具有改善的化學(xué)和機械耐久性的玻璃組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所述的實施方式涉及化學(xué)和機械耐久玻璃組合物和由所述玻璃組合物形成的玻璃制品。在另一種實施方式中，玻璃組合物可包括：從約70摩爾％到約80摩爾％SiO2；從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物；X摩爾％Al2O3；以及Y摩爾％堿金屬氧化物。所述堿金屬氧化物可包括大于約8摩爾％量的Na2O。比例Y:X可大于1，且玻璃組合物可不含硼和硼的化合物。在一些實施方式中，所述玻璃組合物還可不含磷和磷的化合物。由所述玻璃組合物形成的玻璃制品可至少具有根據(jù)DIN12116的S3級別的耐酸性、根據(jù)ISO695的至少A2級別的耐堿性、以及根據(jù)ISO720的HGA1型耐水解性。
【專利說明】具有改善的化學(xué)和機械耐久性的玻璃組合物
[0001]相關(guān)申請交叉參考
[0002]本申請要求2011年10月25日提交的美國臨時申請?zhí)朜0.61/551，163 (代理人卷號N0.SP11-240P)且標(biāo)題為“具有改善的化學(xué)和機械耐久性的玻璃組合物”的優(yōu)先權(quán)，該文的全部內(nèi)容通過引用納入本文。
[0003]背景
[0004]領(lǐng)域
[0005]本發(fā)明總體涉及玻璃組合物，具體來說，涉及適用于藥物包裝的化學(xué)和機械耐久玻璃組合物。
技術(shù)背景
[0006]歷史上，因為玻璃具有相對于其它材料的氣密性、光學(xué)清晰度和優(yōu)異的化學(xué)耐久性，已將玻璃用作藥物包裝的優(yōu)選材料。具體來說，在藥物包裝中使用的玻璃必須具有足夠的化學(xué)耐久性，從而不會影響藥物包裝中容納的藥物組合物的穩(wěn)定性。具有合適的化學(xué)耐久性的玻璃，包括那些符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)“ IB型”的玻璃組合物，它們的化學(xué)耐久性久經(jīng)考驗。
[0007]但是，把玻璃用于這些應(yīng)用受到玻璃的機械性能的限制。具體來說，在制藥工業(yè)中，玻璃破裂是終端用戶關(guān)心的安全問題，因為破裂的包裝和/或包裝的內(nèi)容物可能傷害終端用戶。對于藥物制造商，破裂是損失慘重的，因為灌裝線中的破裂要求丟棄鄰近的未破裂的容器，因為該容器可能包含來自破裂容器的碎片。破裂還可能要求灌裝線減速或停車，降低生成效率。此外，破裂還可導(dǎo)致?lián)p失活性藥物，導(dǎo)致成本增加。此外，非毀滅性的斷裂(即，當(dāng)玻璃有裂紋卻沒有破裂時)可能導(dǎo)致內(nèi)容物失去它們的無菌性，這依次可能導(dǎo)致昂貴的產(chǎn)品召回。
[0008]改善玻璃包裝機械耐久性的方法之一是熱學(xué)鋼化該玻璃包裝。熱學(xué)鋼化通過在成形后的快速冷卻中產(chǎn)生表面壓縮應(yīng)力，來強化玻璃。對于具有平坦幾何形貌(如窗戶)的玻璃制品、厚度> 2毫米的玻璃制品和高熱膨脹的玻璃組合物，這種技術(shù)非?？尚小５?，藥物玻璃包裝通常具有復(fù)雜的幾何形貌(小瓶、管狀、安瓿瓶等)、薄的壁(~1-1.5毫米)，以及由低膨脹玻璃(30-55110-?-1)制備，使玻璃藥物包裝不適于通過熱學(xué)鋼化強化。
[0009]化學(xué)鋼化也通過引入表面壓縮應(yīng)力來強化玻璃。通過把制品浸沒于熔鹽浴中來引入應(yīng)力。因為玻璃中的離子被熔鹽中更大的離子取代，所以在玻璃的表面產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。化學(xué)鋼化的益處在于它可在復(fù)雜幾何形貌、薄的樣品上使用，且對玻璃基材的熱膨脹特征相對不敏感。但是，對化學(xué)鋼化具有中等敏感性(susceptibility)的玻璃組合物通常具有不良的化學(xué)耐久性，反之亦然。
[0010]因此，存在對玻璃組合物的需求，所述玻璃組合物是化學(xué)耐久的且易于通過離子交換化學(xué)強化以用于藥物包裝和類似的應(yīng)用。
[0011]概述
[0012] 根據(jù)一種實施方式，玻璃組合物可包括:濃度大于約70摩爾％的SiO2和Y摩爾％的堿金屬氧化物。所述堿金屬氧化物可包括大于約8摩爾％量的Na20。所述玻璃組合物可不含硼和硼的化合物。
[0013]根據(jù)另一種實施方式，玻璃組合物可包括:大于約68摩爾％ SiO2 ;X摩爾％ Al2O3 ；Y摩爾％堿金屬氧化物；以及B203。所述堿金屬氧化物可包括大于約8摩爾％量的Na20。比例(B203(摩爾％ )/(Y摩爾％ -X摩爾％ )可大于O且小于0.3。
[0014]還在其他實施方式中，玻璃制品可具有根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性。玻璃制品可包括大于約8摩爾％ Na2O和小于約4摩爾％ Β203。
[0015]還在其他實施方式中，玻璃藥物包裝可包括:大于約70摩爾％量的SiO2 ;Χ摩爾％Al2O3 ;以及Y摩爾％的堿金屬氧化物。所述堿金屬氧化物可包括大于約8摩爾％量的Na20。玻璃藥物包裝中B2O3的濃度(摩爾％)和(Y摩爾％ _乂摩爾％)的比例可小于0.3。玻璃藥物包裝也可具有根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性。
[0016]在其他實施方式中，玻璃組合物可包括從約70摩爾％到約80摩爾％ SiO2 ;從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物；X摩爾％ Al2O3 ;以及Y摩爾％堿金屬氧化物。所述堿金屬氧化物可包括大于約8摩爾％量的Na20。比例Y:X可大于1，且玻璃組合物可不含硼和硼的化合物。
[0017]還在另一種實施方式中，玻璃組合物可包括:從約72摩爾％到約78摩爾％ SiO2 ；從約4摩爾％到約8摩爾％堿土金屬氧化物；Χ摩爾％ Al2O3 ;以及Y摩爾％堿金屬氧化物。堿土金屬氧化物的量可大于或等于約4摩爾％且小于或等于約8摩爾％。堿金屬氧化物可包括大于或等于約 9摩爾％且小于或等于約15摩爾％量的Na20。比例Y:X可大于I。所述玻璃組合物可不含硼和硼的化合物。
[0018]還在另一種實施方式中，玻璃組合物可包括:從約68摩爾％到約80摩爾％ SiO2 ；從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物；Χ摩爾^Al2O3 ;以及Y摩爾％堿金屬氧化物。所述堿金屬氧化物可包括大于約8摩爾％量的Na20。所述玻璃組合物還可包括B203。比例(B203 (摩爾％ )/(Y摩爾％ -X摩爾％ )可大于O且小于0.3，以及比例Υ:Χ可大于I。
[0019]在其他實施方式中，玻璃組合物可包括:從約70摩爾％到約80摩爾％ SiO2 ;從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物；Χ摩爾％ Al2O3 ;以及Y摩爾％堿金屬氧化物。堿金屬氧化物可包括大于或等于約0.1摩爾％且小于或等于約1.0摩爾％量的CaO。X可以是大于或等于約2摩爾％且小于或等于約10摩爾％。堿金屬氧化物可包括從約0.01摩爾％到約1.0摩爾％ K2O0比例Y:X可大于I。所述玻璃組合物可不含硼和硼的化合物。
[0020]還在其他實施方式中，玻璃組合物可包括:大于約70摩爾％且小于或等于約80摩爾％量的SiO2 ;從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物；X摩爾^Al2O3 ;以及Y摩爾％堿金屬氧化物。所述堿金屬氧化物可包括大于約8摩爾％量的Na20。玻璃組合物中B2O3的濃度(摩爾％)和(Y摩爾％ -X摩爾％)的比例可小于0.3。比例Y:X可大于I。
[0021]在另一種實施方式中，玻璃制品可具有根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性。玻璃制品的閥值擴散率在小于或等于450°C的溫度下可大于約16微米2/小時。
[0022]還在另一實施方式中，玻璃制品可具有根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性。玻璃制品還可具有壓縮應(yīng)力層，所述壓縮應(yīng)力層的層深度大于25微米且表面壓縮應(yīng)力大于或等于350MPa。可離子交換強化所述玻璃制品，且所述離子交換強化包括在熔鹽浴中把玻璃制品于小于或等于450°C的溫度下處理小于或等于5小時的時間。
[0023]在以下的詳細描述中提出了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點，其中的部分特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所作描述就容易看出，或者通過實施包括以下詳細描述、權(quán)利要求書以及附圖在內(nèi)的本文所述的各種實施方式而被認識。
[0024]應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細描述介紹了各種實施方式，用來提供理解要求保護的主題的性質(zhì)和特性的總體評述或框架。包括的附圖提供了對各種實施方式的進一步的理解，附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖以圖示形式說明了本文所述的各種實施方式，并與說明書一起用來解釋要求保護的主題的原理和操作。
[0025]附圖簡述
[0026]圖1圖形化地顯示了發(fā)明性和比較性玻璃組合物中堿金屬氧化物和氧化鋁的比例(X軸)與應(yīng)變點、退火點和軟化點(y軸)之間的關(guān)系；
[0027]圖2圖形化地顯示了發(fā)明性和比較性玻璃組合物中堿金屬氧化物和氧化鋁的比例(X軸)與最大壓縮應(yīng)力和應(yīng)力變化(y軸)之間的關(guān)系；
[0028]圖3圖形化地顯示了發(fā)明性和比較性玻璃組合物中堿金屬氧化物和氧化鋁的比例(X軸)與根據(jù)IS0720標(biāo)準(zhǔn)測定的耐水解性(y軸)之間的關(guān)系；
[0029]圖4圖形化地顯示了發(fā)明性和比較性玻璃組合物中的擴散率D(y軸)隨比例(CaO/ (CaO+MgO)) (x 軸)的變化；
[0030]圖5圖形化地顯示了發(fā)明性和比較性玻璃組合物中的最大壓縮應(yīng)力(y軸)隨比例(CaO/ (CaO+MgO)) (x 軸)的變化；
[0031]圖6圖形化地顯示了發(fā)明性和比較性玻璃組合物中的擴散率D(y軸)隨比例(B2O3/ (R2O-Al2O3)) (X 軸)的變化；以及
[0032]圖7圖形化地顯示了發(fā)明性和比較性玻璃組合物中的根據(jù)IS0720標(biāo)準(zhǔn)測定的耐水解性(y軸)隨比例(B2O3/(R2O-Al2O3)) (X軸)的變化。
[0033]詳細描述
[0034]現(xiàn)在將詳細參考具有改善的化學(xué)和機械耐久性的玻璃組合物的各種實施方式。這種玻璃組合物適用于各種應(yīng)用，包括，但不限于藥物包裝材料。還可化學(xué)強化所述玻璃組合物，由此賦予玻璃增加的機械耐久性。本文所述的玻璃組合物通?？砂ǘ趸?SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、堿土金屬氧化物(如MgO和/或CaO)以及堿金屬氧化物(如Na2O和/或K2O)，它們的量賦予玻璃組合物化學(xué)耐久性。此外，存在于玻璃組合物中的堿金屬氧化物促進通過離子交換來化學(xué)強化所述玻璃組合物。本文將描述玻璃組合物的各種實施方式，且將參考具體的實施例來進一步闡述。
[0035]如本文所使用，術(shù)語“軟化點”指玻璃組合物的粘度為IxlO7 6泊(poise)時的溫度。
[0036]如本文所使用，術(shù)語“退火點”指玻璃組合物的粘度為IxlO13泊(poise)時的溫度。
[0037]如本文所使用，術(shù)語“應(yīng)變點”和“Tia”指玻璃組合物的粘度為3xl014泊(poise)時的溫度。
[0038]如本文所使用，術(shù)語“CTE”指玻璃組合物在約室溫(RT)-約300°C溫度范圍的熱膨脹系數(shù)。
[0039]在本文所述的玻璃組合物的實施方式中，除非另有說明，組成成分(如Si02、Al2O3等)的濃度具體為基于氧化物的摩爾百分?jǐn)?shù)(摩爾％ )。 [0040]當(dāng)用來描述玻璃組合物中特定組成成分的濃度和/或不存在該特定組成成分時，術(shù)語“不含”和“基本上不含”意指該組成成分不是故意添加到所述玻璃組合物中的。但是，玻璃組合物可包含痕量的組成成分作為污染物，或者小于0.01摩爾％的不確定量的組成成分。
[0041]如本文所使用，術(shù)語“化學(xué)耐久性”指當(dāng)暴露于特定化學(xué)條件下時，玻璃組合物抵抗降解的能力。具體來說，根據(jù)3種熟知的材料測試標(biāo)準(zhǔn)來評估本文所述的玻璃組合物的化學(xué)耐久性:2001年3月的DIN12116，其題為“玻璃的測試-對煮沸鹽酸水溶液攻擊的抵抗_測試和分級方法(Testing of glass-Resistance to attack by a boilingaqueous solution of hydrochloric acid-Method of test and classification)，，；IS069 5:1991，其題為“玻璃-對煮沸混合堿金屬水溶液攻擊的抵抗-測試和分級方法(Glass—Resistance to attack by a boiling aqueous solution of mixedalkali—Method of test and classification) ”；以及 IS0720:1985,其題為“玻璃-玻璃晶粒在121 °C下的耐水解性-測試和分級方法(Glass—Hydrolytic resistance ofglass grains atl21degrees C—Method of test and classification)，，。除了上述參考的標(biāo)準(zhǔn)以外，還可根據(jù)題為“玻璃-玻璃晶粒在98°C下的耐水解性-測試和分級方法(Glass—Hydrolytic resistance of glass grains at98degrees C—Method of test andclassification) ”的IS0719:1985來評估玻璃的化學(xué)耐久性。IS0719標(biāo)準(zhǔn)是比IS0720標(biāo)準(zhǔn)更不嚴(yán)格的版本，因此，據(jù)信滿足IS0720標(biāo)準(zhǔn)的特定分級的玻璃也滿足IS0719標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)分級。本文將進一步詳細描述與各標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的分級。
[0042]本文所述的玻璃組合物是堿金屬鋁硅酸鹽玻璃組合物，其通?？砂⊿iO2和一種或更多種堿金屬氧化物如Na2O和/或K2O的組合。所述玻璃組合物還可包括Al2O3和至少一種堿土金屬氧化物。在一些實施方式中，所述玻璃組合物可不含硼和包括硼的化合物。所述玻璃組合物是耐化學(xué)降解的，且還適于通過離子交換來化學(xué)強化。在一些實施方式中，所述玻璃組合物還可 包括少量的一種或更多種其它氧化物如SnO2, ZrO2, ZnO, TiO2, As2O3等?？商砑舆@些組分作為澄清劑(fining agent)和/或進一步增強所述玻璃組合物的化學(xué)耐久性。
[0043]在本文所述的玻璃組合物的實施方式中，SiO2是該組合物的最大成分，因此是所得玻璃網(wǎng)絡(luò)的主要成分。SiOjf強玻璃的化學(xué)耐久性，具體來說，增強玻璃組合物在酸中對分解的抵抗和玻璃組合物在水中對分解的抵抗。因此，通常期望高的SiO2濃度。但是，如果SiO2含量過高，可降低玻璃的成形性，因為更高的SiO2含量增加了熔融玻璃的難度，這依次不利地影響玻璃的成形性。在一些實施方式中，所述玻璃組合物通常包括大于或等于67摩爾％和小于或等于約80摩爾％或甚至小于或等于78摩爾％的Si02。在一些實施方式中，所述玻璃組合物中SiO2的量可大于約68摩爾％、大于約69摩爾％或甚至大于約70摩爾％。在一些其它實施方式中，所述玻璃組合物中SiO2的量可大于72摩爾％、大于73摩爾％或甚至大于74摩爾％。例如，在一些實施方式中，所述玻璃組合物可包括從約68摩爾％至約80摩爾％或甚至至約78摩爾％的Si02。在一些其它實施方式中，所述玻璃組合物可包括從約69摩爾％至約80摩爾％或甚至至約78摩爾％的SiO2。在一些其它實施方式中，所述玻璃組合物可包括從約70摩爾％至約80摩爾％或甚至至約78摩爾％的SiO2。還在其他實施方式中，所述玻璃組合物包括大于或等于70摩爾％且小于或等于78摩爾％的量的Si02。在一些實施方式中，SiO2可以從約72摩爾％至約78摩爾％的量存在于所述玻璃組合物中。在一些其它實施方式中，SiO2可以從約73摩爾％至約78摩爾％的量存在于所述玻璃組合物中。在其它實施方式中，SiO2可以從約74摩爾％至約78摩爾％的量存在于所述玻璃組合物中。還在其它實施方式中，SiO2可以從約70摩爾％至約76摩爾％的量存在于所述玻璃組合物中。
[0044]本文所述的玻璃組合物還可包括Al2O315 Al2O3和存在于玻璃組合物中的堿金屬氧化物如Na2O等結(jié)合，改善玻璃進行離子交換強化的敏感性。在本文所述的實施方式中，Al2O3可以X摩爾％的量存在于所述玻璃組合物中，同時堿金屬氧化物以Y摩爾％的量存在于所述玻璃組合物中。為了促進上述對離子交換強化的敏感性，本文所述的玻璃組合物中的比例Y:X大于I。具體來說，玻璃組合物的擴散系數(shù)或者擴散率D與離子交換時堿金屬離子滲透進入玻璃表面的速率相關(guān) 。比例Y:X大于約0.9或甚至大于約I的玻璃的擴散率大于比例Y:X小于0.9的玻璃的擴散率。在給定離子交換時間和離子交換溫度下，堿金屬離子具有更大擴散率的玻璃可獲得比堿金屬離子具有更低擴散率的玻璃更大的層深度。此外，隨著比例Y: X增加，玻璃的應(yīng)變點、退火點和軟化點降低，從而玻璃更加易于成形。此外，對于給定離子交換時間和離子交換溫度，已發(fā)現(xiàn)具有比例Υ:Χ大于約0.9且小于或等于2的玻璃包括的壓縮應(yīng)力，通常大于比例Y:X小于0.9或大于2的玻璃中產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力。因此，在一些實施方式中，比例Υ:Χ大于0.9或甚至大于I。在一些實施方式中，比例Υ:Χ大于0.9，或甚至大于1，且小于或等于約2。還在其他實施方式中，比例Y:x可大于或等于約1.3且小于或等于約2.0，從而最大化在特定離子交換時間和離子交換溫度下玻璃中包括的壓縮應(yīng)力的量。
[0045]但是，如果玻璃組合物中Al2O3的量過高，玻璃組合物對酸攻擊的抵抗會降低。因此，本文所述的玻璃組合物通常包括大于或等于約2摩爾％或小于或等于約10摩爾％量的Al2O3=在一些實施方式中，該玻璃組合物中Al2O3的量是大于或等于約4摩爾％且小于或等于約8摩爾％。在一些其它實施方式中，該玻璃組合物中Al2O3的量是大于或等于約5摩爾％且小于或等于約7摩爾％。在一些其它實施方式中，該玻璃組合物中Al2O3的量是大于或等于約6摩爾％且小于或等于約8摩爾％。還在其它實施方式中，該玻璃組合物中Al2O3的量是大于或等于約5摩爾％且小于或等于約6摩爾％。
[0046]所述玻璃組合物還可包括一種或更多種堿金屬氧化物如Na2O和/或Κ20。堿金屬氧化物促進玻璃組合物的離子交換能力，并因此促進玻璃的化學(xué)強化。堿金屬氧化物可包括一種或更多種Na2O和Κ20。堿金屬氧化物通常以Y摩爾％的總濃度存在于玻璃組合物中。在本文所述的一些實施方式中，Y可大于約2摩爾％且小于或等于約18摩爾％。在一些其它實施方式中，Y可大于約8摩爾％、大于約9摩爾％、大于約10摩爾％或甚至大于約11摩爾％。例如，在本文所述的一些實施方式中，Y大于或等于8摩爾％且小于或等于約18摩爾％。還在其他實施方式中，Y可大于或等于9摩爾％且小于或等于約14摩爾％。
[0047]主要通過在離子交換之前存在于玻璃組合物中的初始的堿金屬氧化物Na2O的量，來把玻璃組合物的離子交換能力賦予該玻璃組合物。因此，在本文所述的玻璃組合物的實施方式中，存在于玻璃組合物中的堿金屬氧化物至少包括Na20。具體來說，為了在離子交換強化時在玻璃組合物獲得所需的壓縮強度和層深度，以所述玻璃組合物的分子量為基準(zhǔn)計，所述玻璃組合物包括約2摩爾％-約15摩爾％量的Na20。在一些實施方式中，以所述玻璃組合物的分子量為基準(zhǔn)計，所述玻璃組合物包括至少約8摩爾％的Na20。例如，Na2O的濃度可大于9摩爾％、大于10摩爾％或甚至大于11摩爾％。在一些實施方式中，Na2O的濃度可大于或等于9摩爾％或甚至大于或等于10摩爾％。例如，在一些實施方式中，所述玻璃組合物可包括大于或等于約9摩爾％且小于或等于約15摩爾％或甚至大于或等于約9摩爾％且小于或等于13摩爾％量的Na2O15
[0048]如上所述，玻璃組合物中的堿金屬氧化物還可包括K20。存在于玻璃組合物中的K2O的量，也與所述玻璃組合物的離子交換能力相關(guān)。具體來說，因為鉀和鈉離子的交換，隨著存在于玻璃組合物中的K2O的量增加，通過離子交換獲得的壓縮應(yīng)力降低。因此，限制存在于玻璃組合物中K2O的量是所期望的。在一些實施方式中，K2O的量大于或等于O摩爾％且小于或等于3摩爾％。在一些實施方式中，K2O的量小于或等于2摩爾％或甚至小于或等 于1.0摩爾％。在玻璃組合物包括K2O的實施方式中，K2O可以下述濃度存在:大于或等于約0.01摩爾％且小于或等于約3.0摩爾％、或者甚至大于或等于約0.01摩爾％且小于或等于約2.0摩爾％。在一些實施方式中，該玻璃組合物中存在的K2O的量是大于或等于約0.01摩爾％且小于或等于約1.0摩爾％。因此，應(yīng)理解K2O不必存在于玻璃組合物中。但是，當(dāng)玻璃組合物包括K2O時，以所述玻璃組合物的分子量為基準(zhǔn)計，K2O的量通常小于約3摩爾％。
[0049]堿土金屬氧化物可存在于所述組合物中，來改善玻璃批料材料的熔融能力和增加玻璃組合物的化學(xué)耐久性。在本文所述的玻璃組合物中，存在于玻璃組合物中的堿土金屬氧化物的總摩爾％通常小于存在于該玻璃組合物中的堿金屬氧化物的總摩爾％，從而改善所述玻璃組合物的離子交換能力。在本文所述的實施方式中，所述玻璃組合物通常包括約3摩爾％ -約13摩爾％的堿土金屬氧化物。在一些實施方式中，玻璃組合物中的堿土金屬氧化物的量可以是約4摩爾％ -約8摩爾％，或者甚至約4摩爾％ -約7摩爾％。
[0050]玻璃組合物中的堿土金屬氧化物可包括MgO，CaO, SrO, BaO或其組合。在一些實施方式中，堿土金屬氧化物包括MgO，CaO或其組合。例如，在本文所述的實施方式中，堿土金屬氧化物包括MgO。MgO以大于或等于約3摩爾％且小于或等于約8摩爾％ MgO的量存在于玻璃組合物中。在一些實施方式中，以所述玻璃組合物的分子量計，MgO可以大于或等于約3摩爾％且小于或等于約7摩爾％、或者甚至大于或等于約4摩爾％且小于或等于約7摩爾％的量存在于玻璃組合物中。
[0051]在一些實施方式中，所述堿土金屬氧化物還包括CaO。在這些實施方式中，以所述玻璃組合物的分子量計，CaO以約O摩爾％且小于或等于約6摩爾的量存在于玻璃組合物中。例如，存在于玻璃組合物中的CaO的量可小于或等于5摩爾％、小于或等于4摩爾％、小于或等于3摩爾％或者甚至小于或等于2摩爾％。在一些實施方式中，CaO可以大于或等于約0.1摩爾％且小于或等于約1.0摩爾％量存在于玻璃組合物中。例如，CaO可以大于或等于約0.2摩爾％且小于或等于約0.7摩爾％的量、或者甚至以大于或等于約0.3摩爾％且小于或等于約0.6摩爾％的量存在于玻璃組合物中。
[0052]在本文所述的實施方式中，玻璃組合物通常是富含MgO的(即，玻璃組合物中的MgO濃度大于玻璃組合物中其它堿土金屬氧化物(包括但不限于CaO)的濃度)。形成玻璃組合物，從而該玻璃組合物是富含MgO的，改善了所得玻璃特別是在離子交換強化之后的耐水解性。此外，與富含其它堿土金屬氧化物的玻璃組合物相比，富含MgO的玻璃組合物通常具有改善的離子交換性能。具體來說，從富含MgO的玻璃組合物形成的玻璃的擴散率通常大于富含其它堿土金屬氧化物(如CaO)的玻璃組合物。更大的擴散率，使得能在玻璃中形成更深的層深度。與富含其它堿土金屬氧化物如CaO的玻璃組合物相比，富含MgO的玻璃組合物還使得能在玻璃表面取得更高的壓縮應(yīng)力。此外，通常理解隨著離子交換過程的進行，堿金屬離子在玻璃中滲透得更深，在玻璃表面取得的最大壓縮應(yīng)力可能隨時間而降低。但是，從富含MgO的玻璃組合物形成的玻璃比從富含CaO或富含其它堿土金屬氧化物的玻璃組合物形成的玻璃(即貧MgO的玻璃)顯示更低的壓縮應(yīng)力下降。因此，富含MgO的玻璃組合物使得能形成具有比富含其它堿土金屬氧化物的玻璃更高的表面壓縮應(yīng)力和更大的層深度。
[0053]為了完全實現(xiàn)MgO在本文所述的玻璃組合物中的益處，已測定應(yīng)最小化以摩爾％計的CaO濃度占CaO濃度和MgO濃度之和的比例(即(CaO/(CaO+MgO))。具體來說，已測定(CaO/(CaO+MgO)應(yīng)小于或等于0.5。在一些實施方式中，(CaO/(CaO+MgO)小于或等于
0.3或者甚至小于或等于0.2。在一些其它實施方式中，(CaO/(CaO+MgO)可甚至小于或等于 0.1。
[0054]氧化硼(B2O3)是熔劑(flux)，可把它添加至玻璃組合物以降低在給定溫度(如應(yīng)變、退火和軟化溫度)下的粘度，由此改善玻璃的成形性。但是，已發(fā)現(xiàn)添加硼顯著地降低了玻璃組合物中鈉和鉀離子的擴散率，這依次不利地影響所得玻璃的離子交換性能。具體來說，已發(fā)現(xiàn)與不含硼的玻璃組合物相比，添加硼顯著的增加了獲得給定層深度所需的時間。因此，在本文所述的一些實施方式中，最小化添加到玻璃組合物的硼的量，從而改善玻璃組合物的離子交換性能。
[0055]例如，已發(fā)現(xiàn)可通過控制B2O3濃度與堿金屬總濃度(即R2O,其中R是堿金屬)和氧化鋁之差的比例(即 ，B2O3(摩爾％ ) / (R2O(摩爾％ ) -Al2O3(摩爾％ ))，來減輕硼對玻璃組合物離子交換性能的影響。具體來說，已測定當(dāng)B2O3/(R2O-Al2O3)的比例大于或等于約O且小于約0.3或者甚至小于約0.2時，玻璃組合物中的堿金屬氧化物的擴散率不降低，并因此保持了玻璃組合物的離子交換性能。因此，在一些實施方式中，B2O3/(R2O-Al2O3)的比例大于O且小于或等于0.3。在一些實施方式中，B2O3/(R2O-Al2O3)的比例大于O且小于或等于0.2。因此，在一些實施方式中，B2O3/(R2O-Al2O3)的比例大于O且小于或等于0.15或甚至小于或等于0.1。因此，在一些其它實施方式中，B2O3/(R2O-Al2O3)的比例大于O且小于或等于0.05。把B2O3/(R2O-Al2O3)的比例維持在小于或等于0.3或甚至小于或等于0.2允許包括B2O3來降低玻璃組合物的應(yīng)變點、退火點和軟化點，且B2O3不會不利地影響玻璃的離子交換性能。
[0056]在本文所述的實施方式中，玻璃組合物中的B2O3濃度通常小于或等于約4摩爾％、小于或等于約3摩爾％、小于或等于約2摩爾％或者甚至小于或等于I摩爾％。例如，在玻璃組合物中存在B2O3的實施方式中，B2O3的濃度可大于約0.01摩爾％且小于或等于4摩爾％。在一些實施方式中，B2O3的濃度可大于約0.01摩爾％且小于或等于3摩爾％。在一些實施方式中，B2O3可以大于或等于約0.01摩爾％且小于或等于2摩爾％或甚至小于或等于1.5摩爾％的量存在。或者，B2O3可以大于或等于約I摩爾％且小于或等于4摩爾％、大于或等于約I摩爾％且小于或等于3摩爾％、或甚至大于或等于約I摩爾％且小于或等于
2摩爾％的量存在。在一些實施方式中，B2O3的濃度可以大于或等于約0.1摩爾％且小于或等于約1.0摩爾％量存在。[0057]雖然在一些實施方式中，最小化了玻璃組合物中B2O3的濃度，來改善玻璃的形成性質(zhì)又不減損玻璃的離子交換性能，但是在一些其他實施方式中，玻璃組合物不含硼和硼的化合物如b203。具體來說，已測定通過減少用于取得具體值的壓縮應(yīng)力和/或?qū)由疃人璧募庸r間和/或溫度，形成不含硼和硼的化合物的玻璃改善了玻璃組合物的離子交換能力。
[0058]在本文所述的玻璃組合物的一些實施方式中，玻璃組合物不含磷和含磷化合物(包括，但不限于P2O5)。具體來說，已測定制備不含磷或磷化合物的玻璃組合物，增加了該玻璃組合物的化學(xué)耐久性。
[0059]除了 SiO2, Al2O3、堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物以外，本文所述的玻璃組合物還可任選的包括一種或更多種澄清劑，如SnO2, As2O3和/或Cl-(來自NaCl等)。當(dāng)玻璃組合物中存在澄清劑時，所述澄清劑以小于或等于約I摩爾％或甚至小于或等于約0.4摩爾％的量存在。例如，在一些實施方式中，所述玻璃組合物可包括SnO2作為澄清劑。在這些實施方式中，SnO2可以大于約O摩爾％且小于或等于約I摩爾％的量、或甚至以大于或等于0.01摩爾％且小于或等于約0.30摩爾％的量存在于玻璃組合物中。
[0060]此外,本文所述的玻璃組合物可包括一種或更多種金屬氧化物,來進一步改善玻璃組合物的化學(xué)耐久性。例如，所述玻璃組合物還可包括ZnO，TiO2或ZrO2,它們各自進一步改善玻璃組合物對化學(xué)攻擊的抵抗。在這些實施方式中，其它金屬氧化物可以大于或等于約O摩爾％且小于或等于約2摩爾％的量存在。例如，當(dāng)其它金屬氧化物是ZnO時，ZnO可以大于或等于I 摩爾％且小于或等于約2摩爾％的量存在。當(dāng)其它金屬氧化物是ZrO2或TiO2時，ZrO2或TiO2可以小于或等于約I摩爾％的量存在。
[0061]如上所述，玻璃組合物存在堿金屬氧化物促進了通過離子交換對玻璃的化學(xué)強化。具體來說，堿金屬離子如鉀離子、鈉離子等，在玻璃中是足夠可動的，從而促進離子交換。在一些實施方式中，玻璃組合物是可離子交換的，從而形成層深度大于或等于10微米的壓縮應(yīng)力層。在一些實施方式中，層深度可大于或等于約25微米或甚至大于或等于約50微米。在一些實施方式中，層深度可大于或等于75微米或甚至大于或等于100微米。還在其他實施方式中，層深度可大于或等于約10微米且小于或等于約100微米。玻璃組合物在100%熔融KNO3鹽浴中于350°C _500°C下處理小于約30小時或甚至小于20小時的時段后，相關(guān)的表面壓縮應(yīng)力可大于或等于約250MPa、大于或等于300MPa或甚至大于或等于約350MPa。
[0062]從本文所述的玻璃組合物形成的玻璃制品除了因離子交換強化而具有改善的機械特征以外，還可具有根據(jù)IS0719的HGB2或甚至HGBl耐水解性和/或根據(jù)IS0720的HGA2或甚至HGAl耐水解性(如下文所進一步描述)。在本文所述的一些實施方式中，玻璃制品可具有壓縮應(yīng)力層，該壓縮應(yīng)力層從表面延伸至玻璃制品中大于或等于25微米或甚至大于或等于35微米的層深度。在一些實施方式中，層深度可大于或等于40微米或甚至大于或等于50微米。玻璃制品的表面壓縮應(yīng)力可大于或等于250MPa、大于或等于350MPa或甚至大于或等于400MPa。因為如上所述的玻璃組合物中增強的堿金屬離子擴散率，本文所述的玻璃組合物有助于比常規(guī)玻璃組合物更快速地和/或在更低溫度下來取得上述層深度和表面壓縮應(yīng)力。例如，可在小于或等于500°C或甚至小于或等于450°C的溫度下，通過把玻璃制品在100% KNO3(或者KNO3和NaNO3的混合鹽浴)熔融鹽浴中離子交換小于或等于5小時或甚至小于或等于4.5小時的時段，來取得層深度(即大于或等于25微米)和壓縮應(yīng)力(即大于或等于250MPa)。在一些實施方式中，用于取得這些層深度和壓縮應(yīng)力的時段可小于或等于4小時或甚至小于或等于3.5小時。用于取得這些層深度和壓縮應(yīng)力的溫度可小于或等于400°C或甚至小于或等于350°C。
[0063]當(dāng)玻璃組合物的閥值擴散率在小于或等于450°C的溫度下大于約16微米2/小時或甚至在小于或等于450°C的溫度下大于或等于20微米2/小時時，可取得這些改善的離子交換特征。在一些實施方式中，閥值擴散率在小于或等于450°C的溫度下可大于或等于約25微米2/小時或者甚至在小于或等于450°C的溫度下是30微米2/小時。在一些其它實施方式中，閥值擴散率在小于或等于450°C的溫度下可大于或等于約35微米2/小時或者甚至在小于或等于450°C的溫度下是40微米2/小時。還在其它實施方式中，閥值擴散率在小于或等于450°C的溫度下可大于或等于約45微米2/小時或者甚至在小于或等于450°C的溫度下是50微米2/小時。
[0064]本文所述的玻璃組合物的應(yīng)變點通常大于或等于約525°C且小于或等于約650°C。此外，玻璃的退火點可大于或等于約560°C且小于或等于約725°C，以及退火點大于或等于約750°C且小于或等于約960°C。
[0065]在本文所述的實施方式中，玻璃組合物的CTE小于約70x10-7K」或甚至小于約60X10-7K」。相對于具有更高CTE的玻璃組合物而言，這些更低的CTE值改善了玻璃在熱循環(huán)或熱應(yīng)力條件下的存活能力。
[0066]此外，如上所述，根據(jù)DIN12116標(biāo)準(zhǔn)、IS0695標(biāo)準(zhǔn)和IS0720標(biāo)準(zhǔn)所測定，玻璃組合物是化學(xué)耐久性的和耐降解的。
[0067]具體來說，DIN12116標(biāo)準(zhǔn)是玻璃被置于酸性溶液中時對分解的抵抗的度量。簡單來說，DIN12116標(biāo)準(zhǔn)使用稱重過的具有已知表面區(qū)域的拋光玻璃樣品，并隨后使玻璃樣品與比例量的煮沸的6M鹽酸接觸6小時。然后從溶液中取出樣品，干燥并再次稱重。暴露于酸溶液時玻璃的質(zhì)量損失，是樣品酸耐久性的度量，數(shù)值越小表明耐久性越大。測試結(jié)果用半質(zhì)量每表面積的單位來記錄，具體為毫克/分米2。DIN12116標(biāo)準(zhǔn)分裂成獨立的級別。SI級別指重量損失最高至0.7毫克/分米2 ；S2級別指重量損失從0.7毫克/分米2到最高至
1.5毫克/分米2 ；S3級別指重量損失從1.5毫克/分米2到最高至15毫克/分米2 ;以及S4級別指重量損失大于15毫克/分米2。
[0068]IS0695標(biāo)準(zhǔn)是玻璃被置于堿性溶液中時對分解的抵抗的度量。簡單來說，IS0695標(biāo)準(zhǔn)使用稱重過的拋光玻璃樣品，并隨后使玻璃樣品在煮沸的IM Na0H+0.5M Na2CO3溶液中放置3小時。然后從溶液中取出樣品，干燥并再次稱重。暴露于堿溶液時玻璃的質(zhì)量損失，是樣品堿耐久性的度量，數(shù)值越小表明耐久性越大。和DIN12116標(biāo)準(zhǔn)類似，IS0695標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果以質(zhì)量每表面積的單位記錄，具體為毫克/分米2。IS0695標(biāo)準(zhǔn)分裂成獨立的級別。Al級別指重量損失最高達75毫克/分米2 ；A2級別指重量損失為從75毫克/分米2到最高達175毫克/分米2 ;以及A3級別指重量損失大于175毫克/分米2。
[0069]IS0720標(biāo)準(zhǔn)是玻璃在純凈的、不含CO2的水中時對降解的抵抗的度量。簡單來說，IS0720標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議使用粉碎的玻璃晶粒，在高壓釜條件(121°C，2大氣壓)下，使所述玻璃晶粒與純凈的、不含CO2 的水接觸30分鐘。然后，用稀HCl比色滴定溶液，以中和pH。然后，把滴定成中性溶液所需的HCl的量轉(zhuǎn)化成當(dāng)量的從玻璃中提取的Na2O,并以微克Na2O每玻璃重量來記錄，數(shù)值越小表明耐久性越大。IS0720標(biāo)準(zhǔn)分裂成獨立的類型。HGAl型指每克被測玻璃提取的當(dāng)量Na2O最高達62微克；HGA2型指每克被測玻璃提取的當(dāng)量Na2O大于62微克且最高達527微克；類型HGA3指每克被測玻璃提取的當(dāng)量Na2O大于527微克且最高達930微克。
[0070]IS0719標(biāo)準(zhǔn)是玻璃在純凈的、不含CO2的水中時對降解的抵抗的度量。簡單來說，IS0719標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議使用粉碎的玻璃晶粒，在98°C的溫度和I大氣壓下，使所述玻璃晶粒與純凈的、不含CO2的水接觸30分鐘。然后，用稀HCl比色滴定溶液，以中和pH。然后，把滴定成中性溶液所需的HCl的量轉(zhuǎn)化成當(dāng)量的從玻璃中提取的Na2O,并以微克Na2O每玻璃重量來記錄，數(shù)值越小表明耐久性越大。IS0719標(biāo)準(zhǔn)分裂成獨立的類型。IS0719標(biāo)準(zhǔn)分裂成獨立的類型。HGBl型指提取的當(dāng)量Na2O最高達31微克；HGB2型指提取的當(dāng)量Na2O大于31微克且最高達62微克；HGB3型指提取的當(dāng)量Na2O大于62微克且最高達264微克；HGB4型指提取的當(dāng)量Na2O大于264微克且最高達620微克；HGB5型指提取的當(dāng)量Na2O大于620微克且最高達1085微克。本文所述的玻璃組合物具有IS0719的HGB2型耐水解性或更好，有些實施方式具有HGBl型耐水解性。
[0071]本文所述的玻璃組合物，在離子交換強化前后的耐酸性至少為根據(jù)DIN12116的S3級別，有些實施方式在離子交換強化之后的耐酸性至少為S2級別或甚至為SI級別。在一些其他實施方式中，玻璃組合物在離子交換強化前后的耐酸性至少為S2級別，有些實施方式在離子交換強化之后的耐酸性為SI級別。此外，本文所述的玻璃組合物，在離子交換強化前后的耐堿性至少為根據(jù)IS0695的A2級別，有些實施方式在離子交換強化之后的耐堿性至少為Al級別。此外，本文所述的玻璃組合物，在離子交換強化前后的耐水解性至少為根據(jù)IS0720的HGA2型，有些實施方式在離子交換強化之后的耐水解性為HGAl型，以及有些其它實施方式在離子交換強化前后的耐水解性為HGAl型。本文所述的玻璃組合物具有IS0719的HGB2型耐水解性或更好，有些實施方式具有HGBl型耐水解性。應(yīng)理解，當(dāng)參考上述根據(jù)DIN12116、IS 0695、IS0720和IS0719的分級時，具有“至少”特定級別的玻璃組合物或玻璃制品，指玻璃組合物的性能與該特定級別一樣好或者更好。例如，具有DIN12116“至少S2級別”耐酸性的玻璃制品，可具有DIN12116S1或S2級別。
[0072]本文所述的玻璃組合物通過混合玻璃原料批料(如Si02、Al2O3、堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物等的粉末)來形成，從而玻璃原料批料具有所需的組成。然后，加熱玻璃原料批料以形成熔融的玻璃組合物，并后續(xù)地冷卻和固化以形成玻璃組合物。在固化時(即當(dāng)玻璃組合物是可塑性形變的時)，可通過標(biāo)準(zhǔn)的成形技術(shù)來成形玻璃組合物，從而把玻璃組合物成形為所需的最終形式。或者，可把玻璃制品成形為定型形式(Stock form)，如板、管等，并后續(xù)地再加熱和成形為所需的最終形式。
[0073]可把本文所述的玻璃組合物成形為具有各種形式如板、管等的玻璃制品。但是，因為玻璃組合物的化學(xué)耐久性，本文所述的玻璃組合物特別良好地適用于成形玻璃制品，該玻璃制品用作容納藥物組合物如液體、粉末等的藥物包裝或藥物容器。例如，本文所述的玻璃組合物可用來形成玻璃容器，所述玻璃容器具有各種形狀形式包括，但不限于:真空采血管(Vacutainers? )、墨盒、注射器、安瓿瓶(ampoule)、瓶、管形瓶、試管、燒杯、小瓶等。此外，可利用通過離子交換化學(xué)強化玻璃組合物的能力，來改善這種由所述玻璃組合物成形的藥物包裝或玻璃制品的機械耐久性。因此，應(yīng)理解，在至少一種實施方式中，在藥物包裝中結(jié)合了玻璃組合物，從而改善該藥物包裝的化學(xué)耐久性和/或機械耐久性。
實施例
[0074]通過以下實施例進一步闡述本文所述的玻璃組合物。
[0075]實施例1
[0076]制備了 6種示例發(fā)明性玻璃組合物(組合物A-F)。各個示例玻璃組合物的具體組成見下文的表1。各個示例玻璃組合物都制備了多個樣品。把各組合物的一組樣品在100%KNO3的熔融鹽浴中，于450°C下離子交換至少5小時，從而在樣品的表面產(chǎn)生壓縮層。壓縮層的表面壓縮應(yīng)力為至少500MPa，且層深度為至少45微米。
[0077]然后，使用上述DIN12116標(biāo)準(zhǔn)、IS0695標(biāo)準(zhǔn)和IS0720標(biāo)準(zhǔn)來測定各示例玻璃組合物的化學(xué)耐久性。具體來說，根據(jù)DIN12116標(biāo)準(zhǔn)、IS0695標(biāo)準(zhǔn)或IS0720標(biāo)準(zhǔn)中的一種來測試各示例玻璃組合物的未離子交換測試樣品，從而分別測定測試樣品的耐酸性、耐堿性或耐水解性。根據(jù)IS0720標(biāo)準(zhǔn)測定各示例玻璃組合物的離子交換樣品的耐水解性。為了測定離子交換樣品的耐水解性，把玻璃粉碎成IS0720標(biāo)準(zhǔn)所要求的粒徑，在100% KNO3的熔融鹽浴中，于450°C下離子交換至少5小時，從而在單個玻璃晶粒中產(chǎn)生壓縮層，并隨后根據(jù)IS0720標(biāo)準(zhǔn)測試。所有所測樣品的平均結(jié)果見下文表1。 [0078]如表1所示，根據(jù)本發(fā)明的DIN12116標(biāo)準(zhǔn)的測試，示例玻璃組合物A-F全部顯示了玻璃質(zhì)量損失小于5毫克/分米2且大于I毫克/分米2，且示例玻璃組合物E具有最低的玻璃質(zhì)量損失，為1.2毫克/分米2。因此，各示例玻璃組合物的分級至少為DIN12116標(biāo)準(zhǔn)的S3級別，示例玻璃組合物E的分級是S2級別?；谶@些測試結(jié)果，據(jù)信玻璃樣品的耐酸性隨著SiO2含量的增加而改善。
[0079]此外，根據(jù)IS0695標(biāo)準(zhǔn)的測試，示例玻璃組合物A-F全部顯示了玻璃質(zhì)量損失為小于80毫克/分米2，且示例玻璃組合物A具有最低的玻璃質(zhì)量損失，為60毫克/分米2。因此，各示例玻璃組合物的分級至少為IS0695標(biāo)準(zhǔn)的A2級別，示例玻璃組合物A，B，D和F的分級是Al級別。一般地，具有更高二氧化硅含量的組合物具有更低的耐堿性，具有更高堿金屬/堿土金屬含量的組合物具有更高的耐堿性。
[0080]表1還顯示了根據(jù)IS0720標(biāo)準(zhǔn)測試，示例玻璃組合物A-F的未離子交換測試樣品全部顯示至少HGA2型的耐水解性，且示例玻璃組合物C-F的耐水解性為HGAl型。據(jù)信，示例玻璃組合物C-F的耐水解性是因為相對于示例玻璃組合物A和B，玻璃組合物中的SiO2量更高且Na2O量更低。
[0081]此外，根據(jù)IS0720標(biāo)準(zhǔn)的測試，示例玻璃組合物B-F的離子交換測試樣品顯示更低的每克玻璃提取的Na2O量，低于相同示例玻璃組合物的未離子交換測試樣品的量。
[0082]表1:示例玻璃組合物的組成和性質(zhì)
【權(quán)利要求】
1.一種玻璃組合物，其包括: 從約70摩爾％到約80摩爾％ SiO2 ； 從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物； X摩爾1^Al2O3 ;以及 Y摩爾％堿金屬氧化物，其中所述堿金屬氧化物包括大于約8摩爾％量的Na2O,比例Y:X大于I，且所述玻璃組合物不含硼和硼的化合物。
2.一種玻璃組合物，其包括: 從約68摩爾％到約80摩爾％ SiO2 ； 從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物；
X 摩爾 ％ Al2O3 ； Y摩爾％堿金屬氧化物，其中所述堿金屬氧化物包括大于約8摩爾％量的Na2O ;以及B2O3，其中比例(B2O3(摩爾％)/(Y摩爾％ _父摩爾％)大于O且小于0.3，以及比例Υ:Χ大于I。
3.一種玻璃組合物，其包括: 從約70摩爾％到約80摩爾％ SiO2 ； 從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物，其中所述堿土金屬氧化物包括大于或等于約0.1摩爾％且小于或等于約1.0摩爾％量的CaO ； X摩爾1^Al2O3，其中X大于或等于約2摩爾％且小于或等于約10摩爾％ ;以及Y摩爾％堿金屬氧化物，其中所述堿金屬氧化物包括從約0.01摩爾％到約1.0摩爾％的K2O,比例Y:X大于1，且所述玻璃組合物不含硼和硼的化合物。
4.一種玻璃組合物，其包括: 大于約70摩爾％且小于或等于約80摩爾％的SiO2 ； 從約3摩爾％到約13摩爾％堿土金屬氧化物； X摩爾1^Al2O3 ;以及 Y摩爾％堿金屬氧化物，其中所述堿金屬氧化物包括大于約8摩爾％量的Na2O，其中: 所述玻璃組合物中B2O3的濃度(摩爾％ )和(Y摩爾％ - X摩爾％ )的比例小于0.3 ；以及 比例Y:X大于I。
5.一種玻璃組合物，其包括: 從約72摩爾％到約78摩爾％ SiO2 ； 從約4摩爾％到約8摩爾％堿土金屬氧化物； X摩爾％ Al2O3，其中X大于或等于約4摩爾％且小于或等于約8摩爾％ ;以及Y摩爾％堿金屬氧化物，其中所述堿金屬氧化物包括大于或等于約9摩爾％且小于或等于約15摩爾％量的Na2O，比例Υ:Χ大于I，且所述玻璃組合物不含硼和硼的化合物。
6.一種玻璃組合物，其包括: 濃度大于約70摩爾％的SiO2 ；以及 Y摩爾％堿金屬氧化物，其中所述堿金屬氧化物包括大于約8摩爾％量的Na2O,其中所述玻璃組合物不含硼和硼的化合物。
7.一種玻璃組合物，其包括:大于約68摩爾％的SiO2 ；
X 摩爾 ％ Al2O3 ； Y摩爾％堿金屬氧化物，其中所述堿金屬氧化物包括大于約8摩爾％量的Na2O ;以及 B2O3,其中比例(B2O3 (摩爾％ )/(丫摩爾％ -X摩爾％ )大于O且小于0.3。
8.如權(quán)利要求1-4任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述堿土金屬氧化物的量是大于或等于約4摩爾％且小于或等于約8摩爾％。
9.如權(quán)利要求6-7任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃組合物還包括從約3摩爾％到約13摩爾％的堿土金屬氧化物。
10.如權(quán)利要求9所述的玻璃組合物，其特征在于，所述堿土金屬氧化物包括MgO和CaO，其中: CaO以大于或等于約0.1摩爾％且小于或等于約1.0摩爾％的量存在；以及 比例(CaO(摩爾％ )/(CaO(摩爾％ )+MgO(摩爾％ )))小于或等于0.5。
11.如權(quán)利要求1-5任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述堿土金屬氧化物包括MgO和CaO，且比例(CaO(摩爾％ )/(CaO(摩爾％ )+MgO(摩爾％ )))小于或等于0.5。
12.如權(quán)利要求1-2和4-5任一項所述的玻璃組合物,其特征在于,所述堿土金屬氧化物包括從約0.1摩爾％到小于或等于約1.0摩爾％的CaO。
13.如權(quán)利要求1-5任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃組合物還包括從約3摩爾％到約7摩爾％ MgO。
14.如權(quán)利要求1、2、4和7中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，X大于或等于約2摩爾％且小于或等于約10摩爾％。
15.如權(quán)利要求1-4和6-7中任一項所述的玻璃組合物,其特征在于,所述堿金屬氧化物包括大于或等于約9摩爾％ Na2O和小于或等于約15摩爾％ Na2O0
16.如權(quán)利要求6所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃組合物還包括X摩爾％Al2O3，其中比例Y:X大于I。
17.如權(quán)利要求16所述的玻璃組合物，其特征在于，X大于或等于約2摩爾％且小于或等于約10摩爾％。
18.如權(quán)利要求7所述的玻璃組合物，其特征在于，比例Υ:Χ大于I。
19.如權(quán)利要求1-5、16和18中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，比例Υ:Χ小于或等于2。
20.如權(quán)利要求1-5、16和18中任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，比例Υ:Χ大于或等于1.3且小于或等于2.0。
21.如權(quán)利要求1-7任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃組合物不含磷和磷的化合物。
22.如權(quán)利要求1-2和4-7中任一項所述的玻璃組合物,其特征在于,所述堿金屬氧化物包括大于或等于約0.01摩爾％且小于或等于約1.0摩爾％量的Κ20。
23.如權(quán)利要求2、4 和7任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述SiO2的量大于或等于約70摩爾％。
24.如權(quán)利要求2、4和7任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，比例(B2O3(摩爾％ ) /(Y摩爾％ _父摩爾％)小于0.2。
25.如權(quán)利要求2、4和7任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述B2O3的量小于或等于4.0摩爾％。
26.如權(quán)利要求25所述的玻璃組合物，其特征在于，所述B2O3的量大于或等于約0.01摩爾％。
27.如權(quán)利要求4所述的玻璃組合物，其特征在于，所述玻璃組合物不含硼和硼的化合物。
28.如權(quán)利要求1-4和6-7任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述SiO2的濃度大于或等于約72摩爾％。
29.如權(quán)利要求1-7任一項所述的玻璃組合物，其特征在于，所述SiO2的濃度大于或等于約73摩爾％。
30.一種玻璃制品，所述玻璃制品由權(quán)利要求1-7任一項所述的玻璃組合物形成。
31.如權(quán)利要求30所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品具有根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性。
32.如權(quán)利要求30所述的玻璃制品，其特征在于，在離子交換強化之后，所述玻璃制品具有根據(jù)IS0720的HGAl型耐水解性。
33.如權(quán)利要求30所述的玻璃制品，其特征在于，在離子交換強化之前和之后，所述玻璃制品具有根據(jù)IS0720的HGAl型耐水解性。
34.如權(quán)利要求31所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品至少具有根據(jù)DIN12116的S3級別耐酸性。
35.如權(quán)利要求31所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品至少具有根據(jù)IS0695的A2級別耐堿性。
36.如權(quán)利要求31所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品是藥物包裝。
37.如權(quán)利要求31所述的強化的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品是離子交換強化的。
38.如權(quán)利要求31所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品還包括壓縮應(yīng)力層，該壓縮應(yīng)力層的層深度大于或等于10微米且表面壓縮應(yīng)力大于或等于250MPa。
39.一種玻璃制品，其包括: 根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性；以及 在小于或等于450°C的溫度下大于16微米2/小時的閥值擴散率。
40.如權(quán)利要求39所述的玻璃制品，其特征在于，在離子交換強化之后，所述玻璃組合物具有根據(jù)IS0720的HGAl型耐水解性。
41.如權(quán)利要求39所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品還包括層深度大于25微米的壓縮應(yīng)力層。
42.如權(quán)利要求41所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品是離子交換強化的，且所述離子交換強化包括在熔鹽浴中把玻璃制品于小于或等于450°C的溫度下處理小于或等于5小時的時間。
43.如權(quán)利要求39所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品還包括大于或等于350MPa的表面壓縮應(yīng)力。
44.如權(quán)利要求43所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品是離子交換強化的，且所述離子交換強化包括在熔鹽浴中把玻璃制品于小于或等于450°C的溫度下處理小于或等于5小時的時間。
45.如權(quán)利要求39所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品是藥物包裝。
46.一種玻璃制品，其包括: 根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性； 層深度大于25微米的壓縮應(yīng)力層；以及 大于或等于350MPa的表面壓縮應(yīng)力，其中所述玻璃制品是離子交換強化的，且所述離子交換強化包括在熔鹽浴中把玻璃制品于小于或等于450°C的溫度下處理小于或等于5小時的時間。
47.如權(quán)利要求46所述的玻璃制品，其特征在于，在離子交換強化之后，所述玻璃組合物具有根據(jù)IS0720的HGAl型耐水解性。
48.如權(quán)利要求46所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品的閥值擴散率在小于或等于450°C的溫度下大于16微米2/小時。
49.如權(quán)利要求46所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品是藥物包裝。
50.一種玻璃制品，其包括: 根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性； 大于約8摩爾％的Na2O ；以及 小于約4摩爾％的B2O3。
51.如權(quán)利要求50所述的玻璃制品，其還包括:
X 摩爾 ％ Al2O3 ； Y摩爾％堿金屬氧化物，其中比例(B2O3 (摩爾％ )/ (Y摩爾％ -X摩爾％ )大于O且小于 0.3。
52.如權(quán)利要求50所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品還包括具有大于或等于250MPa的表面壓縮應(yīng)力的壓縮應(yīng)力層。
53.如權(quán)利要求50所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品至少具有根據(jù)DIN12116的S3級別耐酸性。
54.如權(quán)利要求50所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品至少具有根據(jù)IS0695的A2級別耐堿性。
55.如權(quán)利要求50所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃組合物具有根據(jù)IS0720的HGAl型耐水解性。
56.一種玻璃藥物包裝，其包括: 大于約70摩爾％量的SiO2 ;以及 X 摩爾 ％ Al2O3 ； Y摩爾％堿金屬氧化物，其中所述堿金屬氧化物包括大于約8摩爾％量的Na2O ;以及根據(jù)IS0719的HGBl型耐水解性，其中所述玻璃藥物包裝中B2O3 (摩爾％ )的濃度和(Y摩爾％ _父摩爾％)的比例小于0.3。
57.如權(quán)利要求56所述的玻璃藥物包裝，其特征在于，所述SiO2的量大于或等于72摩爾％且小于或等于約78摩爾％。
58.如權(quán)利要求56所述的玻璃藥物包裝，其特征在于，X大于或等于約4摩爾％且小于或等于約8摩爾％。
59.如權(quán)利要求56所述的玻璃藥物包裝，其特征在于，比例Y:X大于I。
60.如權(quán)利要求59所述的玻璃藥物包裝，其特征在于，比例Υ:Χ小于2。
61.如權(quán)利要求56所述的玻璃藥物包裝，其特征在于，所述玻璃藥物包裝還包括從約4摩爾％到約8摩爾％的堿土金屬氧化物。
62.如權(quán)利要求56所述的玻璃藥物包裝，其特征在于，所述玻璃藥物包裝還包括MgO和CaO，其中: CaO以大于或等于約0.2摩爾％且小于或等于約0.7摩爾％的量存在；以及 比例(CaO(摩爾％ )/(0&0(摩爾％ )+MgO(摩爾％ )))小于或等于0.5。
63.如權(quán)利要求 56所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃藥物包裝具有根據(jù)IS0720的HGAl型耐水解性。
【文檔編號】C03C3/091GK103987671SQ201280052318
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】P·S·丹尼爾森, S·E·德馬蒂諾, M·A·德拉克, R·M·莫倫納, S·帕爾, R·A·紹特 申請人:康寧股份有限公司