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Die Erfindung betrifft einen Glasbehälter für pharmazeutische, medizinische oder kosmetische Anwendungen.
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Glasbehälter welche als Packmittel für pharmazeutische, medizinische oder kosmetische Anwendungen dienen, werden nach ihrer Heißformgebung in der Regel weiteren Bearbeitungsschritten unterzogen, bevor sie schließlich befüllt oder vertrieben werden. Typische Bearbeitungsschritte nach der Heißformgebung sind z.B. Waschen, mit anschließendem Trocknen oder Sterilisierung, um den hohen Anforderungen, wie beispielsweise eine geringe Partikellast der Glasbehälter, für die pharmazeutische, medizinische oder kosmetische Anwendung zu genügen.
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Nachteilig an derartig bearbeiteten, bekannten Glasbehältern ist jedoch, dass die Glasbehälter durch direkten Kontakt mit Ihrer Umgebung, wie Anlagenbestandteile oder andere Glasbehälter, in der Regel Kratzer oder zumindest kleinste Beschädigungen auf deren Oberfläche aufweisen, welche als Initialdefekte für Brüche wirken und zu einer reduzierten Festigkeit der Glasbehälter führen können. Ein weiterer Nachteil derartig bearbeiteter, bekannter Glasbehälter ist es mitunter, dass unerwünschte Substanzen im Inneren des Glasbehälters anzutreffen sind, was im Hinblick auf deren pharmazeutischen, medizinischen oder kosmetischen Einsatz unerwünscht ist.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Glasbehälter anzugeben, der eine erhöhte Festigkeit aufweist und zugleich frei von unerwünschten Substanzen im Inneren ist, sowie kosmetische Defekte weitestgehend zu vermeiden.
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Dazu offenbart die Erfindung einen Glasbehälter, insbesondere Fläschchen für pharmazeutische, medizinische oder kosmetische Anwendungen, welcher insbesondere mittels eines im Rahmen dieser Offenbarung weiter unten angegebenen Verfahrens hergestellt oder herstellbar ist.
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Der erfindungsgemäße Glasbehälter umfasst einen Hohlkörper aus einem Glasmaterial, wobei der Hohlkörper ein inneres Volumen umgibt, und ein unteres Ende und ein oberes Ende aufweist, und wobei sich durch das obere Ende eine Behälteröffnung in das innere Volumen erstreckt.
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Ferner hat der Hohlkörper einen die Behälteröffnung umgebenden Behälterkragen, einen Behälterhals, eine Behälterschulter, einen Behälterbauch, einen das untere Ende verschließenden Behälterboden, sowie eine dem inneren Volumen zugewandte innere Behälteroberfläche und eine dem inneren Volumen abgewandte äußere Behälteroberfläche. Unter dem Behälterbauch ist insbesondere der zylindrische Abschnitt eines Glasbehälters zu verstehen.
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Der erfindungsgemäße Glasbehälter zeichnet sich zum einen dadurch aus, dass die äußere Behälteroberfläche bereichsweise beschichtet ist, derart, dass das Glasmaterial des Hohlkörpers im Bereich einer beschichteten Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche mit einer Beschichtung bedeckt ist und dass die äußere Behälteroberfläche bereichsweise unbeschichtet ist, derart, dass das Glasmaterial des Hohlkörpers über eine unbeschichtete Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche freiliegt.
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Zum anderen zeichnet sich der Glasbehälter dadurch aus, dass die innere Behälteroberfläche vollständig unbeschichtet ist, derart, dass das Glasmaterial des Hohlkörpers über die gesamte innere Behälteroberfläche freiliegt.
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Einerseits ist demnach im Bereich der beschichteten Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche das Glasmaterial des Hohlkörpers mit einer Beschichtung bedeckt, wobei nicht zwangsläufig der gesamte Bereich der beschichteten Teilfläche mit einer Beschichtung bedeckt zu sein braucht, sondern z.B. auch inselhafte Lücken in der beschichteten Teilfläche vorhanden sein können, beispielsweise am Behälterboden oder an anderer Stelle.
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Andererseits liegt die innere Behälteroberfläche vollständig frei, d.h. insbesondere über den Bereich des Behälterbodens, den Bereich des Behälterbauchs, den Bereich der Behälterschulter, den Bereich des Behälterhalses und den Bereich des Behälterkragens.
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Die beschichtete Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche, in dessen Bereich das Glasmaterial mit einer Beschichtung bedeckt ist, schließt vorzugsweise den Bereich des Behälterbauchs und/oder den Bereich des Behälterbodens zumindest teilweise, insbesondere vollständig, ein.
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Die unbeschichtete Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche entspricht vorzugsweise der gesamten äußeren Behälteroberfläche abzüglich der beschichteten Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche.
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Die unbeschichtete Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche kann den Bereich des Behälterkragens und bevorzugt den Bereich des Behälterhalses vollständig einschließen und besonders bevorzugt den Bereich der Behälterschulter zumindest teilweise, insbesondere vollständig, einschließen.
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Die Beschichtung, welche im Bereich der beschichteten Teilfläche die äußere Behälteroberfläche bedeckt, kann ein Silikon umfassen. Vorzugsweise ist die Beschichtung von dem Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) für den Kontakt mit Lebensmitteln empfohlen und/oder von dem Bundesamt für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) als Medizinprodukt zugelassen. Ferner kann die Beschichtung als getrocknete Silikonemulsion ausgebildet sein, welche besonders bevorzugt nachvernetzt ist. Die Beschichtung kann insbesondere hergestellt und/oder herstellbar sein gemäß einem Beschichtungsverfahren und/oder mit einem Beschichtungsmaterial wie weiter unten beschrieben.
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Die Beschichtung, welche im Bereich des Behälterbauchs die äußere Behälteroberfläche bedeckt, kann an zumindest einer Stelle eine auf das Glasmaterial bezogene Äquivalenzdicke von unter 50 nm aufweisen, bevorzugt eine Äquivalenzdicke von unter 25 nm aufweisen, mehr bevorzugt eine Äquivalenzdicke von unter 10 nm aufweisen und besonders bevorzugt eine Äquivalenzdicke von unter 5 nm aufweisen.
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Ferner kann die Beschichtung, welche im Bereich des Behälterbodens die äußere Behälteroberfläche bedeckt, an zumindest einer Stelle eine auf das Glasmaterial bezogene Äquivalenzdicke von unter 200 nm aufweisen, bevorzugt eine Äquivalenzdicke von unter 100 nm aufweisen, mehr bevorzugt eine Äquivalenzdicke von unter 50 nm aufweisen und besonders bevorzugt eine Äquivalenzdicke von unter 25 nm aufweisen.
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Die zuvor genannte auf das Glasmaterial bezogene Äquivalenzdicke ist insbesondere dadurch bestimmbar, dass mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) eine Sputterrate anhand eines Referenzglases ermittelt wird und diese Sputterrate für die Auswertung der Sekundärionen-Massenspektrometrie der Beschichtung genutzt wird.
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Konkret kann zur Bestimmung der Sputterrate als Referenzglas BK7 zum Einsatz kommen und als Sputterparameter Cs, 2 keV. Dazu kann zunächst der lonenstrom und die Rasterfläche notiert und ein Sputterkrater erzeugt werden. Dann kann die Tiefe des Sputterkraters ausgemessen werden, z.B. mit Weißlichtinterferometrie (WLI), um eine Sputterate, beispielsweise in der Einheit nm/s, zu erhalten, insbesondere für BK7 in Abhängigkeit von lonenstrom und Rasterfläche.
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Wenn ein Tiefenprofil der Schicht aufgenommen wird, d.h. ein Tiefenprofil auf dem beschichteten Glasbehälter gemessen wird, kann bei gleichem lonenstrom und Rasterfläche die Sputterzeit direkt in eine Äquivalenttiefe umgerechnet werden. Bei abweichendem lonenstrom steigt die Äquivalenttiefe proportional zum Strom, bei abweichender Fläche verhält sich die Äquivalenttiefe antiproportional zur Fläche.
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Die vorstehend genannte Äquivalenzdicke der Beschichtung, welche im Bereich des Behälterbauchs die äußere Behälteroberfläche bedeckt, ist an zumindest einer Stelle erfüllt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Äquivalenzdicke über einen Flächenanteil des Behälterbauchs von mindestens 90 Prozent, bevorzugt mindestens 95 Prozent, besonders bevorzugt mindestens 99 Prozent erfüllt ist.
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Ebenso kann die Äquivalenzdicke der Beschichtung, welche im Bereich des Behälterbodens die äußere Behälteroberfläche bedeckt, über einen Flächenanteil des Behälterbodens von mindestens 90 Prozent, bevorzugt mindestens 95 Prozent, besonders bevorzugt mindestens 99 Prozent erfüllt sein.
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Die Äquivalenzdicke der Beschichtung, welche im Bereich des Behälterbauchs die äußere Behälteroberfläche bedeckt, und die Äquivalenzdicke der Beschichtung, welche im Bereich des Behälterbodens die äußere Behälteroberfläche bedeckt können in einem Verhältnis zueinander stehen, welches im Bereich von 1:10 bis 10:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 1:10 bis 1:1 oder im Bereich von 1:1 bis 10:1 liegt.
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Wie nachstehend noch näher ausgeführt wird, kann die beschichtete Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche gegenüber Hexadecan einen Kontaktwinkel zwischen 10 und 12 Grad ausbilden und/oder gegenüber Wasser einen Kontaktwinkel zwischen 90 und 120 Grad ausbilden.
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Demgegenüber kann die unbeschichtete Teilfläche der äußeren Behälteroberfläche und vorzugsweise die gesamte innere Behälteroberfläche, gegenüber Hexadecan einen Kontaktwinkel von unter 10 Grad ausbilden und/oder gegenüber Wasser einen Kontaktwinkel von unter 10 Grad ausbilden, wobei dies jeweils insbesondere für eine gereinigte Glasoberfläche gilt.
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Der Glasbehälter wie vorstehend beschrieben ist insbesondere hergestellt oder herstellbar mit einem nachfolgend beschriebenen Verfahren.
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Das Verfahren sieht vor, dass eine Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig einem ersten Bearbeitungsschritt unterzogen wird und danach die Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig einem zweiten Bearbeitungsschritt unterzogen wird wobei vor und/oder während des ersten und/oder zweiten Bearbeitungsschritts die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist oder mit einem Material in Kontakt kommt, das eine niedrigere Härte aufweist, als diejenige des Glasbehälters, oder nur mit solchen Materialien in Kontakt kommt.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass vor und/oder während des ersten und/oder zweiten Bearbeitungsschritts weniger als 20 Prozent der äußeren Behälteroberfläche bevorzugt weniger als 10 Prozent der äußeren Behälteroberfläche, mehr bevorzugt weniger als 5 Prozent der äußeren Behälteroberfläche, und besonders bevorzugt weniger als 2 Prozent der äußeren Behälteroberfläche mit einem Material in Kontakt kommt, insbesondere einem Material welches eine niedrigerer Härte als diejenige des Glasbehälters aufweist.
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Der ggf. mit einem Material in Kontakt kommende Teil der äußeren Behälteroberfläche befindet sich bevorzugt am oberen Ende des Glasbehälters, insbesondere oberhalb der Behälterschulter und beispielsweise am Behälterhals und/oder am Behälterkragen.
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Vorzugsweise sieht das Verfahren ferner vor, dass vor und/oder während des ersten und/oder zweiten Bearbeitungsschritts die innere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist, insbesondere indem die Behälteröffnung der Glasbehälter dichtend verschlossen ist, um ein Eindringen von Substanzen in das innere Volumen zu verhindern, insbesondere ein Eindringen von Flüssigkeiten und Feststoffen zu verhindern, und vorzugsweise auch ein Eindringen von Gasen oder gasförmigen Verbindungen zu verhindern.
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Ferner können ein dritter, ein vierter und ggf. noch weitere Bearbeitungsschritte hinzukommen, wobei vor und/oder während des dritten, vierten und ggf. weiterer Bearbeitungsschritte die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist oder mit einem Material in Kontakt kommt, das eine niedrigere Härte aufweist, als diejenige des Glasbehälters, oder nur mit solchen Materialien in Kontakt kommt und vorzugsweise die innere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist, insbesondere indem die Behälteröffnung der Glasbehälter dichtend verschlossen ist, um ein Eindringen von Substanzen in das innere Volumen zu verhindern.
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Beispielsweise kann das Verfahren vorsehen, dass eine Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig gewaschen wird, derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters mit einem Waschfluid gewaschen wird, und danach die Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig beschichtet wird, derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet wird, wobei vor und/oder während des Waschens und oder Beschichtens die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist oder mit einem Material in Kontakt kommt, das eine niedrigere Härte aufweist, als diejenige des Glasbehälters, oder nur mit solchen Materialien in Kontakt kommt und vorzugsweise vor und/oder während des Waschens und oder Beschichtens die innere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist, insbesondere indem die Behälteröffnung der Glasbehälter dichtend verschlossen ist.
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Das Waschen der Glasbehälter kann eine Ultraschallreinigung umfassen.
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Das Beschichten der Glasbehälter kann dadurch geschehen, dass die Glasbehälter in ein Beschichtungsmaterial eingetaucht werden, wobei das Beschichtungsmaterial vorzugsweise Silikon oder eine Emulsion mit Silikon und Wasser umfasst.
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Das Beschichtungsmaterial kann beispielsweise als eine Silikonemulsion mit einem Anteil von Silikon zwischen 0,4 und 7,5 Gew.-% der Silikonemulsion ausgebildet sein oder eine solche Silikonemulsion umfassen. Vorzugsweise umfasst die Emulsion zusätzlich Lösungsmittel, besonders bevorzugt Propylenglycol. Die Silikonemulsion kann derart ausgebildet sein, dass diese unter Temperatureinfluss nachvernetzt.
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Aufgrund der Anforderungen an die für die pharmazeutische, medizinische oder kosmetische Anwendung der beschichteten Glasbehälter ist das Silikon vorzugsweise von dem Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) für den Kontakt mit Lebensmitteln empfohlen und besonders bevorzugt vom Bundesamt für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) als Medizinprodukt zugelassen.
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Das Beschichtungsmaterial kann beispielsweise eine 35% Dimethicone Emulsion umfassen, wobei das Beschichtungsmaterial zusätzlich noch Wasser umfassen kann. Konkret kann das Beschichtungsmaterial etwa die Dow Corning® 365, 35% Dimethicone NF Emulsion und/oder die Dow Corning® 366 35% Dimethicone NF Emulsion umfassen.
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Vorzugsweise werden die Glasbehälter dabei zuerst mit dem Behälterboden in das Beschichtungsmaterial eingetaucht und dann immer weiter bis zu einer oberen Grenze am oberen Rand der Glasbehälter, wobei die obere Grenze sich vorzugsweise im Bereich der Behälterschulter befindet, insbesondere im Übergangsbereich von der Behälterschulter zum zylindrischen Behälterkörper.
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Ferner werden die Glasbehälter vorzugsweise wieder aus dem Beschichtungsmaterial entnommen, wobei anschließend in einem weiteren Bearbeitungsschritt eine Homogenisierung der Beschichtung stattfinden kann, wie bspw. ein am Behälterboden gebildeter Tropfen aus Beschichtungsmaterial entfernt oder geglättet werden kann. Dazu kann die Vielzahl von Glasbehältern, insbesondere deren äußere Behälteroberfläche, insbesondere der Behälterboden, in ein Lösungsmittel getaucht werden, an die Oberfläche eines Lösungsmittels herangeführt werden oder an eine Glättungsvorrichtung herangeführt werden.
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Das Verfahren kann ferner in einem weiteren Bearbeitungsschritt vorsehen, dass das Beschichtungsmaterial getrocknet wird, wobei während des Trocknens die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist oder mit einem Material in Kontakt kommt, das eine niedrigere Härte aufweist, als diejenige des Glasbehälters, oder nur mit solchen Materialien in Kontakt kommt und vorzugsweise die innere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist, insbesondere indem die Behälteröffnung der Glasbehälter dichtend verschlossen ist, um ein Eindringen von Substanzen in das innere Volumen zu verhindern.
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Das Trocknen des auf den Glasbehältern aufgebrachten Beschichtungsmaterials kann insbesondere durch Warten und/oder durch Zuführen von Wärme erfolgen. Das Trocknen kann ggf. auch unter Anlegen von Vakuum oder Zuführen von Mikrowellenstrahlung erfolgen.
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Die Vielzahl von Glasbehältern kann zwischen den Bearbeitungsschritten gleichzeitig transportiert werden, insbesondere mittels einer Transporteinrichtung wie im Rahmen dieses Dokuments beschrieben.
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Vorzugsweise werden die Glasbehälter derart transportiert, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist oder mit einem Material in Kontakt kommt, das eine niedrigere Härte aufweist, als diejenige des Glasbehälters, oder nur mit solchen Materialien in Kontakt kommt und vorzugsweise die innere Behälteroberfläche des Glasbehälters kontaktfrei ist, insbesondere indem die Behälteröffnung der Glasbehälter dichtend verschlossen ist, um ein Eindringen von Substanzen in das innere Volumen zu verhindern.
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Die Vielzahl von Glasbehältern kann während der Bearbeitungsschritte und/oder während des Transportierens, derart gehalten werden, dass jeder Glasbehälter einzeln und kontaktfrei zu den anderen Glasbehältern gehalten ist, und vorzugsweise die Behälteröffnung der Glasbehälter dichtend verschlossen ist, insbesondere mittels einer Erfassungsvorrichtung wie im Rahmen dieses Dokuments beschrieben.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Vielzahl von Glasbehältern durchgängig während der Bearbeitungsschritte gehalten ist und vorzugsweise ferner während Transports gehalten ist, und vorzugsweise die Behälteröffnung der Glasbehälter dabei dichtend verschlossen ist.
Das Verfahren wie vorstehend beschrieben ist insbesondere ausführbar mit einer Anlage zum Bearbeiten, insbesondere zum Waschen und Beschichten, von Glasbehältern mit einer Erfassungsvorrichtung, zumindest zwei Bearbeitungsstationen und einer Transporteinrichtung.
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Die Erfassungsvorrichtung der Anlage ist dazu eingerichtet, eine Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig zu erfassen und zu halten, wobei die Erfassungsvorrichtung dazu eine Vielzahl einzelner Haltefassungen umfasst, welche jeweils dazu eingerichtet sind, einen der Glasbehälter einzeln und kontaktfrei zu den anderen Glasbehältern zu erfassen und zu halten.
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Die zumindest zwei Bearbeitungsstationen der Anlage sind jeweils dazu eingerichtet, die von der Erfassungsvorrichtung gehaltene Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig einem bestimmten Bearbeitungsschritt zu unterziehen.
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Zudem ist die Transporteinrichtung der Anlage dazu eingerichtet, die Erfassungsvorrichtung von einer Bearbeitungsstation zur nächsten Bearbeitungsstation zu bewegen, derart, dass die von der Erfassungsvorrichtung gehaltene Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig von einer Bearbeitungsstation zur nächsten Bearbeitungsstation transportiert wird.
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Vorzugsweise sind die einzelnen Haltefassungen der Erfassungsvorrichtung jeweils dazu eingerichtet, den Glasbehälter an seinem oberen Ende, insbesondere an seinem Behälterkragen und/oder seinem Behälterhals zu haltern, derart, dass der Glasbehälter durch den Behälterkragen gegen eine Bewegung nach unten gesichert ist, beispielsweise indem die Haltefassungen den Behälterkragen und/oder der Behälterhals umklammern.
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Beispielsweise können die einzelnen Haltefassungen der Erfassungsvorrichtung jeweils einen ersten und zweiten Haltekörper umfassen, wobei die beiden Haltekörper gegeneinander beweglich ausgebildet sind.
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Die beiden Halterkörper sind insbesondere auseinander bewegbar ausgebildet, derart, dass ein zwischen den beiden Haltekörpern befindlicher Abstand vergrößerbar ist, so dass die beiden Haltekörper der Haltefassung von oben über den Behälterkragen des Glasbehälters geführt werden können, wobei der Abstand bevorzugt begrenzt vergrößerbar ist, so dass die beiden Haltekörper der Haltefassung nicht von unten über den Behälterboden des Glasbehälters geführt werden können.
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Außerdem sind die beiden Haltekörper insbesondere zueinander bewegbar ausgebildet, derart, dass der zwischen den beiden Haltekörpern befindliche Abstand wieder verkleinerbar ist, so dass die beiden Haltekörper der Haltefassung den Glasbehälter an seinem oberen Ende, insbesondere an seinem Behälterkragen und/oder seinem Behälterhals haltern, beispielsweise umklammern.
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In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Erfassungsvorrichtung eine oder mehrere Erfassungsleisten, welche jeweils einen ersten Leistenarm und einen zweiten Leistenarm aufweisen, wobei die Erfassungsleisten jeweils zumindest einige der Haltefassungen umfassen, und wobei der erste Leistenarm einer Erfassungsleiste jeweils die ersten Haltekörper der Haltefassungen bildet und der zweite Leistenarm jeweils die zweiten Haltekörper der Haltefassungen bildet.
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Vorzugsweise umfasst die Erfassungsvorrichtung zumindest 2 Haltefassungen, insbesondere zumindest 10 Haltefassungen, bevorzugt zumindest 25 Haltefassungen, mehr bevorzugt zumindest 50 Haltefassungen, und besonders bevorzugt zumindest 100 Haltefassungen.
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Die Vielzahl von Haltefassungen der Erfassungsvorrichtung kann in einem regelmäßigen Raster, beispielsweise einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sein, bevorzugt derart, dass die Erfassungsvorrichtung eine Mehrzahl, insbesondere äquidistant nebeneinander angeordneter, Erfassungsleisten mit jeweils einer Mehrzahl, insbesondere äquidistant nebeneinander angeordneter, Haltefassungen umfasst.
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Beispielsweise kann die Erfassungsvorrichtung zumindest 2 Erfassungsleisten mit jeweils zumindest 2 Haltefassungen umfassen, bevorzugt zumindest 3 Erfassungsleisten mit jeweils zumindest 3 Haltefassungen umfassen, mehr bevorzugt zumindest 5 Erfassungsleisten mit jeweils zumindest 5 Haltefassungen umfassen, und besonders bevorzugt zumindest 7 Erfassungsleisten mit jeweils zumindest 7 Haltefassungen umfassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung zumindest ein Dichtungselement auf, welches mit dem oberen Ende eines von der Erfassungsvorrichtung gehaltenen Glasbehälters, insbesondere dem Behälterkragen, in Dichtungskontakt gebracht werden kann, derart, dass die Behälteröffnung dichtend verschlossen ist, um ein Eindringen von Substanzen in das innere Volumen, insbesondere während eines Bearbeitungsschritts an einer der Bearbeitungsstationen zu verhindern.
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Das zumindest eine Dichtungselement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es gleichzeitig mit den oberen Enden mehrerer von der Erfassungsvorrichtung gehaltenen Glasbehälter in Dichtungskontakt gebracht werden kann, derart, dass die Behälteröffnungen aller dieser Glasbehälter gleichzeitig dichtend verschlossen sind.
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Ferner weist die Erfassungsvorrichtung vorzugsweise eine Andrückeinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, das obere Ende des von der Erfassungsvorrichtung gehaltenen Glasbehälters und das Dichtungselement aneinanderzudrücken, um das obere Ende des Glasbehälters mit dem Dichtungselement in Dichtungskontakt zu bringen.
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Die Andrückeinrichtung ist insbesondere derart ausgebildet, dass das obere Ende des Glasbehälters an das, vorzugsweise ortsfest an der Erfassungsvorrichtung befestigte, Dichtungselement angedrückt wird, wenn die Erfassungsvorrichtung den Glasbehälter erfasst.
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Die Andrückeinrichtung kann beispielsweise als schräg zur Längsachse eines von der Erfassungsvorrichtung gehaltenen Glasbehälters verlaufende Kante des ersten und/oder zweiten Haltekörpers ausgebildet sein.
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Die Erfassungsvorrichtung, insbesondere deren Haltefassungen, insbesondere deren Haltekörper, weisen zweckmäßig einen ersten Kontaktbereich auf, welcher beim Erfassen und Halten des Glasbehälters mit dem Glasbehälter in Berührung kommt.
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Dieser erste Kontaktbereich kann ein Material umfassen oder daraus bestehen, welches eine geringere Härte aufweist als Shore D 95, bevorzugt eine geringere Härte aufweist als Shore D 90, besonders bevorzugt eine geringere Härte aufweist als Shore D 85. Eine Härte von mindestens Shore D 40 kann vorteilhaft sein. Diesbezüglich wird auf die ISO-Norm 7619-1 verwiesen. Es kann auch eine geringere Härte als Brinell 20 vorgesehen sein, wobei diesbezüglich auf die ISO-Normen 6506-1 bis 6506-4 verwiesen wird.
Der erste Kontaktbereich kann ein Material umfassen oder daraus bestehen, welches von dem Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) für den Kontakt mit Lebensmitteln empfohlen wird.
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Ferner kann der erste Kontaktbereich eines der folgenden Materialen umfassen oder daraus bestehen: PU, PVC, Gummi, Silikon, Fluorsilikon, PTFE oder einem ähnlichen Material, wobei das Material bevorzugt als Vollmaterial oder als Schaum ausgebildet sein kann.
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Das Dichtungselement kann zweckmäßig einen zweiten Kontaktbereich aufweisen, welcher beim Erfassen und Halten des Glasbehälters mit dem Glasbehälter in Berührung kommt.
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Dieser zweite Kontaktbereich kann ein Material umfassen oder daraus bestehen, welches eine geringere Härte aufweist als Shore A 75 vorzugsweise eine geringere Härte aufweist als Shore A 65.
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Ferner kann der zweite Kontaktbereich ein Material umfassen oder daraus bestehen, welches von dem Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) für den Kontakt mit Lebensmitteln empfohlen wird.
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Der zweite Kontaktbereich kann zudem wiederum eines der folgenden Materialen umfassen oder daraus bestehen: PU, PVC, Gummi, Silikon, Fluorsilikon, PTFE oder einem ähnlichen Material, wobei das Material bevorzugt als Vollmaterial oder als Schaum ausgebildet sein kann.
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Das Dichtungselement und der zweite Kontaktbereich können zumindest abschnittsweise aus demselben Material bestehen, oder bevorzugt aus demselben Material bestehen.
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Nachfolgend sollen einige Beispiele für mögliche Bearbeitungsstationen der Anlage beschrieben werden.
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Demnach umfasst die Anlage insbesondere eine als Waschstation ausgebildete Bearbeitungsstation, um die von der Erfassungsvorrichtung gehaltene Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig zu waschen, derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters mit einem Waschfluid gewaschen wird, und insbesondere derart, dass dabei kein Waschfluid an die innere Behälteroberfläche des Glasbehälters gelangt, und insbesondere derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters nur mit Materialien in Kontakt kommt, die eine niedrigere Härte aufweisen, als diejenige des Glasbehälters. Unter der Härte des Glasbehälters ist die Härte des Glasmaterials des Glasbehälters zu verstehen. Die Härte von ggf. mit dem Glasbehälter in Kontakt kommenden Materialien ist demnach härter als diejenige des Glasmaterials, wobei zur Bestimmung der Härten insbesondere die Mohs-Härte herangezogen werden kann. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass das Glasmaterial die damit in Berührung kommenden Materialien einritzen kann.
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Ferner umfasst die Anlage insbesondere eine als Beschichtungsstation ausgebildete Bearbeitungsstation, um die von der Erfassungsvorrichtung gehaltene Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig zu beschichten, derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet wird, und insbesondere derart, dass dabei kein Beschichtungsmaterial an die innere Behälteroberfläche des Glasbehälters gelangt, und insbesondere derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters nur mit Materialien in Kontakt kommt, die eine niedrigere Härte aufweisen, als diejenige des Glasbehälters.
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Weiterhin kann die Anlage eine als Homogenisierungsstation ausgebildete Bearbeitungsstation umfassen, um an den von der Erfassungsvorrichtung gehaltenen Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig eine Homogenisierung der Beschichtung vorzunehmen, wie bspw. einen jeweils am Behälterboden gebildeten Tropfen aus Beschichtungsmaterial zu glätten und/oder zu entfernen, insbesondere derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters, insbesondere der Behälterboden, in ein Lösungsmittel getaucht wird oder an die Oberfläche eines Lösungsmittels herangeführt wird, insbesondere derart, dass dabei kein Lösungsmittel an die innere Behälteroberfläche des Glasbehälters gelangt, und insbesondere derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters nur mit Materialien in Kontakt kommt, die eine niedrigere Härte aufweisen, als diejenige des Glasbehälters.
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Alternativ kann die als Homogenisierungsstation ausgebildete Bearbeitungsstation zumindest eine Glättungsvorrichtung, vorzugweise eine Vielzahl, entsprechend der Vielzahl der Glasbehältern, an Glättungsvorrichtungen, umfassen, wobei die Glättungsvorrichtung insbesondere als spitzzulaufender Stab ausgebildet ist und/oder bevorzugt aus einem Material mit einer geringeren Härte als diejenige des Glasbehälters besteht, um an den von der Erfassungsvorrichtung gehaltenen Vielzahl von Glasbehältern vorzugsweise gleichzeitig einen jeweils am Behälterboden gebildeten Tropfen aus Beschichtungsmaterial zu glätten und/oder zu entfernen, insbesondere derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters, insbesondere der Behälterboden, an die Glättungsvorrichtung herangeführt wird, und insbesondere derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters nicht mit der Glättungsvorrichtung in Kontakt kommt.
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Die Homogenisierungsstation kann weiterhin auch eine Absaugvorrichtung umfassen, um die Homogenisierung der Beschichtung vorzunehmen, also z.B. einen jeweils am Behälterboden gebildeten Tropfen aus Beschichtungsmaterial zu glätten und/oder zu entfernen. Es ist auch möglich, dass die Homogenisierungsstation eine Vorrichtung zum Bewegen der Glasbehälter umfasst, insbesondere eine Vorrichtung zum Schütteln und/oder Rotieren der Glasbehälter, um die Homogenisierung herbeizuführen.
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Zudem kann die Anlage eine als Trocknungsstation ausgebildete Bearbeitungsstation umfassen, um die von der Erfassungsvorrichtung gehaltene Vielzahl von Glasbehältern gleichzeitig zu trocknen, insbesondere derart, dass die äußere Behälteroberfläche des Glasbehälters nur mit Materialien in Kontakt kommt, die eine niedrigere Härte aufweisen, als diejenige des Glasbehälters.
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Die Erfassungsvorrichtung der Anlage kann dazu eingerichtet sein, die Vielzahl von Glasbehältern durchgängig während der an den zumindest zwei Bearbeitungsstationen durchzuführenden Bearbeitungsschritte zu halten und vorzugsweise ferner während des durch die Transporteinrichtung erfolgenden Transports von einer Bearbeitungsstation zur nächsten Bearbeitungsstation zu halten.
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Außerdem kann die Erfassungsvorrichtung der Anlage dazu eingerichtet sein, die Behälteröffnung eines von der Erfassungsvorrichtung gehaltenen Glasbehälters mittels des Dichtungselements durchgängig während der an den zumindest zwei Bearbeitungsstationen durchzuführenden Bearbeitungsschritte zu verschließen und vorzugsweise ferner während des durch die Transporteinrichtung erfolgenden Transports von einer Bearbeitungsstation zur nächsten Bearbeitungsstation zu verschließen.
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Um eine Bearbeitung unter Reinraumbedingungen zu gewährleisten kann ferner vorgesehen sein, dass die Anlage, insbesondere die als Waschstation ausgebildete Bearbeitungsstation, die als Beschichtungsstation ausgebildete Bearbeitungsstation, die als Homogenisierungsstation ausgebildete Bearbeitungsstation und/oder die als Trocknungsstation ausgebildete Bearbeitungsstation ein Luftstromsystem, insbesondere zur Erzeugung eines laminares Luftstroms, umfasst.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
- 1: (a) eine schematische Darstellung eines Glasbehälters, (b) eine schematische Darstellung eines bereichsweise beschichteten Glasbehälters,
- 2: (a) als Diagramm dargestellte Messergebnisse des Kontaktwinkels von Hexadecan auf der äußeren Behälteroberfläche eines erfindungsgemäßen Glasbehälters, (b) auf der äußeren Behälteroberfläche eines Glasbehälters aus dem Stand der Technik,
- 3: (a) als Diagramm dargestellte Messergebnisse des Kontaktwinkels von Wasser auf der äußeren Behälteroberfläche eines erfindungsgemäßen Glasbehälters, (b) auf der äußeren Behälteroberfläche eines Glasbehälters aus dem Stand der Technik,
- 4: eine Fotografie eines zersägten Glasbehälters mit eingezeichneten Testpunkten auf der inneren Behälteroberfläche,
- 5: als Diagramm dargestellte Messergebnisse mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) bestimmter Tiefenprofile ausgewählter Sekundärionen auf der äußeren Behälteroberfläche am Boden,
- 6: als Diagramm dargestellte Messergebnisse mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) bestimmter Tiefenprofile ausgewählter Sekundärionen auf der äußeren Behälteroberfläche mittig am Behälterbauch,
- 7: als Diagramm dargestellte Messergebnisse mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) bestimmter Tiefenprofile ausgewählter Sekundärionen auf der inneren Behälteroberfläche mittig am Behälterbauch,
- 1 (a) zeigt beispielhaft einen als Fläschchen für pharmazeutische, medizinische oder kosmetische Anwendungen ausgebildeten Glasbehälter 10 umfassend einen Hohlkörper 11 aus einem Glasmaterial, wobei der Hohlkörper 11 ein inneres Volumen 12 umgibt, und ein unteres Ende 13 und ein oberes Ende 14 aufweist, und wobei sich durch das obere Ende 14 eine Behälteröffnung 15 in das innere Volumen 12 erstreckt. Der Hohlkörper 11 umfasst außerdem einen die Behälteröffnung 15 umgebenden Behälterkragen 16, einen Behälterhals 17, eine Behälterschulter 18, einen Behälterbauch 19, einen das untere Ende 15 verschließenden Behälterboden 20, sowie eine dem inneren Volumen 12 zugewandte innere Behälteroberfläche 21 und eine dem inneren Volumen 12 abgewandte äußere Behälteroberfläche 22.
- 1 (b) zeigt den Glasbehälter 10 aus 1 (a), wobei der Glasbehälter 10 auf der äußeren Behälteroberfläche 22 bereichsweise beschichtet ist. Daher ist das Glasmaterial des Hohlkörpers 11 im Bereich einer beschichteten Teilfläche 30 der äußeren Behälteroberfläche 22 mit einer Beschichtung 40 bedeckt. Die äußere Behälteroberfläche ist außerdem bereichsweise unbeschichtet. Daher ist das Glasmaterial des Hohlkörpers 11 über eine unbeschichtete Teilfläche 32 der äußeren Behälteroberfläche 22 freiliegend. Die innere Behälteroberfläche 21 ist vollständig unbeschichtet, d.h. das Glasmaterial des Hohlkörpers 11 ist über die gesamte innere Behälteroberfläche 21 freiliegend.
- 2 (a) zeigt Messergebnisse des Kontaktwinkels von n-Hexadecan, welches als Tropfen im Bereich der beschichteten Teilfläche 30 auf der äußeren Behälteroberfläche 22 des in 1 (b) dargestellten, teilweise beschichteten Glasbehälters 10 aufgebracht wurde. Wie zu erkennen ist zeichnet sich der bereichsweise beschichtete Glasbehälter 10 dadurch aus, dass die beschichtete Teilfläche 30 der äußeren Behälteroberfläche 22 gegenüber n-Hexadecan einen Kontaktwinkel zwischen 10 und 12 Grad ausbildet.
- 2 (b) zeigt zum Vergleich Messergebnisse des Kontaktwinkels von n-Hexadecan, welches als Tropfen an vergleichbarer Stelle auf der äußeren Behälteroberfläche 22 des in 1 (a) dargestellten unbeschichteten Glasbehälters 10 aufgebracht wurde. Der Kontaktwinkel ist kleiner als 10 Grad, d.h. der aufgebrachte Tropfen verteilt sich so flach auf der Behälteroberfläche, dass der Kontaktwinkel nahezu nicht messbar ist.
- 3 (a) zeigt Messergebnisse des Kontaktwinkels von Wasser, welches als Tropfen im Bereich der beschichteten Teilfläche 30 auf der äußeren Behälteroberfläche 22 des in 1 (b) dargestellten, teilweise beschichteten Glasbehälters 10 aufgebracht wurde. Wie zu erkennen ist, zeichnet sich der bereichsweise beschichtete Glasbehälter 10 dadurch aus, dass die beschichtete Teilfläche 30 der äußeren Behälteroberfläche 22 gegenüber Wasser einen Kontaktwinkel zwischen 90 und 120 Grad ausbildet. Der mit 100 gekennzeichnete Graph zeigt dabei Messergebnisse für einen Glasbehälter 10, welcher gewaschen, beschichtet und getrocknet wurde, während der mit 102 gekennzeichnete Graph Messergebnisse für einen Glasbehälter 10 zeigt, welcher zusätzlich bei 350°C für 1 Stunde , analog eines Depyrogenisiserungsprozesses, thermisch behandelt wurde und der mit 104 gezeigte Graph Messergebnisse für einen Glasbehälter 10 zeigt, welcher nach der thermischen Behandlung nochmals gewaschen wurde.
- 3 (b) zeigt wiederum zum Vergleich Messergebnisse des Kontaktwinkels von Wasser, welches als Tropfen an vergleichbarer Stelle auf der äußeren Behälteroberfläche 22 des in 1 (a) dargestellten unbeschichteten Glasbehälters 10 aufgebracht wurde. Der Kontaktwinkel ist kleiner als 10 Grad bzw. nahezu verschwindend, d.h. der aufgebrachte Tropfen verteilt sich so flach auf der Behälteroberfläche, dass der Kontaktwinkel nahezu verschwindet. Der mit 106 gekennzeichnete Graph zeigt dabei Messergebnisse für einen unbehandelten Glasbehälter 10, während der mit 108 gekennzeichnete Graph Messergebnisse für einen unbeschichteten Glasbehälter 10 zeigt, welcher thermisch behandelt wurde.
- 4 zeigt einige Testpunkte 110, 112, 114 auf der inneren Behälteroberfläche des in 1 (b) dargestellten, teilweise beschichteten Glasbehälters 10 mit teilweise beschichteter äußerer Behälteroberfläche. An den gezeigten Testpunkten wurde der Kontaktwinkel von n-Hexadecan bzw. von Wasser gegenüber der inneren Behälteroberfläche bestimmt. Der Kontaktwinkel ist jeweils kleiner als 10 Grad, d.h. der aufgebrachte Tropfen verteilt sich so flach auf der Behälteroberfläche, dass der Kontaktwinkel nahezu nicht messbar ist. Dies entspricht den aus den 2 (b) und 3 (b) für den unbeschichteten Glasbehälter 10 bekannten Messergebnissen.
Der auf der äußeren Behälteroberfläche beschichtete Glasbehälter ist demnach auf der inneren Behälteroberfläche vollständig unbeschichtet.
- 5 bis7 zeigen mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) ermittelte Tiefenprofile ausgewählter Sekundärionen an verschiedenen Stellen auf der Behälteroberfläche des in 1 (b) dargestellten, teilweise beschichteten Glasbehälters 10, wobei die Tiefenprofile in Form einer Äquivalenzdicke angegeben sind. Die Äquivalenzdicke ist dadurch bestimmt, dass zunächst mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) mit Sputterparametern Cs und 2 keV eine Sputterrate anhand des Referenzglases BK7 ermittelt wird und diese Sputterrate dann für die Bestimmung der Tiefenprofile genutzt wird. Die in 5 gezeigten Messergebnisse beziehen sich auf die äußere Behälteroberfläche am Behälterboden, die in 6 gezeigten Messergebnisse auf die äußere Behälteroberfläche mittig am Behälterbauch und die in 7 gezeigten Messergebnisse auf die innere Behälteroberfläche mittig am Behälterbauch.
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Wie anhand der 5 und 6 für den Behälterboden bzw. den Behälterbauch auf der Außenseite des Glasbehälters zu erkennen ist, fallen die als Signal für die Beschichtung dienenden Kurven für C- und SiC2- mit zunehmender Tiefe ab, während die als Signal für das Glasmaterial dienenden Kurven SiO3-, AIO- und BO- mit zunehmender Tiefe ansteigen. Ferner ist anhand der 7 ersichtlich, dass die als Signal für eine Beschichtung dienenden Kurven für C- und SiC2-keine messbare Intensität zeigen. Hieran ist zu erkennen, dass sich der bereichsweise beschichtete Glasbehälter 10 dadurch auszeichnet, dass die Beschichtung, welche im Bereich des Behälterbodens 20 die äußere Behälteroberfläche 22 bedeckt, eine Äquivalenzdicke von unter 200 nm, bevorzugt von unter 100 nm, mehr bevorzugt von unter 50 nm und besonders bevorzugt von unter 25 nm aufweist und dadurch, dass die Beschichtung, welche im Bereich des Behälterbauchs 19 die äußere Behälteroberfläche 22 bedeckt eine Äquivalenzdicke von unter 50 nm, bevorzugt von unter 25 nm, mehr bevorzugt von unter 10 nm und besonders bevorzugt von unter 5 nm aufweist und dass die innere Behälteroberfläche 21 vollständig unbeschichtet ist, d.h. das Glasmaterial über die gesamte innere Behälteroberfläche 21 freiliegt.
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Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO-Norm 7619-1 [0063]
- ISO-Normen 6506-1 bis 6506-4 [0063]
