KR20240064724A - 약제학적 조성물을 보관하기 위한 유리 용기 - Google Patents
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Abstract
감소된 두께의 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이 본 명세서에 개시된다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알은 내부 부피를 둘러싸는 측벽을 포함하는 유리 바디를 포함할 수 있다. 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리병의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이다. 그러나, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리 바이알의 벽 두께이고 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이다.
Description
본 출원은 2021년 9월 30일에 출원된 "Glass Containers For Storing Pharmaceutical Compositions"라는 명칭의 미국 가출원번호 제63/250,497호 및 2021년 11월 9일에 출원된 "Pharmaceutical Containers Including High CTE Sealing Assembly Encircling Outer Surface Of Container"라는 명칭의 미국 가특허번호 제63/277,488호의 이익을 주장하며, 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 명세서는 일반적으로 유리 용기에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 유리 제약 바이알(pharmaceutical vials)과 같은 약제학적 조성물을 저장하기 위한 유리 용기에 관한 것이다.
역사적으로 유리는 다른 재료에 비해 밀폐성, 광학적 투명도 및 우수한 화학적 내구성으로 인해 의약품 포장에 선호되는 재료로 사용되었다. 특히, 의약품 포장에 사용되는 유리는 그 안에 함유된 약제학적 조성물의 안정성에 영향을 미치지 않도록 적절한 화학적 내구성을 가져야 한다. 적절한 화학적 내구성을 갖는 유리에는 입증된 화학적 내구성을 지닌 ASTM 표준 '유형 1B' 유리 조성물 내의 유리 조성이 포함된다.
그러나 이러한 용도로 유리를 사용하는 것은 유리의 기계적 성능으로 인해 제한된다. 특히, 충전 라인 내에서 파손되면 용기에는 파손된 용기의 파편이 포함될 수 있기 때문에 파손되지 않은 인접한 용기를 폐기해야 하므로 파손으로 인해 의약품 제조업체에 비용이 많이 들 수 있다. 또한 파손으로 인해 충전 라인이 느려지거나 중단되어 생산 수율이 낮아질 수도 있다. 또한 파손으로 인해 활성 약물(active drug)이 손실되어 비용이 증가할 수도 있. 또한, 비재난적 파손(예: 유리에 금이 갔지만 파손되지 않은 경우)으로 인해 내용물의 무균성이 상실되어 결과적으로 값비싼 제품 리콜이 발생할 수 있다.
기계적 성능 외에도 보다 환경 친화적이고 지속 가능한 의약품 포장을 제공하기 위해 전체 유리 사용량을 줄이는 것도 바람직하다.
따라서, 개선된 기계적 성능을 갖고 지속가능한 약제학적 조성물을 저장하는데 사용하기 위한 유리 용기에 대한 필요성이 존재한다.
본 개시의 제1 관점에 따르면, 유리 제약 바이알은 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1:2018에 정의된 바와 같이 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정으로, 직경 d1의 116%가 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 그리고 유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트(Vial Compliance Test)에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.75의 적합성 인자를 포함한다.
본 개시의 제2 관점은 제1 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 수평 압축 테스트(Horizontal Compression Test)에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 0.5의 수평 강도 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제3 관점은 제1 또는 제2 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 외부 유기 코팅, 및 수평 압축 테스트에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 1.5의 수평 강도 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제4 관점은 제1 내지 제3 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 외부 유기 코팅을 더 포함한다.
본 개시의 제5 관점은 제4 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 외부 유기 코팅은 20 nm 이상 40 nm 이하의 두께를 갖는 유기 코팅이다.
본 개시의 제6 관점은 제4 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 진자 충격 테스트(Pendulum Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 50의 파손 계수를 더 포함한다.
본 개시의 제7 관점은 제4 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동결-해동 테스트(Freeze-Thaw Test)에 따라 측정된 바와 같이 적어도 2.25의 저온 저장 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제8 관점은 제1 내지 제7 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 유리 제약 바이알은 ASTM 표준 E438-92에 따른 유형 I, 클래스 B 유리로부터 형성된다.
본 개시의 제9 관점은 제1 내지 제7 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 유리 제약 바이알은 알루미노실리케이트 유리 조성물로부터 형성된다.
본 개시의 제10 관점은 제1 내지 제9 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 만드는 데 사용되는 유리 질량의 10% 이상의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 제11 관점은 제1 내지 제10 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 스톡(stock) 유리 튜브로부터 변환시키는 데 사용되는 에너지 양의 5% 이상의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 제12 관점은 제1 내지 제7 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 생성하기 위해 방출되는 CO2 양의 5% 이상의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 제13 관점은 제1 내지 제12 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 스톡 유리 튜브로부터 유리 제약 바이알을 분리하는 데 사용되는 에너지 양의 20% 이상의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 제14 관점은 제1 내지 제13 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 유리 제약 바이알은 USP <660>에 따른 유형 1 화학적 내구성을 갖는다.
본 개시의 제15 관점은 제1 내지 제14 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이, 0.9 미만의 동적 충격 인자(Dynamic Impact Factor)를 포함한다.
본 개시의 제16 관점은 제1 내지 제15 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 1.2의 FWHM 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제17 관점은 제1 내지 제14 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자(Dynamic Impact Factor); 및 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제18 관점에 따르면, 유리 제약 바이알은 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1:2018에 정의된 X 크기의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1:2018에 정의된 바와 같이 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 그리고 유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.75의 적합성 인자를 포함한다.
본 개시의 제19 관점은 제18 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 수평 압축 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 0.5의 수평 강도 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제20 관점은 제18 또는 제19 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 외부 유기 코팅, 및 수평 압축 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.5의 수평 강도 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제21 관점은 제18 내지 제20 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 외부 유기 코팅을 더 포함한다.
본 개시의 제22 관점은 제21 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 외부 유기 코팅은 20 nm 이상 40 nm 이하의 두께를 갖는 유기 코팅이다.
본 개시의 제23 관점은 제21 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 진자 충격 테스트(Pendulum Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 적어도 50의 파손 계수를 더 포함한다.
본 개시의 제24 관점은 제21 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동결-해동 테스트에 따라 측정된 바와 같이 적어도 2.25의 저온 저장 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제25 관점은 제18 내지 제24 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 유리 제약 바이알은 ASTM 표준 E438-92에 따른 유형 I, 클래스 B 유리로부터 형성된다.
본 개시의 제26 관점은 제18 내지 제24 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 유리 제약 바이알은 알루미노실리케이트 유리 조성물로부터 형성된다.
본 개시의 제27 관점은 제18 내지 제26 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 만드는 데 사용되는 유리 질량의 10% 이상의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 제28 관점은 제18 내지 제27 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 스톡 유리 튜브로부터 변환시키는 데 사용되는 에너지 양의 5% 이상의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 제29 관점은 제18 내지 제28 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 생성하기 위해 방출되는 CO2 양의 5% 이상의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 제30 관점은 제18 내지 제29 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 스톡 튜브로부터 유리 제약 바이알을 분리하는 데 사용되는 에너지 양의 20% 이상의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 제31 관점은 제18 내지 제30 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 유리 제약 바이알은 USP <660>에 따른 유형 1 화학적 내구성을 갖는다.
본 개시의 제32 관점은 제18 내지 제31 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제33 관점은 제18 내지 제32 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제34 관점은 제18 내지 제31 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자(Dynamic Impact Factor); 및 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제35 관점에 따르면, 유리 제약 바이알은 내부 부피를 둘러싸는 측벽, 외부 직경 D, 측벽 상의 외부 유기 코팅을 포함하는 유리 바디를 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1:2018에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정으로, 직경 d1의 116%가 D 이상이며; 그리고 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 그리고 진자 충격 테스트에 따라 결정된 파손 계수가 적어도 50이다.
본 개시의 제36 관점은 제35 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 외부 유기 코팅은 20 nm 이상 40 nm 이하의 두께를 갖는다.
본 개시의 제37 관점은 제35 또는 제36 관점의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동결-해동 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 2.25의 저온 저장 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제38 관점은 제35 내지 제37 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 1.75의 적합성 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제39 관점은 제35 내지 제38 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 수평 압축 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.5의 수평 강도 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제40 관점은 제35 내지 제39 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제41 관점은 제35 내지 제40 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 더 포함한다.
본 개시의 제42 관점은 제35 내지 제39 관점 중 어느 하나의 유리 제약 바이알을 포함할 수 있으며, 동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자(Dynamic Impact Factor); 및 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 더 포함한다.
본 명세서에 기술된 구현 예의 추가적인 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자에게 쉽게 명백해지거나 청구범위와 첨부된 도면에 이어지는 다음의 상세한 설명을 포함하여 본 명세서에 기술된 구현 예를 실시함으로써 인식될 것이다.
전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 모두 다양한 구현 예를 설명하고 청구된 주제의 성격과 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 다양한 구현 예의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되었으며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 명세서에 기술된 다양한 구현 예를 예시하고, 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 명세서에 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른 유리 제약 바이알 형태를 갖는 유리 용기를 예시한다.
도 2는 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른, 저마찰 코팅을 갖춘 유리 용기의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른, 제약 용기의 또 다른 구현 예의 부분 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른, 제약 용기의 또 다른 구현 예의 부분 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 튜브로부터 형성된 유리 바이알의 분리 시 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 외부 직경 표면 온도(y-축)를 그래프로 도시한다.
도 6은 튜브로부터 형성된 유리 바이알의 분리 시 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 내부 직경 표면 온도(y-축)를 그래프로 도시한다.
도 7a는 온도(x축)의 함수로서 나트륨 및 붕소 기화(y축)에 관한 플롯이다.
도 7b는 알루미노실리케이트 유리에 대한 온도(x-축)의 함수로서 기체상에서 나트륨의 원소 분율(y-축)에 대한 모델을 보여주는 플롯이다.
도 8은 유리 점도(x축)의 함수로서 나트륨 및 붕소 기화(y축)에 관한 플롯이다.
도 9는 상이한 벽 두께(x-축)를 포함하는 유리 용기에 대한 분리 동안의 온도 프로파일(y-축)을 나타내는 플롯이다.
도 10은 상이한 벽 두께(x축)를 포함하는 유리 용기에 대한 벽 두께의 함수로서 표면 가수분해 저항 측정에 대한 적정 부피(y축)를 나타내는 플롯이다.
도 11a는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)에 의해 측정된 다양한 두께(x축)의 유리 제약 바이알의 추출 가능한 요소(y축)를 나타내는 플롯이고, 여기서 테스트 용액은 산성 pH를 포함한다.
도 11b는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)에 의해 측정된 다양한 두께(x축)의 유리 제약 바이알의 추출 가능한 성분(y축)을 나타내는 플롯이고, 여기서 테스트 용액은 염기성 pH를 포함한다.
도 11c는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)에 의해 측정된 다양한 두께(x축)의 유리 제약 바이알의 추출 가능한 성분(y축)을 나타내는 플롯이며, 여기서 테스트 용액은 물이다.
도 12는 튜브-바이알 변환 공정의 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 분리 부분 비율(y-축)의 플롯이다.
도 13은 튜브-바이알 변환 공정의 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 분리 부분 비율(y-축)의 플롯이다.
도 14는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른, 표준 플랜지 및 저온 저장 플랜지 설계에 대한 벽 두께(x축)의 함수로서 수집된 높이(y축)의 플롯이다.
도 15는 튜브 벽 두께(x축)에 따른 바이알 목부(neck) 두께(y축)의 그래프이다.
도 16은 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 바이알 목부 외부 직경(y-축)의 플롯이다.
도 17은 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른, 표준 벽 두께 및 얇은 벽 유리 제약 바이알을 포함하는 유리 제약 바이알에 대한 바이알 목부 외부 직경의 플롯이다.
도 18은 본 명세서에 기술된 레일 캐퍼 테스트 동안 레일 캐퍼 위치의 프로세스 창을 보여주는 다이어그램이다.
도 19는 어큐뮬레이터 테스트에 사용되는 제한 테이블을 개략적으로 도시한다.
도 20a는 어큐뮬레이터 테스트 동안 획득된 실행 시간(x축)의 함수로서 누적 걸림(cumulative jams)(y축)을 나타내는 플롯이다.
도 20b는 어큐뮬레이터 테스트 동안 획득된 실행 시간(x축)의 함수로서 필요한 개입(y축)을 보여주는 플롯이다.
도 21은 본 명세서에 기술된 바이알 적합성 테스트를 개략적으로 도시한다.
도 22a는 본 명세서에 기술된 바이알 적합성 테스트를 위한 테스트 위치를 개략적으로 도시한다.
도 22b는 본 명세서에 설명된 유리 용기의 구현 예를 어닐링하는 데 사용된 LEHR 로의 온도 프로파일을 보여주는 플롯이다.
도 23은 본 명세서에 기술된 바이알 적합성 테스트에 따라 수행된 측정에 대한 변위-하중(loading) 데이터를 보여주는 도표이다.
도 24는 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른 유리 제약 바이알에 대한 벽 두께(y-축)의 함수로서 평균 측벽 적합성(y-축)을 나타내는 플롯이다.
도 25는 유한 요소 분석에 사용되는 유리 제약 바이알의 메쉬를 개략적으로 도시한다.
도 26은 본 명세서에 설명된 유한 요소 분석을 위해 구현된 경계 조건을 개략적으로 묘사한다.
도 27은 본 명세서에 설명된 유한 요소 분석에 대한 메쉬 수렴 검증을 보여주는 플롯이다.
도 28은 본 명세서에 기술된 유리 용기의 적합성을 결정하기 위해 사용된 유한 요소 모델의 타당성을 입증하는 실험 측정과 함께 적합성 측정을 보여주는 플롯이다.
도 29는 본 명세서에 기술된 동적 충격 테스트에 사용되는 장치를 개략적으로 도시한다.
도 30은 동적 충격 테스트에 따라 측정된 다양한 유리 제약 바이알(x축)에 대한 피크 하중(y축)를 나타내는 상자 도표이다.
도 31은 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른 다양한 두께의 유리 제약 바이알에 대한 하중 충격 프로파일을 나타내는 플롯이다.
도 32는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른, 유리 용기를 연마하기 위한 바이알 온 바이알 지그를 개략적으로 도시한다.
도 33은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따라 유리 용기의 수평 압축 강도를 측정하는 데 사용되는 설정을 개략적으로 도시한다.
도 34는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따라 유리 용기의 수직 압축 강도를 측정하는 데 사용되는 설정을 개략적으로 도시한다.
도 35는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른 변환된 유리 용기의 수평 압축 강도를 나타내는 플롯이다.
도 36은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른 유리 용기의 수평 압축 강도를 나타내는 플롯이며, 유리 용기는 테스트 전에 마모된다.
도 37은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른 유리 용기의 수직 압축 강도를 보여주는 도표이다.
도 38은 본 명세서에 설명된 진자 충격 테스트에 사용되는 장치를 개략적으로 묘사한다.
도 39는 본 명세서에 기술된 진자 충격 테스트에 사용되는 바이알 홀더를 개략적으로 도시한다.
도 40은 본 명세서에 기술된 진자 충격 테스트에 사용되는 장치의 낙하 각도를 개략적으로 도시한다.
도 41은 본 명세서에 설명된 진자 충격 테스트에 사용되는 충격기를 개략적으로 묘사한다.
도 42는 진자 충격 테스트에 사용되는 바이알 홀더의 정면도를 개략적으로 도시한다.
도 43은 진자 충격 테스트에 사용되는 바이알 홀더의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른, 저마찰 코팅을 갖춘 유리 용기의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른, 제약 용기의 또 다른 구현 예의 부분 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른, 제약 용기의 또 다른 구현 예의 부분 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 튜브로부터 형성된 유리 바이알의 분리 시 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 외부 직경 표면 온도(y-축)를 그래프로 도시한다.
도 6은 튜브로부터 형성된 유리 바이알의 분리 시 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 내부 직경 표면 온도(y-축)를 그래프로 도시한다.
도 7a는 온도(x축)의 함수로서 나트륨 및 붕소 기화(y축)에 관한 플롯이다.
도 7b는 알루미노실리케이트 유리에 대한 온도(x-축)의 함수로서 기체상에서 나트륨의 원소 분율(y-축)에 대한 모델을 보여주는 플롯이다.
도 8은 유리 점도(x축)의 함수로서 나트륨 및 붕소 기화(y축)에 관한 플롯이다.
도 9는 상이한 벽 두께(x-축)를 포함하는 유리 용기에 대한 분리 동안의 온도 프로파일(y-축)을 나타내는 플롯이다.
도 10은 상이한 벽 두께(x축)를 포함하는 유리 용기에 대한 벽 두께의 함수로서 표면 가수분해 저항 측정에 대한 적정 부피(y축)를 나타내는 플롯이다.
도 11a는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)에 의해 측정된 다양한 두께(x축)의 유리 제약 바이알의 추출 가능한 요소(y축)를 나타내는 플롯이고, 여기서 테스트 용액은 산성 pH를 포함한다.
도 11b는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)에 의해 측정된 다양한 두께(x축)의 유리 제약 바이알의 추출 가능한 성분(y축)을 나타내는 플롯이고, 여기서 테스트 용액은 염기성 pH를 포함한다.
도 11c는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)에 의해 측정된 다양한 두께(x축)의 유리 제약 바이알의 추출 가능한 성분(y축)을 나타내는 플롯이며, 여기서 테스트 용액은 물이다.
도 12는 튜브-바이알 변환 공정의 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 분리 부분 비율(y-축)의 플롯이다.
도 13은 튜브-바이알 변환 공정의 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 분리 부분 비율(y-축)의 플롯이다.
도 14는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른, 표준 플랜지 및 저온 저장 플랜지 설계에 대한 벽 두께(x축)의 함수로서 수집된 높이(y축)의 플롯이다.
도 15는 튜브 벽 두께(x축)에 따른 바이알 목부(neck) 두께(y축)의 그래프이다.
도 16은 튜브 벽 두께(x-축)의 함수로서 바이알 목부 외부 직경(y-축)의 플롯이다.
도 17은 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른, 표준 벽 두께 및 얇은 벽 유리 제약 바이알을 포함하는 유리 제약 바이알에 대한 바이알 목부 외부 직경의 플롯이다.
도 18은 본 명세서에 기술된 레일 캐퍼 테스트 동안 레일 캐퍼 위치의 프로세스 창을 보여주는 다이어그램이다.
도 19는 어큐뮬레이터 테스트에 사용되는 제한 테이블을 개략적으로 도시한다.
도 20a는 어큐뮬레이터 테스트 동안 획득된 실행 시간(x축)의 함수로서 누적 걸림(cumulative jams)(y축)을 나타내는 플롯이다.
도 20b는 어큐뮬레이터 테스트 동안 획득된 실행 시간(x축)의 함수로서 필요한 개입(y축)을 보여주는 플롯이다.
도 21은 본 명세서에 기술된 바이알 적합성 테스트를 개략적으로 도시한다.
도 22a는 본 명세서에 기술된 바이알 적합성 테스트를 위한 테스트 위치를 개략적으로 도시한다.
도 22b는 본 명세서에 설명된 유리 용기의 구현 예를 어닐링하는 데 사용된 LEHR 로의 온도 프로파일을 보여주는 플롯이다.
도 23은 본 명세서에 기술된 바이알 적합성 테스트에 따라 수행된 측정에 대한 변위-하중(loading) 데이터를 보여주는 도표이다.
도 24는 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른 유리 제약 바이알에 대한 벽 두께(y-축)의 함수로서 평균 측벽 적합성(y-축)을 나타내는 플롯이다.
도 25는 유한 요소 분석에 사용되는 유리 제약 바이알의 메쉬를 개략적으로 도시한다.
도 26은 본 명세서에 설명된 유한 요소 분석을 위해 구현된 경계 조건을 개략적으로 묘사한다.
도 27은 본 명세서에 설명된 유한 요소 분석에 대한 메쉬 수렴 검증을 보여주는 플롯이다.
도 28은 본 명세서에 기술된 유리 용기의 적합성을 결정하기 위해 사용된 유한 요소 모델의 타당성을 입증하는 실험 측정과 함께 적합성 측정을 보여주는 플롯이다.
도 29는 본 명세서에 기술된 동적 충격 테스트에 사용되는 장치를 개략적으로 도시한다.
도 30은 동적 충격 테스트에 따라 측정된 다양한 유리 제약 바이알(x축)에 대한 피크 하중(y축)를 나타내는 상자 도표이다.
도 31은 본 명세서에 도시되고 기술된 하나 이상의 구현 예에 따른 다양한 두께의 유리 제약 바이알에 대한 하중 충격 프로파일을 나타내는 플롯이다.
도 32는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른, 유리 용기를 연마하기 위한 바이알 온 바이알 지그를 개략적으로 도시한다.
도 33은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따라 유리 용기의 수평 압축 강도를 측정하는 데 사용되는 설정을 개략적으로 도시한다.
도 34는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따라 유리 용기의 수직 압축 강도를 측정하는 데 사용되는 설정을 개략적으로 도시한다.
도 35는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른 변환된 유리 용기의 수평 압축 강도를 나타내는 플롯이다.
도 36은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른 유리 용기의 수평 압축 강도를 나타내는 플롯이며, 유리 용기는 테스트 전에 마모된다.
도 37은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 구현 예에 따른 유리 용기의 수직 압축 강도를 보여주는 도표이다.
도 38은 본 명세서에 설명된 진자 충격 테스트에 사용되는 장치를 개략적으로 묘사한다.
도 39는 본 명세서에 기술된 진자 충격 테스트에 사용되는 바이알 홀더를 개략적으로 도시한다.
도 40은 본 명세서에 기술된 진자 충격 테스트에 사용되는 장치의 낙하 각도를 개략적으로 도시한다.
도 41은 본 명세서에 설명된 진자 충격 테스트에 사용되는 충격기를 개략적으로 묘사한다.
도 42는 진자 충격 테스트에 사용되는 바이알 홀더의 정면도를 개략적으로 도시한다.
도 43은 진자 충격 테스트에 사용되는 바이알 홀더의 평면도를 개략적으로 도시한다.
이제 본 명세서에 기술된 유리 용기의 구현 예를 상세히 참조할 것이며, 그 실시 예는 첨부 도면에 예시되어 있다. 가능하다면 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호를 사용하여 동일하거나 유사한 부품을 지칭한다. 유리 용기, 특히 유리 제약 바이알의 한 구현 예가 도 1에 도시되어 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "유리 용기", "바이알", "유리 제약 바이알"은 유리로 제조된 용기를 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알은 내부 부피를 둘러싸는 측벽을 포함하는 유리 바디를 포함한다. 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리 바이알 직경 d1의 84% 내지 116%이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 바와 같이 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정으로, 직경 d1의 116%가 D 이상이다. 그러나 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께이다. 유리 제약 바이알과 같은 유리 용기의 다양한 구현 예는 첨부된 도면을 구체적으로 참조하여 본 명세서에서 더 자세히 설명될 것이다.
범위는 본 명세서에서 하나의 특정 값 "약" 및/또는 또 다른 특정 값 "약"까지 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현되는 경우, 다른 구현 예는 하나의 특정 값 및/또는 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"을 사용하여 값이 근사치로서 표현되는 경우, 특정 값이 또 다른 구현 예를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 각 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련하여 그리고 다른 끝점과 독립적으로 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본 명세서에 사용된 방향 용어(예를 들어 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽, 앞, 뒤, 상단, 하단)는 단지 도면을 참조하여 작성된 것이며 절대적인 방향을 의미하는 것은 아니다.
달리 구체적으로 언급되지 않은 경우, 단계가 특정 순서로 제한되거나 장치 구성요소에 대한 특정 순서 또는 방향이 언급되지 않은 경우, 어떤 면에서도 순서나 방향을 추론할 의도는 없다. 이는 단계 배열, 작업 흐름, 구성 요소 순서 또는 구성 요소 방향과 관련된 논리 문제; 문법적 구성이나 구두점에서 파생된 단순한 의미, 그리고 명세서에 설명된 구현 예의 수 또는 유형을 포함하여 해석에 대한 모든 비명시적 근거에 적용된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 복수형을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "a" 구성요소에 대한 언급은 문맥상 달리 명확하게 나타내지 않는 한, 둘 이상의 그러한 구성요소를 갖는 관점을 포함한다.
본 명세서에 사용된 용어 "화학적 내구성"은 특정 화학적 조건에 노출 시 분해에 저항하는 유리 제약 바이알의 능력을 의미한다. 구체적으로, 본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알의 화학적 내구성은 다음 확립된 재료 테스트 표준에 따라 평가될 수 있다: "Glass Grains Test"라는 제목의 USP <660>; 2001년 3월자 DIN 12116, 제목 "Testing of glass - Resistance to attack by a boiling aqueous solution of hydrochloric acid - Method of test and classification"; ISO 695:1991 제목 "Glass -- Resistance to attack by a boiling aqueous solution of mixed alkali -- Method of test and classification"; 및 "Glass -- Hydrolytic resistance of glass grains at 121 degrees C -- Method of test and classification"이라는 제목의 ISO 720:1985. 유리의 화학적 내구성은 위에서 언급한 표준 외에도 ISO 719:1985 "Glass -- Hydrolytic resistance of glass grains at 98 degrees C -- Method of test and classification"에 따라 평가할 수도 있다. ISO 719 표준은 ISO 720 표준의 덜 엄격한 버전이므로 ISO 720 표준의 지정된 분류를 충족하는 유리는 ISO 719 표준의 해당 분류도 충족할 것으로 믿어진다. 유리 제약 바이알의 화학적 내구성은 또한 "Surface Glass Test"라는 제목의 USP <660> 및/또는 "Glass Containers For Pharmaceutical Use"라는 제목의 유럽 약전 3.2.1에 따라 평가될 수 있으며, 이는 유리 표면의 내구성을 평가한다. 각 표준과 관련된 분류는 본 문서에서 더 자세히 설명된다.
본 명세서에서 사용된 "박리"라는 용어는 일련의 침출, 부식 및/또는 풍화 반응 후에 유리 입자가 유리 표면에서 방출되는 현상을 의미한다. 일반적으로 입자는 실리카가 풍부한 유리 플레이크 또는 라멜라이며, 이는 개질제 이온 또는 약한 네트워크 형성제(예: 붕소)가 용기 내에 함유된 용액으로 침출된 결과로 용기 내부 표면에서 발생한다. 이러한 플레이크 또는 라멜라는 일반적으로 두께가 1 nm 내지 2 ㎛이고 너비가 약 50 ㎛보다 클 수 있다. 이러한 플레이크 또는 라멜라는 주로 실리카로 구성되어 있으므로 플레이크 또는 라멜라는 일반적으로 유리 표면에서 방출된 후 더 이상 분해되지 않는다.
유리 용기의 화학적 내구성을 특성화하는 추가 방법은 유리 용기의 박리 경향을 결정하는 것을 포함한다. 미국 특허 출원 공개번호 제2021/0080448A1호(그 내용 전체가 본 명세서에 참조로 포함됨)에 기술된 바와 같이, 본 명세서에 기술된 유리 용기의 박리 경향은 "화학적 내구성 비율"(CDR)의 관점에서 측정될 수 있으며, 이는 용기에 대한 "받은 대로(as-received)" 적정 값과 "에칭 후(post-etch)" 적정 값의 비율을 통해 바이알 내부 표면의 이질성 수준을 나타낸다. 유리 용기의 CDR을 결정하는 방법은 본 명세서에서 더 자세히 논의된다.
표면 압축 응력은 Orihara Industrial Co., Ltd.(일본)에서 제조한 FSM-6000과 같은 시판 기기와 같은 표면 응력 측정기(FSM)를 사용하여 측정된다. 표면 응력 측정은 유리-세라믹의 복굴절과 관련된 응력 광학 계수(SOC) 측정에 의존한다. SOC는 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient"이라는 제목의 ASTM 표준 C770-16에 설명된 절차 C(유리 디스크 방법)에 따라 측정되며, 이 내용은 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다. 압축 깊이(DOC)는 당업계에 공지된 산란광 편광기(SCALP) 기술과 함께 FSM으로 측정된다. FSM은 칼륨 이온 교환을 위한 압축 깊이를 측정하고 SCALP는 나트륨 이온 교환을 위한 압축 깊이를 측정한다. 최대 중심 장력(CT) 값은 해당 분야에 알려진 SCALP 기술을 사용하여 측정된다.
본 명세서에 사용된 "압축 깊이"(DOC)라는 문구는 압축 응력이 인장 응력으로 변환되는 물품에서의 위치를 의미한다.
본 개시의 맥락에서, "2 ml" 바이알이 ISO 8362-1 표준 없이 언급되는 경우, 언급된 "2 ml" 바이알은 16.25 mm의 외부 직경, 31 mm의 플랜지 외부 직경, 31mm의 높이, 및 1.2mm의 기존 벽 두께를 포함한다. ISO 8362-1 표준 없이 "3 ml" 바이알이 언급되는 경우 언급된 "3 ml" 바이알은 외부 직경 16.75mm, 플랜지 외부 직경 13.15mm, 높이 37.7mm 및 1.1mm 기존 벽두께를 포함한다.
일반적으로 유리 제약 바이알과 같은 유리 용기의 기계적 특성은 용기에 재료를 추가하여, 즉 용기의 일부 또는 전체 용기를 더 두껍게 만들어 심각한 고장 없이 기계적 손상(예: 충격, 낙하, 마모 등)을 견딜 수 있도록 용기의 성능을 향상시킴으로써 향상되었다. 그러나 유리 용기에 재료를 추가하면 용기의 전체 비용이 증가하고 유리를 추가하면 유리 튜브에서 유리 용기를 형성하는 것과 같은 특정 성형 작업이 길어질 수 있으므로 제조 처리량도 감소할 수 있다. 이는 또한 이러한 용기를 만드는 데 필요한 유리의 양을 증가시켜 제조 효율성을 감소시키고 추가된 무게로 인해 운송 비용을 증가시킬 수 있다.
용기의 기계적 특성을 향상시키기 위해 용기에 재료를 추가하는 통념과는 반대로, 용기의 기계적 특성은 동일한 외부 직경을 갖는 유리 용기에 비해 용기의 측벽을 더 얇게 만드는 것과 같이 용기의 특정 부분에서 실제로 재료를 제거함으로써 향상될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 특히, 유리 용기의 측벽 두께를 감소시키면 유리 용기의 유연성이 증가하고, 이는 결과적으로 용기가 파손 위험을 감소시키면서 특정 기계적 손상을 더 잘 견딜 수 있게 만들 수 있음이 밝혀졌다. 따라서, 본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알과 같은 본 명세서에 기술된 유리 용기는 동일한 외부 직경을 갖는 종래의 유리 바이알에 비해 감소된 두께를 갖는 측벽으로 형성된다. 예를 들어, 측벽의 두께를 15% 이상 줄이면 기계적 특성이 향상되고 실용성도 향상된 유리용기를 얻을 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 약제학적 제형을 저장하기 위한 유리 용기(100)의 한 구현 예가 단면으로 개략적으로 도시되어 있다. 유리 용기(100)는 일반적으로 바디(112)를 포함한다. 바디(112)는 내부 표면(114)과 외부 표면(116) 사이에서 연장되고, 중심 축(A)을 포함하고, 일반적으로 내부 부피(118)를 둘러싼다. 도 1에 도시된 유리 용기의 구현 예에서, 바디(112)는 일반적으로 측벽(120) 및 바닥 부분(122)을 포함한다. 측벽(120)은 힐 부분(124)을 통해 바닥 부분(122)으로 전이된다. 도시된 구현 예에서, 유리 용기(100)는 플랜지(126), 플랜지(126)로부터 연장되는 목부(128), 및 목부(128)과 측벽(120) 사이에서 연장되는 숄더(130)를 포함한다. 구현 예에서, 유리 용기(100)는 중심축(A)에 대해 대칭이고, 측벽(120), 목부(128) 및 플랜지(126) 각각은 실질적으로 원통형-모양이다. 바디(112)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부 표면(114)으로부터 외부 표면(116)까지 연장되는 평균 벽 두께(Ti)를 갖는다. 구현 예에서, 측벽(120)과 목부(128)의 평균 벽 두께(Ti)는 동일할 수 있다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 ASTM 표준 E438-92에 따른 유형 I, 클래스 B 유리와 같은 보로실리케이트 유리 조성물을 포함하여 USP <660>에 정의된 유형 I, 유형 II 또는 유형 III 유리로 형성될 수 있다. 대안적으로, 유리 용기(100)는 그 전체 내용이 본원에 참고로 포함되는, 미국 특허 제8,551,898호에 개시된 것과 같은 유형 I 기준을 충족하고 Valor® Glass로 Corning® Incorporated에서 판매되는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물, 또는 전체 내용이 본원에 참고로 포함되는, 미국 특허 제9,145,329호에 기술된 것과 같은 알칼리 토류 알루미노실리케이트 유리로 형성될 수 있다. 구현 예에서, 유리 용기(100)는 소다 석회 유리 조성물로 구성될 수 있다. 그러나, 유리 용기를 형성하는 특정 유형의 유리 조성물은 특별히 제한되지 않으며 다른 적합한 유리 조성물이 고려된다는 것이 이해되어야 한다.
특정 형태 인자(즉, 바이알)를 갖는 유리 용기(100)가 도 1에 도시되어 있으나, 유리 용기(100)는 이에 한정되지 않으나, Vacutainers®, 카트리지, 주사기, 앰플, 병, 플라스크, 약병(phials), 튜브, 비커 등을 포함하는, 다른 형태 인자를 가질 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에 설명된 유리 용기는 제약 패키지, 음료 용기 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 응용 분야에 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
기존의 유리 용기(예: 유리 제약 바이알)는 표준화된 치수 및 충전 용량을 갖는다. 예를 들어, "Injection containers and accessories"이라는 제목의 ISO 8362-1:2018은 표준 크기 용기의 치수를 정의한다. 특히, ISO 8362-1은 아래 표 1A에 표시된 대로 유리 바이알의 측벽 두께 "s1", 외부 직경 "d1" 및 브림 용량 "c1"을 설명한다.
[표 1A]
표 1A에서 알 수 있듯이, 표준화된 유리 용기에는 일반적으로 다른 특징적인 속성 중에서 외부 직경, 내부 직경, 벽 두께 및 브림(overflow) 용량과 같은 특징적인 속성이 제공된다. 표준에 의해 정의된 벽 두께보다 얇아지도록 유리 용기의 벽 두께를 줄임으로써 예상치 못한 이점이 실현될 수 있다는 것이 이제 밝혀졌다. 특히, 표준화된 유리 용기의 벽 두께를 감소시킴으로써 발생하는 이점에는 제조 가능성, 화학적 내구성, 열 특성, 검사 관련 특성 및 지속 가능성과 관련된 이점 외에도 본 명세서에 언급된 향상된 기계적 특성이 포함될 수 있다.
본 명세서에 설명된 구현 예에서, 유리 용기의 벽 두께는 본 명세서에 참조된 ISO 8362-1 표준과 같은 특정 표준에 명시된 벽 두께에 비해 감소된다. 그러나 유리 용기에 대한 다른 표준은 예를 들어 GPI(Glass Packaging Institute)와 같은 다른 표준 기관에서 구할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 이러한 표준은 ISO 8362-1 표준과 유사하지만 다를 수 있다.
또한 제약 회사는 유리 제약 바이알과 같은 유리 용기에 대해 자체적으로 표준화된 치수 및 기타 특성 속성을 가질 수 있다. 예를 들어 제한 없이 제약 회사는 ISO 8362-1과 같은 특정 표준의 동일한 치수와 유사하지만 그와 다른 외부 직경 및/또는 벽 두께를 갖는 유리 제약 바이알을 활용할 수 있다. 예를 들어, ISO 8362-1 표준에 따른 2R 유리 바이알과 기능적으로 동일한 유리 제약 바이알은 표준에 따른 2R 유리 바이알에 대해 지정된 표준을 벗어나는 1.1mm의 벽 두께를 가질 수 있다. 마찬가지로, ISO 8362-1 표준에 따른 2R 유리 바이알과 기능적으로 동일한 유리 제약 바이알은 표준에 따른 2R 유리 바이알에 대해 지정된 표준을 벗어나는 17mm의 외부 직경을 가질 수 있다.
따라서 ISO 8362-1 표준에서 벗어난 용기는 상업적으로 일반적이다. 그러나 이러한 용기는 벽 두께 감소로 인한 이점도 누릴 수 있다.
본 명세서에 언급된 바와 같이, 상업적으로 일반적인 유리 제약 용기와 같은 일부 상업적으로 일반적인 유리 용기는 특정 표준에 대해 표준화된 유리 용기와 다른 치수와 같은 속성을 가질 수 있다. 예를 들어, 유리 용기는 정의된 표준과 예를 들어 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14% 또는 심지어 16%까지 달라지는 속성을 가질 수 있다. 이러한 변형으로 인해 특정 유리 용기는 ISO 8362-1 표준과 같이 널리 알려진 표준에 따라 두 개 이상의 지정을 받거나 표준에 따른 크기 지정을 벗어나게 될 수 있다. 예를 들어, ISO 8362-1 표준에 따른 2R 유리 용기와 기능적으로 동등한 유리 용기는 ISO 8362 표준에 따른 2R 유리 용기보다 벽 두께가 더 두꺼울 수 있지만 표준에 따른 2R 유리 용기의 다른 특성은 그대로 유지된다. 마찬가지로 ISO 8362-1 표준에 따른 2R 유리 용기와 기능적으로 동일한 유리 용기는 ISO 8362 표준에 따른 2R 유리 용기보다 외부 직경이 더 클 수 있지만 표준에 따른 2R 유리 용기의 다른 특성은 그대로 유지된다. 이러한 상황에서는 적절한 감소된 벽 두께를 결정하는 것이 어려울 수 있다. 그러나, 그러한 유리 용기에 대한 감소된 벽 두께는 본 명세서에 더 자세히 설명된 바와 같이 표준으로부터의 편차를 고려하여 결정될 수 있다.
아래 표 1B를 참조하면, 구현 예에서 속성 변화가 있는 "비표준" 유리 용기에 대한 감소된 평균 벽 두께 Ti는 ISO 8362-1에 정의된 용기의 표준 외부 직경 d1에 대한 유리 용기의 외부 직경 변화를 고려하여 결정될 수 있다. 이 구현 예에서, 외부 직경에 대한 상한 및 하한은 ISO 8362-1에 따라 표준화된 외부 직경 d1로부터 +/-16%의 변동(즉, 표준화된 외부 직경 d1의 84% 내지 116%의 변동)에 기초하여 설정된다. 예를 들어, 구현 예에서, 유리 용기(100)는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 외부 직경 d1의 84% 내지 116%와 동일한 외부 직경 D(도 1)를 가질 수 있으며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이다.
<표 1B>
구현 예에서, 유리 제약 바이알과 같은 유리 용기(100)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 내부 부피를 둘러싸는 측벽(120) 및 외부 직경(D)을 포함하는 유리 바디(112)를 포함한다. 유리 바디(112)의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정으로, 직경 d1의 116%가 D 이상이다. ISO 8362-1에 따른 크기 지정 순서에서 2R은 최소 크기 지정이고, 3R은 그 다음으로 작은 크기 지정 등으로 이해되며, 100R은 2R부터 100R까지의 순서로 가장 큰 크기 지정이다. 즉, 바이알 크기 지정 관점에서 보면 2R < 3R < 4R < 6R < 8R < 10R < 15R < 20R < 25R < 30R < 50R < 100R 이다. 이러한 구현 예의 경우, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 크기 지정의 직경 d1의 116%가 유리 용기의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다.
예로서 표 1B를 참조하면, 상업적으로 일반적이지만 "비표준"인 가상의 유리 용기는 26mm의 외부 직경 D를 갖는다. 26mm의 외부 직경 D는 ISO 8362-1 바이알 크기 지정 10R, 15R, 20R, 25R 및 30R의 직경 d1의 84% 내지 116% 범위 내에 있다. 즉, 26mm의 외부 직경 D는 10R 및 15R 바이알 크기 지정에 대해 84%*d1 내지 116%*d1 범위 내에 있고(즉, 20.16mm 내지 27.84mm 범위 내) 20R, 25R 및 30R 바이알 크기 지정의 경우 84%*d1 내지 116%*d1(즉, 25.2mm 내지 34.8mm 범위 내) 범위 내에 있다. 그러나 바이알 크기 지정의 직경 d1의 116%가 외부 직경 D보다 크거나 같은 최소 바이알 크기 지정은 바이알 크기 지정 10R이다(즉, 116%*d1(10R) = 26mm 이상인 27.84mm). 즉, 이 예에서는 최소 바이알 크기 지정 X = 10R이다. 따라서 가상 유리 용기(외부 직경 D가 26mm임)의 벽 두께 Ti는 0.85*s1 이하이며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 따라 지정된 10R 바이알 크기의 벽 두께이다.
또 다른 예로서 표 1B를 참조하면, 상업적으로 일반적이지만 "비표준"인 가상의 유리 용기는 외부 직경 D가 41mm이다. 41mm의 외부 직경 D는 ISO 8362-1 바이알 크기 지정 50R 및 100R의 직경 d1의 84% 내지 116% 범위 내에 있다. 즉, 41mm의 외부 직경 D는 50R 바이알 크기 지정의 경우 84%*d1 내지 116%*d1 범위(즉, 30.6mm 내지 46.4mm 범위 내) 및 100R 바이알 크기 지정의 경우 84%*d1 내지 116%*d1 범위(예: 39.48mm 내지 54.52mm 범위 내)에 있다. 그러나 바이알 크기 지정의 직경 d1의 116%가 외부 직경 D보다 크거나 같은 최소 바이알 크기 지정은 바이알 크기 지정 50R이다(즉, 116%*d1(50R) = 41mm 이상인 46.4mm). 즉, 이 예에서는 최소 바이알 크기 지정 X = 50R이다. 따라서 가상 유리 용기(외부 직경 D가 41mm임)의 벽 두께 Ti는 0.85*s1보다 작거나 같고, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 따라 지정된 50R 바이알 크기의 벽 두께이다.
또 다른 예로, 상업적으로 일반적이지만 "비표준"인 가상의 유리 용기는 외부 직경 D가 21mm이다. 21mm의 외부 직경 D는 ISO 8362-1 바이알 크기 지정 6R, 8R, 10R 및 15R의 직경 d1의 84% 내지 116% 범위 내에 있다. 즉, 21mm의 외부 직경 D는 6R 및 8R 바이알 크기 지정에 대해 84%*d1 내지 116%*d1 범위 내에 있고(즉, 18.48mm 내지 25.52mm 범위 내) 10R 및 15R 바이알 크기 지정의 경우 84%*d1 내지 116%*d1(예: 20.16mm 내지 27.84mm 범위 내)에 있다. 그러나 바이알 크기 지정의 직경 d1의 116%가 외부 직경 D보다 크거나 같은 최소 바이알 크기 지정은 바이알 크기 지정 6R(즉, 116%*d1(6R) = 25.52mm로 이는 21mm 이상임)이다. 즉, 이 예에서는 최소 바이알 크기 지정 X = 6R이다. 따라서 가상 유리 용기(외부 직경 D가 21mm임)의 벽 두께 Ti는 0.85*s1보다 작거나 같으며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 따라 지정된 6R 바이알 크기의 벽 두께이다.
유리 바디(112)의 외부 직경 D가 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 바이알 크기 지정으로, 직경 d1의 116%가 D 이상인 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 최소 크기 지정 X의 벽 두께로, 직경 d1의 116%는 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.7*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1의 116%가 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.6*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1의 116%가 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.5*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1의 116%가 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.4*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1의 116%가 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.3*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1의 116%가 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다.
구현 예에서, 유리 제약 바이알과 같은 유리 용기(100)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 내부 부피를 둘러싸는 측벽(120) 및 외부 직경(D)을 포함하는 유리 바디(112)를 포함한다. 유리 바디(112)의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정으로, 직경 d1이 D보다 크거나 같다. ISO 8362-1에 따른 크기 지정 순서에서는 2R이 최소 크기 지정이고, 3R이 그 다음으로 작은 크기 지정이며, 100R은 2R부터 100R까지의 순서에서 가장 큰 크기 지정인 것으로 이해된다. 즉, 바이알 크기 지정 관점에서 보면 2R < 3R < 4R < 6R < 8R < 10R < 15R < 20R < 25R < 30R < 50R < 100R이다. 이들 구현 예의 경우, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 크기 지정의 직경 d1이 유리 용기의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다.
예로서 표 1B를 참조하면, 상업적으로 일반적이지만 "비표준"인 가상의 유리 용기는 26mm의 외부 직경 D를 갖는다. 26mm의 외부 직경 D는 ISO 8362-1 바이알 크기 지정 10R, 15R, 20R, 25R 및 30R의 직경 d1의 84% 내지 116% 범위 내에 있다. 즉, 26mm의 외부 직경 D는 10R 및 15R 바이알 크기 지정에 대해 84%*d1 내지 116%*d1 범위 내에 있고(즉, 20.16mm 내지 27.84mm 범위 내), 20R, 25R 및 30R 바이알 크기 지정의 경우 84%*d1 내지 116%*d1 범위 내(즉, 25.2mm 내지 34.8mm 범위 내)에 있다. 그러나 바이알 크기 지정의 직경 d1이 외부 직경 D보다 크거나 같은 최소 바이알 크기 지정은 바이알 크기 지정 20R이다(즉, d1(20R) = 30mm이고, 이는 즉 26 mm보다 크거나 같다). 즉, 이 예에서는 가장 작은 바이알 크기 지정 X = 20R이다. 따라서 가상 유리 용기(외부 직경 D가 26mm임)의 벽 두께 Ti는 0.85*s1 이하이며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 따라 지정된 20R 바이알 크기의 벽 두께이다.
또 다른 예로서 표 1B를 참조하면, 상업적으로 일반적이지만 "비표준"인 가상의 유리 용기는 외부 직경 D가 41mm이다. 41mm의 외부 직경 D는 ISO 8362-1 바이알 크기 지정 50R 및 100R의 직경 d1의 84% 내지 116% 범위 내에 있다. 즉, 41mm의 외부 직경 D는 50R 바이알 크기 지정의 경우 84%*d1 내지 116%*d1 범위(즉, 30.6mm 내지 46.4mm 범위 내) 및 100R 바이알 크기 지정의 경우 84%*d1 내지 116%*d1 범위 내(즉, 39.48mm 내지 54.52mm 범위 내)에 있다. 그러나 바이알 크기 지정의 직경 d1이 외부 직경 D보다 크거나 같은 최소 바이알 크기 지정은 바이알 크기 지정 100R이다(즉, d1(100R) = 47mm, 이는 41 mm 이상임). 즉, 이 예에서는 최소 바이알 크기 지정 X = 100R이다. 따라서 가상 유리 용기(외부 직경 D가 41mm임)의 벽 두께 Ti는 0.85*s1보다 작거나 같고, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 따라 지정된 100R 바이알 크기의 벽 두께이다.
또 다른 예로, 상업적으로 일반적이지만 "비표준"인 가상의 유리 용기는 외부 직경 D가 21mm이다. 21mm의 외부 직경 D는 ISO 8362-1 바이알 크기 지정 6R, 8R, 10R 및 15R의 직경 d1의 84% 내지 116% 범위 내에 있다. 즉, 21mm의 외부 직경 D는 6R 및 8R 바이알 크기 지정에 대해 84%*d1 내지 116%*d1 범위 내에 있고(즉, 18.48mm 내지 25.52mm 범위 내), 10R 및 15R 바이알 크기 지정의 경우 84%*d1 내지 116%*d1 범위 내(예: 20.16mm ∼ 27.84mm 범위 내)에 있다. 그러나 바이알 크기 지정의 직경 d1이 외부 직경 D보다 크거나 같은 최소 바이알 크기 지정은 바이알 크기 지정 6R이다(즉, d1(6R) = 22mm, 이는 21 mm보다 크거나 같다). 즉, 이 예에서는 가장 작은 바이알 크기 지정 X = 6R이다. 따라서 가상 유리 용기(외부 직경 D가 21mm임)의 벽 두께 Ti는 0.85*s1보다 작거나 같고, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 따라 지정된 6R 바이알 크기의 벽 두께이다.
유리 바디(112)의 외부 직경 D가 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 바이알 크기 지정이며, 직경 d1은 D 이상인 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1이 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.7*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1이 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.6*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1이 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.5*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1이 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.4*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1이 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.3*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 직경 d1이 유리 제약 바이알의 외부 직경 D 이상인 최소 크기 지정 X의 벽 두께이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 외부 직경 D가 13.44mm 내지 18.56mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 외부 직경 D가 18.48mm 내지 25.52mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 외부 직경 D가 20.16mm 내지 27.84mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 외부 직경 D가 25.2mm 내지 34.8mm이고, 평균 측벽 두께가 1.02mm 이하, 0.84mm 이하, 0.72mm 이하, 0.6mm 이하, 0.48mm 이하, 심지어 0.36mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 33.6mm 내지 46.4mm의 외부 직경 D를 갖고, 1.275mm 이하, 1.05mm 이하, 0.9mm 이하, 0.75mm 이하, 0.6mm 이하, 심지어 0.45mm 이하의 평균 측벽 두께를 갖는 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 외부 직경 D가 39.48mm 내지 54.52mm이고, 평균 측벽 두께가 1.445mm 이하, 1.19mm 이하, 1.02mm 이하, 0.85mm 이하, 0.68mm 이하, 심지어 0.51mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
다른 구현 예에서, 유리 용기(100)는 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리 바이알의 외부 직경 d1과 동일한 외부 직경 D(도 1)를 가지며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이다.
그러나, 본 명세서에 기술된 유리 용기(100)의 측벽(120)의 두께(Ti)는 ISO 8362-1에 따른 동일한 외부 직경을 갖는 용기의 두께(s1)보다 작을 수 있다. 구현 예에서, 본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알의 측벽은 s1보다 작은 평균 벽 두께 Ti를 가지며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리 바이알의 벽 두께이고 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 크기 지정 중 하나이다. 예를 들어, ISO 8362-1에 따라 크기 지정이 2R인 용기의 외부 직경 d1과 동일한 외부 직경 D를 갖는 유리 용기는 평균 측벽 두께 Ti를 가지며, 이는 ISO 8362-1에 따른 2R(즉, Ti < 1.0±0.04)의 크기 지정을 갖는 용기의 s1보다 작다. 구현 예에서, 유리 용기의 측벽은 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 가지며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 의해 정의된 X 크기의 유리 바이알의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 용기의 측벽은 0.7*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 가지며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리 바이알의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 용기의 측벽은 0.6*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 가지며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리병의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 용기의 측벽은 0.5*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 가지며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리병의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 용기의 측벽은 0.4*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 가지며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리병의 벽 두께이다. 구현 예에서, 유리 용기의 측벽은 0.3*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 가지며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리병의 벽 두께이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 2R이고, 외부 직경 D가 16mm ± 0.15mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 3R이고, 외부 직경 D가 16mm ± 0.15mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 4R이고, 외부 직경 D가 16mm ± 0.15mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 6R이고, 외부 직경 D가 22mm ± 0.2mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 8R이고, 외부 직경 D가 22mm ± 0.2ml이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 10R이고, 외부 직경 D가 24mm ± 0.2mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 15R이고, 외부 직경 D가 24mm ± 0.2mm이고, 평균 측벽 두께가 0.85mm 이하, 0.7mm 이하, 0.6mm 이하, 0.5mm 이하, 0.4mm 이하, 심지어 0.3mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 20R이고, 외부 직경 D가 30mm ± 0.25mm이고, 평균 측벽 두께가 1.02mm 이하, 0.84mm 이하, 0.72mm 이하, 0.6mm 이하, 0.48mm 이하, 심지어 0.36mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 25R이고, 외부 직경 D가 30mm ± 0.25mm이고, 평균 측벽 두께가 1.02mm 이하, 0.84mm 이하, 0.72mm 이하, 0.6mm 이하, 0.48mm 이하, 심지어 0.36mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 30R이고, 외부 직경 D가 30mm ± 0.25mm이고, 평균 측벽 두께가 1.02mm 이하, 0.84mm 이하, 0.72mm 이하, 0.6mm 이하, 0.48mm 이하, 심지어 0.36mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 50R이고, 외부 직경 D가 40mm ± 0.4mm이고, 평균 측벽 두께가 1.275mm 이하, 1.05mm 이하, 0.9mm 이하, 0.75mm 이하, 0.6mm 이하, 심지어 0.45mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
구현 예에서, 유리 용기(100)는 크기가 100R이고, 외부 직경 D가 47mm ± 0.5mm이고, 평균 측벽 두께가 1.445mm 이하, 1.19mm 이하, 1.02mm 이하, 0.85mm 이하, 0.68mm 이하, 심지어 0.51mm 이하인 측벽을 갖는 유리 제약 바이알이다.
화학적 강화
본 명세서에 언급된 바와 같이, 유리 용기는 이온 교환 공정에 의해 화학적으로 강화될 수 있다. 구현 예에서, 더 얇은 측벽을 갖는 화학적으로 강화된 유리 용기(100)는 향상된 신뢰성을 제공할 수 있다. 특히, 유리 용기 내부에 담긴 제품의 훼손은 용기의 치명적인 파손 없이 관통 균열이 발생한 경우 발생할 수 있다. 그러나 측벽 두께가 감소하면 화학 강화 공정 중에 설치되는 중심 장력이 증가할 수 있다. 감소된 두께와 결합된 상대적으로 높은 중심 장력은 벽 두께가 더 큰 유리 용기에 비해 균열 시작 시 균열 분기 및 바이알의 여러 조각(예: 5개 이상)으로의 분리를 촉진한다. 강화된 균열 분기 및 분리는 관통 균열이 발생할 때 용기의 "자기 제거(self-elimination)"를 촉진하고 균열 전파 지연 가능성을 줄여 손상되지 않았지만 밀봉된 유리 용기에서 제품 손상 위험을 방지한다.
또한, 측벽이 얇은 유리 용기(100)를 화학적으로 강화하는 경우, 유리 용기의 가상온도가 낮아짐에 따라 원하는 표면의 압축 응력과 압축 깊이까지 화학적으로 강화하는 과정이 더욱 빠르게 진행되어 원하는 특성을 달성하는 데 필요한 온도 및/또는 시간이 단축될 수 있다. 이는 화학적 강화 공정의 처리량을 향상시키고/시키거나 화학적 강화 공정의 비용을 감소시킬 수 있다.
구현 예에서, 유리 용기는 유리 용기의 표면에서 유리의 두께까지 25㎛ 이상 또는 심지어 35㎛ 이상의 압축 깊이까지 확장되는 압축 응력층을 가질 수 있다. 일부 구현 예에서, 압축 깊이는 40㎛ 이상, 심지어 50㎛ 이상일 수 있다. 유리 물품의 표면 압축 응력은 250 MPa 이상, 350 MPa 이상, 또는 심지어 400 MPa 이상일 수 있다. 압축 깊이(즉, 25㎛ 이상) 및 압축 응력(즉, 250MPa 이상)은 500℃ 이하 또는 심지어 450℃ 이하의 온도에서, 5시간 이하, 또는 심지어 4.5시간 이하의 기간 동안 100% KNO3의 용융 염 욕(또는 KNO3와 NaNO3의 혼합 염 욕)에서 유리 물품을 이온교환함으로써 달성될 수 있다. 일부 구현 예에서, 이러한 압축 깊이 및 압축 응력을 달성하기 위한 기간은 4시간 이하 또는 심지어 3.5시간 이하일 수 있다. 이러한 압축 깊이와 압축 응력을 달성하기 위한 온도는 400℃ 이하 또는 심지어 350℃ 이하일 수 있다.
코팅
구현 예에서, 유리 용기(100)는 유리 바디(112)의 외부 표면(116)의 적어도 일부에 배치된 코팅을 포함할 수 있다. 구현 예에서, 코팅은 미국 특허 제10,273,049호에 개시된 내열성 코팅일 수 있으며, 성가 문헌은 그 전체가 참고로서 본 명세서에 포함된다. 구현 예에서, 코팅은 그 전체 내용이 참고로 본 명세서에 포함된 미국 특허 제9,763,852호에 기술된 바와 같은 유기 코팅일 수 있다. 그러나 다른 코팅(유기 및 무기 모두)이 고려되고 가능하다는 것이 이해되어야 한다.
도 2는 코팅된 유리 물품, 구체적으로 코팅된 유리 용기(200)의 단면을 개략적으로 도시한다. 코팅된 유리 용기(200)는 유리 바디(202) 및 저마찰 코팅(220)을 포함한다. 유리 바디(202)는 외부 표면(208)(즉, 제1 표면) 및 내부 표면(210)(즉, 제2 표면) 사이에서 연장하는 유리 용기 벽(204)을 갖는다. 유리 용기 벽(204)의 내부 표면(210)은 코팅된 유리 용기(200)의 내부 부피(206)를 정의한다. 저마찰 코팅(220)은 유리 바디(202)의 외부 표면(208)의 적어도 일부 상에 위치된다. 일부 구현 예에서, 저마찰 코팅(220)은 실질적으로 유리 바디(202)의 외부 표면(208) 전체에 위치할 수 있다. 저마찰 코팅(220)은 외부 표면(222) 및 유리 바디(202)와 저마찰 코팅(220)의 계면에 있는 유리 바디 접촉 표면(224)을 갖는다. 저마찰 코팅(220)은 외부 표면(208)에서 유리 바디(202)에 결합될 수 있다.
구현 예에서, 티타니아와 같은 무기 물질의 코팅은 수트 증착 또는 기상 증착 공정에 의해 유리 바디의 외부 표면의 적어도 일부에 적용된다. 티타니아 코팅은 증착되는 유리보다 열팽창 계수가 낮다. 코팅과 유리가 냉각됨에 따라 티타니아는 유리보다 덜 수축하고 결과적으로 유리 바디의 표면이 인장 상태에 있게 된다. 이들 구현 예에서, 표면 압축 응력 및 층의 깊이는 코팅된 유리 용기의 표면이 아닌 코팅의 표면으로부터 측정된다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에서는 무기 코팅 재료가 티타니아를 포함하는 것으로 기술되었지만, 적절하게 낮은 열 팽창 계수를 갖는 다른 무기 코팅 재료도 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 구현 예에서, 무기 코팅은 유사한 코팅된 용기에 비해 0.7 미만의 마찰 계수를 가질 수 있다. 무기 코팅은 또한 본 명세서에 추가로 기술된 바와 같이 250℃ 이상의 온도에서 열적으로 안정할 수 있다.
구현 예에서, 유리 용기는 밑에 있는 유리 용기와 같거나 그보다 큰 열팽창 계수를 갖는 고 모듈러스 코팅을 갖춘 유리 용기에 의해 강화될 수 있다. 강화는 손상 저항성을 부여하는 탄성 계수의 차이에 의해 달성되는 반면 열팽창의 차이는 유리 표면에 압축 응력을 부여한다(고탄성 코팅의 장력 균형). 이들 구현 예에서, 표면 압축 응력 및 층의 깊이는 코팅된 유리 용기의 표면이 아닌 유리 용기의 표면에서 측정된다는 것이 이해되어야 한다. 모듈러스가 높으면 긁힘과 손상이 발생하기 어려워지며, 밑에 있는 압축층은 스크래치와 흠집이 퍼지는 것을 방지한다. 이 효과를 입증하기 위한 예시적인 재료 쌍은 33 팽창 보로실리케이트 유리의 사파이어 코팅 또는 51 팽창 보로실리케이트 유리에 증착된 산화지르코늄 코팅이다.
전술한 내용에 기초하여, 구현 예에서 유리 용기는 적어도 바디의 외부 표면으로부터 유리 용기의 벽 두께까지 연장되는 압축 응력층을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 압축 응력층은 압축 응력층을 포함하지 않는 유리 용기에 비해 유리 용기의 기계적 강도를 향상시킨다. 압축 응력 층은 또한 압축 응력층을 포함하지 않는 유리 용기에 비해서 파손 없이 더 큰 표면 손상(즉, 유리 용기의 벽 두께로 더 깊게 확장되는 스크래치, 칩 등)을 견딜 수 있도록 유리 용기의 손상 내성을 향상시킨다. 또한, 이들 구현 예에서 압축 응력층은 이온 교환에 의해, 열 강화에 의해, 적층 유리로부터 유리 용기를 형성함으로서 도는 코팅을 유리 용기에 적용함으로써 유리 용기 내에 형성될 수 있다는 것도 이해해야 한다. 일부 구현 예에서, 압축 응력층은 이들 기술의 조합에 의해 형성될 수 있다.
이하에서 더 자세히 논의되는 바와 같이, 코팅된 얇은 벽 유리 용기는 유리 용기의 기계적 성능뿐만 아니라 제조와 관련된 이점을 제공할 수 있다. 일부 구현 예에서, 유리 용기는 변환-투-코트 공정(convert-to-coat process)에 투입되며, 여기서 변환된 유리 용기는 즉시 코팅 공정에 투입되며, 이는 가령 미국 특허 제10,273,049호 및 미국 특허 제9,763,852호에 개시되어 있다. 이들 공정은 유리용기의 얇은 벽에 흠집이 생기는 것을 완화 또는 방지함으로써 유리 용기의 기계적 성능을 향상시킨다.
본 명세서에 기술되고 코팅을 포함하는 유리 용기의 구현 예에서, 코팅은 다음 절차에 따라 유리 용기에 적용되는 유기 코팅일 수 있다. 유리 용기는 탈이온수로 세척되고, 질소로 건조되고, 유리에 대한 코팅의 결합을 향상시킬 수 있는 APS(아미노프로필실세스퀴옥산) 0.1% 용액으로 딥 코팅된다(즉, APS는 "커플링제 층"이다). APS 코팅은 대류 오븐에서 15분 동안 100℃에서 건조된다. 이어서, 폴리머 전구체 층과 같은 폴리머 층이 유리 용기에 적용된다. 구현 예에서, 폴리머 전구체 층은 폴리이미드 전구체 층일 수 있다. 구현 예에서, 폴리머 층은 딥 코팅, 스프레이 코팅 등에 의해 유리 용기에 적용된다. 예를 들어, 구현 예에서 유리 용기는 15/85 톨루엔/DMF 용액에 용해된 Novastrat® 800 폴리아믹산의 0.1% 용액 또는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 중 0.1% 내지 1% 폴리(피로멜리트산 이무수물-co-4,4'-옥시디아닐린)아믹산 용액(Kapton 전구체)에 담길 수 있다. 본 명세서에 기술된 코팅된 유리 용기의 예에서, 코팅은 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 중 0.1% 내지 1% 폴리(피로멜리트산 이무수물-co-4,4'-옥시디아닐린) 아믹산 용액으로부터 형성되었다. 이어서, 코팅된 유리 용기를 150℃로 가열하고 20분 동안 유지하여 용매를 증발시킬 수 있다. 그 후, 코팅된 유리 용기를 300℃에서 30분 동안 예열된 노에 넣어 코팅을 경화시켜 저마찰, 열적으로 안정한 폴리머 코팅, 특히 저마찰, 열적으로 안정한 폴리이미드 코팅을 갖는 유리 용기를 형성할 수 있다. 그러나, 다른 코팅 조성물 및 적용 방법이 본 개시의 얇은 벽 유리 용기와 함께 활용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어 제한 없이, 구현 예에서 코팅은 커플링제 층을 포함할 필요가 없다. 다른 예로서, 코팅은 커플링제와 폴리머 층이 단일 층에 적용되는 구현 예와 같이 별도의 커플링제 층을 함유할 필요가 없다.
구현 예에서, 저마찰 코팅은 상대적으로 얇을 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 저마찰 코팅은 약 1 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 일부 구현 예에서, 저마찰 코팅의 두께는 약 100nm 이하일 수 있다. 다른 구현 예에서, 저마찰 코팅은 두께가 약 90nm 미만, 약 80nm 미만, 약 70nm 미만, 약 60nm 미만, 약 50nm 미만, 또는 심지어 약 25nm 미만일 수 있다. 구현 예에서, 저마찰 코팅은 10nm 이상 100nm 이하, 10nm 이상 90nm 이하, 10nm 이상 80 nm 이하, 10 nm 이상 70 nm 이하, 10 nm 이상 60 nm 이하, 10 nm 이상 및 50nm 이하, 10nm 이상 40nm 이하, 10nm 이상 30nm 이하, 10nm 이상 25 nm 이하, 또는 심지어 10 nm 이상 및 20 nm 이하, 또는 이들 끝점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 범위 또는 하위 범위의 두께를 가질 수 있다. 구현 예에서, 저마찰 코팅은 20 nm 이상 100 nm 이하, 20 nm 이상 90 nm 이하, 20 nm 이상 80 nm 이하, 20 nm 이상 70 nm 이하, 20 nm 이상 60 nm 이하, 20 nm 이상 및 50 nm 이하, 20 nm 이상 및 40 nm 이하, 20 nm 이상 및 30 nm 이하, 또는 심지어 20 nm 이상 및 25nm 이하, 또는 이러한 끝점 중 하나로 형성된 모든 범위 또는 하위 범위의 두께를 가질 수 있다. 본 명세서에 기술된 코팅된 유리 용기의 예에서, 코팅은 20 nm 내지 40 nm 범위의 두께를 가졌다. 본 명세서에 개시된 바와 같이 감소된 두께의 측벽과 결합된 상대적으로 얇은 코팅의 사용은 본 명세서에서 추가로 입증되고 설명된 바와 같이 특별하고 놀라운 기계적 및 성능 이점(예를 들어, 적합성, 충격, 수평/수직 압축, 동결-해동 등)을 촉진한다.
본 명세서에 기술된 코팅된 유리 용기는 30분 동안 적어도 260℃의 온도로 가열한 후에 열적으로 안정할 수 있다. 본 명세서에 사용된 "열적으로 안정한"이라는 문구는 유리 물품에 적용된 저마찰 코팅이 승온에 노출된 후 유리 물품의 표면에 실질적으로 온전하게 남아 있어 노출 후 코팅된 유리 물품의 기계적 특성, 특히 마찰 계수 및 수평 압축 강도는 미국 특허 제9,763,852호에 설명된 바와 같이 최소한의 영향만 받는다는 것을 의미한다. 이는 저마찰 코팅이 고온 노출 후에도 유리 표면에 접착된 상태로 유지되고 마모, 충격 등과 같은 기계적 손상으로부터 유리 물품을 계속 보호한다는 것을 나타낸다.
감소된
부피 플랜지
구현 예에서, 유리 용기(100)는 동일한 유형 및 크기의 표준화된 유리 용기의 동일한 영역에 비해 감소된 유리 부피를 갖는 영역으로 형성된다. 예를 들어, 크기 X의 유리 용기(100)의 플랜지(126)는 ISO 8362-1에 정의된 바와 같이 크기 X의 유리 바이알의 플랜지보다 적은 부피를 포함하도록 수정될 수 있으며, 여기서 X는 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 크기 지정 중 하나이다. 이러한 플랜지는 예를 들어 미국 가특허출원 제63/277,488호(이의 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함됨)에 기술되어 있으나 이에 국한되지는 않는다. 더 적은 양의 유리를 사용해야 하는 것 외에도 변형된 플랜지 영역을 포함하는 유리 용기는 기능적 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 수정된 플랜지를 사용하면 상대적으로 낮은 보관 온도에 노출되는 바이알의 밀봉 메커니즘이 향상된다.
바이알 및 주사기와 같은 약제학적 조성물의 보관에 사용되는 유리 용기는 일반적으로 함유된 물질의 무결성을 보존하기 위해 스토퍼(stopper) 또는 기타 마개(closure)를 통해 밀봉된다. 마개는 일반적으로 합성 고무 및 기타 엘라스토머로 만들어진다. 이러한 재료는 유리하게는 높은 침투 저항성과 탄성을 가져 용기 내부를 밀봉하기 위해 용기에 쉽게 삽입할 수 있다. 그러나 일반적으로 사용되는 마개 재료의 탄성은 저온에서 감소할 수 있다. 예를 들어, 현재 재료 마개로 사용되는 합성 고무는 -70℃ 이상 및 -10℃ 이하의 전이 온도를 포함할 수 있다. 전이 온도 아래에서는 이러한 합성 고무로 구성된 마개는 고체처럼 작용할 수 있으며 유리의 열팽창 계수와 마개를 용기에 고정하는 데 사용되는 크림핑 캡 간의 상대적으로 큰 차이를 보상하기 위해 탄성적으로 팽창할 수 없다. 이를 고려하면 기존 제약 용기용 밀봉 어셈블리는 -20℃ 이하의 온도에서 작동하지 않을 수 있다. 아래에 설명된 유리 용기 및 밀봉 어셈블리는 냉장 보관 분야에서 감소된 플랜지 부피와 향상된 기능을 포함한다.
이제 도 3을 참조하면, 유리 용기(302) 및 밀봉 어셈블리(304)를 포함하는 유리 용기(300)의 구현 예가 도시되어 있다. 본 명세서에서는 상세하게 설명되지는 않지만, 유리 용기(302) 및 밀봉 어셈블리(304)는 본 명세서 및 도 1에 도시된 설명된 유리 용기(100)와 유사한 구조 및 특징을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 유리 용기(302)는 상부 밀봉 표면(310), 하부 표면(312) 및 외부 표면(314)에 의해 정의된 플랜지(308)까지 연장되는 목부(306)을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 플랜지(308)의 외부 표면(314)은 플랜지(308)의 컷아웃 부분(316)을 정의하는 안쪽으로 방사상으로 오목하다. 플랜지(308)의 외부 표면(314)은 하부 표면(312) 반대편에 있고 플랜지(308)의 최외부 에지(320)로부터 연장되는 상부 표면 부분(318), 및 수직 표면 부분(322)을 포함한다. 수직 표면 부분(322)은 상부 표면 부분(318)의 접합 표면 부분(324)으로부터 상부 밀봉 표면(310)까지 연장된다. 구현 예에서, 수직 표면 부분(322)은 상부 표면에 수직으로 연장된다. 구현 예에서, 상부 표면 부분(318)과 수직 표면 부분(322) 사이에서 연장되는 접합 표면 부분(324)은 챔퍼를 형성한다. 플랜지(308)의 상부 표면 부분(318), 최외곽 에지(320) 및 하부 표면(312)은 협력하여 선반(326)을 형성한다. 구현 예에서, 밀봉 어셈블리(304)에는 날카로운 모서리가 제공되지 않으며 오히려 각진 표면은 응력 집중을 피하기 위해 챔퍼되거나 둥글게 처리되어야 한다는 점에 유의해야 한다.
구현 예에서, 밀봉 어셈블리(304)는 스토퍼(328) 및 금속 함유 캡(330)을 포함한다. 그러나, 구현 예에서, 금속 함유 캡(330)이 제공되지 않을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 스토퍼(328)는 외부 에지(334)에서 끝나는 밀봉 부분(332)과 밀봉 부분(332)의 외부 에지(334)로부터 연장되는 림(336)을 포함한다. 밀봉 부분(332)은 스토퍼의 외부 에지(334) 사이의 거리에 의해 정의되는 외부 직경(D2)을 갖는다. 스토퍼(328)가 유리 용기(302) 상에 위치할 때, 밀봉 부분(332)은 플랜지(308)의 상부 밀봉 표면(310) 위로 연장되고 유리 용기(302)에 형성된 개구(338)를 덮는다. 림(336)은 밀봉 부분(332)의 외부 에지(334)로부터 그리고 적어도 부분적으로 플랜지(308)의 외부 표면(314)을 따라 연장된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 림(336)은 플랜지(308)의 상면부(318) 사이에 간극을 형성하는 바닥면(340), 플랜지(308)의 수직면부(322)와 접촉하는 내부 표면(342), 및 림(336)의 바닥면(340) 및 림(336)의 내부 표면(342) 사이에서 연장되는 접합면부(344)를 포함한다. 바닥면(340), 내부 표면(342), 및 림(336)의 접합 표면 부분(344)은 플랜지(308)의 컷아웃 부분(316) 내에 수용된다. 플랜지(308)의 접합 표면 부분(324)이 챔퍼를 형성하는 구현 예에서, 림(336)의 접합 표면 부분(344)도 서로 중첩되도록 챔퍼를 형성한다. 금속 함유 캡(330)이 제공되는 구현 예에서, 선반(326)은 림(336)의 바닥면(340)과 금속 함유 캡(330)의 내부 표면(346), 특히 금속 함유 캡(330)의 하부 표면(348) 사이에 제공되며, 이는 플랜지(308)의 밑면(312)을 따라 그리고 목부(306)을 향해 반경방향 내측으로 연장된다. 따라서, 플랜지(308)의 선반(326)은 금속 함유 캡(330)의 하부 표면(348)으로부터 스토퍼(328)의 림(336)을 분리한다.
유리 용기(300)가 위에서 논의된 바와 같이 상대적으로 낮은 저장 온도에 노출될 때, 스토퍼(328)의 열팽창 계수가 유리 용기(302)의 열 팽창 계수보다 크면 스토퍼(328)의 림(336)이 유리 용기(302)의 플랜지(308)를 향해서 그 주위로 수축하게 되고, 따라서 스토퍼(328)와 유리 용기(302)의 플랜지(308) 사이에 형성된 밀봉을 증가시킨다는 점이 이해되어야 한다. 보다 구체적으로, 스토퍼(328)의 밀봉 부분(332)은 밀봉 부분(332)의 외부 에지(334) 사이의 외부 직경(D2)이 감소되도록, 상대적으로 낮은 온도 동안 수축하고, 이는 림(336)이 플랜지(308)의 외부 표면(314) 주위에서 더 조밀해지게 한다.
이제 도 4를 참조하면, 유리 용기(402) 및 밀봉 어셈블리(404)를 포함하는 유리 용기(400)의 추가 구현 예가 예시되어 있다. 유리 용기(400)는 플랜지(308)의 접합 표면 부분(324)과 림(336)의 접합 표면 부분(344)을 제외하고는 본 명세서에 설명되고 도 3에 예시된 유리 용기(300)와 유사하다는 것이 이해되어야 한다. 도 3에 예시되고 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 플랜지(308)의 접합 표면 부분(324)과 유리 용기(300)의 림(336)의 접합 표면 부분(344)은 대응하는 챔퍼를 형성한다. 그러나, 도 4에 도시된 유리용기(400)는 플랜지(308)에 형성된 접합 표면 부분(406)과 림(336)에 형성된 접합 표면 부분(408)을 포함하며, 이는 각각 아치형이고 서로 중첩되도록 서로 대응한다. 아치형 접합 표면 부분(406, 408)은 플랜지(308)와 림(336) 사이에 갭을 초래할 수 있는 날카로운 에지 없이 플랜지(308)와 림(336) 사이에 매끄러운 정합 표면을 제공한다. 이러한 갭은 그 사이에 에어 포켓이 형성되거나 또는 형성된 씰에서 공기가 빠져나가도록 허용하는 결과를 가져올 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 유리 부피가 감소된 플랜지를 포함하는 유리 용기는 본 명세서에 기술된 얇은 벽 유리 용기와 관련하여 독특한 이점을 제공할 수 있다는 점이 발견되었다. 유리 용기를 생산하는 데 필요한 유리 재료의 양을 감소시킴으로써 본 개시의 지속 가능성 관점에 기여하는 것 외에도, 감소된 플랜지 부피는 또한 제조 가능성 이점을 제공할 수 있으며, 이에 대해서는 본 개시에서 더 자세히 논의된다.
감소된 플랜지 부피를 갖는 유리 용기의 구현 예가 본 명세서에 기술되어 있지만, 감소된 플랜지 부피를 갖는 그러한 플랜지는 선택사항이며, 감소된 벽 두께를 갖는 본 명세서에 기술된 유리 용기는 감소된 플랜지 부피를 갖는 플랜지도 가질 필요가 없다는 것이 이해되어야 한다.
화학적 내구성
상대적으로 얇은 측벽으로 인해 유리 용기(100)의 기계적 특성이 향상될 뿐만 아니라, 유리 용기(100)의 다른 특성도 향상될 수 있다. 예를 들어, 유리 용기(100)의 측벽을 상대적으로 얇게 형성하는 경우, 유리 용기(100)의 화학적 내구성, 특히 박리 경향이 향상될 수 있다. 나트륨 및/또는 붕소와 같은 휘발성 종을 함유한 유리 물품(예: >0.1 mol% Na2O 및/또는 B2O3 유리, 가령: >0.5 mol%, >1 mol%, > 2 mol%, > 4 mol%)이 가열되면(예: 유리 튜브가 유리 바이알과 같은 유리 용기로 변환되는 경우) 나트륨 및/또는 붕소가 휘발되어 유리 표면에서 방출될 수 있다. 휘발된 나트륨 및/또는 붕소는 나중에 유리 용기 표면의 더 차가운 부분에 응축되어 유리 용기 표면에 조성 이질성을 유발한다. 유리 용기 표면의 이러한 조성적 이질성은 화학적 내구성을 감소시키고 유리 표면의 박리 경향을 증가시킬 수 있다.
나트륨 및/또는 붕소가 휘발되는 속도는 유리의 표면 온도와 관련이 있다. 변환하는 동안 유리 튜브를 유리 제약 바이알로 개질하는 공정(가령, 미국 특허 공개 번호 2022/0048804에 설명된 변환 공정)에서 유리는 유리 튜브 외부의 가스/산소 버너에 의해 가열된다. 개질을 위해 원하는 유리 점도에 도달할 때까지 열이 유리 두께를 통해 전도된다. 열 모델링은 열 분리를 촉진하기 위해 필요한 관통-두께 점도에 도달하면 분리 중(즉, 성형되거나 부분적으로 형성된 유리 용기가 성형 후 유리 튜브에서 분리되는 경우) 유리 두께를 통해 150℃ 구배가 존재할 수 있음을 보여주었다. 정확한 평균 점도를 얻으려면 유리 튜브 내부 표면은 매우 큰 점도를 갖고 외부 표면은 비교적 낮은 점도를 가질 것이다. 유리 두께가 감소함에 따라(즉, 유리 용기의 측벽 두께가 감소함에 따라) 열 구배가 감소하므로 내부 표면 온도는 동일한 평균 관통-두께 점도에 대해 감소할 것이다. 내부 표면 온도를 최소화하면 나트륨 및/또는 붕소 휘발이 줄어들고 생성된 유리 용기의 화학적 내구성이 향상될 수 있다.
도 5는 1.2mm 두께(기준선)를 갖는 튜브와 벽 두께의 함수로서 감소된 두께를 갖는 튜브의 온도 프로파일을 그래프로 도시한다. 적절한 분리를 용이하게 하기 위해 외부 직경(OD) 온도 1450℃를 유리 온도로 가정했다. 분리 중 관통 두께 점도와 인장력을 평가하기 위해 1D 열 스케일링 모델이 개발되었다. 이 모델은 평균 관통 두께 점도와 인장력이 주어진 벽 두께에 대한 기준 조건과 동일할 때까지 OD 온도를 조정하는 데 사용되었다. 1.2mm 두께의 벽에서 0.5mm 벽으로 이동하면서 외부 표면 온도가 180℃ 감소했다. 벽 두께가 0.85mm인 경우 표면 온도 감소는 여전히 90℃였다. 이 데이터는 더 낮은 분리 온도(즉, 형성된 유리 용기를 유리 튜브의 나머지 부분에서 분리하는 데 사용되는 온도)가 더 얇은 벽 두께에 사용될 수 있음을 나타낸다. 낮은 분리 온도는 또한 유리의 휘발을 감소시켜 결과적으로 유리의 화학적 내구성을 향상시킬 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 동일한 열 스케일링 모델을 사용하여 분리 시 튜브의 내부 직경(ID) 온도를 평가했다. 도 6에 도시된 바와 같이, 벽이 더 얇은 튜브의 경우 분리 시 ID 온도가 기준선에서 31℃에서 37℃로 감소되었다. 도 5와 관련하여 위에서 언급한 바와 같이, 낮은 분리 온도는 유리의 휘발을 감소시켜 결과적으로 유리의 화학적 내구성을 향상시킬 수 있다.
분리 시 감소된 유리 온도가 유리 내 종의 휘발에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 유리 표면 온도의 함수로서 나트륨 기화 속도를 결정하는 모델이 개발되었다. 이 모델은 Corning® Valor® 알루미노실리케이트 유리를 기반으로 했다. 모델은 표면 온도의 작은 변화라도 반응 속도(즉, 휘발 속도)에 큰 변화를 가져온다는 것을 보여주었다. 도 7a는 유형 1B 유리 및 알루미노실리케이트 유리에 대한 온도의 함수로서 기상 내 나트륨 및 붕소의 평형 원소 분율을 나타낸다. 도 7b는 모델링 결과 및 기상 내 나트륨 원소 분율과 온도를 연관시키는 모델 방정식을 보여준다. 도 8은 Type 1B 유리 및 Corning Valor® 알루미노실리케이트 유리에 대한 점도의 함수로서 기상 내 나트륨 및 붕소의 평형 원소 분율을 보여준다. 예상한 대로 유리 온도의 증가(즉, 유리 점도의 감소)는 기상 내 나트륨 및 붕소의 평형 수준 증가와 관련이 있다. Corning® Valor® 알루미노실리케이트 유리의 나트륨 발생률은 다양한 벽 두께에 따라 표 2에 나열되어 있다.
<표 2>
도 7a의 식에 의해 도시된 바와 같이, 가열 중에 발생하는 나트륨의 양은 속도와 시간의 함수이다. 내부 직경 온도 모델은 동일한 부품 비율에 대해 가정되었지만 공정을 더 빠르게 실행하면 노출 시간이 단축된다. 표 2에 표시된 대로 벽이 더 얇은 튜브/용기에서 방출된 나트륨의 양은 내부 표면에서 최대 36%까지 감소하여 생성된 유리 용기의 화학적 내구성을 향상시킬 수 있다.
유리 튜브를 유리 용기로 변환하는 동안 붕소 휘발로 인해 내부 바이알 박리가 발생하여 일부 제약 조성물이 오염되는 것으로 알려져 있다. 나트륨 휘발과 마찬가지로, 측벽이 얇은 유리 튜브 및 용기의 붕소 휘발은 측벽 두께 감소로 인해 공정 시간이 단축되고 표면 온도가 낮아져 완화될 수 있다.
더욱이, 감소된 변환 시간 및 표면 온도는 또한 변환 공정 동안 상당한 개질을 겪는 유리 용기의 영역에서 유리 조성의 균질성을 더 잘 유지함으로써 생성된 유리 용기의 화학적 내구성을 증가시킬 수도 있다. 본 명세서에 기술된 유리 용기가 변환 동안 더 낮은 분리 온도를 달성할 수 있다는 것을 실험적으로 검증하기 위해, 벽 두께가 0.7mm 바이알인 3ml 바이알, 벽 두께가 0.85mm 바이알인 3ml 바이알 및 벽 두께가 1.1mm 바이알인 3ml 바이알용 튜브에서 유리 용기를 당기기(즉, 분리하기) 직전에 온도 프로파일을 측정했다. 도 9에 도시된 온도 프로파일에서 알 수 있듯이, 벽이 더 얇은 바이알은 벽이 더 두꺼운 바이알보다 낮은 분리 온도에서 유리 튜브으로부터 당겨질 수 있었다(즉, 유리 튜브으로부터 분리되었다). 이 결과는 바이알의 내부 표면도 분리 중에 잡아당길 때 최대 온도가 감소한다는 것을 시사합니다. 또한, 분리 중에 경험하는 온도 감소는 나트륨 및 붕소 휘발 정도를 감소시키고 우수한 화학적 내구성을 유지해야 하며, 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명한다.
이 이론을 실험적으로 조사하기 위해, USP <660> "Surface Glass Test"에 따른 표면 내가수분해성(SHR) 측정을 도 9에 제시된 분리 온도 프로파일에 해당하는 유리 용기의 분리된 바닥에 대해 수행했다. 벽 두께가 0.7mm, 0.85mm, 1.1mm인 분리된 바닥에 대한 결과 SHR 값이 도 10에 나와 있다. 결과는 더 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기의 경우 더 낮은 온도에서 분리가 가능하며, 더 낮은 온도에서의 분리로 인해 분리된 유리 용기 바닥의 내부 표면의 표면 내가수분해성이 향상되는 것을 알 수 있다. 그러나 완전히 변환된 유리 용기의 표면 내가수분해성은 또한 유리 용기가 수집 및 바닥에 놓이는 동안 경험하는 시간과 열 노출에 따라 달라진다.
본 명세서에 설명된 유리 용기는 DIN 12116 표준, ISO 695 표준 및 ISO 720 표준, ISO 719에 의해 결정되고 위에 소개되고 아래에 더 자세히 설명되는 CDR 테스트 방법에 따라 화학적으로 내구성이 있고 분해에 대한 저항성을 갖는다.
특히 DIN 12116 표준은 산성 용액에 넣었을 때 유리가 분해되지 않는 정도를 측정한 것이다. 간단히 말해서, DIN 12116 표준은 알려진 표면적의 광택 유리 샘플을 사용하여 무게를 측정한 다음 비례적인 양의 끓는 6M 염산과 6시간 동안 접촉시킨다. 그런 다음 샘플을 용액에서 꺼내어 건조시킨 후 다시 무게를 측정한다. 산성 용액에 노출되는 동안 손실된 유리 질량은 샘플의 산 내구성을 측정한 것이며, 숫자가 작을수록 내구성이 더 크다는 것을 나타낸다. 테스트 결과는 표면적당 질량의 절반 단위, 특히 mg/dm2으로 보고된다. DIN 12116 표준은 개별 클래스로 구분된다. 클래스 S1은 최대 0.7mg/dm2의 중량 손실을 나타내며; 클래스 S2는 0.7mg/dm2에서 최대 1.5mg/dm2까지의 중량 손실을 나타내며; 클래스 S3은 1.5mg/dm2에서 최대 15mg/dm2까지의 중량 손실을 나타내며; 그리고 클래스 S4는 15mg/dm2 초과의 중량 손실을 나타낸다.
ISO 695 표준은 염기성 용액에 넣었을 때 분해에 대한 유리의 저항성을 측정한 것이다. 간단히 말해서, ISO 695 표준은 광택 유리 샘플을 사용하여 무게를 측정한 다음 1M NaOH + 0.5M Na2CO3를 3시간 동안 끓는 용액에 넣는다. 그런 다음 샘플을 용액에서 꺼내어 건조시킨 후 다시 무게를 측정한다. 염기성 용액에 노출되는 동안 손실된 유리 질량은 샘플의 기본 내구성을 측정한 것으로, 더 작은 숫자는 더 큰 내구성을 나타낸다. DIN 12116 표준과 마찬가지로 ISO 695 표준의 결과는 표면적당 질량 단위, 특히 mg/dm2로 보고된다. ISO 695 표준은 개별 클래스로 구분된다. 클래스 A1은 최대 75mg/dm2의 체중 감소를 나타내며; 클래스 A2는 75mg/dm2에서 최대 175mg/dm2까지의 체중 감소를 나타내며; 클래스 A3은 175mg/dm2 초과의 체중 손실을 나타낸다.
ISO 720 표준은 CO2가 없는 정제된 물에서 유리가 분해되는 것에 대한 저항성을 측정한 것이다. 간단히 말해서, ISO 720 표준 프로토콜은 고압멸균 조건(121℃, 2 atm)에서 30분 동안 정제된 CO2 없는 물과 접촉하는 분쇄된 유리 결정립을 사용한다. 그런 다음 용액을 묽은 HCl을 사용하여 중성 pH까지 비색적으로 적정한다. 중성 용액으로 적정하는 데 필요한 HCl의 양은 유리에서 추출된 Na2O의 당량으로 변환되고 유리 중량당 Na2O μg으로 보고되며, 값이 작을수록 내구성이 더 우수함을 나타낸다. ISO 720 표준은 개별 유형으로 구분된다. 유형 HGA1은 테스트된 유리 1g당 최대 62μg의 Na2O 추출 당량을 나타내며; HGA2 유형은 테스트된 유리 1g당 Na2O가 62μg 초과, 최대 527μg 추출 등가물임을 나타내며; HGA3 유형은 테스트된 유리 1g당 Na2O가 527μg 초과, 최대 930μg 추출된 Na2O를 나타낸다.
ISO 719 표준은 CO2가 없는 정제된 물에서 유리가 분해되는 것에 대한 저항성을 측정한 것이다. 간단히 말해서, ISO 719 표준 프로토콜은 98℃ 온도, 1기압에서 30분 동안 정제된 CO2가 없는 물과 접촉하는 분쇄된 유리 결정립을 사용한다. 그런 다음 용액을 묽은 HCl을 사용하여 중성 pH까지 비색적으로 적정한다. 중성 용액으로 적정하는 데 필요한 HCl의 양은 유리에서 추출된 Na2O의 당량으로 변환되고 유리 중량당 Na2O μg으로 보고되며, 값이 작을수록 내구성이 더 우수함을 나타낸다. ISO 719 표준은 개별 유형으로 구분된다. ISO 719 표준은 개별 유형으로 구분된다. HGB1 유형은 최대 31 μg의 Na2O 추출 등가물을 나타낸다. HGB2 유형은 Na2O에 대해 31 μg 초과, 최대 62 μg 추출 등가물을 나타내며; 유형 HGB3은 Na2O에 대해 62 μg 초과, 최대 264 μg 추출 등가물을 나타내며; HGB4 유형은 264 μg 초과, 최대 620 μg의 Na2O 추출 등가물을 나타내며; HGB5 유형은 620 μg 초과, 최대 1085 μg의 Na2O 추출 등가물을 나타낸다. 본 명세서에 기술된 유리 조성물은 HGB2 유형 이상의 ISO 719 내가수분해성을 가지며, 일부 구현 예는 HGB1 유형의 내가수분해성을 갖는다.
위에서 언급한 바와 같이, 유리 용기의 화학적 내구성을 특성화하기 위해 USP <660> "Surface Glass Test"와 함께 자주 사용되는 또 다른 유리 결정립 테스트는 USP <660> "Glass Grains Test"이다. 간단히 말해서, 유리 결정립 테스트에는 분쇄된 유리 결정립을 1기압, 121℃의 온도에서 30분 동안 정제된 CO2가 없는 물과 접촉시키는 방법이 포함된다. 그런 다음 용액을 묽은 HCl을 사용하여 중성 pH까지 비색적으로 적정한다. 중성 용액으로 적정하는 데 필요한 HCl의 양을 결정하고 유리를 유형 I(유형 I 보로실리케이트) 또는 유형 II/III(소다-석회-실리카 유리)로 분류하는 데 사용된다. 유리 그램당 적정제 용량이 10ml 이하인 경우 유리는 유형 I로 간주된다. 유리 그램당 적정제 용량이 10ml보다 크고 0.85ml 이하인 경우 유리는 유형 II/III로 간주된다.
본 명세서에 기술된 유리 용기는 이온 교환 강화 전 및 후에 DIN 12116에 따라 적어도 클래스 S3의 내산성을 갖고, 일부 구현 예는 이온 교환 강화 후 적어도 클래스 S2 또는 심지어 클래스 S1의 내산성을 갖는다. 일부 다른 구현 예에서, 유리 용기는 이온 교환 강화 전후에 적어도 클래스 S2의 내산성을 가질 수 있으며, 일부 구현 예는 이온 교환 강화 후에 클래스 S1의 내산성을 가질 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 유리 용기는 이온 교환 강화 전후에 적어도 클래스 A2의 ISO 695에 따른 염기 저항을 갖고, 일부 구현 예는 적어도 이온 교환 강화 후에 클래스 A1 염기 저항을 갖는다. 본 명세서에 기술된 유리 용기는 또한 이온 교환 강화 전 및 후에 ISO 720 유형 HGA2 내가수분해성을 가지며, 일부 구현 예는 이온 교환 강화 후 HGA1 내가수분해성을 가지며 일부 다른 구현 예는 이온 교환 전 및 후에 HGA1 내가수분해성을 갖는다. 본 명세서에 기술된 유리 용기는 HGB2 유형 이상의 ISO 719 내가수분해성을 가지며 일부 구현 예는 HGB1 유형의 내가수분해성을 갖는다. DIN 12116, ISO 695, ISO 720 및 ISO 719에 따라 위에 언급된 분류를 참조할 때 지정된 분류를 "적어도" 갖는 유리 조성물 또는 유리 물품은 유리 조성물의 성능이 지정된 분류와 같거나 그 이상임을 의미한다는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, DIN 12116 내산성이 "최소 클래스 S2"인 유리 용기는 DIN 12116 S1 또는 S2 분류를 가질 수 있다.
유리 용기의 CDR을 평가하는 방법에는 (1) 받은 그대로 표면의 가수분해 테스트, (2) 존재할 수 있는 화학적 이질성을 제거하기 위한 에칭 단계, (3) '에칭된' 표면의 두 번째 가수분해 테스트가 포함된다. "받은 그대로(As-received)" 용기는 USP <660> 표면 유리 테스트에 따라 처리되며 한 가지 눈에 띄는 편차가 있다: 충전량은 최대 용량의 12.5%이다. 충전 용량이 줄어들기 때문에 적정에 필요한 용액 용량을 생성하려면 추가 용기가 필요하다. 적정량은 "받은 그대로" 반응으로 기록된다.
두 번째 USP <660> 표면 유리 테스트는 12.5% 감소된 충전량에서 벌크 유리 반응을 측정하기 위해 "에칭된" 용기에서 수행된다. 에칭 공정은 변환 또는 성형 공정 중에 증착되거나 통합된 재료를 제거한다. 2.3M HF/4.6M HCl의 목표 농도로 HCl/HF산의 혼합물을 사용하여 표면의 적어도 1미크론(깊이)을 제거한다. 용기는 최소 3분 동안 이 용액에 노출된다. 이러한 조건은 대부분의 Type 1 유리 구성에 충분하며 표면 제거의 충분한 깊이를 확인하기 위해 손실된 질량을 측정한다. 목적하는 산성용액에 노출시킨 후, 2개의 실온 수조에 각각 5분씩 담가 용기 내의 산성 잔류물을 제거한다. 그 후, 용기는 고순도의 물로 여러 번 헹궈진다. "에칭된" 반응에 사용된 컨테이너는 "받은 그대로" 테스트에서 보관된 용기였다.
"에칭된" 용기는 감소된 충전량(최대 용량의 12.5%)을 사용하여 USP <660> 표면 유리 테스트에 따라 처리된다. 얻어진 적정제 부피는 "에칭된" 적정제 반응으로 기록된다. 기록된 적정제 부피의 비율은 다음과 같이 계산된다(*감소된 부피에서):
CDR=(받은 적정액 용량)/(에칭된 적정액 용량) ≒ <660>표면 유리 테스트*/<660>표면 에칭 테스트*
CDR 값은 박리 위험을 나타내며, 표면 화학이 균일한 용기는 낮은 비율을 나타내고 박리 위험이 가장 낮다.
CDR 결과에 따르면 USP <660>에서 "유형 I"로 간주되는 바이알과 의약품용 유럽 약전 용기(Ph. Eur. 3.2.1)에는 광범위한 화학적 내구성이 포함될 수 있다. CDR 방법은 성능 변화가 알려진 모집단(즉, 박리 모집단)을 정량적으로 구별하는 것으로 입증되었다. 따라서, CDR 방법은 다양한 가공 매개변수가 유리 용기의 결과적인 박리 저항에 미칠 수 있는 영향을 더 잘 이해하기 위해 다양한 제조 이력을 가진 유리 용기를 비교하는 데 사용될 수 있다. 표면 화학이 균일한 용기는 박리 위험이 가장 낮고 CDR 비율도 더 낮다.
위에서 설명한 CDR 방법 외에도, 용액이 존재할 때 용기에서 추출될 수 있는 무기 원소 농도를 평가하기 위해 본 명세서에 설명된 유리 용기의 화학적 내구성도 평가되었다. 추출물 테스트 방법에는 유리 용기에 첨가된 다양한 pH 용액을 사용하여 용기와 그 안에 저장된 의약품 간의 잠재적인 상호 작용을 더 잘 이해하는 방법이 포함된다. 얇은 벽 유리 용기를 평가하기 위해 세 가지 용액이 사용된다: HCl(ACS 등급) + 18MΩ H2O의 pH3 용액, pH 중성 18MΩ H2O, 및 NH4OH(ACS 등급) + 18MΩ H2O의 pH 10 용액. 변환된 유리 용기를 18 MΩ H2O로 헹구고 층류 후드에서 공기 건조시킨다. 그런 다음 유리 용기를 테스트 용액 중 하나로 90% 충전량으로 채운다. 그런 다음 테플론 코팅 격막과 알루미늄 캡을 사용하여 샘플을 덮는다. 물 샘플은 121℃에서 1시간 동안 유지되는 오토클레이브 사이클에서 숙성된다. 가열 및 냉각을 포함하는 총 사이클 시간은 2시간이다. 산과 염기 용액을 70℃의 고정 인큐베이터에서 4일 동안 숙성시킨다. 용액이 실온으로 냉각되면 유리 용기에서 미리 헹궈진 원심분리 튜브로 옮겨진다. 용액은 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)으로 분석된다. ICP-MS 장비는 표준 운영 절차 및 일일 교정 표준(CAL-19-368)에 따라 사용된다.
위에서 설명한 CDR 및 ICP-MS 방법의 화학적 내구성 결과는 동일한 외부 직경을 갖는 기존 유리 바이알에 비해 두께가 감소된 측벽으로 형성된 유리 용기의 제조 이점에 대한 논의에서 나중에 제시된다.
열적 특성
이론에 얽매이지 않고, 더 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기(100)는 더 낮은 열 질량으로 인해 튜브 제조 및 튜브-바이알 변환 동안 냉각 시간을 감소시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 냉각 시간을 줄이면 유리의 가상 온도가 높아져 유리의 화학적 강화 능력이 향상되는 것으로 알려져 있다. 특히, 유리의 가상 온도를 높이면 유리 용기가 더 높은 가상 온도를 갖는 유리 용기보다 더 빠르게 원하는 표면 압축 응력 및 층 깊이까지 화학적으로 강화될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 이는 화학 강화 공정의 처리량을 향상시키고/시키거나 화학 강화 공정의 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 더 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기(100)는 튜브에서 바이알로의 변환 공정으로 인해 발생하는 유리의 열 응력을 감소시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 감소된 열 응력은 잔류 열 응력을 제거하는 데 사용되는 형성 후 어닐링 단계의 필요성을 완화하거나 제거할 수 있다.
또한, 더 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기(100)에서는 열충격 응력이 더 낮을 수 있다. 따라서, 처리 중 더 느린 온도 상승 및/또는 처리 중 예열 챔버의 사용과 같은 열 충격 파손 위험을 줄이기 위한 공정을 피할 수 있으며, 이에 따라 제조 처리량을 향상시키고 생산 비용을 절감할 수 있다.
또한, 보다 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기(100)의 경우, 냉장보관 및 동결건조 등 용기의 내용물을 동결시키는 과정에서 발생하는 굴곡 응력은 외부 코팅이 된 얇은 벽의 유리 용기가 동일한 외부 직경을 갖는 코팅되지 않은 기존 유리 용기와 비교했을 때 외부 코팅이 되어 있는 얇은 벽의 유리 용기가 더 잘 견딜 수 있다. 일반적으로 더 얇은 측벽을 갖는 유리 용기는 팽창하는 내용물로 인한 허용 가능한 최대 응력을 제한하는 더 작은 단면적으로 인해 파손률이 증가할 것으로 예상되지만, 두께가 감소된 외부 코팅된 유리 용기가 동일한 외부 직경을 갖는 코팅되지 않은 기존 유리 용기보다 동결 조건을 더 잘 견딜 수 있다는 것이 예기치 않게 발견되었다. 이론에 구애됨이 없이, 외부 코팅에 의해 제공되는 결함 형성 방지와 결합하여 얇은 벽으로부터 발생하는 증가된 적합성은 동결-해동 조건 하에서 향상된 파손 저항성을 갖는 유리 용기를 생성하는 것으로 여겨진다.
이 이론을 조사하기 위해, 벽 두께가 0.7mm(기존 벽 두께의 70%)인 ISO 8362-1 크기 지정 2R을 갖는 코팅된 유리 제약 바이알 및 ISO 8362-1 크기 지정이 2R인 코팅되지 않은 유리 제약 바이알 벽 두께가 1.0 mm(기존)인 2R을 동일한 동결 조건(이하 "동결-해동 테스트"이라고 함)에 적용하여 동결-해동 생존율을 측정했다. 감소된 벽 두께를 갖는 유리 제약 바이알에 적용된 코팅은 위에서 설명한 저마찰, 열적으로 안정한 폴리이미드 코팅이었다. 충전 라인 손상을 재현하기 위해, 도 32에 도시된 바이알-온-바이알 지그(700)를 사용하여 유리 용기(즉, 코팅된 바이알용 코팅 또는 코팅되지 않은 바이알용 유리)의 외부 표면에 20mm 30N 스크래치를 적용했다. 바이알-온-바이알 지그(700) 및 유리 용기의 외부 표면에 스크래치를 적용하는 방법이 본 명세서에서 더 자세히 논의된다. 그런 다음 유리 용기에 5% 만니톨 용액을 완충 용량의 50%까지 채우고 -40℃ 냉동실에 최소 24시간 동안 보관한 후 냉동실에서 꺼내 자연 냉각시켰다. 각 바이알 유형에 대해 100개의 샘플을 테스트했다. 샘플을 냉각한 후 균열이 관찰되지 않으면 샘플이 동결-해동 테스트에서 "생존"한 것으로 간주된다. 동결-해동 생존율은 동결-해동 테스트에서 살아남은 샘플 모집단의 백분율을 계산하여 결정된다.
벽 두께가 0.7mm로 감소된 외부 코팅된 유리 용기의 동결-해동 생존율은 99%인 반면, 벽 두께가 1.0mm인 코팅되지 않은 유리 제약 바이알의 동결-해동 생존율은 44%였다. 본 실험의 얇은 벽 유리 용기에 적용된 저마찰 코팅은 본 명세서에 기술된 폴리이미드 코팅이었으며 코팅 두께는 20 nm 내지 40 nm였다. 결과는 본원에 기재된 외부 코팅된 유리 제약 바이알과 같은 외부 코팅된 유리 용기가 동일한 외부 직경을 갖는 통상적인 유리 바이알에 비해 저온 보관 조건에서 개선된 파손 저항성을 나타냄을 나타낸다. 즉, 바이알 측벽의 두께를 감소시키고 바이알 측벽에 얇은 코팅을 포함시키는 것이 동결(및 해동) 조건에서 유리용기의 기계적 성능을 향상시키는 시너지 효과가 있다는 것이 예상치 않게 발견되었다.
구현 예에서, 본 명세서에 사용된 용어 "저온 저장 인자"는 (i) 측벽을 포함하며 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 용기(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 용기)의 동결-해동 생존율, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께이고 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 동결-해동 생존율 사이의 비율을 나타낸다. 구현 예에서, "저온 저장 인자"라는 용어는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 용기(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 용기)의 동결-해동 생존율, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%는 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 동결-해동 생존율 사이의 비율을 나타낼 수 있다. 구현 예에서, 본 명세서서에 사용된 "저온 저장 인자"라는 용어는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 용기(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 용기)의 동결-해동 생존율, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 동결-해동 생존율 사이의 비율을 나타낸다.
일부 구현 예에서, 외부 코팅된 유리 용기(100)는 적어도 1.5, 적어도 1.75, 적어도 2.0, 또는 적어도 2.25의 저온 저장 인자를 가질 수 있다.
또한, 더 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기(100)는 더 낮은 열 질량으로 인해 유리가 더 빨리 냉각되는 것을 허용할 수 있다. 이는 차례로 내용물의 동결을 허용하여 용기의 측벽에서 핵을 형성하게 한다. 이론에 얽매이기를 바라지 않고, 용기 바닥뿐만 아니라 용기 측벽에서도 핵 생성을 촉진하면 유리 용기의 내용물이 더 빨리 동결될 수 있다고 믿어진다.
일반적으로, 더 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기(100)는 상대적으로 두꺼운 측벽으로 형성된 유리 용기보다 더 빨리 가열 및/또는 냉각될 수 있다. 이로 인해 유리 용기의 열 조작이 필요한 모든 공정에서 에너지가 절약되고 처리 속도가 빨라진다.
제조성
(
Manufacturability
)
유리 용기 측벽의 감소된 두께는 또한 유리 용기의 제조성을 향상시킬 수 있다. 특히, 유리 용기의 측벽 두께가 감소하면 튜브에서 바이알로 변환하는 공정의 처리량이 향상되어 단위 시간당 더 많은 유리 용기를 생산할 수 있다. 튜브에서 바이알로의 변환 과정에 관한 내용은 미국 특허 공개 번호 2022/0048804를 참조할 것.
튜브-바이알 변환 공정의 처리량/속도는 형성된 용기를 튜브 공급 원료로부터 열적으로 분리하는 단계에 기초하여 계산될 수 있는데, 이는 변환 공정의 이 단계가 일반적으로 ISO 8362-1 바이알과 같은 표준 바이알을 변환하는 속도 제한 단계이기 때문이다. 추가적으로, 당업자는 유리 튜브의 일정한 벽 두께로 인한 열 분리에 기초한 측정 기준을 정량화할 수 있으며, 열 분리 공정을 고려하면 일반적으로 튜브-바이알 변환기의 3개의 연속 스테이션에 걸쳐 동일한 영역을 가열하는 것이 포함된다.
열용량 공식은 열 분리 과정을 모델링하는 데 사용될 수 있다. 특히 열 분리 공정 중 열 에너지 q는 다음과 같이 정의될 수 있다.
q = m·Cp·ΔT (식 1)
여기서 q는 열에너지, m은 질량, Cp는 비열 용량, ΔT는 온도 변화이다. 질량 m은 다음과 같이 유리 튜브의 단면적 A로 표시된다.
(식 2)
여기서 OD는 유리 튜브의 외부 직경, ID는 유리 튜브의 내부 직경, wall은 유리 튜브 측벽의 두께이다.
비열 용량 Cp는 주어진 유리 조성에 대해 일정하다. 온도 변화 ΔT는 주어진 변환기 기계 설정(즉, 실온에서 분리 온도까지)에 대해 상대적으로 일정하다.
OD가 16mm이고 벽 두께가 1mm인 유리 튜브가 유리 제약 바이알로 변환되는 튜브-바이알 변환 공정을 고려할 것. 벽 두께가 더 큰(예: 1.0mm 초과) 유리 튜브를 동일한 공정(즉, 동일한 버너 설정을 사용하는 동일한 열 분리 공정)에서 사용하는 경우 증가된 면적(즉, 질량)으로 인해 상대적으로 두꺼운 유리가 분리를 용이하게 하는 원하는 점도에 도달하지 못하므로(즉, 유리가 너무 차갑기 때문에) 유리 튜브는 분리되지 않는다. 즉, 열 분리에 사용되는 버너의 가열 속도가 일정하게 유지되면 열 분리를 위한 유리 튜브의 적절한 가열을 달성하기 위해 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 부분 속도를 줄여야 한다. 그러나 벽 두께가 더 얇은(예: 1.0mm 미만) 유리 튜브를 사용하고 열 분리에 사용되는 버너의 가열 속도를 일정하게 유지하면 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 부분 비율이 열 분리를 촉진하기 위해 유리 튜브에 동일한 총 열 입력을 유지하기 위해 증가할 수 있다.
따라서 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 부분 비율은 주어진 공정 설정에 대한 튜브의 단면적에 반비례한다. 즉:
부품 비율 ∝ 1/면적(식 3)
이 관계는 실험적으로 검증되었다. 도 12는 벽 두께가 0.7mm, 0.85mm 및 1.1mm인 3ml 바이알에 대해 일정한 버너 출력에서 튜브 단면적의 함수로서 분리 속도를 보여준다. 도 12에서 볼 수 있듯이, 분리 비율은 튜브의 단면적에 반비례한다. 따라서, 더 얇은 벽 바이알에 대해 다른 단계가 유사하게 가속화될 수 있기 때문에, 감소된 측벽 두께를 갖는 유리 튜브를 사용하면 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 비율이 증가하여 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 전체 처리량이 증가할 것으로 예상된다. 대안적으로, 벽 두께가 감소된 바이알을 생산할 때 튜브-바이알 변환 공정에서 화염 온도와 에너지 사용량을 낮춤으로써 동일한 부품 비율을 달성할 수 있다.
튜브에서 바이알로의 변환 공정의 또 다른 단계는 바이알의 플랜지 부분을 가열하고 성형하는 것이다. 여기서 "수집(gathering)"이라고 하는 이 가공 단계는 동일한 유리 부피를 갖는 플랜지를 생산하는 데 필요한 튜브 길이 또는 "수집 높이"가 더 크기 때문에 얇은 벽 유리 용기의 경우 다르다. 예를 들어, ISO 8362-1에 정의된 치수의 플랜지를 갖는 유리 바이알을 생산하려면 상대적으로 얇은 유리 튜브의 단위 길이당 유리가 적기 때문에 더 큰 수집 높이가 필요하다. 따라서 수집 단계가 일반적인 벽 두께(예: ISO 8362-1에 정의된 대로)를 갖는 동일한 크기의 바이알에 대한 수집 단계와 동일하거나 더 짧은 시간에 수행될 수 있도록 더 얇은 벽을 가진 바이알에 대해 수집 속도(예: 초당 튜브 mm)를 증가시킬 수 있는지 여부에 대한 의문이 제기된다. 수집 단계 동안 유리 튜브를 가열하는 데 사용되는 가스 버너의 열 출력을 약간 증가시킴으로써 수집 속도를 크게 높일 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이를 확인하기 위해, 수집 연구가 수행되었고, 여기서 유형 1B 보로실리케이트 유리로 형성되고 ISO 8362-1에 따라 각각 1.0mm 및 0.7mm 두께의 2R 크기 지정을 갖는 유리 제약 바이알은 열 출력을 수정하기 위하여 버너로의 가스 유속을 제어하면서 변환되었다. 버너로의 가스 유량이 8%만 증가해도 수집 속도는 181% 증가했다. 이러한 증가는 1.0mm 및 0.7mm 2R 바이알 각각에 대해 약 500개의 바이알에 대한 수집 단계를 통해 유지되었다(구체적인 값은 표 13 참조). 수집 속도의 이러한 개선은 1.0mm 2R 바이알에서 얻은 것과 동일한 47VPM의 0.7mm 2R 바이알에 대한 동일한 수집 부분 속도(분당 바이알 또는 "VPM")를 달성하는 데 충분했다. 더욱이, 수집 단계 중 버너 출력의 증가는 0.7mm 유리 바이알의 화학적 내구성을 감소시키지 않았다.
특히, 수집 연구에서 바이알 내부 표면의 표면 내가수분해성(SHR)은 위에서 설명한 USP <660> "표면 유리 테스트"에 따라 평가되었다. USP <660> 테스트는 0.7mm 및 1.0mm 벽 두께 각각에 대해 10개의 테스트 표본을 사용하여 반복되었으며, 그 결과는 아래 표 3A에 나와 있다.
<표 3A>
표 3A에 표시된 SHR 측정값은 벽 두께가 0.7mm이고 (수집 속도를 높이기 위해) 8% 더 높은 버너 출력을 사용하여 생산된 2R 바이알은 벽 두께가 1.0mm인 2R 바이알과 유사한, USP <660>에 따라 유형 I 또는 유형 II 분류를 유지함을 나타낸다(즉, 1.6ml 미만 HCl(0.01M 적정 부피)). USP <660>에 따른 Type I 및 Type II 분류를 갖는 바이알은 내가수분해성이 높은 것으로 간주된다.
아래 표 3B는 수집 연구에서 바이알에 대한 <USP> 660 "유리 결정립 테스트" 결과를 보여준다.
<표 3B>
벽 두께가 0.7mm인 2R 유리 제약 바이알의 유리 결정립 3세트와 벽 두께가 1.0mm인 2R 유리 제약 바이알의 유리 결정립 3세트를 USP <660> "유리 입자 테스트"에 따라 테스트했다. 2R 0.7mm 벽 두께 바이알에 대해 테스트된 유리 그램당 적정제 부피(ml/g)의 평균값은 0.035였고, 2R 1.0mm 벽 두께 바이알에 대해 테스트된 유리 그램당 적정제 부피(ml/g)의 평균값은 0.038이었다. 따라서 벽 두께가 0.7mm인 2R 유리 제약 바이알은 USP<660> "유리 결정립 테스트"에 따른 유형 I 지정을 유지했다.
유리 제약 바이알의 박리 경향은 위에서 소개하고 설명한 화학적 내구성 비율과 CDR 결정 방법을 사용하여 측정했다. CDR 측정은 벽 두께가 0.7mm인 2개의 2R 유리 제약 바이알 및 벽 두께가 1.0mm인 2개의 2R 유리 제약 바이알에 대해 수행되었다. CDR 측정 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
<표 4>
표 4에 제시된 CDR 측정값은 벽 두께가 0.7mm이고 8% 더 높은 버너 출력(수집 속도를 증가시키기 위해)을 사용하여 생산된 2R 바이알이 더 낮은 버너 출력으로 수집된 벽 두께가 1.0mm인 2R 유리 제약 바이알에 비해 박리 경향이 증가하지 않음을 나타낸다.
마지막으로, 유리 제약 바이알의 감소된 벽 두께가 결과적인 화학적 내구성에 미치는 영향을 추가로 평가하기 위해 위에서 설명한 추출 가능 요소를 측정하기 위한 ICP-MS 방법을 유형 1B 보로실리케이트 유리로 형성되고 벽 두께가 0.7 mm인 2R 유리 제약 바이알 및 벽 두께가 1.0mm인 2R 유리 제약 바이알에 구현했다. ICP-MS 측정에 사용된 바이알은 위에서 설명한 수집 연구 중에 생산되었다. 본 명세서에 설명된 ICP-MS 테스트에는 세 가지 용액이 각각 채워진 각 바이알 유형(0.7mm 2R 및 1.0mm 2R)에 대한 세 가지 샘플이 포함되었으며, 각 샘플에서 두 개의 분취량이 측정되었다. ICP-MS 측정 결과를 도 11a-11c에 나타내었다. 도 11a-11c에 도시된 추출 가능한 요소의 다양한 농도 차이는 일반적인 변환 공정 변화를 기반으로 예상되는 것이다. 따라서 ICP-MS 결과는 얇은 벽 유리 제약 바이알을 더 빠른 속도로 수집하는 데 사용된 증가된 버너 출력이 결과적인 화학적 내구성을 희생하지 않았다는 것을 추가로 입증하여 위에서 논의한 화학적 내구성 결과를 강화한다.
앞선 예의 유리 바이알은 유형 1B 보로실리케이트 유리로 형성되었지만 Corning® Valor® 알루미노실리케이트 유리와 같은 알루미노실리케이트 유리로 형성된 바이알은 알루미노실리케이트 유리, 특히 붕소가 없거나 낮은 알루미노실리케이트 유리는 일반적으로 유형 1B 보로실리케이트 유리와 같거나 그보다 나은 화학적 내구성을 갖기 때문에 SHR 및 CDR 및 ICP-MS 측정 측면에서 유사한 경향을 나타낼 것으로 생각된다.
더 높은 버너 출력으로 수집됨에도 불구하고 화학적 내구성 특성을 유지하기 위해 감소된 벽 두께를 갖는 본 명세서에 기술된 유리 용기의 능력은 상대적으로 더 얇은 벽과 관련된 감소된 열 구배에 적어도 부분적으로 기인할 수 있다. 더욱이, 수집 단계 동안의 버너 출력은 화학적 내구성을 희생하지 않고 추가로 증가될 수 있어, 본원에 개시된 얇은 벽 유리 용기는 ISO 8362-1에 정의된 바와 같은 종래 벽 두께의 대응 바이알을 사용하여 달성할 수 있는 것보다 더 높은 수집 속도를 달성할 수 있다고 믿어진다.
추가 설명을 통해 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 부분 속도 또는 총 사이클 시간은 인덱스 시간(즉, 기계에서 유리 튜브를 스테이션에서 스테이션으로 이동하는 시간)과 각 스테이션에서 유리 튜브의 체류 시간(즉, 유리 튜브가 유리 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 버너 앞에서 소비하는 시간)의 합이다. 동일한 튜브 크기의 경우 버너에 연료를 공급하기 위한 체류 시간과 질량 흐름 컨트롤러(MFC)를 사용하여 부품 비율이 성공적으로 조정되었다. 예를 들어, 분당 45바이알(VPM)의 부분 속도로 실행되는 튜브 대 바이알 변환 공정에서 OD가 16.00mm이고 측벽 두께가 1.00mm인 유리 튜브를 유리 제약 바이알로 변환하는 것을 고려할 것. 튜브에서 바이알로의 변환 과정의 인덱스 시간이 0.30초라고 가정한다. 총 사이클 시간은 60/45 = 1.33초이다. 체류 시간은 1.33 - 0.30초 = 1.03초이다. 공정이 35VPM으로 느려지면 새로운 총 사이클 시간은 60/35 = 1.71초이다. 체류 시간은 1.71 - 0.30초 = 1.41초이다. 분당 45바이알(VPM)의 부분 비율을 갖는 공정을 사용하면 체류 시간이 37% 단축된다. 따라서 동일한 양의 열을 유지하려면 MFC를 통과하는 연료 흐름을 37% 줄여야 한다. 반대로, 체류 시간이 1.41초에서 1.03초로 증가하는 것은 부품 속도가 35VPM에서 45VPM으로 29% 증가하는 것과 관련이 있다.
따라서 감소된 측벽 두께를 갖는 유리 튜브가 튜브에서 바이알로 변환하는 공정의 부분 비율에 미치는 영향을 평가하려면 튜브의 단면적과 기계의 인덱스 시간만 필요하다(수집 속도가 최소한 분리 속도만큼 증가할 수 있다고 가정). 이 분석의 결과는 세 가지 다른 유리 튜브 치수(16.75mm OD x 1.1mm 벽 두께, 24mm OD x 1.0mm 벽 두께, 및 30mm OD x 1.2mm 벽 두께) 및 기본 튜브-바이알 변환 공정에 대한 베이스라인(즉, 각각 45VPM, 35VPM, 25VPM의 VPM 속도)에 대해서 도 13에 그래프로 도시되어 있다. 특히, 세 가지 다른 치수의 유리 튜브와 해당 부품 비율을 사용하는 공정 분석은 기준 속도가 다를 수 있는 유리 튜브의 벽 두께 감소의 영향을 보여준다. 단면적 스케일링은 0.5mm에서 1.2mm까지의 차동 튜브 벽 두께를 기반으로 새로운 변환 속도를 생성하는 데 사용되었다. 도 13에 도시된 바와 같이. 감소된 측벽 두께를 갖는 유리 튜브의 사용은 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 부분 비율을 상당히 증가시켜서, 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 전체 처리량을 증가시킬 것으로 믿어진다.
아래 표 5에는 튜브에서 바이알로의 변환 과정에서 유리 튜브의 감소된 벽 두께가 부품 비율(VPM)에 미치는 영향과 관련된 데이터가 포함되어 있다. 표 5에서 "CS"는 바이알을 형성하는데 사용된 유리 튜브의 단면적을 의미하고, "CS 비율"은 바이알의 단면적에 대한 OD가 16.75mm이고 벽 두께가 1.1mm인 유리 튜브의 단면적의 비율을 의미한다. 특히, 벽 두께가 1.2mm에서 0.5mm까지인 16.75mm OD 유리 튜브에 대해 튜브-바이알 변환 부분 비율을 계산했다. 계산 결과에 따르면 벽 두께가 감소된 유리 튜브를 사용하면 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 부품 비율(VPM)이 증가할 수 있다. 즉, 튜브-바이알 변환 공정에 사용되는 유리 튜브의 벽 두께를 감소시킴으로써 튜브-바이알 변환 공정의 처리량을 증가시킬 수 있다.
<표 5>
상기 관점에서, 감소된 측벽 두께를 갖는 유리 튜브의 사용은 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 부분 비율을 증가시켜서 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 전체 처리량을 증가시킬 것으로 믿어진다.
감소된
볼륨 플랜지
위에서 논의된 바와 같이, 일부 구현 예에서, 유리 용기(100)는 동일한 유형 및 크기의 표준화된 유리 용기의 동일한 영역에 비해 감소된 유리 부피를 갖는 영역으로 형성된다. 예를 들어, 크기 X의 유리 용기(100)의 플랜지(126)는 ISO 8362-1에 정의된 바와 같이 크기 X의 유리 바이알의 플랜지보다 적은 부피를 포함하도록 수정될 수 있으며, 여기서 X는 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 크기 지정 중 하나이다. 이러한 구현 예는 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 유리가 적을수록 플랜지를 형성하는데 필요한 수집 높이가 감소하는 설계에서는 수집 시간(즉, 용기의 플랜지 부분을 형성하기 위해 튜브의 연화된 유리를 수집하는 데 걸리는 시간)이 감소될 수 있음이 발견되었다. 표준 플랜지에 비해 부피가 감소된 플랜지를 만드는 데 필요한 수집 높이가 도 14에 나와 있다. 입증된 감소된 수집 높이로 인해 변환 공정의 수집 단계 동안 필요한 가열량이 감소한다. 따라서 동일한 버너 출력에 대해 저온 저장 응용 분야와 관련하여 위에서 설명한 것과 같이 부피가 감소된 플랜지를 생산하면 유리를 플랜지에 수집하는 데 필요한 시간이 줄어들 것이다. 따라서 감소된 벽 두께와 감소된 부피 플랜지 부피의 조합은 분리 속도를 개별적으로 높이고 수집에 필요한 시간을 감소시켜 튜브에서 바이알로의 변환 공정의 전체 처리량을 시너지적으로 향상시킨다.
감소된 플랜지 부피의 추가 이점은 어닐링 단계가 완화되거나 제거될 가능성이 있다는 것이다. 변환 공정의 잔류 응력은 일반적으로 응력을 제거하고 균일한 바이알 응력 분포를 얻기 위해 어닐링 주기가 필요하다. 그러나, 더 얇은 벽을 갖는 유리 물품은 냉각 동안 측벽의 두께를 통해 감소된 열 구배를 갖는 결과로 감소된 잔류 열 응력을 나타낼 수 있는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 예를 들어 유리 제약 바이알의 플랜지는 상대적으로 두꺼운 상태로 수집 변환 단계에서 냉각되므로 바이알의 측벽과 동일한 정도로 얇은 벽에서는 이점을 얻지 못한다. 따라서 플랜지는 냉각 시 더 높은 열 구배와 해당 잔류 응력을 발생시킨다. 따라서, 일부 구현 예에서, 유리 물품은 개시된 얇은 벽 유리 용기의 측벽과 같이 냉각 시 감소된 열 구배를 갖는 감소된 부피 플랜지 영역을 포함한다. 따라서, 감소된 벽 두께와 감소된 플랜지 부피의 결합은 어닐링 단계가 완화하고자 하는 잔류 열 응력을 감소시키기 때문에 어닐링 사이클을 감소시키거나 제거하는 데 있어서 특히 유리할 수 있다.
바이알
목부 기하학
감소된 부피 플랜지(도 3 및 4 참조)와 관련하여 위에서 간략하게 언급한 바와 같이, 형성된 유리 제약 바이알은 제약 조성물로 충전된 후 캡핑 기계를 사용하여 캡핑될 수 있다. 캡핑 공정 동안, 바이알의 목부(128)는 레일이라고 불리는 캡핑 기계의 일부와 접촉하게 될 수 있다. 캡핑 기계의 레일과 유리 제약 바이알의 목부(128) 사이의 접촉은 유리 제약 바이알의 목부(128)에 외관상 손상을 초래할 수 있거나 훨씬 더 심각한 결함(즉, 표면적인 외관 손상보다 더 심각한 외관상 손상)을 초래할 수 있으며, 이는 유리 제약 바이알의 강도를 감소시켜 잠재적으로 바이알의 파손 및 제품 손실을 초래할 수 있다.
유리 제약 바이알의 측벽 두께를 감소시키면 유리 제약 바이알의 목부(128)의 두께뿐만 아니라 목부(128)의 OD도 감소할 수 있으며, 이는 차례로 캡핑 기계의 레일과 유리 약제의 목부(128) 사이의 접촉 위험을 줄여 유리 제약 바이알의 손상 가능성을 완화시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다. 도 1을 참조하면, 유리 용기의 목부 내부 직경(목부 ID) NID가 일정하게 유지되면 더 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기는 목부 외부 직경(목부 OD) NOD가 더 작아진다(목부 벽 두께를 의도적으로 두껍게 하지 않는다고 가정). 플랜지 외부 직경 FOD는 일반적으로 바이알 사양에 따라 고정된다.
특히, 대부분의 바이알의 경우 측벽 두께가 1.0mm 이하인 유리 튜브는 캡핑 기계의 레일로 인한 손상을 방지할 수 있을 만큼 충분한 목부 OD를 갖는 유리 제약 바이알을 생성한다. 예를 들어, 도 15는 튜브 벽 두께와 생성된 유리 바이알(즉, 크기 지정이 6R 및 2 ml인 유리 바이알(유럽 표준 블로우백(ESBB) 사용))의 목부 두께 사이의 관계를 보여준다. 도 15에 도시된 바와 같이, 튜브 벽 두께가 감소하고, 목부 두께도 감소한다. 도 16은 생성된 유리 바이알(즉, 6R 및 2 ml의 크기 지정을 갖는 유리 바이알)의 튜브 벽 두께와 목부 OD 사이의 관계를 도시한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 튜브 벽 두께가 감소함에 따라 목부의 외부 직경도 감소한다. 본원에 언급된 바와 같이, 유리 약병의 목부 OD를 감소시키는 것은 캡핑 기계의 레일과의 접촉을 피하는 데 도움이 되며, 결과적으로 유리 제약 바이알의 손상을 감소시키거나 완화한다. 즉, 유리 제약 바이알의 벽 두께를 줄이는 것은 충전 및 캡핑 동안 유리 제약 바이알의 손상을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
도 17은 3ml 얇은 벽 바이알(0.7mm 벽 두께) 및 3ml 표준 벽 바이알(1.1mm 벽 두께)에 대해 측정된 목부 외부 직경 데이터(각각 30개 바이알)를 나타낸다. 볼 수 있는 바와 같이, 얇은 벽 바이알은 상응하는 표준 벽 바이알의 외부 목부 직경보다 적어도 2 mm 작은 외부 목부 직경을 갖는다. 감소된 목부 외부 직경이 제공하는 한 가지 구체적인 제조상의 이점은 바이알의 손상이나 파손을 방지할 수 있는 레일 캐퍼 위치의 더 큰 공정 창이다.
바이알 목부에 발생한 손상과 관련하여 레일 캐퍼 위치의 공정 창을 이해하기 위해 바이알 캡핑 실험을 수행했으며, 그 결과는 목부 외부 직경이 더 작은 바이알이 어떻게 더 넓은 공정 창을 허용하는지 보여준다. 도 18은 실험 동안 레일 캐퍼의 위치에 대한 공정 창을 보여주며, 여기서 두 개의 바이알 크기(10R 및 10ml)가 테스트되었다: 10R 및 10 ml. 목부 외부 직경이 각각 16.5mm 초과 및 16.1mm 초과인 "대형 10R" 및 "대형 10mL" 바이알은 일반적인 벽 두께를 갖는 바이알을 나타낸다. 목부 외부 직경이 각각 16.5mm 미만 및 16.1mm 미만인 "소형 10R" 및 "소형 10mL" 바이알은 상대적으로 얇은 벽으로 형성된 바이알을 나타낸다. 도 18의 숫자는 캐퍼가 레일 캐퍼 장치에 대해 위치설정될 수 있는 증분 위치에 대응한다. 볼 수 있듯이, 캐퍼의 작동 범위는 목부 외부 직경이 더 작은 바이알의 경우 더 크다. 따라서, 더 얇은 벽을 사용하여 바이알 목부 외부 직경을 줄일 수 있고, 결과적으로 감소된 외부 목부 직경으로 인해 레일 캐퍼 위치의 작동 창이 증가할 수 있다는 것이 입증되었다. 또한, 레일 캐퍼의 작동 창이 더 크면 캡 압착 툴링과 바이알 목부 사이의 거리가 증가하여 캡 압착 중 목부 손상 가능성이 줄어든다.
충전 라인의 이점
본 명세서에 설명된 유리 용기는 기존의 유리 용기에 비해 증가된 적합성을 포함한다. 더 얇은 측벽(120)으로 인해 유리 용기(100)의 증가된 유연성은 스타 휠 및 나사 공급과 같은 충전 라인 장비와 유리 용기의 오정렬과 관련된 공정 혼란 및 파손 가능성을 감소시킨다. 특히, 더 얇은 측벽으로 형성된 유리 용기(100)의 증가된 유연성은 충전 라인의 갑작스러운 정지 상황 동안 용기에 대한 충전 라인 힘을 낮추는 결과를 가져온다. 즉, 더 얇은 측벽으로 인해 유리 용기(100)의 증가된 유연성은 용기가 가해진 하중 하에서 휘어짐에 따라 힘이 더 넓은 영역에 걸쳐 분산되게 하여 용기에 가해지는 단위 면적당 전체 힘을 감소시킨다. 이러한 낮은 힘으로 인해 용기에 가해지는 응력이 낮아지고, 손상이 덜 발생하며, 궁극적으로 파손도 줄어든다.
또한, 유리 용기의 외부 표면에 적용된 저마찰 코팅과 결합하여 유리 용기의 유연성이 증가하면 여러 가지 이점을 제공하는 시너지 효과가 있다. 이러한 이점을 입증하기 위해 코팅되지 않은 1.1mm 3ml 바이알과 코팅된 0.7mm 3ml 바이알에 대해 걸림(jams) 및 개입(intervention) 이벤트를 모니터링하는 어큐뮬레이터 테이블 실험을 수행했다. "개입 비율(intervention rate)"이라는 문구는 충전 라인을 따라 걸림이나 중단을 해결하기 위해 사람의 개입이 필요한 이벤트 비율(시간당 이벤트(eph))을 나타낸다. 이러한 상황은, 예를 들어 제한 없이, 용기 간 또는 용기와 장비 사이의 상호 작용으로 인한 걸림, 용기 파손으로 인한 정지 등으로 인해 발생할 수 있으며, 이들 각각은 가동 중지 시간 및/또는 충전 라인 장비의 활용도 저하를 초래할 수 있다. "걸림 비율(jam rate)"이라는 문구는 특히 분당 걸림 비율을 나타낸다.
코팅 조성, 적용 절차 및 코팅의 두께는 위에 설명되어 있다. 어큐뮬레이터 실험은 도 19에 도시된 제한 테이블(450)을 통해 분당 400개의 바이알의 속도로 바이알을 작동시키는 것을 포함하였으며, 이는 전형적인 충전 라인이다. 제한 테이블(450)은 테이블 표면(451), 패들 위치 게이지(도 19에는 도시되지 않음)를 포함하는 트랙(452), 및 바이알의 경로에 쐐기형 델린 패들(wedge-shaped Delrin paddle)(454)을 위치시키는 데 사용되는 위치결정 블록(453)(도 19에서 '바이알 흐름 방향'으로 표시됨)을 포함한다. 테이블 표면(451)은 원형 형상이고 직경이 42인치이다. 트랙(452)은 테이블 표면(451)의 중심으로부터 방사상으로 연장되고 세로축(452-1)을 포함한다. 패들(454)은 종축(454-1)을 포함하고 대략 8인치의 종방향 길이를 갖는다. 패들(454)은 하중(453-1)를 통해 위치결정 블록(453)에 연결된다. 제로 라인(454-2)은 트랙(452)의 길이방향 축(452-1)에 평행한 방향으로 패들(454)과 하중(453-1) 사이의 연결점으로부터 연장된다. 패들(454)의 종축(454-1)과 제로 라인(454-2) 사이의 각도가 조정될 수 있으며, 이에 의해 접근하는 바이알과 패들(454) 사이의 각도뿐만 아니라 패들(454)의 외부 팁(454-3)과 테이블 표면(451)의 원주 경계(circumferential border)(451-1) 사이의 간격(tg)도 변경될 수 있도록 패들은 회전될 수 있다. 어큐뮬레이터 실험의 경우, 각도 θ는 80°로 설정되었고, 간격 tg는 약 117mm로 설정되었다. 테이블 표면(451)의 회전 속도는 3.8rpm으로 설정되었다.
도 20a는 테스트된 바이알 유형 각각에 대해 1시간 동안 기록된 걸림 수를 보여준다. 볼 수 있는 바와 같이, 0.7mm 바이알 테스트 실행에서는 용지 걸림 현상이 훨씬 적었으며, 이는 개선된 바이알 적합성과 저마찰 코팅의 조합에 적어도 부분적으로 기인할 수 있다. 제한 테이블(450)을 통해 분당 400개의 바이알의 속도로 바이알을 작동시키는 동안, 0.7mm 바이알은 약 2.4걸림/분의 걸림 비율을 갖고, 1.0mm 바이알은 약 3.2걸림/분의 걸림 비율을 가졌다. 따라서, 본 명세서에 기술된 코팅된 유리 용기의 구현 예에서, 걸림 비율은 3걸림/분 이하, 2.75걸림/분 이하, 또는 심지어 2.5걸림/분 이하일 수 있다.
추가적으로, 도 20b에 도시된 바와 같이, 벽 두께가 0.7mm인 바이알의 코팅된 2R 바이알은 라인 개입이 상당히 적게 필요했다. 1시간에 걸쳐 분당 400개의 바이알의 속도로 제한 테이블(450)을 통해 바이알을 통과시키는 동안, 벽 두께가 0.7mm인 2R 바이알의 개입 비율은 약 47eph였고 벽 두께가 1.0mm인 코팅되지 않은 2R 바이알의 개입 비율은 약 94eph였다.
구현 예에서, 본 명세서에 기술된 코팅된 유리 용기는 1.0×RI 이하의 개입 비율을 가질 수 있으며, 여기서 RI는 기존 두께를 갖는 코팅되지 않은 유리 용기의 개입 비율이다. 구현 예에서, 개입 비율은 0.90×RI 이하, 0.80×RI 이하, 0.70×RI 이하, 0.60×RI 이하, 또는 심지어 0.50×RI 이하일 수 있다.
이론에 얽매이기를 바라지 않고, 이러한 개선은 얇은 벽 바이알의 개선된 적합성과 저마찰 코팅의 존재의 조합으로부터 발생하는 것으로 여겨진다. 더욱이, 얇은 벽 바이알의 개선된 충전 성능은 그러한 얇은 벽 바이알을 사용하는 충전 라인이 상대적으로 느린 속도로 작동되는 종래의 두께 바이알을 갖는 바이알과 동일한 양의 개입을 필요로 하면서 더 빠른 속도로 작동되도록 허용할 수 있다. 따라서, 일부 구현 예에서, 감소된 벽 두께를 갖는 외부 코팅된 유리 용기는 동일한 외부 직경을 가지나 적합성 및 외부 코팅이 부족한 기존의 유리 바이알에 비해 더 빠른 속도로 충전 라인을 통과할 수 있다.
기계적 성능
이전에 논의된 바와 같이, 동일한 직경을 갖는 종래의 유리 바이알에 비해 감소된 두께를 갖는 측벽으로 형성된 유리 제약 바이알과 같은 유리 용기는 특정한 기계적 이점을 가질 수 있다. 특히, 측벽의 두께를 줄이는 것은 측벽에 직각으로 작용하는 하중 하에서 바이알의 유연성 또는 적합성을 증가시킨다. 측벽은 적용된 하중에 반응하여 구부러지기 때문에 적용된 하중의 힘은 측벽의 더 넓은 영역에 분산된다. 따라서, 주어진 적용된 하중에 대해, 더 유연한 측벽을 갖는 바이알은 더 단단한(즉, 더 두꺼운) 측벽을 갖는 바이알보다 하중 지점에서 더 낮은 피크 하중을 경험할 것이다. 특히, 바이알은 적용된 하중에 따라 구부러지기 때문에 적용된 하중의 힘은 더 넓은 영역에 분산된다. 또한 특정 하중 조건에서 단위 면적당 재료의 전체 응력을 줄이면 표면 손상 및/또는 파손 가능성을 줄일 수 있다. 이는 위에서 논의되고 미국 특허 제10,273,049호 및 미국 특허 제9,763,852호에 개시된 코팅 조성물 및 적용 절차와 같은 외부 코팅된 바이알의 경우 특히 그렇다. 즉, 바이알 측벽의 두께를 감소시키고 바이알 측벽에 얇은 코팅을 포함시키는 것이 유리 용기의 기계적 성능을 향상시키는 시너지 효과를 갖는다는 것이 예상치 않게 발견되었다.
예를 들어, 바이알 측벽의 두께를 줄이면 바이알의 강도가 낮아진다. 그러나 바이알에 외부 코팅이 제공되는 경우 코팅은 충전 라인이나 배송 및 취급 중에도 유리 표면에 결함이 발생하는 것을 제한할 수 있다. 코팅되지 않은 기존 바이알(즉, 더 두꺼운 두께의 바이알)과 비교할 때 코팅된 얇은 벽 바이알은 운송 및 일반적인 제약 충전 라인 공정 중 손상 및 파손에 대한 저항성이 향상되었다. 이는 적어도 유리 용기와 같은 유리 물품의 두께를 감소시키는 것이 유리 물품의 기계적 파손 경향을 증가시키는 것으로 일반적으로 이해되기 때문에 예상치 못한 일이다.
또한, 예를 들어 바이알 대 바이알 접촉 동안 겪는 마찰 응력은 측벽의 증가된 유연성으로 인해 더 얇은 측벽(120)을 갖는 유리 용기(100)에서 감소될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 구체적으로, 마찰이 발생하는 동안 유리 용기의 측벽이 휘어져 접촉 지점의 표면적을 증가시켜 마찰력을 더 넓은 면적에 분산시켜 단위 면적당 마찰 응력을 낮출 수 있다. 이로 인해 마찰이 발생하는 동안 유리의 표면 손상이 줄어들 수 있다. 표면 손상이 적으면(예: 흠집, 긁힘, 유리 체크 등이 적음) 균열이 발생하는 부위가 적어 파손 및 파손 가능성이 줄어든다. 이러한 증가된 유연성은 상대적으로 두꺼운 측벽을 갖는 용기에 사용되는 속도 이상으로 제약 충전 라인의 라인 속도를 높이는 데에도 사용될 수 있다.
적합성
바이알 적합성 테스트는 본 명세서에 기술된 유리 용기, 특히 본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알의 적합성을 결정하는 데 사용된다. 바이알 적합성 테스트는 유리 용기 측벽 외부 표면에 준정적 기계적 하중(quasi-static mechanical loading)을 가하는 것과 관련되며 다음 절차에 따라 수행된다.
도 21에 도시된 바이알 적합성 테스트 장치(500)는 본 명세서에 기술된 유리 용기, 특히 본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알에 대한 적합성 측정을 수행하는 데 사용된다. 유리 용기(100)는 유리 용기(100)의 하반부를 크래들링하는 고정물(fixture)(510)에 위치된다. 고정물(510)은 좌측 지지 구조(512) 및 우측 지지 구조(514)를 포함하고, 좌측 및 우측 지지 구조(512, 514) 각각은 유리 용기(100)의 바닥 사분면에서 유리 용기(100)의 둘레의 일부를 지지하도록 구성된다. 지지 구조물(512, 514)은 스테인레스 스틸이다. 특히, 각각의 지지 구조(512, 514)는 도 21에 도시된 바와 같이 유리 용기(100)의 바닥 사분면에서 유리 용기(100) 둘레의 대략 60-70도를 지지한다(α = 20도). 유리 용기(100)의 하단 사분면 둘레를 따라 지지되는 부분은 일반적으로 유리 용기(100)의 수직분할선(100-2)으로부터 약 20도 아래로 유리용기(100)의 수평분할선(100-1)으로부터 연장된다. 그러나, 유리 용기(100)의 지지 부분은 유리 용기(100)가 적용된 하중에 반응하여 구부러짐에 따라 약간 변할 것이다.
만능 테스트기(universal testing machine: UTM)는 바이알 적합성 테스트를 수행하는 데 사용된다. 특히, 1/8인치 경화 강철 볼(516)이 측벽(120)의 외부 표면(116)으로 눌려지고 변위-하중 곡선이 기록된다. 경화된 강철 공(516)과 유리 용기(100) 사이의 힘은 0.25 mm/min의 변위 속도로 0에서 400 N까지 증가한다. 유리 용기의 적합성은 적용된 힘이 100N과 250N 사이의 영역에서 변위 하중 데이터에 직선을 맞춰 결정되며, 여기서 선의 기울기는 적합성이다.
도 22a를 참조하면, 바이알 적합성 테스트는 측벽(120)을 따른 다음 위치에서 3개의 로컬 적합성 측정을 수행하는 것을 포함한다: 측벽(120)의 중심(vc); 힐(heel) 부분(124)에 인접(vh); 그리고 숄더(shoulder)(130)에 인접(vs). 도 22a에 도시된 바와 같이, 힐 부분(124)에 인접한 측벽 테스트 위치(vh)는 중심 축에 평행한 방향으로 힐 부분-측벽 전이부로부터 1mm 떨어져 있다. 도 22a에 도시된 바와 같이, 숄더(130)에 인접한 측벽 테스트 위치는 측벽(120)을 따르는 방향으로 숄더-측벽 전이부로부터 1mm 떨어져 있고 중심축과 평행하다. 측벽(120) 테스트 위치의 중심(vc)은 vh와 vs 사이의 중심에 있다. 유리 용기의 평균 측벽 적합성은 중심 측벽 적합성, 힐 부분 적합성 및 숄더 적합성을 평균함으로써 결정된다.
바이알 적합성 테스트는 ISO 8362-1 크기 지정이 2R인 유리 제약 바이알과 표준 3ml 바이알(위에 설명됨)에 대해 수행되었다. 2R 바이알의 경우, (i) ISO 8362-1에 정의된 벽 두께(즉, 1.0mm)를 갖는 보로실리케이트 유리 바이알 및 (ii) 벽 두께가 ISO 8362-1에 정의된 표준 벽 두께의 0.7 이하인 보로실리케이트 유리 바이알(즉, 기존 두께가 1.0mm인 바이알의 경우 0.7mm)에 대해 테스트를 수행했다. 3ml 바이알 적합성 측정을 위해 벽 두께가 1.1mm인 보로실리케이트 유리 바이알에 대해 테스트를 수행했다. 또한, 3ml 적합성 측정을 위해 알루미노실리케이트(Corning® Valor®) 이온 교환 및 비이온 교환 유리 바이알에 대해 테스트를 수행했으며, 비이온 교환 바이알은 벽 두께가 0.55mm이고, 이온 교환 바이알은 벽 두께가 0.7mm와 1.1mm이다. 적합성에 대해 테스트된 모든 바이알은 도 22b에 도시된 LEHR 온도 프로파일에 따라 노에서 어닐링되었다. 적합성에 대해 측정된 알루미노규산염 유리 바이알의 이온 교환 처리에는 KNO3가 포함된 470℃ 용융염 욕에 유리 용기를 5.5시간 동안 넣는 작업이 포함되었다. 1.1mm 및 0.7mm 이온 교환 바이알에 대한 결과적인 표면 압축 응력은 각각 ∼500MPa 및 ∼511MPa였다. 1.1mm 및 0.7mm 이온 교환 바이알의 압축 깊이는 각각 ∼69㎛ 및 63㎛였다. 적합성에 대해 테스트된 바이알에는 외부 코팅이 제공되지 않았다. 적합성 측정으로부터 얻은 데이터는 도 23에 도시되어 있으며, 제시된 적합성 측정값은 각 바이알 유형/위치에 대해 10회 테스트에 대한 평균을 낸 것이다. 유리 용기의 측벽을 따라 세 위치에 대해 결정된 개별 적합성은 적용된 힘의 100N에서 50N에 이르는 탄성 영역에서 변위 하중의 기울기를 평가하여 결정된다. 각 바이알 유형에 대한 개별 적합성 측정 결과(10회 테스트에 대한 평균)가 아래 표 6에 나와 있다.
<표 6>
아래 표 7은 테스트된 각 바이알 유형에 대한 평균 측벽 적합성(즉, vh, vs 및 vc에서 측정된 개별 적합성의 평균)를 보여준다. 표 7에 제시된 평균 측벽 적합성 값을 벽 두께의 함수로서 도 24에 나타내었다.
<표 7>
구현 예에서, 용어 "적합성 인자(compliance factor)"는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알의 평균 측벽 적합성, 여기서: 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 X 크기의 유리 바이알 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께 s1을 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 평균 측벽 적합성 사이의 비율을 지칭한다. 구현 예에서, "적합성 인자"라는 용어는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 갖는 유리 제약 바이알의 평균 측벽 적합성, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 X 크기 지정의 유리 바이알의 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D 이상임이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 평균 측벽 적합성 사이의 비율을 나타낼 수 있다. 구현 예에서, "적합성 인자"라는 용어는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 갖는 유리 제약 바이알의 평균 측벽 적합성, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 X 크기 지정의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1이 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 평균 측벽 적합성 사이의 비율을 나타낼 수 있다.
논의를 용이하게 하기 위해, 적합성 인자의 분모와 관련된 유리 제약 바이알은 "모 바이알(parent vial)"로도 지칭될 수 있다. 아래 표 8은 0.7mm의 감소된 벽 두께를 갖는 보로실리케이트 2R 바이알뿐만 아니라 0.7mm의 감소된 벽 두께를 갖는 이온 교환 알루미노실리케이트 3ml 바이알에 대해 측정된 적합성 인자를 보여준다.
<표 8>
따라서, 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.5, 적어도 1.75, 적어도 2.0, 또는 심지어 적어도 2.25의 적합성 인자를 포함한다. 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽과 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R, 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.5, 적어도 1.75, 적어도 2.0, 또는 심지어 적어도 2.25의 적합성 인자를 포함한다. 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽과 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R, 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D 이상이고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.5, 적어도 1.75, 적어도 2.0, 또는 심지어 적어도 2.25의 적합성 인자를 포함한다.
다른 표준 크기 유리 용기의 측벽 적합성에 대한 벽 두께의 영향을 평가하기 위해 ANSYS 엔지니어링 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 유한 요소 분석(FEA)을 수행했다. 시뮬레이션에 사용된 대표적인 메쉬가 도 25에 도시되어 있다(2R 구조). 모든 시뮬레이션된 바이알 구조는 해당 ISO 8362-1 크기 지정이 없는 표준 3ml 바이알을 제외하고 ISO 8362-1에서 제공한 사양을 사용하여 생성되었다. 모델에 입력된 재료 매개변수는 영률(Young's modulus)이 70.88 GPa로 설정되었고 푸아송 비(Poisson’s ratio)는 0.199로 설정되었다.
FEA 적합성 측정 시뮬레이션에 사용된 경계 조건(boundary conditions)은 앞서 설명한 도 26에 도시된 바이알 적합성 테스트 장치(500)와 일치하도록 설정되었다. 따라서, 모델링된 바이알의 측벽(120)의 외부 표면(116)은 바이알의 각 바닥 사분면에서 바이알 둘레의 60도를 따라 모든 방향으로 구속되었다. 구속부(constrained portions)(100-b)는 도 26에 도시된 바와 같이 수평 분할선(100-1)으로부터 10도 떨어진 곳에서 시작하여 수직 분할선(100-2)을 향해 아래쪽으로 연장된다. 위에서 설명한 물리적 측정에 사용된 경화 강철 볼(516)을 나타내기 위해 작은 영역(0.5mm x 1.0mm) 내에 1N/mm2의 표면 하중이 추가되었다. 시뮬레이션된 적합성은 하중 위치에서의 변위를 적용된 총 하중으로 나누어 계산된다. 메쉬 수렴을 검증하기 위해 다양한 거칠기(coarseness) 수준(기본 요소 에지 길이(mm)(ANSYS 매개변수))의 메쉬를 구현하고 결과를 비교했다. 가장 거친 메쉬와 가장 미세한 메쉬에 대해 계산된 적합성의 차이는 2% 이내였으며, 이는 이 범위의 메쉬 거칠기가 시뮬레이션된 적합성 측정에 상대적으로 거의 영향을 미치지 않음을 나타낸다. 수렴 연구 결과를 도 27에 나타내었다. 시뮬레이션에는 요소 에지 길이 0.9mm에 해당하는 메쉬 크기가 사용되었다. 적합성 측정 시뮬레이션은 본 명세서에 설명된 바이알 적합성 테스트에서와 같이 각 모델링된 바이알의 동일한 세 위치(즉, vh, vs 및 vc)에서 수행되었다.
도 28은 본 명세서에 설명된 유리 용기의 적합성을 결정하는 데 사용된 유한 요소 모델의 타당성을 입증하는 실험 측정과 함께 적합성 측정을 보여주는 플롯이다. 볼 수 있듯이 유한 요소 모델은 두께의 함수로서 적합성의 일반적인 경향을 포착하고 또한 다양한 측벽 위치(예: vh, vs 및 vc)에서 다양한 바이알 유형의 적합성에 대해 개별적으로 측정된 값을 캡처한다.
벽 두께가 감소된 2R 및 3 ml 바이알에 대한 모델링된 적합성은 아래 표 9에 나와 있다. 표 9에 표시된 대로 모델링된 적합성은 각 바이알에 대해 실험적으로 측정된 적합성의 20% 이내였다.
<표 9>
위에 설명된 절차에 따라 모델이 검증되면, 벽 두께가 감소된 바이알에 대한 모델링된 적합성 인자를 결정하기 위해 나머지 ISO 8362-1 바이알 크기 지정에 대해 여러 가지 시뮬레이션이 수행되었으며, 그 결과는 아래 표 10에 나와 있다.
<표 10>
모델링 결과는 유리 용기의 벽 두께를 줄임으로써 ISO 8362-1 바이알 크기 범위 전반에 걸쳐 적합성을 높일 수 있다는 것을 분명히 보여준다. 벽 두께가 감소된 ISO 8362-1 바이알 크기 범위에 걸쳐 2.0보다 큰 일관된 적합성 인자는 예상된 결과가 아니라는 점을 이해해야 한다. 표 10에 표시된 모델링된 적합성 인자는 30%의 벽 두께 감소에 해당하는 반면, ISO 8362-1에 정의된 벽 두께를 갖는 동일한 크기의 ISO-8362-1 바이알에 비해 결과적인 적합성 개선은 시뮬레이션된 각 바이알에 대해 100%보다 컸다. 유사하게 약 2의 놀라운 적합성 인자가 2R 및 3ml 크기의 얇은 벽 바이알에 대한 물리적 측정을 통해 얻어졌지만(위에서 논의됨), 테스트 위치 근처에 있는 바이알의 기하학적 구조가 ISO 8362-1 바이알 크기에 따라 다르기 때문에, 적어도 부분적으로, 감소된 벽 두께가 ISO 8362-1 바이알 크기 범위에 걸쳐 측벽(120)의 적합성을 지속적으로 향상시킬 것으로 예상되지는 않았다.
위에서 논의된 모델링 결과를 고려하여, 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 의해 정의된 바와 같은 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R, 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 2.0, 적어도 2.05, 또는 심지어 적어도 2.1의 적합성을 포함한다. 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽과 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 2.0, 적어도 2.05, 또는 심지어 적어도 2.1의 적합성을 포함한다. 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽과 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D 이상이고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 2.0, 적어도 2.05, 또는 심지어 적어도 2.1의 적합성을 포함한다.
본 명세서에 기술된 유리 용기의 개선된 적합성에 의해 제공되는 한 가지 이점은 충격력을 바이알의 더 넓은 영역에 걸쳐 분산시켜 바이알이 겪는 최대 응력을 낮추는 능력이다. 위에서 논의한 바와 같이, 감소된 최대 응력은 표면 손상 및/또는 파손 가능성을 줄일 수 있다고 믿어진다. 동적 충격 테스트는 충격 시 최대 응력을 분산시키는 본원에 기술된 유리 제약 바이알의 능력을 평가하는 데 사용된다.
동적 충격 테스트는 도 29에 도시된 장치(600)에 의해 수행된다. 동적 충격 테스트에 사용되는 장치(600)는 충격 장치(620)가 장착된 선형 벨트 슬라이드(610)와 벨트 슬라이드(610)의 일단에 유리 용기(100)를 고정하는 고정 장치(630)를 포함한다. 유리 용기(100)는 유리 용기(100)의 한쪽 면에 벨트 슬라이드(610)가 있고 유리 용기(100)의 반대쪽에 하중 셀(640)이 있는 고정 장치(630)에 의해 구속된다. 고정 장치(630)는 바이알 적합성 테스트와 관련하여 위에서 설명한 것과 동일한 고정 장치(510)이다. 따라서, 고정 장치(630)는 바이알 적합성 테스트에 대해 위에서 설명한 것과 동일한 방식으로 유리 용기(100)를 받치지만, 고정 장치(630)는 동적 충격 테스트를 위해 수직 방향으로 배치된다. 충격 장치(620)는 300g의 중량을 포함하고 구형 팁(622)을 갖는다. 구형 팁(622)은 바이알 적합성 테스트와 관련하여 위에서 설명한 1/8인치 경화 강철 볼(516)과 동일하다. 충격 장치(620)에는 150mm/s 및 300mm/s의 속도가 제공되고 바이알 적합성 테스트(즉, vs, vh 및 vc)에 대해 위에서 설명한 것과 동일한 위치에서 바이알의 측벽(120)에 충격을 가하도록 구성된다. 충격 시, 하중 시간 데이터는 하중 셀(640)에 의해 기록되어 충격 시 응력을 분산시키는 바이알의 능력을 평가한다. 각 테스트마다 최대 하중이 기록된다. 동적 충격 테스트 측정 결과를 도 30에 나타내었으며 바이알 유형/위치당 5회 측정에 해당한다. 0.7 mm의 벽 두께를 갖는 보로실리케이트 2R 바이알을 제외하고, 동적 충격 테스트에 따라 테스트된 바이알은 적합성 측정과 관련하여 위에서 설명한 것과 동일했다(즉, 전술한 적합성을 위해 테스트되고 0.7의 벽 두께를 갖는 보로실리케이트 2R 바이알은 동적 충격 테스트에서는 테스트되지 않았다).
도 30에서 알 수 있듯이, 감소된 벽 두께를 포함하는 바이알은 하중 셀(640)에 의해 측정된 감소된 피크 하중을 나타낸다. 따라서 감소된 벽 두께로 인해 발생하는 바이알의 개선된 적합성이 바이알의 국부적인 응력 집중을 줄이기 위해 더 넓은 영역에 걸쳐 바이알에 충격 하중을 재분배하는 능력을 제공한다는 것이 발견되었다. 이 결과는 도 31에서 더욱 명백해지며, 이는 3개의 서로 다른 벽 두께(1.1mm, 0.7mm 및 0.55mm)를 갖는 3ml 바이알에 대한 vc에서의 충격 하중 프로파일을 보여준다. 충격 하중 프로파일을 비교하면 더 단단한 1.1mm 바이알이 비록 짧은 시간 동안에도 훨씬 더 높은 피크 응력을 경험했다는 것을 알 수 있다. 이론에 구애됨이 없이, 더 높은 국부적 응력 집중은 바이알의 손상 및/또는 파손을 초래할 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 측벽 두께가 0.7mm 및 0.55mm인 바이알에 의해 경험되는 감소된 최대 응력 하중이 손상 방지 측면에서 향상된 기계적 성능에 기여할 수 있다고 믿어진다.
동일한 외부 직경을 갖는 기존 유리 바이알에 비해 두께가 감소된 측벽으로 형성된 유리 용기에 대한 동적 충격 테스트에서 입증된 두 가지 식별 가능한 특성은 충격 하중 프로필에서 볼 수 있는 최대 하중과 반치폭(FWHM)이다.
구현 예에서, 용어 "동적 충격 인자"는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D을 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알의 피크 하중(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균), 여기서: 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 X의 유리병의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께 s1을 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 최대 하중(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균) 사이의 비율을 나타낸다. 구현 예에서, 용어 "동적 충격 인자"는 또한 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 갖는 유리 제약 바이알의 피크 하중(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균), 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D 이상이며, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 최대 하중(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균) 사이의 비율을 지칭하는 데 사용될 수 있다. 구현 예에서, 용어 "동적 충격 인자"는 또한 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 갖는 유리 제약 바이알의 피크 하중(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균), 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 최대 하중(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균) 사이의 비율을 지칭하는 데 사용될 수 있다.
구현 예에서, 용어 "FWHM 인자"는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알의 FWHM(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균), 여기서: 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께 s1을 갖는 X 크기의 유리 제약 바이알의 FWHM(vh, vs 및 vc에서 측정한 평균값) 사이의 비율을 나타낸다. 구현 예에서, 용어 "FWHM 인자"는 또한 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알의 FWHM(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균), 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 X 크기의 유리 제약 바이알의 FWHM(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균) 사이의 비율을 지칭하는 데 사용될 수 있다. 구현 예에서, 용어 "FWHM 인자"는 또한 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 갖는 유리 제약 바이알의 FWHM(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균), 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에서 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며 d1은 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 X 크기의 유리 제약 바이알의 FWHM(vh, vs 및 vc에서 측정한 값에 대한 평균) 사이의 비율을 지칭하는 데 사용될 수 있다.
벽 두께가 1.1mm인 3ml 이온 교환 알루미노실리케이트 바이알에 비해 벽 두께가 0.70mm인 3ml 이온 교환 알루미노실리케이트 바이알에 대한 동적 충격 인자는 0.74로 결정되었다. 벽 두께가 1.1mm인 3ml 이온 교환 알루미노실리케이트 바이알에 비해 벽 두께가 0.70mm인 3ml 이온 교환 알루미노실리케이트 바이알에 대한 FWHM 인자는 1.48로 결정되었다.
따라서, 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서, X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 1.0 미만, 0.9 미만, 또는 0.8 미만의 동적 충격 인자를 포함한다. 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽과 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 1.0 미만, 0.9 미만, 또는 0.8 미만의 동적 충격 인자를 포함한다. 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽과 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 1.0 미만, 0.9 미만, 또는 0.8 미만의 동적 충격 인자를 포함한다.
따라서, 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2, 적어도 1.3, 적어도 1.4, 또는 적어도 1.45의 FWHM 인자를 포함한다. 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽과 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2, 적어도 1.3, 적어도 1.4, 또는 적어도 1.45의 FWHM 인자를 포함한다. 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽과 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D 이상이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2, 적어도 1.3, 적어도 1.4, 또는 적어도 1.45의 FWHM 인자를 포함한다.
압축 강도
위에서 논의한 바와 같이, 유리 용기의 측벽 두께를 감소시키는 것은 일반적으로 (적어도 준정적 하중의 맥락에서) 유리 용기의 강도를 낮춘다. 그러나, 이론에 얽매이기를 바라지 않고, 유리 용기의 측벽의 증가된 적합성은 더 얇은 벽으로 인한 강도 저하를 최소화하도록 유리 용기 전체에 압축 하중을 분산시키는 데 도움이 될 수 있다고 믿어진다.
본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알과 같은 본 명세서에 기술된 유리 용기는 수평 압축 강도를 갖는다. 본원에 기재된 바와 같은 수평 압축 강도는 유리 제약 바이알의 중심 축 A에 평행한 하중 표면을 갖는 2개의 평행 강철 플래튼 사이에 유리 제약 바이알을 수평으로 위치시키는 것을 포함하는 수평 압축 테스트를 사용하여 측정된다. 이어서, 유리 제약 바이알의 중심축 A에 수직인 방향으로 플래튼을 갖는 유리 용기(100)에 기계적 하중이 가해진다. 수평 압축 강도는 "변환된 상태의(as-converted)"(도 22b에 도시된 노 온도 프로파일에 따라 어닐링되었지만 외부 코팅이 제공되지 않음) 유리 제약 바이알 및 마모된 유리 제약 바이알, 즉 아래 설명된 방식으로 측벽의 외부 표면에 적용된 20mm 30N 스크래치를 갖는 어닐링된 바이알을 사용하여 측정된다. 테스트 전에 스크래치가 있는 바이알은 일반적으로 제조, 배송 및 취급 중에 바이알에 발생하는 표면 손상이 발생한 후 바이알 압축 강도를 반영한다는 의미이다. 코팅을 갖는 압축 테스트 샘플의 경우, 코팅 조성, 적용 절차 및 코팅 두께가 위에 설명되어 있다.
도 32에 도시된 바이알 온 바이알 지그(700)는 테스트한 코팅 또는 코팅되지 않은 유리 제약 바이알의 가장 바깥쪽 표면에 스크래치를 만드는 데 사용된다. 바이알 온 바이알 지그(700)는 제조 작업 중에 바이알 온 바이알 접촉을 복제하기 위해 유리 용기(100), 가령 제 2 유리 용기(720)로 제 1 유리 용기(710)를 스크래치하는 데 사용될 수 있다. 바이알 온 바이알 지그(700)는 교차 구성으로 배열된 제1 클램프(712) 및 제2 클램프(722)를 포함한다. 제1 클램프(712)는 제1 베이스(716)에 부착된 제1 고정 암(714)을 포함한다. 제1 고정 암(714)은 제1 유리 용기(710)에 부착되고 제1 유리 용기(710)를 제1 클램프(712)에 대해 고정되게 유지한다. 유사하게, 제2 클램프(722)는 제2 베이스(726)에 부착된 제2 고정 암(724)을 포함한다. 제2 고정 암(724)은 제2 유리 용기(720)에 부착되어 이를 제2 클램프(722)에 대해 고정되게 유지한다. 제1 유리 용기(710)의 중심축(A)과 제2 유리 용기(720)의 중심축(A)이 서로에 대해 약 90° 각도로 x-y 축으로 정의된 평면 수평면 상에 위치되도록 제1 유리 용기(710)는 제1 클램프(712) 상에 위치되고, 제2 유리 용기(720)는 제2 클램프(722) 위에 위치된다.
스크래치는 선택된 정상 압력과 바이알-온-바이알 지그(700)에 의해 접촉 영역(730)에 적용되는 스크래치 길이를 특징으로 할 수 있다. 달리 식별되지 않는 한, 수평 압축 절차를 위한 마모된 유리 제약 바이알(100)에 대한 스크래치는 30N의 일반 하중에 의해 생성된 20 mm 스크래치를 포함한다. 유리 용기(100)가 테스트를 위해 두 개의 플래튼 사이에 위치할 때 스크래치는 플래튼에서 가장 먼 지점에 위치하며 유리 용기(100)의 중심축 A와 평행하게 배향된다.
30N 스크래치가 유리 용기(100)의 측벽(120)에 통합되면, 유리 용기(100)는 다음 절차에 따라 수평 압축 테스트를 위해 준비된다. 도 33을 참조하면, 상부 플래튼(810)과 하부 플래튼(820) 사이에 배치되기 전에 유리 용기(100)를 2인치 테이프(Scotch 3M 471)로 감싸고, 유리 용기(100)의 각 끝 부분에 있는 돌출부를 각 끝 부분 주위로 접는다. 그런 다음, 유리 용기(100)는 유리 용기 주위에 스테이플로 고정되는 색인 카드(830)(Oxford 3 x 5 색인 카드) 내에 위치된다. 테이프와 인덱스 카드의 목적은 파손된 유리를 담는 것이다. 준비된 유리용기(100)는 도 33에 도시된 바와 같이 두 개의 평행한 플래튼(810, 820) 사이에 위치된다. 수평 바이알 압축 테스트의 하중 속도는 0.5인치/분이며, 이는 플래튼 810, 820이 0.5인치/분의 속도로 서로를 향해 이동한다는 의미이다. 수평 압축 강도는 25℃ ± 2℃ 및 50% ± 5% 상대 습도에서 측정된다. 수평 압축 강도는 파손시 최대하중을 측정한 것으로 수평 압축 강도는 선택된 일반 압축 하중에서의 파손확률로 나타낼 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 유리 용기가 샘플의 적어도 50%에서 수평 압축 하에서 파열될 때 파손이 발생한다. 평가된 각 유리병 유형에 대해 50개의 샘플을 테스트했다.
구현 예에서, 용어 "수평 강도 인자"는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 수평 압축 강도, 여기서: 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 X 크기의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께 s1을 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 수평 압축 강도 사이의 비율을 의미한다. 구현 예에서, 용어 "수평 강도 인자"는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 수평 압축 강도, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%는 D보다 크거나 같고, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 수평 압축 강도 사이의 비율을 지칭하는 데 사용될 수도 있다. 구현 예에서, 용어 "수평 강도 인자"는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 갖는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 수평 압축 강도, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 수평 압축 강도 사이의 비율을 지칭하는 데 사용될 수도 있다.
도 35는 위에서 설명한 수평 압축 테스트에 따라 결정된 변환된 유리 바이알(표면에 스크래치가 없고 외부 코팅이 없음)에 대한 수평 압축 강도를 나타낸다. 도 35에 도시된 결과는 다음에 해당한다: (i) 벽 두께가 0.85mm인 알루미노실리케이트 2ml 바이알; (ii) 벽 두께가 1.2mm인 보로실리케이트 2ml 바이알; (iii) 벽 두께가 0.7mm인 보로실리케이트 2R 바이알; 및 (iv) 벽 두께가 1.0 mm인 보로실리케이트 바이알. 벽 두께가 1.0mm인 2R 보로실리케이트 바이알에 비해 벽 두께가 0.70mm인 2R 보로실리케이트 바이알에 대한 수평 강도 인자는 0.75인 것으로 결정되었다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수평 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 0.5, 적어도 0.65, 적어도 0.7, 또는 적어도 0.75의 수평 강도 인자를 포함한다. 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리병 직경 d1의 84% 이상 및 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 가장 작은 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D보다 크거나 같으며, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수평 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 0.5, 적어도 0.65, 적어도 0.7, 또는 적어도 0.75의 수평 강도 인자를 포함한다. 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리병 직경 d1의 84% 이상 및 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 가장 작은 크기 지정이며, 직경 d1이 D보다 크거나 같으며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수평 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 0.5, 적어도 0.65, 적어도 0.7, 또는 적어도 0.75의 수평 강도 인자를 포함한다.
위에서 논의한 바와 같이, 유리 제약 바이알에 외부 코팅을 제공하면 충전 라인에서 또는 심지어 운송 및 취급 중에 생성될 수 있는 결함의 형성을 제한할 수 있다. 코팅되지 않은 기존 바이알과 비교할 때 코팅된 얇은 벽 바이알은 운송 및 일반적인 제약 충전 라인 공정 중 손상 및 파손에 대한 저항성이 향상되었다. 본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알의 손상 및 파손에 대한 증가된 저항성을 입증하기 위해, 바이알에 전술한 외부 코팅을 제공하고, 유리 바이알의 표면이 일반적으로 제조, 배송, 취급 과정에서 경험하는 표면 손상을 갖도록 마모된 후 수평 압축 테스트를 실시하였다. 이어서, 외부 코팅된 유리 제약 바이알의 생성된 수평 압축 강도를 사용하여 상기 기재된 방식으로 본 명세서에 기재된 외부 코팅된 유리 제약 바이알에 대한 수평 강도 인자를 결정하였다.
도 36은 위에서 설명한 수평 압축 테스트에 따라 결정된 여러 유리 바이알에 대한 수평 압축 강도를 나타내며, 여기서 바이알은 위에서 설명한 방식으로 표면에 20mm 30N 스크래치가 가해졌다. 도 36에 도시된 결과는 도 다음에 해당된다: (i) 벽 두께가 0.85 mm인 코팅된 알루미노실리케이트 2 ml 바이알; (ii) 벽 두께가 1.2mm인 코팅되지 않은 보로실리케이트 2ml 바이알; (iii) 벽 두께가 0.7mm인 코팅된 보로실리케이트 2R 바이알; 및 (iv) 벽 두께가 1.0 mm인 코팅되지 않은 보로실리케이트 바이알. 벽 두께가 1.0mm인 코팅되지 않은 2R 보로실리케이트 바이알에 비해 벽 두께가 0.70mm인 외부 코팅된 2R 보로실리케이트 바이알에 대한 수평 강도 인자는 테스트된 바이알에 20mm 30N 스크래치가 제공되었을 때 1.97로 결정되었다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 외부 코팅된 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수평 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 1.5, 적어도 1.6, 적어도 1.7, 적어도 1.8, 또는 적어도 1.9의 수평 강도 인자를 포함한다. 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 및 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D보다 크거나 같으며, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수평 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 1.5, 적어도 1.6, 적어도 1.7, 적어도 1.8, 또는 적어도 1.9의 수평 강도 인자를 포함한다. 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 및 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 가장 작은 크기 지정이며, 직경 d1이 D보다 크거나 같으며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수평 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 1.5, 적어도 1.6, 적어도 1.7, 적어도 1.8, 또는 적어도 1.9의 수평 강도 인자를 포함한다.
0.7mm 바이알의 외부 표면에 코팅을 적용하면 동일한 외부 직경을 갖는 기존의 유리 바이알과 비교하여 두께 감소와 관련된 강도 감소를 상쇄할 수 있다는 것이 예기치 않게 발견되었다. 따라서, 1.0 mm의 통상적인 벽 두께를 갖는 코팅되지 않은 2R 유리 제약 바이알에 비해, 통상적인 바이알의 벽 두께의 70%인 본 명세서에 기술된 외부 코팅된 2R 유리 제약 바이알은 수평 압축 강도에서 97% 개선을 입증했다.
본 명세서에 기재된 유리 제약 바이알과 같은 본 명세서에 기재된 유리 용기는 또한 수직 압축 강도를 갖는다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 수직 압축 강도는 유리 제약 바이알의 중심축 A에 수직으로 배향된 두 개의 평행한 강철 플래튼 사이에 유리 용기(100)를 수직으로 위치시키는 것을 포함하는 수직 압축 테스트를 사용하여 측정된다. 이어서, 유리 제약 바이알의 중심축 A에 수직인 방향으로 플래튼을 갖는 유리 용기(100)에 기계적 하중이 가해진다. 수직 압축 강도는 마모된 유리 제약 바이알을 사용하여 결정되었고, 즉, 바이알에는 위에서 설명한 대로 20mm 30N 스크래치가 제공되었다. 수평 압축에서 테스트된 바이알과 마찬가지로, 수직 압축 강도에 대해 테스트된 바이알은 도 22b에 도시된 노 온도 프로파일에 따라 어닐링되었다. 수평 압축 테스트와 마찬가지로 바이알에 제조, 배송 및 취급 중에 발생할 수 있는 표면 손상을 재현하기 위해 테스트 전에 바이알에 스크래치가 제공된다. 유리 용기(100)의 측벽(120)에 있는 30N 스크래치는 유리 용기(100)의 중심축(A)과 나란하게 배향된다.
수직 압축 테스트를 위한 유리 용기(100)를 준비하기 위해 유리 용기(100)를 1.5인치 테이프(Scotch 3M 471)로 감싸고 1인치 테이프(Scotch 3M 471)를 샘플 바닥에 놓아서 유리 용기가 하부 플래튼 820에 편평하게 안착되었는지 확인한다. 유리 용기(100)의 바닥에 배치된 테이프 조각의 돌출부를 유리 용기(100)의 측면에 대해 접는다. 그런 다음 준비된 유리 용기(100)을 도 34에 도시된 바와 같이 두 개의 평행한 플래튼(810, 820) 사이에 위치시킨다. 수직 바이알 압축 테스트의 하중 속도는 0.2in/min이며, 이는 플래튼(810, 820)이 0.2in/min의 속도로 서로를 향해 이동한다는 의미이다. 수직 압축 강도는 25℃ ± 2℃ 및 50% ±5% 상대 습도에서 측정된다. 수직 압축 강도는 파손시 하중을 측정한 것으로, 수직 압축 강도는 선택된 일반 압축 하중 에서의 파손 확률로 나타낼 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 유리 제약 바이알이 샘플의 50% 이상에서 수직 압축 하에 파열될 때 파손이 발생한다. 평가된 각 유리병 유형에 대해 50개의 샘플을 테스트했다.
구현 예에서, "수직 강도 인자"라는 용어는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 수직 압축 강도, 여기서: 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 X 크기의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께 s1을 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 수직 압축 강도 사이의 비율을 의미한다. 구현 예에서, 용어 "수직 강도 인자"는 또한 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 수직 압축 강도, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D보다 크거나 같으며, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 수직 압축 강도 사이의 비율을 지칭하는 데 사용될 수 있다. 구현 예에서, 용어 "수직 강도 인자"는 또한 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 수직 압축 강도, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 수직 압축 강도 사이의 비율을 지칭하는 데 사용될 수 있다.
도 37은 위에서 설명한 수직 압축 테스트에 따라 결정된 여러 유리 바이알에 대한 수직 압축 강도를 나타내며, 여기서 바이알은 위에서 설명한 방식으로 표면에 20mm 30N 스크래치가 가해졌다. 도 37에 도시된 결과는 다음에 해당된다: (i) 벽 두께가 0.85 mm인 코팅된 알루미노실리케이트 2 ml 바이알; (ii) 벽 두께가 1.2mm인 코팅되지 않은 보로실리케이트 2ml 바이알; (iii) 벽 두께가 0.7mm인 코팅된 보로실리케이트 2R 바이알; 및 (iv) 벽 두께가 1.0 mm인 코팅되지 않은 보로실리케이트 바이알. 벽 두께가 1.0mm인 코팅되지 않은 2R 보로실리케이트 바이알에 비해 벽 두께가 0.70mm인 외부 코팅된 2R 보로실리케이트 바이알에 대한 수직 강도 인자는 테스트된 바이알에 20mm 30N 스크래치가 제공되었을 때 1.33으로 결정되었다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 외부 코팅된 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수직 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 1.1, 적어도 1.2, 또는 적어도 1.3의 수직 강도 인자를 포함한다. 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 및 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D보다 크거나 같고, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수평 압축 테스트에 따라 결정된 수직 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 1.1, 적어도 1.2, 또는 적어도 1.3의 수직 강도 인자를 포함한다. 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 및 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 가장 작은 크기 지정이며, 직경 d1이 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 수평 압축 테스트에 따라 결정된 수직 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 1.1, 적어도 1.2, 또는 적어도 1.3의 수직 강도 인자를 포함한다.
0.7mm 바이알의 외부 표면에 코팅을 적용하면 벽이 더 얇아짐에 따른 강도 감소를 상쇄할 수 있다는 사실이 예기치 않게 발견되었다. 따라서, 1.0 mm의 기존 벽 두께를 갖는 2R 유리 제약 바이알에 비해, 기존 바이알 벽 두께의 70% 벽 두께를 갖는 본원에 개시된 외부 코팅 유리 제약 바이알은 수직 압축 강도에서 30% 개선을 입증했다.
파손 저항
이론에 구애됨이 없이, 더 얇은 벽으로 인한 개선된 바이알 적합성은 외부 코팅에 의해 제공되는 결함 형성 방지와 시너지 관계를 가져서 이러한 기능의 조합이 부족한 유리 용기와 비교할 때 개선된 파손 저항성을 갖는 유리 용기를 생성할 수 있는 것으로 여겨진다.
ISO 8362-1 크기 지정은 동일하지만 ISO 8362-1에 정의된 두께를 갖는 유리 제약 바이알과 비교하여 본 명세서에 기술된 외부 코팅된 유리 제약 바이알의 파손 저항성을 평가하기 위해, "파손 계수"를 진자 충격 테스트에 따라 결정한다. 진자 충격 테스트는 도 38에 다음 테스트 절차에 따라 도시된 진자 장치(900)를 사용하여 수행된다. 먼저, 도 32에 도시된 바이알 온 바이알 지그(700)를 사용하여 바이알 측면에 20mm 30N 스크래치를 생성한다. 스크래치는 측벽(120)의 외부 표면(116)을 따라 유리 용기(100)의 중심축(A)에 평행한 방향으로 연장된다. 도 1을 참조하면, 스크래치의 중간점은 바이알 바닥에서 대략 ½h2 거리에 위치한다.
다음으로, 바이알은 도 38 및 도 39에 도시된 바와 같이 바이알 홀더(910)에 배치된다. 바이알 홀더(910)는 스테인리스강으로 제조되고 도 42(전면도) 및 43(상면도)에 도시된 치수를 갖는다(mm 단위 치수). 도 39를 참조하면, 바이알의 측면은 바이알 홀더(910)의 베이스(940)로부터 연장되고 유리 용기(100)의 측벽(120)과 숄더(130) 사이의 전이 지점에 도달하기 전에 끝나는 좌측 바이알 브래킷(920) 및 우측 바이알 브래킷(930)에 의해 지지된다. 유리 용기의 앞면과 뒷면, 즉 바이알 브라켓 사이의 영역이 노출되고, 유리 용기(100)의 뒷면은 바이알 홀더(910)의 뒷면(950)에 접촉되게 배치된다. 유리 용기(100)는 스크래치가 바이알 홀더(910)의 전면으로부터 90도 위치하도록 배향되어 스크래치가 바이알 브래킷(920, 930) 중 하나의 실질적으로 중앙에 위치하도록 한다. 도 39에 도시된 바와 같이, 유리 용기(100)의 전면은 충격 장치가 타격할 충격 영역(100-a)을 정의하기 위해 바이알 브래킷(920, 930) 너머로 연장되며, 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명된다.
진자 충격 테스트에 사용되는 바이알 충격 장치(960)는 유리 용기(100)가 바이알 홀더(910)에 위치할 때 유리 용기(100)의 중심축(A)에 수직인 세로축을 갖는 경화된 강철 반원통을 포함한다. 바이알 충격 장치(960)를 형성하는 반원통 반경은 10mm이고 길이는 40mm이다. 바이알 충격 장치(960)의 확대도는 도 41에서 볼 수 있다. 바이알 충격 장치(960)는 진자 장치(900)의 진자 아암(970)의 원위 단부에 위치된다. 진자 아암의 근위 단부는 진자 아암(970)을 다양한 낙하 위치로 조정할 수 있게 하는 피봇(980)에 연결된다. 낙하 위치는 도 40에 도시된 각도 β로 측정되며, 이는 진자 아암(970)과 피벗(980)으로부터 연장되는 수평선(980-1) 사이의 각도이다. 피벗(980)은 표준 베어링(미도시)을 통해 수직 지지 빔(990)에 의해 지지된다. 진자 장치(900)는 유리 용기(100)가 바이알 홀더(910)에 배치될 때 유리 용기(100)의 후면과 접촉되는 하중 셀(미도시)을 포함한다. 진자 충격 테스트 동안, 하중 셀은 힘-시간 데이터를 기록한다.
도 1 및 도 38을 참조하면, 진자 아암(970)은 경화된 강철 바이알 충격기(960)가 유리 용기(100)의 바닥으로부터 ½h2의 거리에 해당하는 수직 위치에서 유리 용기(100)에 충격을 가하도록 구성된다. 여기서 낙하 위치는 35도로 설정되었으며 이는 0.08~0.12뉴턴초 사이의 충격에 해당한다.
결과의 신뢰 수준을 높이기 위해 더 많은 수의 샘플을 테스트할 수도 있지만 각 바이알(동일한 처리 기록을 가짐)에 대해 최소 5개의 샘플을 테스트한다. 위에 명시된 조건에서 충격을 가한 후 파손이 관찰되지 않으면 샘플이 진자 충격 테스트에서 "생존"한 것으로 간주된다. 생존 가능성 비율은 진자 충격 테스트에서 살아남은 샘플 모집단의 백분율을 계산하여 결정된다. 예를 들어, 테스트한 샘플 모집단이 10이고 위에서 지정한 조건에서 충격을 받은 후 5개의 샘플에서 파손이 관찰되지 않으면 해당 바이알 유형의 생존율은 50%가 된다. 진자 충격 테스트 측정에서 얻은 결과는 아래 표 11에 나와 있다. 진자 충격 테스트에서 테스트된 모든 샘플은 도 22b에 표시된 노 온도 프로파일에 따라 어닐링되었으며, 테스트된 알루미노실리케이트 바이알 중 어느 것도 이온 교환되지 않았다.
<표 11>
구현 예에서, 용어 "파손 계수"는 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 생존율, 여기서: 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 의해 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께 s1을 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 생존율 사이의 비율을 의미한다. 구현 예에서, 용어 "파손 계수"는 또한 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 생존율, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 생존율 사이의 비율을 의미한다. 구현 예에서, 용어 "파손 계수"는 또한 (i) 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 갖는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알(또는 코팅이 존재하는 경우 외부 코팅된 유리 제약 바이알)의 생존율, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, X는 ISO 8362-1에 정의된 대로 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정이며, 직경 d1은 D보다 크거나 같고; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께임, 및 (ii) ISO 8362-1에 정의된 측벽 두께를 갖는 크기 X의 유리 제약 바이알의 생존율 사이의 비율을 의미한다.
테스트된 바이알에 20mm 30N 스크래치가 제공되었을 때 1.2 mm의 벽 두께를 갖는 코팅되지 않은 2R 보로실리케이트 바이알에 비해 0.85 mm의 벽 두께를 갖는 외부 코팅된 0.85 알루미노실리케이트 바이알에 대한 파손 계수는 >95인 것으로 결정되었다(벽 두께 1.2mm를 갖는 2R 보로실리케이트 바이알의 생존율은 1% 미만임).
따라서, 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 외부 코팅된 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서: 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 진자 충격 시험에 따라 결정된 적어도 50, 적어도 60, 적어도 70, 적어도 80, 적어도 90, 또는 적어도 95의 파손 계수를 포함한다. 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 및 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1의 116%가 D보다 크거나 같으며, 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 진자 충격 테스트에 따라 결정된 수직 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 50, 적어도 60, 적어도 70, 적어도 80, 적어도 90 또는 적어도 95의 파손 계수를 포함한다. 본 개시의 구현 예는 내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 및 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 최소 크기 지정이며, 직경 d1이 D보다 크거나 같으며; 유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 유리 제약 바이알은 진자 충격 테스트에 따라 결정된 수직 압축 테스트에 따라 결정된 적어도 50, 적어도 60, 적어도 70, 적어도 80, 적어도 90 또는 적어도 95의 파손 계수를 포함한다.
검사
감소된 두께를 갖는 측벽을 갖는 유리 제약 바이알을 형성하는 것은 또한 유리 제약 바이알의 시각적 및 자동 검사를 향상시킬 수 있다. 특히, 유리 제약 바이알은 일반적으로 결함 및/또는 부적합(nonconformities)을 갖는 바이알이 폐기될 수 있도록 시각적으로 및/또는 자동화 비전 시스템을 사용하여 검사하여 결함 및/또는 부적합을 검출한다. 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 두께가 감소된 측벽을 갖는 유리 제약 바이알을 형성하는 것은 툴링 등에 의해 야기되는 결함을 최소화 및/또는 완화함으로써 유리 제약 바이알의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 것으로 여겨진다.
향상된 표면 품질은 또한 유리 제약 바이알의 시각적 및/또는 자동 검사를 향상시켜 결함 및/또는 부적합을 더 쉽게 감지할 수 있다. 특히, 향상된 광 투과 및 반사 특성을 갖는 유리 제약 바이알은 결함 대비 검출을 향상시켜 자동화 검사 시스템을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 더 얇은 벽으로 형성된 스톡 유리 튜브는 결함이 덜하게 제조될 수 있다고 믿어진다. 따라서, 감소된 벽 두께를 갖는 스톡 유리 튜브로 형성된 유리 용기는 또한 본 명세서에 설명된 유리 용기의 개선된 검사 관련 특성으로 이어지는 더 적은 결함을 포함할 수 있다.
지속 가능성 및 비용
중요하게도, 두께가 감소된 측벽을 갖는 유리 제약 바이알을 형성하는 것은 보다 지속 가능하고 저렴한 비용의 제약 포장을 제공한다. 특히, 두께가 감소된 측벽을 갖는 유리 제약 바이알을 형성하면 동일한 외부 직경 D를 갖는 기존의 유리 바이알보다 유리 재료를 덜 활용하는 바이알이 생성된다. 유리 재료가 감소하면 소비 후 폐기물이 줄어든다. 또한 유리 재료를 줄이면 포장 중량이 낮아지고, 크기를 조정할 경우 완제품 운송 시 연료 소비가 줄어든다.
아래 표 12는 기존의 플랜지 디자인을 갖는 바이알 및 감소된 부피 플랜지 디자인을 갖는 바이알에 대해 0.7mm 및 0.5mm의 감소된 벽 두께를 갖는 2R 유리 제약 바이알을 제조하는 데 필요한 유리 재료의 양을 보여준다. 유리의 밀도는 용기 전체에서 일정하다고 간주될 수 있으므로, 특정 바이알을 생산하는 데 필요한 감소된 유리 부피를 사용하여 감소된 유리 질량을 계산할 수 있다.
<표 12>
동일한 ISO 8362-1 크기 지정의 유리 제약 용기의 벽 두께의 0.7배 이하인 벽 두께를 갖는 유리 제약 바이알은 ISO 8362-1에 정의된 두께를 갖는 동일한 크기 지정의 유리 제약 바이알을 형성하는 데 사용되는 유리 질량의 90% 미만, 85% 미만 또는 80% 미만을 사용하여 형성될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 10% 이상, 15% 이상, 심지어 20% 이상 유리 제약 바이알을 제조하는 데 사용되는 유리 질량의 감소와 상관관계가 있다. 더욱이, 유리 제약 바이알이 감소된 플랜지 부피를 갖도록 설계되는 경우, 상기 구현 예에서 논의된 바와 같이, ISO 8362-1 크기 지정과 동일한 유리 제약 용기 벽 두께의 0.7배로 감소된 벽 두께를 갖는 유리 제약 바이알은 ISO 8362-1에서 정의한 두께를 갖는 동일한 크기 지정의 유리 제약 바이알을 형성하는 데 사용되는 유리 질량의 84% 미만, 80% 미만, 76% 미만 또는 심지어 72% 미만을 사용하여 형성될 수 있다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 16% 이상, 20% 이상, 24% 이상, 28% 이상의 바이알을 제조하는 데 사용되는 유리 질량의 감소와 상관관계가 있다. 따라서, 본 명세서에 기술된 유리 용기의 감소된 벽 두께는 주어진 양의 유리에 대해 더 많은 유리 용기가 생산되도록 유도한다.
용기의 유리 재료가 감소하면 용기가 형성되는 스톡 유리 튜브 제조에 사용되는 유리가 줄어들기 때문에 원재료 비용도 절감된다.
감소된 벽 두께로 형성된 유리 용기는 동일한 외부 직경을 갖는 기존의 유리 용기에 비해 증가된 충전 부피를 가질 수도 있다. 예를 들어, ISO 8362-1에 따른 2R 크기 지정을 갖지만 감소된 벽 두께(ISO 8362-1에 따른 표준 벽 두께의 70%)를 갖는 본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알은 ISO 8362-1에 정의된 두께를 갖는 크기 2R의 유리 제약 바이알보다 9% 더 많은 유체 부피를 보유할 수 있었다. 유사하게, ISO 8362-1에 따른 10R 크기 지정을 갖지만 감소된 벽 두께(ISO 8362-1에 따른 표준 벽 두께의 70%)를 갖는 본 명세서에 기술된 유리 제약 바이알은 ISO 8362-1에 정의된 두께를 갖는 10R 크기의 유리 제약 바이알보다 6% 더 많은 유체 부피를 보유할 수 있었다.
본 명세서에 언급된 바와 같이, 제조 처리량과 관련하여, 유리 용기가 형성되는 더 얇은 유리 튜브가 튜브에서 바이알로의 변환 공정에 필요한 온도로 더 신속하게 가열될 수 있기 때문에 유리 용기 측벽의 감소된 두께는 제조 처리량을 향상시킬 수 있다. 아래에 논의된 바와 같이, 이는 유리 용기 제조 동안 에너지 사용량을 감소시킨다. 유사하게, 감소된 측벽 두께로 인해 감소된 유리 용기의 열 질량은 유리 용기의 제조 또는 그 이후의 유리 용기의 처리에 사용되는 임의의 가열 및/또는 냉각 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 동일한 외부 직경(D)을 갖는 기존 유리 용기에 비해 벽 두께가 감소된 유리 용기는 상대적으로 낮은 열 질량으로 인해 적은 에너지 소비로 발열원 제거, 동결 및 동결 건조 공정을 완료할 수 있다. 또한, 더 낮은 질량과 바이알의 증가된 적합성으로 인해 충전 라인 속도가 증가될 수 있어 보다 효율적인 충전 라인이 가능해질 수 있다.
앞서 언급한 지속 가능성 개선 외에도 벽 두께가 감소된 유리 용기는 CO2 배출량을 전반적으로 감소시킬 수 있다. 튜브에서 바이알로의 변환 공정과 관련하여, 벽 두께가 감소된 유리 용기는 변환 공정의 다양한 단계를 수행하기 위해 더 적은 가열이 필요할 수 있다. 이 이론을 조사하기 위해 얇은 벽 유리 용기를 변환하는 데 필요한 가스가 기존 두께로 형성된 상대 유리 용기에 비해 감소될 수 있는지 여부를 확인하기 위해 가스 사용량 연구가 수행되었다. 아래 표 13은 세 가지 다른 벽 두께를 갖는 스톡 유리 튜브로 형성되는 2R 유리 제약 바이알의 변환을 위한 가스 사용량 수치를 나타넨다.
<표 13>
위의 표 13에서 알 수 있듯이 스톡 유리 튜브에서 ISO 8362-1에 정의된 벽 두께의 0.7배인 벽 두께를 갖는 2R 바이알을 변환하는 데 필요한 전체 가스(즉, 에너지)가 기존 벽 두께(예: 1mm)를 갖는 2R 유리 제약 바이알과 비교하여 11% 만큼 감소할 수 있었다. 또한, 구체적으로 변환 공정의 분리 단계와 관련하여, 표준 유리 튜브에서 ISO 8362-1에 정의된 벽 두께의 0.7배인 벽 두께를 갖는 2R 바이알을 분리하는 데 필요한 에너지를 기존 벽 두께(즉, 1mm)를 갖는 2R 유리 제약 바이알과 비교하여 44%까지 줄일 수 있었다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 ISO 8362-1에 정의된 두께를 갖는 동일한 ISO 8362-1 크기 지정의 유리 제약 바이알을 변환하는 데 필요한 에너지의 95% 미만, 94% 미만, 93% 미만, 92% 미만, 91% 미만, 또는 심지어 90% 미만을 사용하여 스톡 유리 튜브로부터 변환될 수 있는 유리 제약 바이알을 포함한다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 5% 이상, 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상 또는 10% 이상의 스톡 유리 튜브로부터 유리 제약 바이알을 전환하는데 사용되는 에너지 양의 감소와 상관관계가 있다.
본 개시의 구현 예는 또한 ISO 8362-1에 정의된 두께를 갖는 동일한 ISO 8362-1 크기 지정의 유리 제약 바이알을 분리하는데 필요한 에너지의 80% 미만, 75% 미만, 70% 미만, 65% 미만, 또는 심지어 60% 미만을 사용하여 스톡 유리 튜브로부터 분리될 수 있는 유리 제약 바이알을 포함한다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 유리 제약 바이알을 포함하며, 여기서 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 스톡 유리 튜브로부터 유리 제약 바이알을 분리하는 데 사용되는 에너지 양의 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 심지어 40% 이상의 감소와 상관관계가 있다. 상대적으로 얇은 벽과 관련된 위에서 설명한 에너지 감소는 변환된 유리 바이알당 방출되는 CO2 양의 비례적인 감소로 이어질 것이다.
튜브에서 바이알로의 변환 공정과 관련된 에너지 절약 및 방출 감소 외에도 이러한 이점은 튜브를 형성하는 데 사용되는 스톡 유리 튜브의 제조와 관련하여 실현되는 것으로 밝혀졌다.
본 명세서에 설명된 얇은 벽 유리 용기의 생산에 사용하기 위해 두께가 감소된 기본 유리 튜브의 제조와 관련된 잠재적인 CO2 배출 감소를 조사하기 위해, 벽 두께가 0.7mm와 0.5mm로 감소된 2R 유리 제약 바이알과 관련된 바이알 기준 CO2 배출을 결정하는 연구가 수행되었다. 2R 가스 제약 바이알을 생산하는 데 필요한 스톡 유리 튜브의 양을 제공하는 데 필요한 천연 가스의 양이 결정되었으며, 관련 CO2 배출량이 아래 표 14에 나와 있다.
<표 14>
벽 두께가 1.0mm, 0.7mm, 0.5mm인 2R, 10R, 20R 바이알에 대해 바이알 기준(튜브 제조 및 변환 포함)으로 전체 CO2 배출량을 비교하는 추가 배출 연구가 수행되었으며, 그 결과는 하기 표 15에 나타낸 바와 같다.
<표 15>
어떤 경우에는 벽 두께가 감소된 일부 스톡 유리 튜브의 경우 튜브 수율이 더 낮을 수 있다. 따라서, 바이알 기준 당 결과적인 배출량은 ISO 8362-1 바이알 크기에 따라 약간의 차이를 보인다. 튜브 수율을 향상시키기 위해 스톡 유리 튜브의 제조 공정을 수정할 수 있다고 생각되지만, 연구 결과에 따르면 벽 두께를 ISO 8362-1에 정의된 벽 두께의 0.7배로 줄임으로써 원유리 재료에서 유리 뷰트로의 변환 과정과 튜브에서 유리로의 변환 공정을 모두 고려하면 적어도 5%의 CO2 배출량에서의 전체적인 감소를 얻을 수 있다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 ISO 8362-1에 정의된 두께를 갖는 동일한 ISO 8362-1 크기 지정의 유리 제약 바이알을 생산하는 데 필요한 CO2 배출량의 95%, CO2 배출량의 90%, 또는 심지어 CO2 배출량의 85%로 생산될 수 있는 유리 제약 바이알을 포함한다. 따라서, 본 개시의 구현 예는 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽이 유리 제약 바이알을 생성하기 위해 방출되는 CO2 양의 5% 이상, 10% 이상, 심지어 15% 이상의 감소와 상관관계가 있는 유리 제약 바이알을 포함한다.
이론에 얽매이기를 바라지 않고, 기존의 유리 용기(ISO 8362-1에 설명된 것과 같은)에 비해 유리 용기의 측벽 두께를 줄이면 유리 용기의 충전 및 운송과 관련된 공정에서 CO2 배출을 크게 줄일 수 있다고 믿어진다.
운송 관련 CO2 배출 감소와 관련하여, 배출 감소 추정 모델은 전체 배송 중량, EPA에서 제공하는 배출계수(https://www.epa.gov/sites/default/files/2018-03/documents/emission-factors_mar_2018_0.pdf) 및 2,300마일의 임의의 이동 거리를 고려한다. 전체 배송 중량과 관련하여 모델에는 바이알 무게, 바이알 운반에 사용되는 팔레트 무게, 트럭 무게(https://www.energy.gov/eere/vehicles/fact-620-april-26-2010-class-8-truck-tractor-weight-component) 및 빈 53피트 트레일러의 무게(https://bigrigpros.com/how-much-does-an-empty-semi-trailer-weigh/)가 포함된다. 아래 표 16은 모델의 가정과 그에 따른 모델 결과를 제시하고 있다.
<표 16>
위의 표 16에 표시된 모델 결과는 벽 두께를 ISO 8362-1에 정의된 벽 두께의 0.7배로 줄임으로써 운송 관련 CO2 배출량을 7%(5.7g CO2에서 5.3g CO2) 감소시킬 수 있음을 나타낸다. 더욱이, 벽 두께가 ISO 8362-1에 정의된 벽 두께의 0.5배로 추가로 감소되면 15%(5.7g CO2에서 4.9g CO2)의 CO2 배출 감소를 얻을 수 있다.
청구된 주제의 사상과 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 구현 예에 대해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 명세서는 본 명세서에 설명된 다양한 구현 예의 수정 및 변형을 포함하며, 그러한 수정 및 변형은 첨부된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.
유리 용기의 구현 예는 기존 유리 용기와 동일한 외부 직경, 또는 기존 유리 용기의 84% 이상 116% 이하의 외부 직경을 유지하면서 두께가 감소된 측벽을 갖는 것으로 본 명세서에 설명되어 있으나, 다른 구현 예가 고려되고 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 유리 용기는 본 명세서에 설명된 바와 같이 두께가 감소된 측벽을 가질 수 있다. 다만, 유리 용기는 내부 직경이 일반 유리 용기와 동일하거나, 내부 직경이 일반 유리 용기의 84% 이상 116% 이하이며, 외부 직경은 기존 유리 용기의 외부 직경보다 작도록 구성될 수 있다. 이러한 구현 예에서, 유리 용기는 감소된 벽 두께를 갖지만 기존 유리와 동일한 외부 직경을 갖거나, 또는 외부 직경이 기존 유리 용기 대비 84% 이상 116% 이하인 본 명세서에 기술된 유리 용기의 구현 예와 동일한 특성 특성(즉, 기계적 거동, 화학적 내구성 등)을 가질 것으로 믿어진다.
더욱이, 본 개시는 주로 유리 튜브로 변환된 유리 용기에 관한 것이지만, 본 개시의 구현 예는 또한 얇은 벽을 포함하는 성형된 유리 용기를 포함한다. 성형된 유리 용기는 변환된 유리 용기의 많은 개선점을 보여준다. 예를 들어, 유리 용기를 만드는 데 사용된 제조 방법에 관계없이 더 얇은 벽으로 구성된 유리 용기는 생산에 유리와 에너지를 덜 사용할 수 있으며 더 얇은 벽으로 인한 향상된 적합성과 관련된 유사한 기계적 성능 이점을 제공할 수 있다.
Claims (42)
- 유리 제약 바이알로서,
내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하며, 여기서:
유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1:2018에 정의된 바와 같이 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정으로, 직경 d1의 116%가 D 이상이며;
유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 그리고
유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트(Vial Compliance Test)에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.75의 적합성 인자(compliance factor)를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
수평 압축 테스트(Horizontal Compression Test)에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 0.5의 수평 강도 인자(horizontal strength factor)를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
유리 제약 바이알은 외부 유기 코팅, 및 수평 압축 테스트에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 1.5의 수평 강도 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
유리 제약 바이알이 외부 유기 코팅을 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 4에 있어서,
외부 유기 코팅은 20 nm 이상 40 nm 이하의 두께를 갖는 유기 코팅인, 유리 제약 바이알. - 청구항 4에 있어서,
유리 제약 바이알은 진자 충격 테스트(Pendulum Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 50의 파손 계수(breakage factor)를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 4에 있어서,
유리 제약 바이알은 동결-해동 테스트(Freeze-Thaw Test)에 따라 측정된 바와 같이 적어도 2.25의 저온 저장 인자(cold storage factor)를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
유리 제약 바이알은 ASTM 표준 E438-92에 따른 유형 I, 클래스 B 유리로부터 형성되는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
유리 제약 바이알은 알루미노실리케이트 유리 조성물로부터 형성되는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 만드는 데 사용되는 유리 질량의 10% 이상의 감소와 상관관계가 있는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 스톡(stock) 유리 튜브로부터 변환시키는 데 사용되는 에너지 양의 5% 이상의 감소와 상관관계가 있는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 생성하기 위해 방출되는 CO2 양의 5% 이상의 감소와 상관관계가 있는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 스톡 유리 튜브로부터 유리 제약 바이알을 분리하는 데 사용되는 에너지 양의 20% 이상의 감소와 상관관계가 있는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
유리 제약 바이알은 USP <660>에 따른 유형 1 화학적 내구성을 갖는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이, 0.9 미만의 동적 충격 인자(Dynamic Impact Factor)를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 1.2의 FWHM 인자(FWHM Factor)를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 1에 있어서,
유리 제약 바이알은,
동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자(Dynamic Impact Factor); 및
동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 유리 제약 바이알로서,
내부 부피를 둘러싸는 측벽 및 외부 직경 D를 포함하는 유리 바디를 포함하며, 여기서:
유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 직경 d1과 동일하며, 여기서 X는 ISO 8362-1:2018에 정의된 바와 같이 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R 중 하나이며;
유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 그리고
유리 제약 바이알은 바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.75의 적합성 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
수평 압축 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 0.5인 수평 강도 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
유리 제약 바이알은 외부 유기 코팅, 및 수평 압축 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.5의 수평 강도 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
유리 제약 바이알은 외부 유기 코팅을 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 21에 있어서,
외부 유기 코팅은 20 nm 이상 40 nm 이하의 두께를 갖는 유기 코팅인, 유리 제약 바이알. - 청구항 21에 있어서,
유리 제약 바이알은 진자 충격 테스트(Pendulum Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 적어도 50의 파손 계수를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 21에 있어서,
유리 제약 바이알은 동결-해동 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 2.25의 저온 저장 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
유리 제약 바이알은 ASTM 표준 E438-92에 따른 유형 I, 클래스 B 유리로부터 형성되는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
유리 제약 바이알은 알루미노실리케이트 유리 조성물로부터 형성되는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 만드는 데 사용되는 유리 질량의 10% 이상의 감소와 상관관계가 있는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 스톡 유리 튜브로부터 변환시키는 데 사용되는 에너지 양의 5% 이상의 감소와 상관관계가 있는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 유리 제약 바이알을 생성하기 위해 방출되는 CO2 양의 5% 이상의 감소와 상관관계가 있는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
0.85*s1 이하의 평균 벽 두께 Ti를 갖는 유리 제약 바이알의 측벽은 스톡 유리 튜브로부터 유리 제약 바이알을 분리하는 데 사용되는 에너지 양의 20% 이상의 감소와 상관관계가 있는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
유리 제약 바이알은 USP <660>에 따른 유형 1 화학적 내구성을 갖는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 18에 있어서,
유리 제약 바이알은:
동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자(Dynamic Impact Factor); 및
동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 유리 제약 바이알로서,
내부 부피를 둘러싸는 측벽, 외부 직경 D, 및 측벽 상의 외부 유기 코팅을 포함하는 유리 바디를 포함하며, 여기서:
유리 바디의 외부 직경 D는 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알 직경 d1의 84% 이상 116% 이하이며, 여기서 X는 ISO 8362-1:2018에 정의된 2R, 3R, 4R, 6R, 8R, 10R, 15R, 20R, 25R, 30R, 50R 및 100R의 최소 크기 지정으로, 직경 d1의 116%가 D 이상이며; 그리고
유리 제약 바이알의 측벽은 0.85*s1 이하인 평균 벽 두께 Ti를 포함하며, 여기서 s1은 ISO 8362-1:2018에 정의된 크기 지정 X의 유리 바이알의 벽 두께이고; 그리고
진자 충격 테스트에 따라 결정된 파손 계수가 적어도 50인, 유리 제약 바이알. - 청구항 35에 있어서,
외부 유기 코팅은 20 nm 이상 40 nm 이하의 두께를 갖는, 유리 제약 바이알. - 청구항 35에 있어서,
동결-해동 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 2.25의 저온 저장 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 35에 있어서,
바이알 적합성 테스트에 따라 결정된 바와 같이, 적어도 1.75의 적합성 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 35에 있어서,
수평 압축 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.5의 수평 강도 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 35에 있어서,
유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 35에 있어서,
유리 제약 바이알은 동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알. - 청구항 35에 있어서,
유리 제약 바이알은:
동적 충격 테스트(Dynamic Impact Test)에 따라 결정된 바와 같이 0.9 미만의 동적 충격 인자(Dynamic Impact Factor); 및
동적 충격 테스트에 따라 결정된 바와 같이 적어도 1.2의 FWHM 인자를 포함하는, 유리 제약 바이알.
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