JP2022507548A - 耐損傷性コーティングを有するガラス物品、並びにガラス物品をコーティングする方法 - Google Patents

Abstract

コーティングされたガラス物品及びそれを製造する方法が、本明細書に提供される。コーティングされたガラス物品は、第１の表面と、該第１の表面の反対側の第２の表面とを有するガラス本体を含み、ここで、第１の表面はガラス本体の外面であり、原子層堆積によって耐損傷性コーティングが形成され、該耐損傷性コーティングは、ガラス本体の第１の表面の少なくとも一部に配置される。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１８年１１月２０日出願の米国仮特許出願第６２／７６９，７５８号の米国法典第３５編特許法１２０条に基づく優先権の利益を主張する。

本開示は、概して、耐損傷性コーティングを有するガラス物品に関し、より詳細には、医薬品包装などのガラス物品に原子層堆積（ＡＬＤ）によって施された耐損傷性コーティングに関する。

歴史的に、ガラスは、その気密性、光学的透明性、及び他の材料と比較して優れた化学的耐久性の理由から、食品及び飲料の包装、医薬品の包装、キッチン及び実験用ガラス製品、並びに、窓又は他の建築的特徴を含む多くの用途にとって好ましい材料として使用されてきた。

しかしながら、多くの用途では、ガラスの使用はガラスの機械的性能によって制限される。特に、ガラスの破損は、とりわけ、食品、飲料、及び医薬品の包装での懸案事項である。例えば、充填ライン内の破損では、破損した容器の破片が容器に含まれる可能性があるため、隣接する破損していない容器を破棄する必要があることから、破損は、食品、飲料、及び医薬品の包装業界において費用がかかる可能性がある。破損により、充填ラインの速度を低下させるか停止することが必要とされ、生産量が低下する可能性もある。さらには、壊滅的ではない破損（すなわち、ガラスに亀裂が生じるが破壊しない場合）により、ガラスの包装又は容器の内容物の無菌性が失われることとなり、その結果、コストのかかる製品のリコールにつながる可能性がある。

ガラス破損の根本的な原因の１つは、ガラスの処理の際及び／又はその後の充填中にガラスの表面に傷が入ることである。これは、例えば、発熱物質除去、オートクレーブなどの医薬品の包装に利用される包装及び包装前の工程中に経験されるような、高温及び他の条件への曝露後に特に関連する。このような高温に曝露されると、ガラスが、摩耗、衝撃などの機械的損傷によって引き起こされる欠陥の影響をより受けやすくなる状況が生じる。これらの傷は、隣接するガラス製品のピース間の接触、並びに、ガラスと取り扱い装置及び／又は充填装置など機器との接触を含む、さまざまな原因からガラスの表面に導入されうる。原因にかかわらず、これらの傷の存在は最終的にガラスの破損につながりうる。

イオン交換処理は、ガラス製品を強化するために用いられるプロセスである。イオン交換は、ガラス物品内のより小さいイオンを溶融塩浴に由来するより大きいイオンで化学的に置換することによって、ガラス物品の表面上に圧縮（すなわち、圧縮応力）を付与する。ガラス物品の表面の圧縮により、機械的応力の閾値が上昇し、亀裂が伝播する；それによって、ガラス製品の全体的な強度が向上する。また、ガラス物品の表面にコーティングを追加すると、耐損傷性が向上し、ガラス物品に強度及び耐久性の向上をもたらすことができる。しかしながら、ガラス物品を、損傷又は欠陥の影響をより受けやすくすることができる同じ条件の幾つかは、ある特定のコーティング材料を劣化させ、このようなコーティング材料がガラス物品を摩耗、衝撃などの機械的損傷から保護する能力を低減させるか、又はさらには排除する可能性がある。

本開示の実施形態によれば、コーティングされたガラス物品が提供される。コーティングされたガラス物品は、第１の表面と、該第１の表面の反対側の第２の表面とを有するガラス本体を含み、該第１の表面はガラス本体の外面である。コーティングされたガラス物品は、原子層堆積によって形成された耐損傷性コーティングをさらに含み、該耐損傷性コーティングは、ガラス本体の第１の表面の少なくとも一部に配置される。

本開示の実施形態によれば、耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器を形成する方法が提供される。該方法は、原子層堆積によってガラス容器に耐損傷性コーティングを施す工程を含み、該耐損傷性コーティングを施す工程は、ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露することを含む。

追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部には、その説明から当業者に容易に明らかとなり、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含めた本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識されよう。

前述の概要及び後述する詳細な説明はいずれも、単なる例示であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することが意図されていることが理解されるべきである。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を例証しており、その説明とともに、さまざまな実施形態の原理及び動作を説明する役割を担う。

本開示は、純粋に非限定的な例として与えられた以下の説明及び添付の図面からより明確に理解されるであろう。

本開示の実施形態による低摩擦コーティングを有するガラス容器の断面の概略図 本開示の実施形態による低摩擦コーティングを有するガラス容器を形成する方法のフロー図 本開示の実施形態による図２のフロー図の工程の概略図 本開示の実施形態によるバイアル引っかき試験の概略図 本開示の実施形態によるコーティングされていない容器及びコーティングされた容器について測定した平均摩擦係数のグラフ

これより、その一例が添付の図面に示されている、本実施形態について詳細に参照する。可能な場合はいつでも、同一又は類似した部分についての言及には、図面全体を通して同じ参照番号が用いられる。

単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別段の指示がない限り、複数の指示対象を含む。同じ特性を列挙するすべての範囲の端点は、独立して組み合わせ可能であり、列挙された端点を含む。参考文献はすべて、参照することにより本明細書に組み込まれる。

本明細書で用いられる場合、「有する」、「有している」、「含む」、「含んでいる」、「備える」、「備えている」などは、オープンエンドの意味で用いられており、一般に「含むがそれらに限定されない」ことを意味する。

本明細書で使用される科学的用語及び技術的用語はすべて、特に指定されない限り、当技術分野で一般的に用いられる意味を有する。本明細書で提供される定義は、本明細書で頻繁に用いられる特定の用語の理解を容易にするためのものであり、本開示の範囲を限定することを意味するものではない。

本開示は、最初に一般的に、次に幾つかの例示的な実施形態に基づいて、以下に詳細に説明される。個々の例示的な実施形態において互いに組み合わせて示される特徴は、すべてを実現する必要はない。特に、個々の特徴は、省略されてもよく、あるいは、幾つかの他の方法で、同じ例示的実施形態又は他の例示的実施形態の示された他の特徴と組み合わされてもよい。

本開示の実施形態は、その例が図面に概略的に示されている、耐損傷性コーティング、該耐損傷性コーティングを有するガラス物品、並びにそれを製造する方法に関する。このようなコーティングされたガラス物品は、医薬品包装を含むがこれに限定されないさまざまな包装用途での使用に適したガラス容器でありうる。これらの医薬品包装は、医薬組成物を含む場合と含まない場合がある。本明細書に記載される耐損傷性コーティングの実施形態はガラス容器の外面に施されるが、本明細書に記載される耐損傷性コーティングは、非ガラス材料を含む多種多様な材料上、及びガラスディスプレイパネルなどを含むがこれらに限定されない容器以外の基板上のコーティングとして使用することができるものと理解されたい。

概して、本明細書に記載される耐損傷性コーティングは、医薬品包装として使用することができる容器などのガラス物品の表面に施すことができる。耐損傷性コーティングは、摩擦係数の低下及び耐損傷性の向上など、コーティングされたガラス物品に有利な特性を提供することができる。摩擦係数の低下は、ガラスへの摩擦による損傷を軽減することにより、ガラス物品に改善された強度及び耐久性を与えることができる。さらには、耐損傷性コーティングは、例として、例えば発熱物質除去、オートクレーブなどの医薬品の包装に利用される包装及び包装前の工程中に経験されるような、高温及び他の条件への曝露の後に、前述の改善された強度及び耐久性の特性を維持することができる。

本明細書に記載される耐損傷性コーティングは、原子層堆積（ＡＬＤ）によってガラス物品の表面に施される。熱及びプラズマ支援プロセスの両方を含むＡＬＤは、高密度の薄膜コーティング及び高密度の超薄膜コーティングの堆積を可能にする。ＡＬＤは、金属ハロゲン化物又は金属アルコキシド前駆体の吸着及び加水分解／活性化の連続工程で構成される、自己制限的なレイヤー・バイ・レイヤー薄膜堆積技術である。この段階的な堆積プロセスにより、次の層を堆積する前に反応物と副生成物を完全に除去することができ、不要な分子を捕捉するリスクを最小限に抑えることができる。有利なことに、層の厚さは、ＡＬＤ堆積で正確に制御することができる。加えて、ＡＬＤ堆積を利用して、湾曲した又は他の複雑な３Ｄの幾何学形状を有するガラス物品にコンフォーマルコーティングを提供することができる。さらには、ＡＬＤ堆積はピンホールのない膜を形成し、再現性が高く、拡大縮小が可能なコーティングプロセスを容易にする。特定の理論に縛られることは望まないが、従来のコーティング技法と比較して、ＡＬＤ堆積コーティングは、小さくて鋭い表面の引っかき傷に浸透して、ガラス物品にさらなる耐損傷性を提供することができると考えられる。

図１は、コーティングされたガラス物品の断面、具体的にはコーティングされたガラス容器１００の断面を概略的に示している。コーティングされたガラス容器１００は、ガラス本体１０２及び耐損傷性コーティング１２０を含む。ガラス本体１０２は、外面１０８（すなわち、第１の表面）と内面１１０（すなわち、第２の表面）との間に延びるガラス容器壁１０４を有する。ガラス容器壁１０４の内面１１０は、コーティングされたガラス容器１００の内容積１０６を画成する。耐損傷性コーティング１２０は、ガラス本体１０２の外面１０８の少なくとも一部に位置づけられる。耐損傷性コーティング１２０は、実質的にガラス本体１０２の外面１０８全体に位置づけられてもよい。耐損傷性コーティング１２０は、外面１２２並びに、ガラス本体１０２と耐損傷性コーティング１２０との界面のガラス本体接触面１２４を有する。耐損傷性コーティング１２０は、ガラス本体１０２の外面１０８に結合されうる。

本開示の実施形態によれば、コーティングされたガラス容器１００は、医薬品包装でありうる。例えば、ガラス本体１０２は、バイアル、アンプル（ampoule、ampul）、ボトル、カートリッジ、フラスコ、ガラス小容器（phial）、ビーカ、バケット、カラフ、バット、シリンジ本体などの形状でありうる。コーティングされたガラス容器１００は、任意の組成物、例えば医薬組成物を収容するために使用することができる。医薬組成物は、医学的診断、治癒、治療、又は疾患の予防に使用することを目的とした任意の化学物質を含みうる。医薬組成物の例には、医薬、薬物、薬剤、治療薬などが含まれるがこれらに限定されない。医薬組成物は、液体、固体、ゲル、懸濁液、粉末などの形態でありうる。

本開示の実施形態によれば、耐損傷性コーティング１２０は、酸化物材料又は窒化物材料でありうる。適切な酸化物の非限定的な例は、アルミニウム、ジルコニウム、亜鉛、ケイ素、及びチタンの酸化物の群から選択されるものでありうる。適切な窒化物の非限定的な例は、アルミニウム、ホウ素、及びケイ素の窒化物の群から選択されるものでありうる。耐損傷性コーティング１２０は、約１μｍ以下の厚さを有しうる。例えば、低耐損傷性コーティング１２０の厚さは、約２５０ｎｍ以下、又は約１５０ｎｍ未満、又は約１００ｎｍ未満、又は約９０ｎｍ未満の厚さ、又は約８０ｎｍ未満の厚さ、又は約７０ｎｍ未満の厚さ、又は約６０ｎｍ未満の厚さ、又は約５０ｎｍ未満、又はさらには約２５ｎｍ未満の厚さでありうる。耐損傷性コーティング１２０は、不均一な厚さを有しうる。例えば、コーティングの厚さは、コーティングされたガラス容器１００の異なる領域にわたって変化させることができ、これは、ガラス本体１０２の選択された領域における保護を促進することができる。

耐損傷性コーティング１２０を施すことができるガラス容器は、さまざまな異なるガラス組成物から形成することができる。ガラス物品の特定の組成は、ガラスが物理的特性の所望のセットを有するように、特定の用途に従って選択することができる。

ガラス容器は、約２５ｘ１０^－７／℃～８０ｘ１０^－７／℃の範囲の熱膨張係数を有するガラス組成物から形成することができる。例えば、ガラス本体１０２は、イオン交換による強化に適したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物から形成することができる。このような組成物は、概して、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、少なくとも１つのアルカリ土類酸化物、並びにＮａ_２Ｏ及び／又はＫ_２Ｏなどの１つ以上のアルカリ酸化物の組合せを含む。ガラス組成物は、ホウ素及びホウ素を含む化合物を含まない可能性がある。加えて、ガラス組成物はさらに、例えば、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、Ａｓ_２Ｏ_３などの１つ以上の追加の酸化物を少量で含むことができる。これらの成分は、清澄剤として、及び／又はガラス組成物の化学的耐久性をさらに高めるために、添加することができる。加えて、ガラス表面は、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、Ａｓ_２Ｏ_３などを含む金属酸化物コーティングを含むことができる。

本開示の実施形態によれば、ガラス本体１０２は、イオン交換強化などによって強化することができ、これは、本明細書では「イオン交換されたガラス」と呼ばれる。例えば、ガラス本体１０２は、約３００ＭＰａ以上、又はさらには約３５０ＭＰａ以上の圧縮応力、若しくは約３００ＭＰａから約９００ＭＰａの範囲の圧縮応力を有しうる。しかしながら、ガラスの圧縮応力は、３００ＭＰａ未満又は９００ＭＰａ超であってもよいものと理解されたい。本明細書に記載されるガラス本体１０２は、約２０μｍ以上の層の深さを有しうる。本明細書で用いられる場合、「層の深さ」は、ガラス本体１０２の表面からの引張応力領域までの深さ、又はガラス本体１０２の表面から測定したガラス本体１０２の圧縮応力領域の厚さとして定義される。例えば、層の深さは、約５０μｍ超、又は約７５μｍ以上、又はさらには約１００μｍ超でありうる。イオン交換強化は、約３５０℃～約５００℃の温度で維持された溶融塩浴中で行うことができる。所望の圧縮応力を達成するため、カップリング剤層でコーティングされたガラス容器を、約３０時間未満、又はさらには約２０時間未満、塩浴に浸漬することができる。例えば、ガラス容器は、１００％ＫＮＯ_３塩浴に４５０℃で約８時間、浸漬することができる。

１つの非限定的な例として、ガラス本体１０２は、その内容全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、「化学的及び機械的耐久性が改善されたガラス組成物（Glass Compositions with Improved Chemical and Mechanical Durability）」と題され、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社に譲渡された係属中の米国特許第８，７５３，９９４号明細書に記載されたイオン交換可能ガラス組成物から形成することができる。

しかしながら、本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器１００は、イオン交換可能なガラス組成物及び非イオン交換可能なガラス組成物を含むがこれらに限定されない他のガラス組成物から形成することができるものと理解されたい。例えば、ガラス容器は、例えば、Ｓｃｈｏｔｔタイプ１Ｂアルミノケイ酸塩ガラスなどのタイプ１Ｂのガラス組成物から形成することができる。

本開示の実施形態によれば、ガラス物品は、ＵＳＰ（アメリカ合衆国薬局方）、ＥＰ（欧州薬局方）、及びＪＰ（日本薬局方）などの規制当局が、それらの耐加水分解性に基づいて記載した医薬品ガラスの基準を満たすガラス組成物から形成することができる。ＵＳＰ６６０及びＥＰ７に従い、ホウケイ酸ガラスはタイプＩの基準を満たしており、日常的に非経口包装に使用されている。ホウケイ酸ガラスの例には、限定はしないが、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｐｙｒｅｘ（登録商標）７７４０、７８００、及びＷｈｅａｔｏｎ １８０、２００、及び４００、Ｓｃｈｏｔｔ Ｄｕｒａｎ、Ｓｃｈｏｔｔ Ｆｉｏｌａｘ、ＫＩＭＡＸ（登録商標）Ｎ－５１Ａ、Ｇｅｒｒｅｓｃｈｅｉｍｅｒ ＧＸ－５１ Ｆｌｉｎｔ、並びに他のものが含まれる。ソーダ石灰ガラスはタイプＩＩＩの基準を満たしており、溶液又は緩衝液を作るためにその後に溶解される乾燥粉末の包装に許容されている。タイプＩＩＩのガラスはまた、アルカリに対して鈍感であることが判明している液体製剤の包装にも適している。タイプＩＩＩのソーダ石灰ガラスの例には、Ｗｈｅａｔｏｎ ８００及び９００が含まれる。脱アルカリ処理されたソーダ石灰ガラスは、水酸化ナトリウム及び酸化カルシウムのレベルが高く、タイプＩＩ基準を満たしている。これらのガラスは、タイプＩのガラスよりも浸出に対する耐性が低く、タイプＩＩＩのガラスよりも耐性がある。タイプＩＩのガラスは、保存期間に、ｐＨが７未満のままである製品に使用することができる。例には、硫酸アンモニウム処理されたソーダ石灰ガラスが含まれる。これらの製薬用ガラスは、さまざまな化学組成を有しており、２０～８５×１０^７℃^－１の範囲の線熱膨張係数（ＣＴＥ）を有している。

本明細書に記載されるコーティングされたガラス物品がガラス容器の場合には、コーティングされたガラス容器１００のガラス本体１０２は、さまざまな異なる形態をとることができる。例えば、本明細書に記載されるガラス本体は、バイアル、アンプル、カートリッジ、シリンジ本体、及び／又は医薬組成物を保管するための他の任意のガラス容器などのコーティングされたガラス容器１００を形成するために使用することができる。したがって、ガラス容器は、耐損傷性コーティング１２０を施す前に、イオン交換強化することができるものと理解されたい。あるいは、米国特許第７，２０１，９６５号（その内容全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる）に記載されるような、熱焼き戻し、火炎研磨、及び積層などの他の強化方法を使用して、コーティング前にガラスを強化することができる。

耐損傷性コーティングでコーティングすることによってガラス物品の耐久性を高めるための方法が、本明細書に提供される。図２及び３をまとめて参照すると、図２は、耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器１００を製造する方法のプロセスフロー図を含んでおり、図３は、フロー図に記載されたプロセスを概略的に示している。図２及び３は、本明細書に記載される方法の実施形態の単なる例示であり、示される工程のすべてを行う必要はなく、本明細書に記載される方法の実施形態の工程を特定の順序で行う必要はないものと認識されたい。

本開示の実施形態によれば、該方法は、コーティングされたガラス管ストック１０００からガラス容器９００（具体的には、図３に示される例のガラスバイアル）を形成する工程５０２を含むことができ、該コーティングされたガラス管ストック１０００は、イオン交換可能なガラス組成を有する。ガラス容器９００を形成する工程５０２は、従来の成形及び形成技法を利用することができる。

該方法は、機械式マガジンローダ６０２を使用して、ガラス容器９００をマガジン６０４にロードする工程５０４をさらに含みうる。マガジンローダ６０２は、一度に複数のガラス容器を把持することができる、キャリパーなどの機械的把持装置でありうる。あるいは、把持装置は、真空システムを利用してガラス容器９００を把持することができる。マガジンローダ６０２は、ガラス容器９００及びマガジン６０４に対してマガジンローダ６０２を位置決めすることができるロボットアーム又は他の同様のデバイスに結合することができる。

該方法は、ガラス容器９００をロードしたマガジン６０４をカセットロード領域へと移送する工程５０６をさらに含みうる。移送する工程５０６は、コンベヤベルト６０６、天井クレーンなどの機械式コンベヤを用いて行うことができる。その後、該方法は、マガジン６０４をカセット６０８にロードする工程５０８を含みうる。カセット６０８は、多数のガラス容器を同時に処理することができるように、複数のマガジンを保持するように構成される。各マガジン６０４は、カセットローダ６１０を利用してカセット６０８内に位置づけられる。カセットローダ６１０は、１つ以上のマガジンを一度に把持することができるキャリパーなどの機械的把持装置でありうる。あるいは、把持装置は、真空システムを利用してマガジン６０４を把持することができる。カセットローダ６１０は、カセット６０８及びマガジン６０４に対してカセットローダ６１０を位置決めすることができるロボットアーム又は他の同様のデバイスに結合することができる。

本開示の実施形態によれば、該方法は、マガジン６０４及びガラス容器９００を含むカセット６０８をイオン交換タンク６１４内にロードし、ガラス容器９００の化学的強化を促進する工程５１０をさらに含みうる。カセット６０８は、カセット移送装置６１２を用いてイオン交換ステーションに移送される。カセット移送装置６１２は、カセット６０８を把持することができるキャリパーなどの機械的把持装置でありうる。あるいは、把持装置は、真空システムを利用してカセット６０８を把持することができる。カセット移送装置６１２及び取り付けられたカセット６０８は、ガントリークレーンなどの天井レールシステムを用いて、カセットロード領域からイオン交換ステーションへと自動的に搬送することができる。カセット移送装置６１２及び取り付けられたカセット６０８は、ロボットアームを用いて、カセットロード領域からイオン交換ステーションへと搬送することができる。あるいは、カセット移送装置６１２及び取り付けられたカセット６０８は、コンベヤを用いてカセットロード領域からイオン交換ステーションへと搬送し、その後、ロボットアーム又は天井クレーンを用いてコンベヤからイオン交換タンク６１４へと移送することができる。

カセット移送装置６１２及び取り付けられたカセットがイオン交換ステーションに配置されると、カセット６０８及びその中に含まれるガラス容器９００は、カセット６０８及びガラス容器９００をイオン交換タンク６１４に浸漬する前に予熱することができる。カセット６０８は、室温より高くかつイオン交換タンク内の溶融塩浴の温度以下の温度に予熱することができる。例えば、ガラス容器は、約３００℃～５００℃の温度に予熱することができる。

イオン交換タンク６１４は、ＫＮＯ_３、ＮａＮＯ_３などの溶融アルカリ塩、及び／又はそれらの組合せなどの溶融塩浴６１６を含む。溶融塩浴は、約３５０℃以上かつ約５００℃以下の温度で維持される１００％溶融ＫＮＯ_３でありうる。しかしながら、さまざまな他の組成及び／又は温度を有する溶融アルカリ塩浴もまた、ガラス容器のイオン交換を促進するために使用することができるものと理解されたい。

該方法は、イオン交換タンク６１４内でガラス容器９００をイオン交換強化する工程５１２をさらに含みうる。具体的には、ガラス容器は溶融塩に浸漬され、ガラス容器９００内の所望の圧縮応力及び層の深さを達成するのに十分な時間、そこで保持される。例えば、ガラス容器９００は、少なくとも約３００ＭＰａ、又はさらには３５０ＭＰａの圧縮応力で最大約１００μｍの層の深さを達成するのに十分な時間、イオン交換タンク６１４内で保持されうる。保持時間は３０時間未満、又はさらには２０時間未満でありうる。しかしながら、ガラス容器がタンク６１４に保持される時間は、ガラス容器の組成、溶融塩浴６１６の組成、溶融塩浴６１６の温度、並びに所望の層の深さ及び所望の圧縮応力に応じて変化しうるものと理解されたい。

イオン交換強化工程５１２の後、ロボットアーム又は天井クレーンと組み合わせてカセット移送装置６１２を使用して、カセット６０８及びガラス容器９００をイオン交換タンク６１４から取り出す。イオン交換タンク６１４からの取り出し中、カセット６０８及びガラス容器９００は、イオン交換タンク６１４上に吊り下げられ、カセット６０８は、ガラス容器９００内に残っている溶融塩がイオン交換タンク６１４に戻され、ガラス容器９００が空の状態になるように、水平軸を中心に回転させる。その後、カセット６０８を回転させてその初期位置に戻し、すすぐ前に、ガラス容器を放冷する。

次に、カセット６０８及びガラス容器９００は、カセット移送装置６１２を用いてすすぎステーションへと移送される。この移送は、上述のようにロボットアーム又は天井クレーンを用いて、あるいは、コンベヤベルトなどの自動コンベヤを用いて行うことができる。続いて、該方法は、カセット６０８及びガラス容器９００を、水浴６２０を含むすすぎタンク６１８内へと下降させることによる、ガラス容器９００の表面から過剰な塩を除去するためにすすぐ工程５１４を含むことができる。カセット６０８及びガラス容器９００は、ロボットアーム、天井クレーン、又カセット移送装置６１２に結合する同様のデバイスを用いてすすぎタンク６１８内へと下降させることができる。次に、カセット６０８及びガラス容器９００は、すすぎタンク６１８から引き出され、すすぎタンク６１８上に吊り下げられ、カセット６０８は、ガラス容器９００内に残っている水がすすぎタンク６１８に戻され、ガラス容器９００が空の状態になるように、水平軸を中心に回転させる。任意選択的に、カセット６０８及びガラス容器９００が次の処理ステーションに移される前に、すすぎ操作を複数回行うことができる。

本開示の実施形態によれば、カセット６０８及びガラス容器９００は、水浴に、少なくとも２回浸漬することができる。例えば、カセット６０８は、すべての残留アルカリ塩がガラス物品の表面から除去されることを確実にするために、第１の水浴に浸漬され、その後、第２の異なる水浴に浸漬されてもよい。第１の水浴からの水は、廃水処理又はエバポレータに送ることができる。

該方法は、カセットローダ６１０を用いて、カセット６０８からマガジン６０４をアンロードする工程５１６をさらに含みうる。その後、該方法は、ガラス容器９００を洗浄ステーションへと移送する工程５１８を含むことができる。ガラス容器９００は、マガジンローダ６０２を用いてマガジン６０４からアンロードされ、洗浄ステーションへと移送することができ、ここで、該方法は、ノズル６２２から放出される脱イオン水６２４のジェットでガラス容器を洗浄する工程５２０をさらに含みうる。脱イオン水６２４のジェットは、圧縮空気と混合することができる。

任意選択的に、該方法は、欠陥、破片、変色などについてガラス容器９００を検査する工程（図２又は図３には示されていない）を含むことができる。ガラス容器９００を検査する工程は、ガラス容器を別の検査領域へと移送することを含みうる。

本開示の実施形態によれば、該方法は、マガジンローダ６０２を用いてガラス容器９００を、該ガラス容器９００に耐損傷性コーティングが施されるコーティングステーションへと移送する工程５２１をさらに含みうる。コーティングステーションでは、該方法は、ＡＬＤを使用して、本明細書に記載される耐損傷性コーティングをガラス容器９００に施す工程５２２を含むことができる。耐損傷性コーティングを施す工程５２２は、ガラス容器９００を金属前駆体及び水前駆体に曝露することを含みうる。あるいは、耐損傷性コーティングを施す工程５２２は、ガラス容器９００を金属前駆体及びアミン前駆体に曝露することを含みうる。金属前駆体は、例えば、アルミニウム、ジルコニウム、ジエチル亜鉛などの亜鉛、ケイ素、及びチタンを含む前駆体でありうる。コーティングステーションは、リアクタチャンバを含むことができ、耐損傷性コーティングを施す工程５２２は、リアクタチャンバ内でガラス容器９００を前駆体に曝露することを含みうる。リアクタチャンバの温度は約１００℃から約２００℃の間であってよく、リアクタチャンバ内の圧力は、約１ミリバールから約１０ミリバールの間でありうる。耐損傷性コーティングを施す工程５２２は、容器の外面全体にコーティング組成物を施すことを含みうる。あるいは、耐損傷性コーティングを施す工程５２２は、容器の外面の一部にコーティング組成物を施すことを含みうる。

ＡＬＤを使用して耐損傷性コーティングを施す工程５２２は、耐損傷性コーティングの１つの層が１回のＡＬＤサイクル中に堆積される、レイヤー・バイ・レイヤープロセスで耐損傷性コーティングを施すことを含みうる。本明細書で用いられる場合、「ＡＬＤサイクル」という用語は、次の４つの工程を含むプロセスを指す：（ｉ）ガラス基板を第１の前駆体に曝露する工程；（ｉｉ）ガラス基板を不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなど）でパージする工程；（ｉｉｉ）基板を第２の前駆体に曝露する工程；及び、（ｉｖ）基板を不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなど）でパージする工程。耐損傷性コーティングの各層は、約０．１ｎｍ～約５．０ｎｍの厚さを有しうる。言い換えれば、本明細書に記載されるレイヤー・バイ・レイヤー堆積は、結果的に、ＡＬＤサイクルあたり約０．１ｎｍ～約５．０ｎｍの堆積をもたらすことができる。本明細書に記載されるレイヤー・バイ・レイヤー堆積を利用することにより、耐損傷性コーティングの厚さの制御及び調整を有利に可能にすることができる。

耐損傷性コーティングをガラス容器９００に施す工程５２２の後、該方法は、コーティングされたガラス容器１００を、容器が充填される包装プロセス及び／又は追加の検査ステーションへと移送する工程５２４を含むことができる。

コーティングされたガラス容器のさまざまな特性（すなわち、摩擦係数、水平圧縮強度、４点曲げ強度）は、コーティングされたガラス容器がコーティングされたままの状態にあるとき（すなわち、耐損傷性コーティングをガラス容器９００に施す工程５２２の後、追加の処理なし）、あるいは、洗浄、凍結乾燥、発熱物質除去、オートクレーブなどを含むがこれらに限定されない、医薬品充填ラインで行われる処理と類似又は同一の処理などの１つ以上の加工処理の後に、測定することができる。

発熱物質除去は、物質から発熱物質を除去するプロセスである。医薬品包装などのガラス物品の発熱物質除去は、試料を高温に一定時間加熱する、試料に適用される熱処理によって行うことができる。例えば、発熱物質除去は、ガラス容器を、約２５０℃から約３８０℃の間の温度に、２０分、３０分、４０分、１時間、２時間、４時間、８時間、１２時間、２４時間、４８時間、及び７２時間を含むがこれらに限定されない、約３０秒～約７２時間の時間、加熱することを含みうる。熱処理の後、ガラス容器を室温まで冷却する。製薬業界で一般的に採用されている従来の発熱物質除去条件の１つは、約２５０℃の温度で約３０分の熱処理である。しかしながら、より高い温度が利用される場合には、熱処理の時間が短縮されうることが想定される。本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器は、高温に一定時間、曝露されうる。本明細書に記載される高温及び加熱時間は、ガラス容器からの発熱物質除去に十分である場合も、そうでない場合もある。しかしながら、本明細書に記載される高温及び加熱時間の幾つかは、本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器などのコーティングされたガラス容器からの発熱物質除去に十分であるものと理解されたい。例えば、本明細書に記載されるように、コーティングされたガラス容器は、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、又は約４００℃の温度に、３０分間、曝露されうる。

本明細書で用いられる場合、凍結乾燥条件（すなわち、フリーズドライ）とは、試料がタンパク質を含む液体で満たされ、次に－１００℃で凍結され、続いて真空下、約－１５℃で約２０時間、水を昇華させるプロセスを指す。

本明細書で用いられる場合、オートクレーブ条件とは、試料を約１００℃で約１０分間蒸気パージし、その後、試料を約１２１℃の環境に曝露する約２０分の滞留時間の後、約１２１℃で約３０分間熱処理することを指す。

耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器の部分の摩擦係数（μ）は、同じガラス組成物から形成されたコーティングされていないガラス容器の表面の摩擦係数より低くなりうる。摩擦係数（μ）は、２つの表面間の摩擦の定量的測定値であり、表面粗さを含む第１及び第２の表面の機械的及び化学的特性、並びに限定はしないが温度及び湿度などの環境条件の関数である。本明細書で用いられる場合、コーティングされたガラス容器１００の摩擦係数測定値は、第１のガラス容器の外面（約１６．００ｍｍから約１７．００ｍｍの間の外径を有する）と第１のガラス容器と同一の第２のガラス容器の外面との間の摩擦係数として報告され、ここで、第１及び第２のガラス容器は、同じ本体及び同じコーティング組成（施される場合）を有しており、かつ、製造前、製造中、及び製造後に同じ環境に曝されている。本明細書に別段の記載がない限り、摩擦係数とは、本明細書に記載されているように、バイアル・オン・バイアル試験ジグで測定された３０Ｎの通常の荷重で測定された最大摩擦係数を指す。

本開示の実施形態によれば、耐損傷性コーティングを施したコーティングされたガラス容器の部分は、バイアル・オン・バイアルジグで決定して、同様にコーティングされたガラス容器に対して約０．５５以下の摩擦係数を有しうる。低摩擦コーティングを施したコーティングされたガラス容器の部分は、約０．５以下、又は約０．４以下、又はさらには約０．３以下の摩擦係数を有しうる。約０．５５以下の摩擦係数を有するコーティングされたガラス容器は、概して、摩擦による損傷に対する耐性の向上を示し、その結果、改善された機械的特性を有する。例えば、従来のガラス容器（耐損傷性コーティングなし）は、０．５５超の摩擦係数を有しうる。本開示の実施形態によれば、耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器の部分はまた、凍結乾燥条件への曝露後、及び／又はオートクレーブ条件への曝露後に、約０．５５以下（例えば、約０．５以下、又は約０．４以下、又はさらには約０．３以下）の摩擦係数を有しうる。耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器の部分の摩擦係数は、凍結乾燥条件への曝露後、及び／又はオートクレーブ条件への曝露後に、約３０％を超えて増加しない場合がある。例えば、耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器の部分の摩擦係数は、凍結乾燥条件への曝露後、及び／又はオートクレーブ条件への曝露後に、約２５％、又は約２０％、又は約１５％、又はさらには約１０％を超えて増加しない場合がある。耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器の部分の摩擦係数は、凍結乾燥条件への曝露後、及び／又はオートクレーブ条件への曝露後に、まったく増加しない場合がある。

本明細書に記載されるように、ガラス容器（コーティングあり及びなしの両方）の摩擦係数は、その内容全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社に譲渡された米国特許出願公開第２０１３／０２２４４０７号明細書に詳細に説明されるバイアル・オン・バイアル試験ジグを用いて測定される。

摩擦係数は、次の４つの異なるタイプの容器で測定した：（タイプＩ）受け取ったままのコーティングされていないガラス容器；（タイプＩＩ）酸化亜鉛損傷耐性を有するコーティングされたままのガラス容器；（タイプＩＩＩ）３２０℃の温度で２４時間の熱処理後の酸化亜鉛耐損傷性コーティングを有する、コーティングされたガラス容器；及び、（タイプＩＶ）３６０℃の温度で１２時間の熱処理後に酸化亜鉛損傷耐性を有する、コーティングされたガラス容器。図５は、４つの異なるタイプの容器の５つのグループ（図５のグループ１～５）の平均測定摩擦係数を示すグラフを含む。示されるように、受け取ったままのコーティングされていないガラス容器はすべて、０．５５を超える摩擦係数を有する。対照的に、コーティングされた容器はすべて、０．５５未満の摩擦係数を有する。

本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器は、水平圧縮強度を有する。本明細書に記載される水平圧縮強度は、コーティングされたガラス容器１００を、ガラス容器の長軸に平行に配向された２つの平行なプラテン間に水平に位置づけることによって測定される。次に、ガラス容器の長軸に垂直な方向にプラテンを用いて、コーティングされたガラス容器１００に機械的負荷が印加される。バイアル圧縮の負荷率は０．５インチ／分（約１．２７ｃｍ／分）であり、これは、プラテンが０．５インチ／分（約１．２７ｃｍ／分）の速度で互いの方へと移動することを意味する。水平圧縮強度は、２５℃及び５０％の相対湿度で測定される。水平圧縮強度の測定値は、選択した通常の圧縮負荷での破損確率として得ることができる。本明細書で用いられる場合、破損は、ガラス容器が、最低でも試料の５０％において水平圧縮下で破断したときに、発生する。本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器は、同じガラス組成を有するコーティングされていないバイアルより少なくとも１０％、２０％、又はさらには３０％大きい水平圧縮強度を有しうる。

水平圧縮強度の測定は、磨耗したガラス容器でも行うことができる。具体的には、上記試験ジグの動作は、コーティングされたガラス容器１００の強度を弱める表面の引っかき傷又は摩耗など、コーティングされたガラス容器の外面１２２に損傷を生じさせうる。次に、ガラス容器は、上記の水平圧縮手順に供され、該容器は２つのプラテンの間に置かれ、引っかき傷はプラテンに平行に外側を向いている。引っかき傷は、バイアル・オン・バイアルジグによって印加される選択された常圧と引っかき傷の長さによって特徴付けることができる。特に明記されていない限り、水平圧縮手順用の摩耗したガラス容器の引っかき傷は、３０Ｎの通常の荷重によって生成される引っかき傷の長さが２０ｍｍであることによって特徴付けられる。

医薬品充填ライン上のコーティングされたガラス容器の相互作用を再現するために、引っかき試験を行った。容器引っかき試験を使用して、静的荷重の影響を評価した。図４の試験セットアップの概略図を参照すると、２つの容器は、バレル間で接触する固定具において直交するように配向されている。ＮａｎｏｖｅａＣＢ５００メカニカルテスターは、制御された一定の荷重を印加し、バイアルの一方を直線的に移動させる。示されるように、各容器の未使用の表面に引っかき傷を生じさせるために、移動方向はバレル方向に対して４５度である。バレルに沿って制御された引っかき傷を生じさせるために、移動荷重が印加される。試験セットアップは、バイアルを動かすと、両方のパーツの未使用の表面に引っかき傷が生じる。受け取ったままのコーティングされていないガラス容器は、実際の充填ラインで測定された力の範囲を表す、１～３０Ｎの範囲の荷重を印加する引っかき試験によって試験した。コーティングされたガラス容器は、実際の充填ラインで測定された力を超える力の範囲を表す、１～４８Ｎの範囲の荷重を印加する引っかき試験によって試験した。引っかき試験の後、一対の容器の表面を、光学顕微鏡を使用して検査した。約５Ｎの荷重を印加した結果、コーティングされていない容器の表面には摩擦損傷が観察され、約３０Ｎの荷重を印加した結果、コーティングされていない容器の表面には深刻な引っかき傷が観察された。酸化亜鉛耐損傷性コーティングを有する、第１のコーティングされたままのガラス容器に引っかき試験を行った。１Ｎから４８Ｎの間の荷重を印加した結果、第１のコーティングされた容器の表面には、引っかき傷は観察されなかった。３２０℃の温度で２４時間の熱処理の後に、酸化亜鉛耐損傷性コーティングを有する第２のコーティングされたガラス容器に引っかき試験を行った。１から４８Ｎの範囲の荷重を印加した結果、第２のコーティングされた容器の表面には、引っかき傷は観察されなかった。３６０℃の温度で１２時間の熱処理の後に、酸化亜鉛耐損傷性コーティングを有する第３のコーティングされたガラス容器に引っかき試験を行った。１から４８Ｎの範囲の荷重を印加した結果、第３のコーティングされた容器の表面には、引っかき傷は観察されなかった。

コーティングされたガラス容器は、熱処理後の水平圧縮強度について評価することができる。熱処理は、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、又は約４００℃の温度に３０分間、曝露されうる。本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器の水平圧縮強度は、上述したものなどの熱処理に曝露され、次に上述のように摩耗された後に、約２０％、約３０％、又はさらには約４０％を超えて低下しない場合がある。

本明細書に記載されるコーティングされたガラス物品は、少なくとも２６０℃の温度で３０分間の加熱後に、熱的に安定でありうる。「熱的に安定」という用語は、本明細書で用いられる場合には、ガラス物品に施される耐損傷性コーティングが、高温に曝された後、ガラス物品の表面に実質的に無傷のまま残り、その結果、曝露後に、コーティングされたガラス物品の機械的特性、具体的には擦係数及び水平圧縮強度は、もしあったとしても最小限の影響しか受けない。これは、低摩擦コーティングが高温への曝露後も、ガラスの表面に付着したままであり、摩耗、衝撃などの機械的損傷からガラス物品を保護し続けていることを示唆している。

本開示の実施形態によれば、指定された温度に加熱され、指定された時間その温度に留まった後に、コーティングされたガラス物品が摩擦係数基準及び水平圧縮強度基準の両方を満たす場合、コーティングされたガラス物品は、熱的に安定していると見なされる。摩擦係数の基準が満たされているかどうかを判断するために、第１のコーティングされたガラス物品の摩擦係数は、上記の試験ジグ及び３０Ｎの荷重の印加を使用して、受け取ったままの状態で（すなわち、熱曝露の前に）決定される。第２のコーティングされたガラス物品（すなわち、第１のコーティングされたガラス物品と同じガラス組成及び同じコーティング組成を有するガラス物品）は、所定の条件下で熱的に曝露され、室温に冷却される。その後、第２のガラス物品の摩擦係数は、試験ジグを使用して、コーティングされたガラス物品を３０Ｎの荷重印加で摩耗させ、約２０ｍｍの長さの摩耗（すなわち、「引っかき傷」）を生じさせて、決定される。第２のコーティングされたガラス物品の摩擦係数が０．５５未満であり、摩耗領域における第２のガラス物品のガラスの表面に観察可能な損傷を有していない場合、摩擦係数基準は、耐損傷性コーティングの熱安定性を決定する目的について、満たされている。「観察可能な損傷」という用語は、本明細書で用いられる場合、ＬＥＤ又はハロゲン光源を使用して１００倍の倍率でＮｏｍａｒｓｋｉ又は微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）分光顕微鏡で観察したときに、ガラス物品の摩耗領域のガラス表面に、摩耗領域の長さ０．５ｃｍあたり６個未満のガラスチェックが含まれていることを意味する。ガラスチェック又はガラスチェッキングの標準的な定義は、G. D. Quinn, “NIST Recommended Practice Guide: Fractography of Ceramics and Glasses,” NIST special publication 960-17 (2006)に記載されている。

水平圧縮強度基準が満たされているかどうかを判断するために、第１のコーティングされたガラス物品を上記の試験ジグで３０Ｎの荷重下で摩耗させて、２０ｍｍの引っかき傷を形成する。次に、第１のコーティングされたガラス物品は、本明細書に記載されるように、水平圧縮試験に供され、第１のコーティングされたガラス物品の保持された強度が決定される。第２のコーティングされたガラス物品（すなわち、第１のコーティングされたガラス物品と同じガラス組成及び同じコーティング組成を有するガラス物品）は、所定の条件下で熱的に曝露され、室温に冷却される。その後、第２のコーティングされたガラス物品は、３０Ｎの荷重下、試験ジグで摩耗される。次に、第２のコーティングされたガラス物品は、本明細書に記載されるように、水平圧縮試験に供され、第２のコーティングされたガラス物品の保持された強度が決定される。第２のコーティングされたガラス物品の保持強度が第１のコーティングされたガラス物品と比較して約２０％を超えて低下しない場合、耐損傷性コーティングの熱安定性を決定する目的について、水平圧縮強度基準が満たされる。

本開示の実施形態によれば、コーティングされたガラス容器を少なくとも約２６０℃の温度に約３０分間曝露した後に、摩擦係数基準及び水平圧縮強度基準が満たされる場合、コーティングされたガラス容器は熱的に安定であると見なされる（すなわち、コーティングされたガラス容器は、少なくとも約２６０℃の温度で約３０分間にわたって熱的に安定している）。熱安定性はまた、約２６０℃から約４００℃までの温度で評価することができる。例えば、コーティングされたガラス容器は、基準が少なくとも約２７０℃、又は約２８０℃、又は約２９０℃、又は約３００℃、又は約３１０℃、又は約３２０℃、又は約３３０℃、又は約３４０℃、又は約３５０℃、又は約３６０℃、又は約３７０℃、又は約３８０℃、又は約３９０℃、又はさらには約４００℃の温度で約３０分間満たされている場合に、熱的に安定していると見なすことができる。

本明細書に開示されるコーティングされたガラス容器はまた、ある温度範囲にわたって熱的に安定にすることができ、これは、コーティングされたガラス容器が範囲内の各温度で摩擦係数基準と水平圧縮強度基準を満たすことによって、熱的に安定していることを意味する。例えば、コーティングされたガラス容器は、少なくとも約２６０℃から約４００℃以下の温度まで、又は少なくとも約２６０℃から約３５０℃まで、又は少なくとも約２８０℃から約３５０℃以下の温度まで、又は少なくとも約２９０℃から約３４０℃まで、又は約３００℃から約３８０℃まで、又はさらには約３２０℃から約３６０℃まで熱的に安定でありうる。

コーティングされたガラス容器１００を３０Ｎの垂直力で同一のガラス容器によって摩耗させた後、コーティングされたガラス容器１００の摩耗領域の摩擦係数は、同じ場所で３０Ｎの垂直力で同一のガラス容器による別の摩耗の後に、約２０％を超えて増加しない可能性があり、あるいは、まったく増加しない可能性がある。例えば、コーティングされたガラス容器１００を３０Ｎの垂直力で同一のガラス容器によって摩耗させた後、コーティングされたガラス容器１００の摩耗領域の摩擦係数は、同じ場所で３０Ｎの垂直力で同一のガラス容器による別の摩耗の後に、約１５％を超えて、又はさらには１０％を超えて増加しない可能性があり、あるいは、まったく増加しない。しかしながら、コーティングされたガラス容器１００のすべての実施形態がこのような特性を示す必要はない。

コーティングされた容器の透明度及び色は、分光光度計を使用して、４００～７００ｎｍの波長範囲内で容器の光透過率を測定することによって評価することができる。測定は、光ビームが容器壁に垂直に向けられ、ビームが低摩擦コーティングを、最初は容器に入るとき、次に容器から出るときの２回、通過するように行われる。本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器を通る光透過率は、約４００ｎｍから約７００ｎｍの波長について、コーティングされていないガラス容器を通る光透過率の約５５％以上でありうる。本明細書に記載されるように、光透過率は、本明細書に記載される熱処理などの熱的処理の前、又は熱的処理の後に測定することができる。例えば、約４００ｎｍ～約７００ｎｍの各波長について、光透過率は、コーティングされていないガラス容器を通る光透過率の約５５％以上でありうる。コーティングされたガラス容器を通る光透過率は、約４００ｎｍから約７００ｎｍの波長で、コーティングされていないガラス容器を通る光透過率の約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、又はさらには約９０％以上でありうる。

本明細書に記載されるように、光透過率は、本明細書に記載される熱処理などの環境処理の前、又は環境処理の後に測定することができる。例えば、約２６０℃、約２７０℃、約２８０℃、約２９０℃、約３００℃、約３１０℃、約３２０℃、約３３０℃、約３４０℃、約３５０℃、約３６０℃、約３７０℃、約３８０℃、約３９０℃、又は約４００℃で３０分間の熱処理の後、又は凍結乾燥条件への曝露後、又はオートクレーブ条件への曝露後に、コーティングされたガラス容器を通る光透過率は、約４００ｎｍから約７００ｎｍの波長で、コーティングされていないガラス容器を通る光透過率の約５５％以上、約６０％以上、約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、又はさらには約９０％以上でありうる。

本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器１００は、任意の角度で見たときに、人間の裸眼に対して無色透明であると知覚されうるか、あるいは、耐損傷性コーティング１２０は、該耐損傷性コーティング１２０が酸化亜鉛を含む場合に、金色などの知覚可能な色合いを有しうる。

本明細書に記載されるコーティングされたガラス容器１００は、接着剤ラベルを受け取ることができる耐損傷性コーティング１２０を有しうる。すなわち、コーティングされたガラス容器１００は、接着剤ラベルがしっかりと付着するように、コーティングされた表面に接着剤ラベルを受け取ることができる。しかしながら、接着剤ラベルを付着させる能力は、本明細書に記載のコーティングされたガラス容器１００のすべての実施形態の要件というわけではない。

本開示は限られた数の実施形態を含むが、この開示の利益を有する当業者は、本開示の範囲から逸脱しない他の実施形態が考案されうることを認識するであろう。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
コーティングされたガラス物品において、
第１の表面と、該第１の表面の反対側の第２の表面とを有するガラス本体であって、前記第１の表面が前記ガラス本体の外面である、ガラス本体；及び
原子層堆積によって形成された耐損傷性コーティングであって、前記ガラス本体の前記第１の表面の少なくとも一部に配置される、耐損傷性コーティング
を備えている、コーティングされたガラス物品。

実施形態２
前記耐損傷性コーティングが、酸化物材料及び窒化物材料からなる群より選択される材料を含む、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態３
前記耐損傷性コーティングが、アルミニウム、ジルコニウム、亜鉛、ケイ素、及びチタンの酸化物からなる群より選択される酸化物材料を含む、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態４
前記耐損傷性コーティングが、アルミニウム、ホウ素、及びケイ素の窒化物からなる群より選択される窒化物材料を含む、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態５
前記耐損傷性コーティングが約１μｍ以下の厚さを含む、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態６
前記耐損傷性コーティングが約２５ｎｍから約１μｍの間の厚さを含む、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態７
前記耐損傷性コーティングが複数の層を含み、該複数の層の各々が約０．１ｎｍから約５ｎｍの間の厚さを有する、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態８
０．５５以下の摩擦係数を含む、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態９
前記ガラス本体がホウケイ酸ガラスを含む、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態１０
前記第１の表面が前記コーティングで部分的にのみコーティングされる、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態１１
前記第１の表面が、容器の側壁、該容器の底部、又は両方を含む、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態１２
前記コーティングされたガラス物品が、コーティングされたガラス容器である、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態１３
前記コーティングされたガラス物品が、コーティングされたガラスバイアルである、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態１４
前記コーティングされたガラス物品が化学強化されたガラスである、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態１５
前記コーティングされたガラス物品が、約３００ＭＰａ以上の圧縮応力を有する化学強化されたガラスである、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態１６
前記コーティングされたガラス物品が、約２０μｍ以上の層の深さを有する化学強化されたガラスである、実施形態１に記載のコーティングされたガラス物品。

実施形態１７
耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器を形成する方法において、該方法が、
原子層堆積によってガラス容器に耐損傷性コーティングを施す工程であって、前記ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露することを含む、工程
を含む、方法。

実施形態１８
前記金属前駆体が、アルミニウム前駆体、ジルコニウム前駆体、亜鉛前駆体、ケイ素前駆体、及びチタン前駆体からなる群より選択される前駆体を含む、実施形態１７に記載の方法。

実施形態１９
前記ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露する工程が、リアクタチャンバ内で前記ガラス容器を曝露することを含む、実施形態１７に記載の方法。

実施形態２０
ガラス容器に耐損傷性コーティングを施す工程が、前記ガラス容器の前記外面の実質的にすべてに前記耐損傷性コーティングを施すことを含む、実施形態１７に記載の方法。

実施形態２１
ガラス容器に耐損傷性コーティングを施す工程が、前記ガラス容器の前記外面の一部に前記耐損傷性コーティングを施すことを含む、実施形態１７に記載の方法。

実施形態２２
前記ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露する工程が、約１００℃から約２００℃の間の温度で前記ガラス容器を曝露することを含む、実施形態１７に記載の方法。

実施形態２３
前記ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露する工程が、約１ミリバールから約１０ミリバールの間の圧力で前記ガラス容器を曝露することを含む、実施形態１７に記載の方法。

実施形態２４
耐損傷性コーティングを施す工程が、レイヤー・バイ・レイヤープロセスにおいて前記耐損傷性コーティングの複数の層を施すことを含み、前記複数の層の各層がＡＬＤサイクル中に堆積される、実施形態１７に記載の方法。

実施形態２５
前記耐損傷性コーティングの前記複数の層の各層が、約０．１ｎｍから約５．０ｎｍの間の厚さを含む、実施形態２４に記載の方法。

実施形態２６
前記ガラス容器が、イオン交換可能なガラス組成物を含む、実施形態１７から２５のいずれかに記載の方法。

実施形態２７
前記ガラス容器が、タイプ１Ｂのガラス組成物を含む、実施形態１７から２６のいずれかに記載の方法。

実施形態２８
前記コーティングされたガラス容器が、バイアル、アンプル、カートリッジ、及びシリンジ本体からなる群より選択される、実施形態１７から２７のいずれかに記載の方法。

１００ ガラス容器
１０２ ガラス本体
１０４ ガラス容器壁
１０６ 内容積
１０８ 外面
１１０ 内面
１２０ 耐損傷性コーティング
１２２ 外面
１２４ ガラス本体接触面
６０２ 機械式マガジンローダ
６０４ マガジン
６０６ コンベヤベルト
６０８ カセット
６１０ カセットローダ
６１２ カセット移送装置
６１４ イオン交換タンク
６１６ 溶融塩浴
６１８ すすぎタンク
６２０ 水浴
６２２ ノズル
６２４ 脱イオン水
９００ ガラス容器
１０００ コーティングされたガラス管ストック

Claims (28)

1. コーティングされたガラス物品において、
   第１の表面と、該第１の表面の反対側の第２の表面とを有するガラス本体であって、前記第１の表面が前記ガラス本体の外面である、ガラス本体；及び
   原子層堆積によって形成された耐損傷性コーティングであって、前記ガラス本体の前記第１の表面の少なくとも一部に配置される、耐損傷性コーティング
   を備えている、コーティングされたガラス物品。
2. 前記耐損傷性コーティングが、酸化物材料及び窒化物材料からなる群より選択される材料を含む、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
3. 前記耐損傷性コーティングが、アルミニウム、ジルコニウム、亜鉛、ケイ素、及びチタンの酸化物からなる群より選択される酸化物材料を含む、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
4. 前記耐損傷性コーティングが、アルミニウム、ホウ素、及びケイ素の窒化物からなる群より選択される窒化物材料を含む、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
5. 前記耐損傷性コーティングが約１μｍ以下の厚さを含む、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
6. 前記耐損傷性コーティングが約２５ｎｍから約１μｍの間の厚さを含む、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
7. 前記耐損傷性コーティングが複数の層を含み、該複数の層の各々が約０．１ｎｍから約５ｎｍの間の厚さを有する、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
8. ０．５５以下の摩擦係数を含む、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
9. 前記ガラス本体がホウケイ酸ガラスを含む、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
10. 前記第１の表面が前記コーティングで部分的にのみコーティングされる、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
11. 前記第１の表面が、容器の側壁、該容器の底部、又は両方を含む、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
12. 前記コーティングされたガラス物品が、コーティングされたガラス容器である、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
13. 前記コーティングされたガラス物品が、コーティングされたガラスバイアルである、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
14. 前記コーティングされたガラス物品が、化学強化されたガラスである、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
15. 前記コーティングされたガラス物品が、約３００ＭＰａ以上の圧縮応力を有する化学強化されたガラスである、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
16. 前記コーティングされたガラス物品が、約２０μｍ以上の層の深さを有する化学強化されたガラスである、請求項１に記載のコーティングされたガラス物品。
17. 耐損傷性コーティングを有するコーティングされたガラス容器を形成する方法において、該方法が、
    原子層堆積によってガラス容器に耐損傷性コーティングを施す工程であって、前記ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露することを含む、工程
    を含む、方法。
18. 前記金属前駆体が、アルミニウム前駆体、ジルコニウム前駆体、亜鉛前駆体、ケイ素前駆体、及びチタン前駆体からなる群より選択される前駆体を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露する工程が、リアクタチャンバ内で前記ガラス容器を曝露することを含む、請求項１７に記載の方法。
20. ガラス容器に耐損傷性コーティングを施す工程が、前記ガラス容器の前記外面の実質的にすべてに前記耐損傷性コーティングを施すことを含む、請求項１７に記載の方法。
21. ガラス容器に耐損傷性コーティングを施す工程が、前記ガラス容器の前記外面の一部に前記耐損傷性コーティングを施すことを含む、請求項１７に記載の方法。
22. 前記ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露する工程が、約１００℃から約２００℃の間の温度で前記ガラス容器を曝露することを含む、請求項１７に記載の方法。
23. 前記ガラス容器を金属前駆体と水前駆体及びアミン前駆体のうちの少なくとも一方とに曝露する工程が、約１ミリバールから約１０ミリバールの間の圧力で前記ガラス容器を曝露することを含む、請求項１７に記載の方法。
24. 耐損傷性コーティングを施す工程が、レイヤー・バイ・レイヤープロセスにおいて前記耐損傷性コーティングの複数の層を施すことを含み、前記複数の層の各層がＡＬＤサイクル中に堆積される、請求項１７に記載の方法。
25. 前記耐損傷性コーティングの前記複数の層の各層が、約０．１ｎｍから約５．０ｎｍの間の厚さを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記ガラス容器が、イオン交換可能なガラス組成物を含む、請求項１７から２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 前記ガラス容器が、タイプ１Ｂのガラス組成物を含む、請求項１７から２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 前記コーティングされたガラス容器が、バイアル、アンプル、カートリッジ、及びシリンジ本体からなる群より選択される、請求項１７から２７のいずれか一項に記載の方法。

Images