CN109153598A - 玻璃制品加工设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于玻璃涂覆设备的涂覆托架包括涂覆基座，所述涂覆基座包括多个心轴连接器接收特征。每个心轴连接器接收特征包括腔体，其尺寸被调整成可移动地接收玻璃主体支承组件的心轴连接器，所述玻璃主体支承组件被构造用于支承玻璃容器主体。

Description

玻璃制品加工设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年5月23日提交的，名称为“Glass Article ProcessingApparatuses and Methods”[《玻璃制品加工设备和方法》]的第62/340,094号美国临时专利申请的优先权，其全文通过引用的方式纳入本文。
背景
技术领域
本说明书一般涉及玻璃制品设备和方法，更具体而言，涉及施加施涂于玻璃制品如药物包装件的低摩擦涂层的玻璃加工设备和方法。
背景技术
历史上，由于玻璃相对于其他材料来说具有气密性、光学清晰度和优异的化学耐久性，因此已将玻璃用作包装药物的优选材料。具体而言，用于药物包装的玻璃需具有足够的化学耐久性而不会影响其中所含药物组合物的稳定性。具有合适的化学耐久性的玻璃包含ASTM标准“类型1B”中的那些玻璃组合物，它们的化学耐久性得到了历史证实。
但是，将玻璃用于这些应用受到玻璃的机械性能的限制。在制药行业中，玻璃破裂是终端用户关心的安全问题，因为破裂的包装件和/或包装件的内容物可能伤害终端用户。此外，非毁灭性的破裂(即，当玻璃裂开却没有破裂时)可能导致内容物丧失其无菌性，这进而可能导致昂贵的产品召回。
具体而言，当包装件与加工仪器、处理仪器和/或其他包装件接触时，在制造和填充玻璃药物包装件时所使用的高加工速度可能导致包装件表面上机械损坏(例如磨损)。这一机械损坏大大地降低了玻璃药物包装件的强度，导致玻璃中出现裂纹的可能性增加，这可能会破坏包装件中所含药物的无菌性或导致包装件完全失效。
改进玻璃包装件的机械耐久性的一种方法是对玻璃包装件进行热回火和/或化学回火。热回火通过在成形之后的快速冷却期间诱导表面压缩应力来强化玻璃。对于具有平坦几何形状(如窗户)的玻璃制品，厚度大于约2mm的玻璃制品和高热膨胀的玻璃组合物来说，这种技术非常可行。然而，药物玻璃包装件通常具有复杂的几何形状(小瓶、管状、安瓿等)、薄的壁(有时在约1-1.5mm之间)，以及由低膨胀玻璃制造，这使玻璃药物包装件不适于通过热回火强化。化学回火通过引入表面压缩应力也使玻璃得到强化。通过将制品浸没到熔融盐浴中引入应力。由于来自玻璃的离子被来自熔融盐的更大的离子替换，因此，在玻璃的表面中诱导了压缩应力。化学回火的优点在于其可在复杂的几何形状、薄的样品上使用，并且对玻璃基材的热膨胀性质相对不那么敏感。
然而，虽然上述回火技术提高了强化玻璃承受钝性冲击的能力，但是这些技术在改进玻璃对在制造、运输和处理期间可能发生的磨损(例如刮擦)的耐受性方面却不太有效。
因此，需要用于将涂层施涂于玻璃制品的玻璃加工设备和方法以提供改进的抗机械损坏性。
发明内容
根据一个实施方式，一种用于玻璃涂覆设备的涂覆托架包括涂覆基座，所述涂覆基座包括多个心轴连接器接收特征。每个心轴连接器接收特征包括腔体，其尺寸被调整成可移动地接收玻璃主体支承组件的心轴连接器，所述玻璃主体支承组件被构造用于支承玻璃容器主体。
在另一个实施方式中，支承处于直立位置的玻璃容器主体的玻璃主体支承组件包括套筒主体和夹指，其被构造成夹持到玻璃容器主体的颈缩部分。所述套筒主体具有延伸穿过该套筒主体的气体吹扫通道，以将加压气体输送到玻璃容器主体的内部。
在另一个实施方式中，心轴旋转设备的心轴部分包括基座和凸出部分，所述凸出部分从基座向外延伸并且被构造成与玻璃主体支承组件的心轴连接部分连接。在基座和凸出部分中的至少一者中具有磁体，布置该磁体以施加磁力，从而在心轴连接部分与凸出部分接合时抵抗心轴连接部分的轴向运动。
在以下的具体实施方式中列出了涂覆的玻璃制品及其制造方法和过程的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的实施方式而被认识。
应理解，前述的一般性描述和下文的详细描述都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，示意性地描述了具有低摩擦涂层的玻璃容器的截面图；
图2根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，示意性地描述了具有低摩擦涂层并且所述低摩擦涂层包含聚合物层和偶联剂层的玻璃容器的截面图；
图3根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，示意性地描述了具有低摩擦涂层并且所述低摩擦涂层包含聚合物层、偶联剂层和中间层的玻璃容器的截面图；
图4根据本文所示及所述的一个或多个实施方式，例示了一种形成和加工玻璃容器主体的方法；
图5根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，示意性例示了涂覆托架的透视图；
图6示意性例示了涂覆托架沿着图5的线6-6的部分截面图；
图7根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，示意性地例示了具有玻璃主体支承组件的心轴连接器的图5的涂覆托架的另一个部分截面图；
图8根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了玻璃主体支承组件的透视图；
图9根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了图8的玻璃主体支承组件的玻璃容器连接部分；
图10根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了心轴旋转设备的心轴部分；
图10A例示了图10的心轴旋转设备的截面图；
图11例示了图10的心轴旋转设备的底部截面图；
图12根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了图5的涂覆托架与心轴旋转设备连接的一种连接操作；
图13根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了用于将玻璃容器主体装载到图8的玻璃主体支承组件上的玻璃装载设备；
图14是图13的玻璃装载设备的另一个图示；
图15根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了用于将玻璃容器主体从图8的玻璃支承组件卸载下来的玻璃卸载设备；
图16例示了图15的玻璃卸载设备的夹持机构的详细视图；
图17根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了侧面开放式的涂覆托架的另一个实施方式的透视图；
图18根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了处于闭合构造的基于套筒的玻璃主体支承组件的截面图；
图19例示了处于开放构造的图18的基于套筒的玻璃支承组件的另一个截面图；
图20根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了将图18的玻璃主体支承组件放到加热支架上的卸载操作；
图21根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了基于套筒的玻璃主体支承组件的另一个实施方式的截面图；
图22根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了图21的玻璃支承组件的无夹指的套筒主体的透视图；
图23例示了附接有夹指的图22的套筒主体的透视图；
图24例示了图21的玻璃主体支承组件的透视图；
图25根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了另一个基于套筒的玻璃支承组件的截面图；
图26根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了图25的玻璃支承组件的无夹指的套筒主体的透视图；
图27例示了附接有夹指的图26的套筒主体的透视图；
图28根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了具有磁体的心轴部分的透视图；
图29例示了图28的心轴部分沿线29-29的截面图；
图30根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了另一个具有磁体的心轴部分的透视图；
图31根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了另一个具有磁体的心轴部分的透视图；以及
图32根据本文所示和所述的一个或多个实施方式，例示了另一个具有磁体的心轴部分的透视图。
具体实施方式
现将详细参考低摩擦涂层、具有低摩擦涂层的玻璃制品及其生产设备和方法的各个实施方式，它们的实例在附图中示意性示出。这种涂覆的玻璃制品可以为适用于各种包装应用的玻璃容器，包括但不限于作为药物包装件。这些药物包装件可以包含或者可以不包含药物组合物。本文将具体参考附图更详细地描述低摩擦涂层、具有低摩擦涂层的玻璃制品及其形成方法的各个实施方式。虽然本文所述的低摩擦涂层的实施方式被施涂于玻璃容器的外表面，但是应理解，所述低摩擦涂层可作为涂层用在各种材料上，包括非玻璃材料，以及用在除容器之外的基材上，包括但不限于玻璃显示面板等。
一般而言，可以将低摩擦涂层施涂于玻璃制品的表面，所述玻璃制品例如可以用作药物包装件的容器。低摩擦涂层可以向涂覆的玻璃制品提供有利性质，例如摩擦系数减小及抗损坏性提高。摩擦系数减小可以通过减轻对玻璃的摩擦损坏而赋予玻璃制品改进的强度和耐久性。另外，在暴露于高温和其他条件后，例如用于包装药物的包装和预包装步骤期间经历的条件，如去除热原、高压灭菌等之后，所述低摩擦涂层可以保持上述改进的强度和耐久性特性。因此，低摩擦涂层和具有低摩擦涂层的玻璃制品是热稳定的。
低摩擦涂层一般可以包含偶联剂，例如硅烷和聚合物化学组合物(例如聚酰亚胺)。在一些实施方式中，可以将偶联剂设置在位于玻璃制品表面上的偶联剂层中，并且可以将聚合物化学组合物设置在位于偶联剂层上的聚合物层中。在其他实施方式中，偶联剂和聚合物化学组合物可以在单一层中混合。
参考图1，该图以截面形式示出了玻璃容器10形式的涂覆的玻璃制品。涂覆的玻璃容器10包含玻璃容器主体12和低摩擦涂层14。玻璃容器主体12具有玻璃容器壁16，其在外表面18(即第一表面)与内表面20(即第二表面)之间延伸。玻璃容器主体12一般具有顶端22以及与顶端22相对的底端24。玻璃容器壁16的内表面20限定了涂覆的玻璃容器10的内部体积26。
在例示的实例中，涂覆的玻璃容器10包括主体部分28以及在顶端22处的颈缩部分30。颈缩部分30包括肩部区域32，其在宽度尺寸(直径)上减小到颈部区域34。颈部区域34沿着到凸缘区域36的其高度的至少一部分可以具有基本上恒定的内直径和/或外直径，在凸缘区域36中，外直径增大以在超出颈部区域34的位置处突出(overhang)至少一部分的肩部区域32。在一些实施方式中，凸缘区域36中的内直径可以基本上等于颈部区域34中的内直径，从而在顶端22处沿着到开口35的颈部区域34提供基本上恒定的内直径。在其他实施方式中，凸缘区域36和颈部区域34中的内直径可以不同。玻璃容器主体12的底端24可以包括开口端40。在一些实施方式中，开口端40处的内直径(和外直径)沿着玻璃容器主体12的高度H可以基本上是恒定的，所述高度H是沿着主体部分28到颈缩部分30的高度。在一些实施方式中，凸缘区域36的外直径可以小于主体部分28的外直径(和内直径)。玻璃容器主体12的开口端40可以便于装置插入，所述装置例如可以可靠的方式密封玻璃容器壁16的内表面20的柱塞。
玻璃容器主体12的高度H大于玻璃容器主体12的宽度W(例如外直径)。在一些实施方式中，玻璃容器主体12的高度H可以是玻璃容器主体12的宽度W的至少约2倍或更多，例如约2.5倍或更多，例如约3倍或更多，例如约3.5倍或更多，例如约4倍或更多，例如约4.5倍或更多，例如约5倍或更多。如在下文中将更具体描述的，这种相对较大的高度H对宽度W的比值在玻璃容器主体12以相对较高的速度旋转的涂覆过程期间可出现独特的问题。
将低摩擦涂层14施涂于玻璃容器主体12。低摩擦涂层14位于玻璃容器主体12的外表面18的至少一部分上。低摩擦涂层14包括外部接触表面44和内部玻璃界面表面46，所述内部玻璃界面表面46可以与玻璃容器主体12的外表面18结合。在例示的实例中，低摩擦涂层14可以主要位于沿着主体部分28的位置。这是因为主体部分28可以呈现最大外直径，这可使得更易与周围物体接触。还可能期望在玻璃容器主体12的开口端40处提供低摩擦涂层14。这是因为玻璃容器主体12的开口端40在例如填充操作期间可为涂覆的玻璃容器10提供基座，并且与多种类型的支承表面(例如传送器表面)接触。
相反，可能不期望在涂覆的玻璃容器10的内部中提供低摩擦涂层14，或者不期望至少沿着可能接触药剂、激素或其他治疗物质的涂覆玻璃容器10的内部区域提供低摩擦涂层14。在一些实施方式中，可以在涂覆的玻璃容器10的某些区域内施涂低摩擦涂层14，这些区域不会暴露于涂覆的玻璃容器10的内容物，例如，沿着底部的内部部分45——其可以位于在填充操作期间插入的柱塞的下方或外侧，或者沿着肩部区域32、颈部区域34和凸缘区域36施涂低摩擦涂层14。在例示的实施方式中，低摩擦涂层14仅在一部分肩部区域32上方延伸，并且在颈部区域34下方终止。这种设置可以有助于防止低摩擦涂层14通过顶端22处的开口35进入玻璃容器主体12的内部。
在一个实施方式中，涂覆的玻璃容器10为药物包装件。涂覆的玻璃容器10可以用于容纳任何组合物，在一个实施方式中，可以用于容纳药物组合物。药物组合物可以包含旨在用于疾病的医学诊断、治愈、治疗或预防的任何化学物质。药物组合物的实例包括但不限于药物(medicines)、药品(drugs)、药剂(medications)、医药剂(medicaments)、医疗剂(remedies)等。药物组合物可以是液体、固体、凝胶、悬浮液、粉末等形式。
现在参考图2，在一些实施方式中，低摩擦涂层14包含双层结构。图2示出了涂覆的玻璃容器10的截面图，其中低摩擦涂层包含聚合物层50和偶联剂层52。聚合物层50中可以包含聚合物化学组合物，并且偶联剂层52中可以包含偶联剂。偶联剂层52可以与玻璃容器壁16的外表面18直接接触。聚合物层50可以与偶联剂层52直接接触，并且可以形成低摩擦涂层14的外表面44。在一些实施方式中，偶联剂层52与玻璃容器壁16结合，并且聚合物层50在界面处与偶联剂层52结合。然而，应理解，在一些实施方式中，低摩擦涂层14可以不包含偶联剂，并且聚合物化学组合物可以设置在与玻璃容器壁16的外部接触表面44直接接触的聚合物层50中。在另一个实施方式中，聚合物化学组合物和偶联剂基本上可以在单一层中混合。在其他一些实施方式中，聚合物层可以位于偶联剂层上方，这意味着聚合物层50相对于偶联剂层52和玻璃壁16在外层中。如本文中所使用的，位于第二层“上方”的第一层意为第一层可与第二层直接接触或者与第二层隔开，如在第一层与第二层之间设置有第三层。
现在参考图3，在一个实施方式中，低摩擦涂层14还可以包含中间层54，其位于偶联剂层52与聚合物层50之间。中间层54可以包含与偶联剂层52的一种或多种化学组合物结合的聚合物层50的一种或多种化学组合物。在该实施方式中，偶联剂层52与聚合物层50的界面形成了中间层54，在该中间层54中发生聚合物化学组合物与偶联剂之间的结合。然而，应理解的是，在一些实施方式中，在如上文关于图2所述的聚合物和偶联剂彼此化学结合的偶联剂层52和聚合物层50的界面处可能不存在明显的层。
适于玻璃容器主体12的低摩擦涂层14的厚度可以小于约100μm或者甚至小于或等于约1μm。在一些实施方式中，低摩擦涂层14的厚度可以小于或等于约100nm厚。在其他实施方式中，低摩擦涂层14可以小于约90nm厚、小于约80nm厚、小于约70nm厚、小于约60nm厚、小于约50nm，或者甚至是小于约25nm厚。在一些实施方式中，低摩擦涂层14在玻璃容器主体12的整体上方可以不为均匀的厚度。例如，由于玻璃容器主体12与一种或多种形成低摩擦涂层14的涂层溶液接触的过程，涂覆的玻璃容器10在一些区域中可以具有较厚的低摩擦涂层14。在一些实施方式中，低摩擦涂层14可以具有不均匀的厚度。例如，涂层厚度可以在涂覆的玻璃容器10的不同区域上方变化，这可以有助于在选定区域中进行保护。
在包含至少两层(例如聚合物层50、中间层54和/或偶联剂层52)的实施方式中，每层的厚度可以小于约100μm或者甚至小于或等于约1μm。在一些实施方式中，每层的厚度可以小于或等于约100nm。在其他实施方式中，每层可以小于约90nm厚、小于约80nm厚、小于约70nm厚、小于约60nm厚、小于约50nm，或者甚至是小于约25nm厚。
可以施涂低摩擦涂层14的玻璃容器可以由各种不同的玻璃组合物形成。可以根据具体应用选择玻璃制品的具体组成，以使得玻璃具有所需的一组物理性质。
玻璃容器可以由热膨胀系数在约25x10-7/℃至80x10-7/℃范围内的玻璃组合物形成。例如，在本文所述的一些实施方式中，玻璃容器主体12由经受得住离子交换强化的碱金属硅铝酸盐玻璃组合物形成。这样的组合物一般包含SiO2、Al2O3、至少一种碱土氧化物以及一种或多种碱金属氧化物(如Na2O和/或K2O)的组合。在这些实施方式中的一些实施方式中，所述玻璃组合物可以不具有硼和含硼化合物。在其他一些实施方式中，所述玻璃组合物还可以包含少量的一种或多种另外的氧化物，例如SnO2、ZrO2、ZnO、TiO2、As2O3等。可以添加这些组分作为澄清剂并且/或者进一步增强所述玻璃组合物的化学耐久性。在另一个实施方式中，玻璃表面可以包括含有SnO2、ZrO2、ZnO、TiO2、As2O3等的金属氧化物涂层。
在本文所述的一些实施方式中，玻璃容器主体12是经过强化的，例如通过离子交换强化，其在本文中被称为“离子交换玻璃”。例如，玻璃容器主体12的压缩应力可以大于或等于约300MPa，或者甚至大于或等于约350MPa。在一些实施方式中，压缩应力可以在约300MPa至约900MPa的范围内。然而，应理解的是，在一些实施方式中，玻璃中的压缩应力可以小于300MPa或大于900MPa。在一些实施方式中，玻璃容器主体12的层深度可以大于或等于20μm。在这些实施方式中的一些实施方式中，层深度可以大于50μm或者甚至是大于或等于75μm。在其他实施方式中，层深度可以大至100μm或者大于100μm。可以在温度保持在约350℃至约500℃下的熔融盐浴中进行离子交换强化。为了获得所需的压缩应力，可以将玻璃容器(未涂覆的)浸没于盐浴中小于约30个小时或者甚至小于约20个小时。例如，在一个实施方式中，在450℃下将玻璃容器浸没于100％KNO3盐浴约8个小时。
在一个具体的示例性实施方式中，玻璃容器主体12可以由一种可离子交换玻璃组合物形成，该可离子交换玻璃组合物记载于转让给康宁股份有限公司(Corning,Incorporated)的2012年10月25日提交的名称为《具有改进的化学和机械耐久性的玻璃组合物》(Glass Compositions with Improved Chemical and Mechanical Durability)的系列号为13/660894的未决的美国专利申请中。
然而，应理解的是，本文所述的涂覆的玻璃容器10可以由其他玻璃组合物形成，包括但不限于可离子交换的玻璃组合物及不可离子交换的玻璃组合物。例如，在一些实施方式中，玻璃容器可以由1B型玻璃组合物形成，例如由肖特公司(Schott)的1B型硅铝酸盐玻璃形成。
在本文所述的一些实施方式中，玻璃制品可以由符合监管机构基于药物玻璃的耐水解性所描述的药物玻璃标准的玻璃组合物形成，所述监管机构例如USP(美国药典)、EP(欧洲药典)和JP(日本药典)。根据USP 660和EP 7，硼硅酸盐玻璃符合I型标准并且常规用于肠胃外包装。硼硅酸盐玻璃的实例包括但不限于7740、7800及惠顿(Wheaton)180、200和400、肖特Duran、肖特Fiolax、N-51A、格雷斯海姆(Gerrescheimer)GX-51Flint及其他。钠钙玻璃符合III型标准并且在包装随后溶解形成溶液或缓冲液的干燥粉末中是可接受的。III型玻璃还适于包装证明对碱不敏感的液体制剂。III型钠钙玻璃的实例包括惠顿800和900。脱碱钠钙玻璃具有较高水平的氢氧化钠和氧化钙，并且符合II型标准。这些玻璃的抗浸出性比I型玻璃弱，但是比III型玻璃强。II型玻璃可用于保质期时保持pH低于7的产品。实例包括经过硫酸铵处理的钠钙玻璃。这些药物玻璃具有不同的化学组合物并且线性热膨胀系数(CTE)在20x 10-7℃-1至85x 10-7℃-1的范围内。
当本文所述的涂覆的玻璃制品为玻璃容器时，涂覆的玻璃容器10的玻璃容器主体12可以采取各种不同的形式。例如，本文所述的玻璃容器主体12可以用于形成涂覆的玻璃容器10，如小瓶、安瓿、药筒、注射器主体和/或用来储存药物组合物的任意其他玻璃容器。另外，在涂覆之前可利用对玻璃容器进行化学强化的能力来进一步改进玻璃容器的机械耐久性。因此，应理解，在至少一个实施方式中，可以在施涂低摩擦涂层14之前对玻璃容器进行离子交换强化。或者，其他强化方法，如第7,201,965号美国专利中所述的热回火、火焰抛光和层压可用于在涂覆之前对玻璃进行强化。
现在参考图4，该图示出了一种生产具有低摩擦涂层14的涂覆的玻璃容器10的方法200。在步骤202中，使用任意合适的工艺由可离子交换的玻璃组合物形成预成形的玻璃主体，将其包装和运输，并且运到离子交换工位。然后，可以将预成形的玻璃主体装载到存储架中，例如，使用机械装载机来装载，其能够抓取多个预成形的玻璃主体，在步骤204中可以对预成形的玻璃主体进行检验。存储架装载机可以与机械臂或能够相对于预成形玻璃主体和存储架设备来定位存储架装载机的其他类似装置连接。
在步骤206中，预成形玻璃主体可以通过如上所述的离子交换工艺得到加工。预成形玻璃主体可以通过将多个存储架装载到盒体中来进行整体加工，调整所述盒体的尺寸并将其构造用于保留多个存储架，使得可以同时加工大量的预成形玻璃主体。可以使用盒体装载机(例如机械抓取装置)将每个存储架放置在盒体中。盒体装载机可以与机械臂或能够相对于盒体和存储架而放置盒体装载机的其他类似装置连接。
接着，可以将包含存储架和预成形的玻璃主体的盒体转移到离子交换工位中，并且装载到离子交换槽中以便对预成形的玻璃容器主体12进行上述强化。可以使用盒体转移装置(例如机械抓取装置)将盒体转移至离子交换工位。盒体转移装置可以与机械臂或能够相对于离子交换工位放置盒体的其他装置连接。
一旦盒体转移装置和所附的盒体处于离子交换工位，则可以预热盒体和其中所包含的预成形的玻璃主体，然后再将盒体和预成形的玻璃主体浸没到离子交换槽中。可以将盒体预热到大于室温且小于或等于离子交换槽中的熔融盐浴温度的温度。例如，可以将预成形的玻璃主体预热到约300℃–500℃的温度。
离子交换槽可含有熔融盐浴，所述熔融盐例如熔融碱金属盐，如KNO3、NaNO3和/或其组合。在一个实施方式中，所述熔融盐浴为100％熔融KNO3，其温度维持在大于或等于约350℃并且小于或等于约500℃。然而，应理解，还可以使用具有各种其他组合物和/或温度的熔融碱金属盐浴以促进预成形的玻璃主体的离子交换。
预成形的玻璃主体在离子交换槽中进行离子交换强化。具体而言，将预成形的玻璃主体浸没于熔融盐中并在其中保持足够长的时间以在预成形的玻璃主体中获得所需的压缩应力和层深度。例如，在一个实施方式中，预成形的玻璃主体可以在离子交换槽中保持足够的时间以获得最高达约100μm的层深度，并且压缩应力为至少约300MPa或者甚至350MPa。保持的时间可以小于30小时或者甚至小于20小时。然而，应理解的是，取决于预成形的玻璃主体的组成、熔融盐浴的组成、熔融盐浴的温度和所需的层深度及所需的压缩应力，预成形的玻璃主体保持在槽中的时间可以有所变化。
在预成形的玻璃主体经离子交换强化后，可使用与机械臂或者高架起重机连接的盒体转移装置将盒体和玻璃主体从离子交换槽中移除。在从离子交换槽中移除期间，具有预成形的玻璃主体的盒体可以悬在离子交换槽上方，并且盒体可绕着水平轴旋转以将玻璃主体中剩余的任何熔融盐清空倒回离子交换槽中。随后，将盒体旋转回到其初始位置并在清洗玻璃主体之前先使其冷却。
然后可使用盒体转移装置将盒体和玻璃主体转移至清洗工位。如上文所述，可以使用机械臂或高架起重机进行该转移，或者，作为替换，使用自动传送器，例如传送带等进行该转移。可将盒体和玻璃主体下降到含有水浴的清洗槽中，以从玻璃主体的表面去除任何过量的盐。可以使用机械臂、高架起重机或连接至盒体转移装置的类似装置将盒体和玻璃主体下降到清洗槽中。然后可将盒体和玻璃主体从清洗槽中取出，悬在清洗槽上方，并且盒体可绕着水平轴旋转以将玻璃主体中剩余的任何清洗水清空倒回清洗槽中。在一些实施方式中，在盒体和玻璃主体被移至下一加工工位之前可以进行多次清洗操作。
可以用盒体装载机从盒体中移除存储架。随后，在步骤208中，可以使用存储架装载机将玻璃主体从存储架中卸载并转移至洗涤工位。在步骤210中，可以用从喷嘴中发射出来的去离子水的喷射流洗涤玻璃主体。去离子水的喷射流可以与压缩空气混合。可将玻璃主体转移至检验工位，在该检验工位中检验玻璃容器的瑕疵、碎片、退色等。
步骤202-210可以称为预涂覆步骤，在这些步骤中，在涂覆操作之前形成玻璃主体并强化。本公开的方面特别涉及随后的涂覆步骤，其中，对玻璃主体进行涂覆以形成图1例示的涂覆的玻璃容器10。然后可以将玻璃主体转移至支架。该支架可以与上文论述的存储架的结构相同或不同。另外，可以通过机械装载机将玻璃主体转移至支架，所述机械装载机可以为抓取装置并且可以连接到机械臂。
在步骤212中，玻璃主体可以从支架转移到涂覆托架，所述涂覆托架可用于向玻璃涂覆工位提供离散数目的玻璃主体。参考图5，一种示例性的涂覆托架214被构造用于在其上支承多个玻璃容器主体12以经过玻璃涂覆工位运输和使用。涂覆托架214包括涂覆基座216，其在一对支承臂218和220之间延伸。涂覆基座216可以是基本上平坦的，并且具有基本为平面的玻璃主体支承侧222和相对的基本为平面的心轴连接器侧224。支承臂218和220可以配备有转向外的指状物225和227，以在涂覆过程期间将涂覆托架214连接或安装到各种结构。
一系列心轴连接器接收特征226在玻璃主体支承侧222和心轴连接器侧224之间延伸。在例示的实施方式中，提供了12个心轴连接器接收特征226，然而，可以使用多于或少于12个心轴连接器接收特征。每个心轴连接器接收特征226的尺寸可以被调整成可移动地接收玻璃主体支承组件的心轴连接器。
简要参考图6，涂覆基座216包括支承主体228以及与支承主体228连接的连接器板230，例如使用紧固件232或任意其他合适的连接装置来连接。心轴连接器接收特征226各自形成腔体234，其中，各个腔体234彼此基本上均匀地间隔开并且并排定位以形成一排心轴连接器接收特征226。心轴连接器接收特征226具有在玻璃主体支承侧222处的开口236和在心轴连接器侧224处的开口238。开口236和238连接至腔体234，所述腔体234的宽度(例如直径)从玻璃主体支承侧222到心轴连接器侧224逐渐变细，从而形成截锥形。在玻璃主体支承侧222处的开口236可以穿过连接器板230形成，并且心轴连接器侧224处的开口238可以穿过支承主体228形成。在一些实施方式中，心轴连接器侧224处的开口238可以穿过另一个连接器板来形成。
还参考图7，调整腔体234的尺寸以接收玻璃主体支承组件245(图8)的心轴连接器240。调整腔体234的锥形尺寸以接收心轴连接器240的心轴连接部分242。在例示的实施方式中，心轴连接部分242也具有截锥形，其与腔体234的锥形嵌套(或者在腔体234的锥形上达到最底处)。如通过图7可知，心轴连接部分242在腔体234中到最底处，该最底处是与支承主体228的底壁244间隔的位置处。底壁244在腔体234下延伸，以提供限定心轴连接器侧224处的开口238的档246。开口238的直径/宽度小于由腔体壁250限定的腔体234的底部248的直径/宽度。间隙251可以配备有心轴连接部分242，其在腔体234中到最底处。
连接器板230在腔体234上方延伸，以提供限定玻璃主体支承侧222处的开口236的档246。开口236的直径/宽度小于由腔体壁250限定的腔体234的顶部252的直径/宽度。档246可用于将心轴连接部分242限制在腔体234中，同时提供足够的空间以允许心轴连接部分242在涂覆操作期间在该空间中旋转。从支承主体228中移除连接器板230可以便于从腔体234中移除心轴连接部分242。
参考图8，玻璃主体支承组件245包括玻璃容器连接部分254，其可释放地连接到心轴连接部分242。玻璃容器连接部分254为销的形式，其包括连接基座256，所述连接基座256的尺寸适于容纳在心轴连接部分242的孔258中(图7)。连接头260从连接基座256向外延伸，从而限定了沿玻璃容器连接部分254的长度延伸的细长轴A。连接头260可以包括接合凸棱262，其从连接基座256延伸，彼此间隔开并在外端265处重新连接。接合凸棱262可以彼此间隔以在其间提供气体流动开口264。玻璃容器连接部分254可以由适于接触涂覆的玻璃容器10的内部并且可接合玻璃容器壁16(图1)的任何材料形成，例如商购自杜邦公司(DuPont)的缩醛均聚物树脂。
应注意的是，虽然涂覆托架214能够同时利用多个玻璃主体支承组件245和心轴连接部分242，从而可增加产量，但是在一些实施方式中可利用单个玻璃主体支承组件245和对应的心轴连接部分242。图8例示了单个玻璃主体支承组件245和可以连接到心轴旋转设备272(图10A)的心轴连接部分242。
参考图9，该图显示出包含连接头260的玻璃容器连接部分254被插入到玻璃容器主体12的内部体积26中以进行涂覆操作。在该实施方式中，将连接头260插入到玻璃容器主体12内某一距离，使得连接头260的外端265在颈部区域34处，或者在颈部区域34与外肩部转折位置266之间的位置处接合玻璃容器主体12的内表面20。可以选择接合凸棱262处的连接头260的宽度，使得接合凸棱262沿着主体部分28的高度接合玻璃容器主体12的内表面20。接合凸棱262与玻璃容器主体12的内表面20的这种接触可通过与每个接合凸棱262相关的四个表面位置处的接触压来将玻璃容器主体12保持在连接头260上的适当位置。
玻璃容器连接部分254具有在其中延伸的气体吹扫通道268。气体吹扫通道268与位于相邻的接合凸棱262之间的气体流动开口264连通。在一些实施方式中，玻璃容器连接部分254可以包括宽度(例如直径)增加的突出部分270，其位于玻璃容器主体12的内部体积26中，在端部40附近，同时连接头260由玻璃容器主体12接收。突出部分270可在端部40处提供屏障或阻塞，同时还有助于内部体积26中的气体背压。该屏蔽和背压可在涂覆操作期间抑制涂覆材料进入内部体积26中。
现在参考图10和10A，心轴连接部分242各自连接到相应的心轴旋转设备272。在图10和10A中，仅例示了连接到玻璃主体支承组件245的心轴连接部分242的心轴旋转设备272的心轴部分274。可使用任何合适的心轴旋转设备272，包括带驱动设备或一体化发动机驱动的设备。如从图10A中可知，心轴旋转设备272包括锥形的凸出部分276，调整其尺寸和形状以使其容纳在心轴连接部分242的心轴接收孔278内。气体吹扫通道275延伸通过心轴部分274，以与通过玻璃容器连接部分254的气体吹扫通道268和通过心轴连接部分242的对应的气体吹扫通道277连接。心轴接收孔278可以包含对应的锥形，使得当心轴连接部分242放置在凸出部分276上时，心轴连接部分242可在凸出部分276上到达最底部，同时仍然在涂覆托架214内(图8)。参考图10A和11，在一些实施方式中，心轴部分274可以包括配合的销280和282，它们可以接合心轴连接部分242的径向突起283、285。配合的销280和282可以抑制机械滑动，特别是在相对较高的旋转速度下(例如大于约200rpm，例如至少约300rpm)。
参考图12，如上所述，包含玻璃主体支承组件245的涂覆托架214使玻璃容器主体12支承在其上，在连接操作时，可以将该涂覆托架214转移到包含心轴部分274的心轴旋转设备272。在一些实施方式中，为了同时涂覆多个玻璃容器主体12，心轴旋转设备272可以包括与玻璃主体支承组件245相同数目的心轴部分274。然而，心轴旋转设备272可以包括比玻璃主体支承组件245更多或更少的数目。在一些实施方式中，单个心轴旋转设备272可以包括多个心轴部分274。在一些实施方式中，心轴旋转设备272可以仅包括一个心轴部分274，并且可以使用多个心轴旋转设备。
涂覆托架214可以下降到心轴部分274上。心轴部分274的凸出部分276可通过涂覆托架214的心轴连接侧224处的开口238进入腔体234。随后，如上所述，凸出部分276可配合心轴连接部分242的心轴接收孔278(图10A)。在一些实施方式中，凸出部分276可成形成将心轴连接部分242从腔体壁250稍微抬起，以有利于心轴连接部分242在腔体234中旋转。再次参考图10A，心轴部分274还可以包括气体吹扫通道275，其可与通过玻璃容器连接部分254的气体吹扫通道268连接，以在涂覆操作期间提供加压气体来吹扫玻璃容器主体12的内部体积26。
参考图13和14，图13和14例示了一种示例性的玻璃装载设备281，其可以用于在洗涤之后将玻璃容器主体12装载到玻璃主体支承组件245上(例如，在图4的步骤212期间)。为此，可能期望仅是由适于接触玻璃容器主体12的内表面20的材料所形成的玻璃容器连接部分254与玻璃容器主体12接触。玻璃装载设备281可以包括装载平台284和通常位于装载平台284上方的托架接收固定装置286。可以使用任意合适的装置，例如机械臂、高架起重机或者甚至是手动使玻璃容器主体12的支架288位于装载平台284上。支架可以由适于接触玻璃主体的材料形成，例如在装载平台284上可以提供对齐特征以相对于托架接收固定装置286对支架288进行适当定位。
托架接收固定装置286被构造用于以倒置的方式保持涂覆托架214(例如使用图5的支承臂218)，其中玻璃主体支承组件245向装载平台284延伸。托架接收固定装置286通过可移动的安装组件290可移动地安装在装载平台284上，使得托架接收固定装置286可相对于装载平台284和位于其上的支架288移动。在一些实施方式中，可移动的安装组件290可以使托架接收固定装置286前后、侧向及上下运动。在其他实施方式中，仅可使托架接收固定装置286上下、前后运动。可以手动和/或使用致动器自动地使托架接收固定装置286移动。
如从图中可知，可以将玻璃容器主体12装载到支架288中，并且使玻璃容器主体12的开口底端24(图1)面向托架接收固定装置286。这种布置有利于通过玻璃容器主体12的开口底端24插入玻璃主体支承组件245的连接头260。一旦包含连接头260的托架接收固定装置286与相应的玻璃容器主体12对齐，则可以使托架接收固定装置286下降，以通过底端24接收连接头260，并且使接合凸棱接合玻璃容器主体12的内表面20，如图14所示。然后，如上所述，可以从托架接收固定装置286中释放涂覆托架214，反向(invert)并转移到涂覆工位。
再次参考图4，涂覆工艺由步骤294表示，其可以为两步涂覆工艺。一旦玻璃容器主体12经过涂覆形成了涂覆的玻璃容器10，则可以从玻璃主体支承组件245中卸载下涂覆的玻璃容器10以进行步骤298中的固化操作。
参考图15，该图例示了玻璃卸载设备300，其可以用于在完成涂覆工艺后卸载涂覆的玻璃容器10以进行固化操作或其他操作，例如在各涂覆阶段之间的凝固操作。玻璃卸载设备300可以包括卸载平台302和通常位于卸载平台302上方的抓取头组件304。可以使用任意合适的装置，例如机械臂、高架起重机或者甚至是手动使包含涂覆的玻璃容器10的涂覆托架214位于卸载平台302上。抓取头组件304包括许多抓取机构306，其具有被构造用于抓取涂覆的玻璃容器10的抓取臂308。在一些实施方式中，抓取机构306的数目可以对应于涂覆的玻璃容器10的数目(例如12个)。然而，可以存在比涂覆的玻璃容器10更多或更少的抓取机构306。另外，抓取臂308可以由任何适合接触涂覆的玻璃容器10的材料形成，例如在卸载平台302上可以提供对齐特征以相对于抓取头组件304对涂覆托架214进行适当定位。
抓取头组件304通过可移动的安装组件310可移动地安装在卸载平台302上，使得抓取头组件304可相对于卸载平台302和位于其上的涂覆托架214移动。在一些实施方式中，可移动的安装组件310可以使抓取头组件304前后、侧向及上下运动。在其他实施方式中，仅可使抓取头组件304上下运动。可以手动和/或使用致动器自动地使抓取头组件304移动。
参考图16，在涂覆托架214和涂覆的玻璃容器10与抓取机构306对齐的情况下，抓取头组件304可以朝向涂覆托架214下降。在一些实施方式中，抓取臂308可以具有打开位置和闭合位置，打开位置用于接收涂覆的玻璃容器10，闭合位置用于接合涂覆的玻璃容器10。图16例示了处于闭合位置的抓取臂308，其中抓取臂308的指状物312、314接合玻璃容器主体12的颈部区域34。可通过任意合适的工艺来打开和闭合抓取臂308，例如使用致动器或手动打开，以及使用某种机构闭合。在一些实施方式中，抓取臂308可以弹性偏向于闭合位置，这可以提供足够的抓取力以从其玻璃主体支承组件245中卸载下涂覆的玻璃容器10。再次参考图15，一旦从玻璃主体支承组件245移除了涂覆的玻璃容器10，则可以将涂覆的玻璃容器10放置在支架315上，所述支架315具有突起316(例如销)，其由适于接触涂覆的玻璃容器10及适于加热的温度(例如最高达150℃)的材料形成，例如石墨。
再次参考图4，一旦从涂覆托架214中卸载下涂覆的玻璃容器10，则可以使涂覆的玻璃容器10在步骤298中固化，在步骤318中检验以及在步骤320中包装以用于运输。
参考图17，涂覆托架322的另一个实施方式是侧向打开的结构，其允许玻璃主体支承组件245的心轴连接器240滑入和滑出涂覆托架322的腔体324。与上述涂覆托架214类似，涂覆托架322包括涂覆基座326，其在一对支承臂328和330之间延伸。一系列包含腔体324的心轴连接器接收特征336在玻璃主体支承侧332和心轴连接器侧334之间延伸。支承主体338提供了档340，其限定了心轴连接器侧处的开口342，连接器板343提供了档344，其提供了玻璃支承侧348处的开口346。档340和344可以类似于上述方式将心轴连接器240限制在腔体324中。
参考图18，虽然上文描述了插入到玻璃容器主体12的内部体积26中的基于销的玻璃主体支承组件245，但是玻璃主体支承组件350的另一个实施方式是基于套筒的并且接合的是与内表面20相对的玻璃容器主体12的外表面18。玻璃主体支承组件350包括连接到心轴连接器354的套筒主体352，所述心轴连接器354类似于上述心轴连接器240。套筒主体352包括轴杆部分356和夹指358，轴杆部分356由心轴连接器354接收并与其连接，夹指358用于夹向玻璃容器主体12的凸缘区域36。轴杆部分356被接收在心轴连接器354的轴杆接收孔360中。提供气体吹扫通道362，其穿过轴杆部分356并且通过开口366与心轴连接器354的心轴接收孔364连通，所述开口366通过弹簧座壁365提供，所述弹簧座壁365将心轴接收孔364和轴杆接收孔360分开。
在气体吹扫通道362中提供柱塞368，柱塞368同样包括与气体吹扫通道362连通的气体吹扫通道370。柱塞368包括逐渐变细的凸出部分372，其可至少部分地由玻璃容器主体12的顶端22处的开口35接收。柱塞368可以通过位于弹簧座壁365上的弹簧374而弹性偏向玻璃容器主体12。
在套筒主体352周围滑动接收套筒闭合件外套管376。套筒闭合件外套管376包括向内逐渐变细区域378，其用于向夹指358的向外逐渐变细区域381施加闭合力，以向着玻璃容器主体12的凸缘区域36径向向内推动夹指358。可以使用外弹簧380使套筒闭合件外套管376弹性偏向于延伸位置，所述外弹簧380位于心轴连接器354提供的外座表面382上。
图18例示了处于闭合构造的玻璃主体支承组件350，其中，套筒闭合件外套管376处于延伸位置，以迫使夹指358压向玻璃容器主体12的凸缘区域36。在例示的实施方式中，夹指358包括凸缘邻接部分385和凸缘钩住部分386，所述凸缘邻接部分385邻接凸缘区域36的侧表面384，所述凸缘钩住部分386从凸缘邻接部分385向外延伸并且围绕凸缘区域36的下悬表面(underhang surface)388钩住。套筒闭合件外套管376还可提供屏障以保护颈部和凸缘区域34和36在涂覆工艺期间免受涂覆材料影响。如上所述，柱塞368弹性偏向于玻璃容器主体12，这也稳定了处于例示的垂直取向中的玻璃容器主体12。
现在参考图19，该图例示了处于打开构造的玻璃主体支承组件350，其中，迫使套筒闭合件外套管376以箭头390的方向远离夹指358的向外逐渐变细区域。在一些实施方式中，可以手动向套筒闭合件外套管376施加力。在其他实施方式中，例如，为了使打开过程自动化，可以机械或通过任意其他合适的机构(例如气动)向套筒外套管376施加力。
如从图中可知，在打开构造时，套筒闭合件外套管376的向内逐渐变细区域378从夹指358的向外逐渐变细区域381移开或与其轴向间隔开。从夹指358的向外逐渐变细区域381移开套筒闭合件外套管376的向内逐渐变细区域378移除了由套筒闭合件外套管376施加给夹指358的径向力，并且夹指358向外挠曲，彼此远离，从而允许释放涂覆的玻璃容器10。弹性偏向于玻璃容器主体12的柱塞368也可有助于使玻璃主体保持所例示的垂直取向，即使套筒闭合件套管376处于打开构造的情况下也如此。这是因为夹指358仍然可沿着柱塞向凸缘区域36施加足够的径向力，以保持玻璃容器主体12的垂直取向，即使在套筒闭合件外套管376处于打开构造的情况下也如此。
现在参考图20，涂覆托架322的侧向打开布置可以有助于卸载整个玻璃主体支承组件，在该实例中，通过开口侧392从涂覆托架322中卸载下玻璃主体支承组件350。可以将连接有玻璃容器主体12的玻璃主体支承组件350移至加热支架394，在加热支架394处，可以加热涂覆的玻璃容器主体12以进行凝固和/或固化操作而无需从玻璃主体支承组件350中释放玻璃容器主体12。玻璃主体支承组件350可以所例示的直立位置支承在由加热支架394提供的支承突起396上。
参考图21，该图例示了基于套筒的玻璃主体支承组件400的另一个实施方式。对于高度H与宽度W的比值相对较大的玻璃容器主体12(图1)和/或对于因制造和设计需要而具有各种质量不平衡的玻璃主体，玻璃主体支承组件400可以适于在相对较高的转速(例如最高达约3500rpm或更高)下稳固地保持玻璃容器主体12。玻璃主体支承组件400也可以适于自动装载工艺，例如，使用气动系统来打开和闭合玻璃主体支承组件400。
玻璃主体支承组件400包括位于内轴杆404周围的套筒主体402。内轴杆404可以为玻璃主体支承组件400提供中心轴，并且其与心轴轴杆406连接，进而与心轴旋转设备连接。套筒闭合件408可以接收在围绕内轴杆404延伸的心轴轴杆406的孔410中。内轴杆404具有近端部分，其延伸通过套筒闭合件408的壁414中的横向于中心轴延伸的开口412，从而与心轴轴杆406连接，并且使穿过内轴杆404的气体吹扫通道416与穿过心轴轴杆406的气体吹扫通道418对齐。内轴杆404的密封部分420可以接合套筒闭合件408的内壁422，以在其间提供密封，例如，使用密封件424密封，所述密封件424提供了加压气体室426，其可用于使玻璃主体支承组件400处于打开和闭合构造。
柱塞组件425可以与内轴杆404的远端427连接。柱塞组件425可以包含柱塞429，其通过弹簧431而偏向于玻璃容器主体12的凸缘区域36。柱塞429包括延伸穿过其的气体吹扫通道435，该气体吹扫通道435与穿过内轴杆404的气体吹扫通道416连接。可以提供密封件433(例如O形圈)以将柱塞密封到玻璃主体的凸缘区域36，同时还允许将气体输送到玻璃容器主体12中以进行吹扫操作。
套筒主体402增加了外直径，由此提供了向外逐渐变细的区域428。套筒闭合件408包括向内逐渐变细的区域430，其用于向套筒主体402的向外逐渐变细区域428施加闭合力。套筒主体402具有套筒螺母插入端432，其插入到套筒螺母434中，所述套筒螺母434限制套筒主体402在套筒螺母插入端432处向外径向移动，但是允许套筒主体402在套筒螺母插入端432处响应于套筒闭合件408所施加的力而向内径向移动。套筒螺母434还可以螺纹连接到心轴轴杆406以使套筒主体402位于其中并抑制套筒主体402相对于套筒闭合件408的轴向移动。
还参考图22和23，图22和23单独示出了套筒主体402，所述套筒主体402可以为ER型套筒主体，其由于套筒主体402的单工件性质而在套筒螺母插入端432处提供向外偏置。套筒主体402可以由金属形成，所述金属可以不适于与玻璃容器主体12接触。为此，套筒主体402可以配备有夹指436(图23)，其可以连接到套筒主体402，例如使用螺纹孔437(图22)和紧固装置438。夹指436可以由适于接触玻璃容器主体12的材料形成，例如
再次参考图21，玻璃主体支承组件400包括可包围玻璃容器主体12的外护罩440。在延伸构造中，外护罩440可保护颈部和凸缘区域34和36在涂覆工艺期间免受涂覆材料影响。外护罩440可与护罩牵开器轴杆442连接。如下文将具体描述的，护罩牵开器轴杆442可以用于使外护罩440处于延伸和回缩构造。图24例示了护罩牵开器轴杆442和围绕玻璃容器主体12定位的外护罩440。
在操作时，玻璃主体支承组件400以图21的闭合构造例示。在闭合构造中，弹簧444使套筒闭合件408的向内逐渐变细区域430向着套筒主体402的向外逐渐变细区域428偏置。衬套445可以有助于使套筒闭合件相对于套筒主体402移动。由于向外逐渐变细的区域428引起的套筒主体402的宽度增加使得向套筒主体402施加了径向向内的力，从而使夹指436向着玻璃容器主体12的凸缘区域36偏向。改变弹簧444施加的弹力可增加或减少对凸缘区域36的夹力。外护罩440通过弹簧446偏置到延伸位置。心轴轴杆406可以提供止动表面448，该止动表面448限制了外护罩440可延伸的距离。柱塞组件425的柱塞429还通过弹簧431向着延伸位置偏置，以使密封件433密封住玻璃容器主体12的凸缘区域36。这种密封布置不仅可在旋转期间用于稳定玻璃容器主体12，还可抑制涂覆材料在玻璃容器主体12内部中通过。
可以使用任意合适的致动系统使玻璃主体支承组件400处于打开构造。在例示的实例中，可以利用气压使玻璃主体支承组件400处于打开构造。例如，空气压通道450可以与空气压进口452连通以将加压空气供给气体室426，气体室426可以用于迫使套筒闭合件408向着心轴轴杆406所提供的内座表面454靠近，这释放或减小了由套筒闭合件408施加给套筒主体402和与其连接的夹指436的力。提供可打开及可闭合的空气出口455，其可释放气体室426中的空气压，从而使弹簧444向远端移动套筒闭合件408，以如上所述向套筒主体402施加径向力。
另外，可以利用气压使外护罩处于回缩位置。例如，另一个空气通道456可以与另一个空气压进口452连通以将加压空气供给另一个气体室458，该气体室458位于心轴轴杆406的止动表面448与连接到外护罩440的护罩牵开器轴杆442之间。向气体室458提供加压空气使护罩牵开器轴杆442和外护罩440以箭头460的方向向近端移动，这暴露了在外护罩440远端的肩部区域32和颈部区域34。该布置可暴露未涂覆的区域及可抓握区域，以从玻璃主体支承组件400移除涂覆的玻璃容器10。还释放气体室458的空气压，由此，弹簧464使护罩牵开器轴杆442和外护罩440向远端移动，使得外护罩440至少部分地包围及遮蔽如上所述的玻璃容器主体12的凸缘区域36、颈部区域34和肩部区域32。
参考图25，该图例示了基于套筒的玻璃主体支承组件500的另一个实施方式。玻璃主体支承组件500包括许多上述关于玻璃主体支承组件400的特征，但是在该实例中，套筒主体502是分段的，这与上述连续的ER型套筒主体相反。玻璃主体支承组件500包括位于内轴杆504周围的套筒主体502。同样，内轴杆504可以为玻璃主体支承组件500提供中心轴，并且其与心轴轴杆506连接，进而与心轴旋转设备连接。套筒闭合件508可以接收在围绕内轴杆504延伸的心轴轴杆506的孔510中。内轴杆504具有近端部分，其延伸通过套筒闭合件508的壁514中的横向于中心轴延伸的开口512，从而与心轴轴杆506连接，并且使穿过内轴杆504的气体吹扫通道516与穿过心轴轴杆506的气体吹扫通道518对齐。内轴杆504的密封部分520可以接合套筒闭合件508的内壁522，以在其间提供密封，例如，使用密封件524密封，所述密封件524提供了加压气体室526，其可用于使玻璃主体支承组件500处于打开和关闭构造。
柱塞组件525可以与内轴杆504的远端527连接。柱塞组件525可以包含柱塞529，其通过弹簧531而偏向于玻璃容器主体12的凸缘区域36。柱塞529包括延伸穿过其的气体吹扫通道535，该气体吹扫通道535与穿过内轴杆504的气体吹扫通道516连接。可以提供密封件533(例如O形圈)以将柱塞密封到玻璃容器主体12的凸缘区域36，同时还允许将气体输送到玻璃容器主体12中以进行吹扫操作。
套筒主体502增加了外直径，由此提供了向外逐渐变细的区域528。套筒闭合件508包括向内逐渐变细的区域530，其用于向套筒主体502的向外逐渐变细区域528施加闭合力。套筒主体502具有可向内偏向的端部532，其允许套筒主体502响应于套筒闭合件508施加的力而向内径向移动。套筒主体402利用套筒螺母434进行轴向限制，与之不同的是，套筒主体502接合套筒枢轴结构534，在例示的实施方式中，套筒枢轴结构534由内轴杆504提供。如从图中可知，套筒枢轴结构534略微呈钩形，其接合由套筒主体502提供的配合的钩形套筒枢轴结构536。配合的套筒枢轴结构534和536在套筒闭合件508对套筒主体502的向外逐渐变细区域528施加闭合力时，抑制了套筒主体502的轴向移动。
还参考图26和27，图26和27单独示出了套筒主体502，所述套筒主体502可以为分段型套筒主体，其由分开的套筒区段538、540、542和544形成，从而形成了多工件的套筒主体。作为一个实例，预成形的套筒主体可以形成为管，然后利用任意合适的工艺(例如EDM或其他合适的工艺)沿着两个垂直平面分段成套筒区段538、540、542和544。可以沿着每个套筒区段538、540、542和544的外周提供支承槽546。各支承槽546可以对齐以接收连续的偏置元件，例如箍簧548。箍簧548可以位于套筒区段538、540、542和544的近端550，其将这些区段系在一起，并且使套筒主体502偏向于打开构造。
与上述类似，套筒主体502可以由金属形成，所述金属可以不适于与玻璃容器主体12接触。为此，套筒主体502可以配备有夹指552(图27)，其可以连接到套筒主体502，例如使用螺纹孔(图26)和紧固装置554。
再次参考图25，玻璃主体支承组件500包括可包围玻璃容器主体12的外护罩556。在延伸构造中，外护罩556可保护颈部和凸缘区域34和36在涂覆工艺期间免受涂覆材料影响。外护罩556可与护罩牵开器轴杆558连接。护罩牵开器轴杆558可以用于使外护罩556处于延伸和回缩构造。
在操作时，玻璃主体支承组件500以图25的闭合构造例示。在闭合构造中，弹簧560使套筒闭合件508的向内逐渐变细区域530向着套筒主体502的向外逐渐变细区域528偏置。衬套545可以有助于使套筒闭合件508相对于套筒主体502移动。由于向外逐渐变细区域528引起的套筒主体502的宽度增加使得向套筒主体502施加了径向向内的力，从而使夹指552向着玻璃容器主体12的凸缘区域36偏向。改变弹簧560施加的弹力可增加或减少对凸缘区域36的夹力。外护罩556通过弹簧562偏向到延伸位置。心轴轴杆506可以提供止动表面564，该止动表面564限制了外护罩556可延伸的距离。柱塞组件525的柱塞529还通过弹簧531向着延伸位置偏置，以使密封件533密封住玻璃容器主体12的凸缘区域36。这种密封布置不仅可在旋转期间用于稳定玻璃容器主体12，还可抑制涂覆材料在玻璃容器主体12内部中通过。
可以使用任意合适的致动系统使玻璃主体支承组件500处于打开构造。在例示的实例中，可以利用气压使玻璃主体支承组件400处于打开构造。例如，空气压通道566可以与空气压进口568连通以将加压空气供给气体室526，气体室526可以用于迫使套筒闭合件508向着心轴轴杆506所提供的内座表面569靠近，这释放或减小了由套筒闭合件508施加给套筒主体502和与其连接的夹指552的力。提供可打开及可闭合的空气出口570，其可释放气体室526中的空气压，由此使弹簧562向远端移动套筒闭合件508，以如上所述向套筒主体502施加径向力。
另外，可以利用气压使外护罩556处于回缩位置。例如，另一个空气通道572可以与另一个空气压进口574连通以将加压空气供给另一个气体室576，该气体室576位于心轴轴杆506的止动表面564与连接到外护罩556的护罩牵开器轴杆558之间。向气体室576提供加压空气使护罩牵开器轴杆558和外护罩556以箭头578的方向向近端移动，这暴露了在外护罩556远端的肩部区域32和颈部区域34。该布置可暴露未涂覆的区域及可抓握区域，以从玻璃主体支承组件500移除涂覆的玻璃容器10。还可释放气体室576的空气压，由此，弹簧562使护罩牵开器轴杆558和外护罩556向远端移动，使得外护罩556至少部分地包围及遮蔽如上所述的玻璃容器主体12的凸缘区域36、颈部区域34和肩部区域32。
图19-27的玻璃主体支承组件可以适于具有相对较高转速的玻璃主体(例如高达3500rpm或更高)。为了在玻璃主体支承组件的心轴连接部分与心轴旋转设备的心轴部分(图11和11A)之间提供牢固连接，可以使用磁体。参考图28，例如，心轴部分600的一个实施方式包括基座602和凸出部分604，所述凸出部分604是从基座602向外延伸的锥形形式。调整凸出部分604的尺寸和形状以使其被心轴连接部分的心轴接收孔接收。如上所述，心轴接收孔可以包含对应的锥形，使得当将心轴连接部分放置在凸出部分上时，心轴连接部分可在凸出部分上到达最底部。
参考图29，凸出部分604包括环形开口606，其位于凸出部分604的整个端部608周围。环的形状便于气体吹扫通道605沿着凸出部分604的旋转轴延伸。在一些实施方式中，开口606可以是开放式的，并且调整其尺寸以接收磁体610。在一些实施方式中，磁体610可以是永磁体。然而，设想了其他磁体类型，例如电磁体。合适的环形磁体610可以为钕-铁-硼N42环形磁体，其外直径为1/4”，内直径为1/8”，长度为1/4”并且包含镍-铜-镍涂层。可以使用粘合剂(例如)将磁体610固定在开口中。可以使用其他磁体，其中，磁体强度的选择至少部分取决于保持量、涂覆速度的加速度以及卸载的容易程度。相对较高的磁力可能难以从心轴部分移除玻璃主体支承组件的多个心轴连接部分。为此，可以在凸出部分604与心轴连接部分之间提供间隙279(图10A)以进一步调整所施加的磁力。
虽然可以将磁体放置在凸出部分中，但是图30和31例示了磁体可以位于基座614和634中的心轴部分612和632的其他实施方式。在图30中，心轴部分612包括基座部分614，所述基座部分614包括围绕凸出部分618定位的多个磁体接收凹部616，选定这些磁体接收凹部616以吸引玻璃主体支承组件的心轴连接部分并抑制心轴连接部分向凸出部分618上方移动。在图30的实例中，可以使用四个磁体。但是，可以使用其他数目的磁体，例如图31所示，该图例示了在凸出部分638周围定位有六个磁体凹部636。
在使用磁体来吸引玻璃主体支承组件的心轴连接部分的实施方式中，心轴连接部分可以由合适的磁性材料形成，例如磁性的400系列不锈钢。然而，其他实施方式(例如图32所示的实施方式)可以利用具有相同极性并具有排斥力的磁体，以抑制心轴连接部分向凸出部分上方移动。在图32中，涂覆托架640包括涂覆基座642，所述涂覆基座642包括支承主体644和连接器板646。心轴连接器648以类似于图5所示的方式位于心轴连接器接收特征652的腔体650中。然而，在该实施方式中，具有相同极性的一对磁体654和656位于心轴连接器接收特征652中，使得它们彼此排斥。磁力可用于保持心轴连接器648在心轴旋转设备的凸出部分上的位置。另外，心轴连接器648可以由非磁性材料形成，例如300系列不锈钢。
上述系统和方法可用于搬运和涂覆相对较大量的玻璃主体，同时可靠地满足涂覆位置目标。使用例如涂覆托架而能够在各工位之间转移玻璃主体和涂覆的玻璃容器可以最大程度地减小玻璃主体和涂覆的玻璃容器在整个涂覆工艺中受损坏。使用涂覆托架连同心轴连接器可允许进行高达及超过150℃的热加工，在一些实施方式中，甚至高达及超过300℃。上述系统和方法可具有高度灵活性，而可用于不同形式的玻璃主体。涂覆托架的便携性可允许进行多个涂覆和加热步骤而无需从玻璃主体支承组件中卸载玻璃主体。
现应理解，本文所述的具有低摩擦涂层的玻璃容器由于施涂了低摩擦涂层而表现出抗机械损坏性得到改进，并因此使玻璃容器具有增强的机械耐久性。该性质使玻璃容器非常适用于各种应用，包括，但不限于药物包装材料。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本文所述的实施方式进行各种修改和变动而不偏离要求保护的主题的精神和范围。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各个实施方式的修改和变化形式，条件是这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (26)

1.一种用于玻璃涂覆设备的涂覆托架，所述涂覆托架包括：
包含多个心轴连接器接收特征的涂覆基座，每个心轴连接器接收特征包括腔体，所述腔体的尺寸被调整到能够移动地接收玻璃主体支承组件的心轴连接器，所述玻璃主体支承组件被构造用于支承玻璃容器主体。
2.如权利要求1所述的涂覆托架，其中，涂覆基座包括支承主体，所述支承主体具有形成于其中的多个心轴连接接收特征的腔体。
3.如权利要求2所述的涂覆托架，其中，所述腔体成排对齐。
4.如权利要求3所述的涂覆托架，其中，所述腔体彼此基本等距地间隔开。
5.如权利要求1所述的涂覆托架，其中，所述腔体的宽度逐渐变小以形成截锥形。
6.如权利要求1所述的涂覆托架，其中，涂覆基座包括连接器板，其连接在涂覆基座的玻璃主体支承侧。
7.如权利要求6所述的涂覆托架，其中，连接器板具有穿过该连接器板的多个开口，其中每个开口悬于所述多个心轴连接器接收特征的相应腔体。
8.如权利要求7所述的涂覆托架，其中，所述开口的宽度小于涂覆基座的玻璃主体支承侧处的相应腔体的宽度，由此在每个心轴连接器接收特征处形成档，所述档悬于相应的腔体。
9.如权利要求7所述的涂覆托架，其中，支承主体在涂覆基座的心轴连接器侧处具有多个开口，其中在心轴连接器侧处的每个开口下悬于多个心轴连接器接收特征的相应腔体。
10.如权利要求9所述的涂覆托架，其中，在心轴连接器侧处的开口的宽度小于它们在涂覆基座的心轴连接器侧处的相应腔体的宽度，由此在每个心轴连接器接收特征处形成档，所述档下悬于相应的腔体。
11.如权利要求1所述的涂覆托架，其还包括位于所述腔体的至少一个腔体中的心轴连接器。
12.如权利要求1所述的涂覆托架，其中，所述腔体是侧向打开的以允许心轴连接器从腔体横向滑动。
13.一种支承呈直立位置的玻璃容器主体的玻璃主体支承组件，所述玻璃主体支承组件包括：
套筒主体；和
夹指，其被构造成夹到玻璃容器主体的颈缩部分上，所述套筒主体具有延伸通过该套筒主体的气体吹扫通道，以将加压气体输送到玻璃容器主体的内部。
14.如权利要求13所述的玻璃主体支承组件，其中，套筒主体具有向外逐渐变细的表面，所述玻璃主体支承组件还包括套筒闭合件，其具有向内逐渐变细的表面，该表面接合套筒主体的向外逐渐变细的表面以通过套筒主体向夹指施加径向力。
15.如权利要求14所述的玻璃主体支承组件，其中，套筒闭合件弹性偏向于延伸位置以通过套筒主体向夹指施加径向力。
16.如权利要求13所述的玻璃主体支承组件，其还包括位于气体吹扫通道中的柱塞。
17.如权利要求16所述的玻璃主体支承组件，其中，所述柱塞弹性偏向于玻璃容器主体。
18.如权利要求17所述的玻璃主体支承组件，其中，所述柱塞具有延伸通过该柱塞的气体吹扫通道，所述柱塞的气体吹扫通道与套筒主体的气体吹扫通道连通。
19.如权利要求13所述的玻璃主体支承组件，其中，夹指作为套筒主体的部分形成。
20.如权利要求13所述的玻璃主体支承组件，其中，夹指分开形成并连接到套筒主体。
21.如权利要求20所述的玻璃主体支承组件，其中，夹指由与形成套筒主体的材料不同的材料形成。
22.一种用于心轴旋转设备的心轴部分，所述心轴部分包括：
基座；和
凸出部分，所述凸出部分从基座向外延伸并被构造成与玻璃主体支承组件的心轴连接部分连接；以及
磁体，其位于基座和凸出部分中的至少一者中，布置该磁体以施加磁力，从而在与凸出部分接合时抵抗心轴连接部分的轴向运动。
23.如权利要求22所述的心轴部分，其中，所述磁体位于凸出部分中的开口中。
24.如权利要求23所述的心轴部分，其中，所述开口是在凸出部分周围的环形，所述磁体呈环形以被所述开口接收。
25.如权利要求23所述的心轴部分，其中，所述磁体通过粘合剂被保持在开口中。
26.如权利要求22所述的心轴部分，其中，所述磁体位于基座中。
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