅具有对玻璃蒸发产物、例如碱金属氧化物或硼氧化物的较低的反应性，以便基本抑制腐蚀。
进入到再成形的玻璃产品中的污染物非常少并且通过化学分析也几乎不能测量到。
此外，在锥形通道中没有形成沉积物、例如氧化物颗粒。
因此，根据本发明的模具、尤其根据本发明的成型心轴75带来若干优点，这使所述模具被认为是特别适于生产低钨的药品包装、例如特别是注射器。

Claims (43)

1.一种用于使中空体形的玻璃预型件再成型的模具，所述模具包括：
成型心轴，其用于使所述玻璃预型件的被加热的区域的至少一部分再成型，其中，
所述成型心轴由合金构成，所述合金包括至少第一温度稳定的芯材料和至少另一合金元素，所述芯材料是成型心轴的基础材料，其中，
所述芯材料选自贵金属族，所述贵金属包括铱、钯、铂、铑、铼和/或钌、或基于铱、钯、铂、铑、铼和/或钌的合金，并且其中，所述另一合金元素选自包括钨、锆、铑、钼、钌或铼的组，并且其中，包含具有至少0.01wt％的量的钨。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料包括至少20wt％的铂。
3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料包含至少5wt％的铑。
4.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铑合金，其包含至少20wt％的铂。
5.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铑合金，其包含至少25wt％的铂。
6.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铑合金，其包含至少30wt％的铂。
7.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铑合金，其包含至少5wt％的铑。
8.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铑合金，其包含至少7wt％的铑。
9.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铑合金，其包含至少10wt％的铑。
10.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料是包括至少5wt％的镍的铂镍合金。
11.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铱合金，其包括至少5wt％的铱。
12.根据权利要求11所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铱合金，其包括至少10wt％的铱。
13.根据权利要求11所述的模具，其特征在于，所述芯材料是铂铱合金，其包括至少20wt％的铱。
14.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料包括至少20wt％的铱。
15.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料包括至少50wt％的铱。
16.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料包括至少70wt％的铱。
17.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述芯材料包括至少90wt％的铱。
18.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述另一合金元素包括钨，钨的量为至少0.05wt％。
19.根据权利要求18所述的模具，其特征在于，所述另一合金元素包括钨，钨的量为至少0.1wt％。
20.根据权利要求18所述的模具，其特征在于，所述另一合金元素包括钨，钨的量为至少0.3wt％。
21.根据权利要求18所述的模具，其特征在于，所述另一合金元素包括钨，钨的量为至少0.5wt％。
22.根据权利要求18所述的模具，其特征在于，所述另一合金元素包括钨，钨的量为至少0.9wt％。
23.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述另一合金元素包括钨，钨的量为最高10wt％。
24.根据权利要求23所述的模具，其特征在于，所述另一合金元素包括钨，钨的量为最高6wt％。
25.根据权利要求23所述的模具，其特征在于，所述另一合金元素包括钨，钨的量为最高5wt％。
26.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述模具包括铱钨合金，其具有至少0.1wt％的钨。
27.根据权利要求26所述的模具，其特征在于，所述模具包括铱钨合金，其具有至少0.3wt％的钨。
28.根据权利要求26所述的模具，其特征在于，所述模具包括铱钨合金，其具有至少0.5wt％的钨。
29.根据权利要求26-28中任一项所述的模具，其特征在于，所述铱钨合金包括0.96wt％的钨。
30.根据权利要求26-28中任一项所述的模具，其特征在于，所述铱钨合金包括1.92wt％的钨。
31.根据权利要求26-28中任一项所述的模具，其特征在于，所述铱钨合金包括3.84wt％的钨。
32.一种用于使中空体形的玻璃预型件再成型的设备，所述设备包括：
-加热装置，其用于局部加热所述玻璃预型件的一区域到超过其软化点，和
-至少一个根据权利要求1-31中任一项所述的模具，其用于使所述玻璃预型件的被用于局部加热的所述加热装置加热的所述区域的至少一部分再成型。
33.根据权利要求32所述的用于使中空体形的玻璃预型件再成型的设备，其中用于局部加热的所述加热装置包括激光器，
-其中，旋转装置被设置为使所述模具和所述玻璃预型件相对于彼此旋转，其中，
-所述模具被构造为使得所述玻璃预型件的待再成型的所述部分的表面区域没有被所述模具遮盖，
其中，所述激光器或在所述激光器下游的光学系统布置为使得激光在再成型期间照射到没有被所述模具遮盖的区域上，并
其中，控制装置被设置为以此方式控制所述激光器，使得所述玻璃预型件在再成型期间至少暂时被激光加热。
34.一种用于生产由玻璃制成的药品包装的方法，所述方法包括以下步骤：
-局部地加热中空体形的玻璃预型件到超过其软化点，以及
-借助根据权利要求1至31中任一项所述的模具使所述玻璃预型件的被用于局部加热的加热装置加热的区域的至少一部分再成型。
35.一种玻璃注射器，其使用根据权利要求1至31中任一项所述的模具制造，其特征在于，所述玻璃注射器在包括待再成型的内部锥形部分的空腔中包括非常小的钨含量，其中钨含量为每注射器最高100ng。
36.根据权利要求35所述的玻璃注射器，其特征在于，钨含量为每注射器最高50ng。
37.根据权利要求35所述的玻璃注射器，其特征在于，钨含量为每注射器最高10ng。
38.根据权利要求35所述的玻璃注射器，其特征在于，钨含量为每注射器最高1ng。
39.根据权利要求35所述的玻璃注射器，其特征在于，钨含量为每注射器最高0.1ng。
40.根据权利要求35-38中任一项所述的玻璃注射器，其特征在于，每注射器的钨含量为>0ng。
41.根据权利要求40所述的玻璃注射器，其特征在于，每注射器的钨含量为>0.006ng。
42.根据权利要求40所述的玻璃注射器，其特征在于，每注射器的钨含量为>0.01ng。
43.根据权利要求40所述的玻璃注射器，其特征在于，每注射器的钨含量为>0.03ng。
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