一种摩擦减小的用于活塞-圆筒组件的玻璃圆筒，以及一种处理用于活塞-圆筒组件的玻璃圆筒的方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种可以用在玻璃圆筒上而无需润滑层的活塞‑圆筒装置。为此目的，提出了一种处理用于活塞‑圆筒装置(4)的玻璃圆筒(3)以减小活塞(5)在圆筒内壁(30)上的摩擦的方法，其中，玻璃(2)的表面能在由圆筒内壁(30)界定的内部(31)被升高，因此降低玻璃(2)与水的接触角。

A glass cylinder for piston cylinder assembly with reduced friction and a method for treating the glass cylinder for piston cylinder assembly

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种摩擦减小的用于活塞-圆筒组件的玻璃圆筒，以及一种处理用于活塞-圆筒组件的玻璃圆筒的方法
本专利技术总体上涉及具有圆筒和在圆筒中运行的活塞的装置。本专利技术尤其涉及具有玻璃圆筒的这类装置。
技术介绍
活塞-圆筒装置在机械工程中广泛使用。通常，这里使用金属作为活塞和圆筒的材料。为了能够使活塞以密封的方式在圆筒内滑动，会使用润滑剂。在特定的工业领域中，也使用塑料。某些塑料的好处是仅产生较低的摩擦，因此甚至无润滑剂的装置也是可能的。这样的一个示例是用于施用药物的塑料注射器。和塑料注射器一样，还使用玻璃注射器，通常也采用预充式注射器的形式。与常规的小瓶和一次性注射器的组合相比，可预充的注射器在药品包装方面具有多种优势，例如精确的药物剂量、无菌保证、紧急情况下节省时间、用户使用方便并且尤其是较少的浪费和较低的环境污染。预充式注射器通常定义为三部分装置，该三部分装置由以下部件组成：(a)具有嵌合的针头或称为鲁尔(Luer)接头的注射器圆筒；(b)提供或确保容器密封完整性的橡胶塞；以及(c)用于使橡胶塞移动通过玻璃圆筒从而施用药物的塑料活塞杆。可预充的玻璃注射器由内包装制造商洗涤、硅化、灭菌并包装。因此，所有的注射器还包含不可见的第四部件，即润滑剂，所述润滑剂通常被忽略，其会对注射器功能和药物稳定性产生很大的影响。玻璃注射器具有耐热性高的优点，因此可以通过简单的方式对其进行灭菌。另外，与塑料相比，透气性非常低。因此，还可以将药物存储在注射器中更长的时间。另一方面，玻璃是一种脆而硬的材料，如果润滑不充分，则很快会随着玻璃颗粒的破裂而发生阻塞或卡住。因此，已知的是，玻璃注射器的内侧可以具有减小摩擦的涂层或润滑剂。在该领域中，如今通常通过可控的渗硅工艺确保润滑性，通过所述可控的渗硅工艺可以将硅酮材料分别与特定的客户要求相匹配。通常，硅油类用于该目的。这种注射器硅化的多个方面对于其用作预充式注射器构成了挑战：例如，在特定情况下，即使是少量的未结合的硅油或硅酮颗粒也会显著影响药物，从而降低药效，因此应特别避免用于生物技术药品，因为在这种情况下可能会聚集特殊的蛋白质。出于上述原因(避免药物中的硅酮(silicone)颗粒并且对于高度敏感药物完全省去硅酮)，希望至少显著降低硅酮含量或者完全省去硅酮，同时保持相同的摩擦特性和容器密封完整性。如今，主要药品包装介质(更具体地说是注射器圆筒)的硅化是无菌的可预充的玻璃注射器的生产中极为重要的一方面，因为玻璃本体和橡胶塞的功能性相互作用对于整个系统的功效至关重要。硅化不充分和过度硅化都会导致与此相关的问题。因此，通过使用现代应用技术，一种趋势是在玻璃注射器中实现硅油的极其均匀的分布，同时大大减少硅油的量。最小化注射器中游离硅油的量的另一种方式是在称为“焙烤硅酮(bakedonsilicone)”的工艺中将硅油热固定在玻璃表面上。鉴于所提到的缺点和高度敏感的生物技术药品不断增长的市场，无硅酮油或无润滑剂的玻璃本体(例如注射器或卡式瓶)受到极大关注。生物技术药品是一类重要的药物(例如胰岛素、疫苗、抗体、血液制品、激素、细胞因子)，其生产技术复杂性高、开发和制造方法复杂，并且对润滑剂(例如硅酮油)非常敏感，因此对常规注射器技术的要求提高。对于塑料注射器(COC或COP)，已经利用了专门开发的活塞垫圈上的特定含氟聚合物涂层的润滑性，从而使得这些注射器的硅化完全多余。但是，因为塑料和玻璃的材料特性存在显著差异，所以这种方法仅部分地适用于玻璃表面。与塑料表面相比，玻璃表面以表面反应的形式承受更高的动力特性或与周围大气相互作用。鉴于这些方面，必须对预充式玻璃注射器装置和类似的装置(例如卡普耳瓶)进行特殊考虑，以便在运输和存储长达数年的情况下使它们的部件保持无菌并且确保其稳定性以及光学清晰度。具体地，垫圈材料与注射器本体之间的摩擦可能是相当大的，因此需要在使用前的存储期间内以稳定的方式减少垫圈与玻璃圆筒之间的摩擦，而无需使用油或其他润滑剂。US4767414A描述了一种通过在至少一个表面上施加润滑剂膜来减小滑动表面之间的静摩擦和动摩擦的方法。这涉及将低分子量的硅油施加到其中一个表面上。对硅油和所述表面进行等离子体处理。US2004/0231926A1描述了一种生产润滑层的方法，其中尤其使用大气压等离子体在大气压下对所述润滑层进行固化。和基于硅油的层一样，还可以生产基于全氟聚醚的润滑剂层。但是，发现与固化的硅油层相比，后者的断裂力(即基于全氟聚醚的润滑剂层的滑动摩擦力)更高。此外，在大气压处理时，特别是大气压等离子体处理时，可以向润滑剂层中引入气体，尤其是引入等离子体的反应产物。WO2011/029628A1还公开了通过在低压辉光放电时交联无硅酮的有机流体来实现用于具有特别低摩擦的玻璃注射器的无硅酮滑动层。在塑料注射器的情况下，同样使用硅酮滑动层。例如从US2012/277686A1或US2008/071228A1已知这样的滑动层。至少对于特定的活性成分，如果可以使用玻璃圆筒上没有滑动层但仍具有良好的滑动特性的玻璃注射器，则是理想的。这对于具有玻璃圆筒的其他活塞-圆筒装置也将是有利的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种相应的活塞-圆筒装置和用于这种装置的玻璃圆筒。该目的通过独立权利要求的主题实现。在相应的从属权利要求中指出了本专利技术的有利构造。本专利技术通过提供一种处理用于活塞-圆筒装置的玻璃圆筒以减小活塞在圆筒内壁上的摩擦的方法来实现该目的，其中，玻璃的表面能在由圆筒内壁界定的内部被升高，并因此通过以下方式降低玻璃与水的接触角：-气体放电作用在圆筒内壁处的玻璃上且由电场或电磁场产生，或者-将臭氧作用在玻璃表面上。在本专利技术的一个实施例中，在气体放电或臭氧的作用之后，在圆筒内侧上将玻璃与水接触。本专利技术更优选地用于玻璃注射器。目前，为了实现使活塞能够在玻璃圆筒中简单移动的滑动效果，已经改变了较大的水接触角的方向上的摩擦系数。这使玻璃圆筒的表面疏水化。同样，疏水的滑动配合件(在这种情况下是垫圈或柱塞)可以以较小的力在所述表面上有效地滑动。这一步骤在现有技术中例如通过玻璃表面的硅化来实现。本专利技术通过形成亲水性玻璃表面而采取了相反的方式。由于表面的润湿特性，可以形成水膜，并且垫圈以较小的力在该水膜上滑动。在一个实施例中，水不是来自容纳在活塞-圆筒装置中的活性成分制剂的水。相反，加载水只是暂时的。通常，玻璃圆筒在加载水之后被立刻以空状态存储，直到它被填充待施用的活性成分制剂，所述活性成分制剂通常也是基于水的或至少包含水。然而，在另一个实施例中，与水的接触也可以通过填充含水的活性成分制剂来实现。即使暂时没有加载水，在填充活性成分制剂之前，该表面在其亲水特性方面也可以长期保持稳定。当通过将臭氧作用在玻璃表面上使玻璃的表面能升高时，优选通过以下至少一种工艺产生臭氧：-在含氧气体中的气体放电，-电离射线照射，-紫外线照射。在本专利技术的优选构造中，气体放电在含氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理用于活塞-圆筒装置(4)的玻璃圆筒(3)以减小所述活塞(5)在圆筒内壁(30)上的摩擦的方法，其中，玻璃(2)的表面能在由所述圆筒内壁(30)界定的内部(31)被升高，并因此通过以下方式降低所述玻璃(2)与水的接触角：/n-气体放电作用在所述圆筒内壁(30)处的玻璃(2)上且由电场或电磁场产生，或者/n-将臭氧作用在所述玻璃表面(2)上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170705 DE 102017114959.71.一种处理用于活塞-圆筒装置(4)的玻璃圆筒(3)以减小所述活塞(5)在圆筒内壁(30)上的摩擦的方法，其中，玻璃(2)的表面能在由所述圆筒内壁(30)界定的内部(31)被升高，并因此通过以下方式降低所述玻璃(2)与水的接触角：
-气体放电作用在所述圆筒内壁(30)处的玻璃(2)上且由电场或电磁场产生，或者
-将臭氧作用在所述玻璃表面(2)上。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述气体放电、等离子体或臭氧的作用之后，在所述圆筒(30)内侧上将所述玻璃(2)与水接触。


3.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，与水的接触通过填充水性活性成分制剂来实现。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述气体放电在含氧气体，特别是在纯氧、氧-氮混合物、氧-稀有气体混合物或空气中进行。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，通过以下至少一种方法产生所述臭氧：
-在含氧气体中的气体放电，
-电离射线照射，
-紫外线照射。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述气体放电在至少100毫巴的气压或至多10毫巴的气压下进行。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述气体放电包括电晕放电或等离子体处理。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃与水的接触角在所述玻璃圆筒的轴向方向上发生变化，该变化的大小通过所述气体放电或者通过所述臭氧的作用而降低。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，产生气体放电或进行臭氧作用以及任选地加载水的步骤重复至少一次。


10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，限定所述活塞(5)的运行表面(50)和所述圆筒(30)的内侧的接触角的差值，并且进行气体放电或者进行臭氧作用，直到所述玻璃的接触角下降达到所限定的差值的程度。


11.一种能够通过根据前述权利要求中的任一项所述的方法生产的...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·鲁迪吉尔沃伊特，J·德约杰维奇瑞斯，T·施耐德，J·盖革，D·格里格，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE