(57)【要約】【課題】高い生産性および化学的耐久性を有する医薬用ガラスおよび医薬用ガラス管を提供する。【解決手段】本発明の医薬用ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２  ７２〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜１２．４％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７．６〜１５％、ＣａＯ  ０〜５％、ＢａＯ  ０．１〜１．９％を含有することを特徴とする。本発明の医薬用ガラスは、ＤＩＮ１２１１６に準じた耐酸性試験において、単位面積あたりの質量減少量が１．０（ｍｇ／ｄｍ２）以下であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、ＳｉＯ２  ７２〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜１２．４％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７．６〜１５％、ＣａＯ  ０〜５％、ＢａＯ  ０．１〜１．９％を含有することを特徴とする医薬用ガラス。
【請求項２】
ＤＩＮ１２１１６に準じた耐酸性試験において、単位面積あたりの質量減少量が１．０ｍｇ／ｄｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の医薬用ガラス。
【請求項３】
質量％で、ＳｉＯ２  ７３〜７５．５％、Ｂ２Ｏ３  ５〜１２％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜９％、Ｋ２Ｏ  ０〜９％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７．６〜９％、ＣａＯ  ０〜５％、ＢａＯ  ０．１〜１．９％、ＺｒＯ２  ０〜０．５％、Ｃｌ  ０〜５％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の医薬用ガラス。
【請求項４】
質量％比でＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）の値が４．７５以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の医薬用ガラス。
【請求項５】
ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１１６０℃以下であることを特徴とする請求項1〜４の何れかに記載の医薬用ガラス。
【請求項６】
液相粘度が１０５ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の医薬用ガラス。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の医薬用ガラスからなる医薬用ガラス管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品容器等に用いられるガラスおよび医薬用ガラス管に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬用ガラスには、高い化学的安定性、低い作業点、低い熱膨張係数、また生産性の観点から高い耐失透性（高い液相粘度）が要求される。このような要求特性から、一般的な医薬用ガラスは、ガラス組成としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯと少量の清澄剤を含むホウケイ酸ガラスから作製されている。
【０００３】
上記成分のうちＢａＯは、医薬用ガラスの化学的耐久性を向上する成分であるが、ＢａＯの含有量が多すぎると、ＢａＯとアルミナ系耐火物の反応によってバリウム長石結晶が析出しやすくなる。そのため、液相粘度が低下し、生産性が悪化するという問題がある。このような問題に鑑み、特許文献１では、Ｎａ２Ｏ等の成分の含有量を調整することにより、ＢａＯを含まず且つ液相粘度の低下を抑制した医薬用ガラスが提案されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の医薬用ガラスは、作業点が１１６５℃以上と高く、加工性が悪いという問題がある。このような問題を解決すべく、特許文献２ではＡｌ２Ｏ３等の成分の含有量を調整することにより、ＢａＯを含まず且つ作業点を１１４０℃以下とした医薬用ガラスが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−０７４７３１号公報
【特許文献２】特開平７−２０６４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示されるガラスは、Ｂ２Ｏ３の含有量が多いため、溶融工程において、いわゆるスカム等の異質層が形成されやすく、生産性が悪化しやすいという問題があった。
【０００７】
また、近年、医薬用ガラス容器に充填される薬品の多様化が進んでおり、ガラス容器を侵食し易い薬品も開発されている。したがって、医薬用ガラスには、より高い化学的耐久性が要求されるようになっている。
【０００８】
このような問題に鑑み、本発明の目的は、従来品に比べて、高い生産性および化学的耐久性を有する医薬用ガラスおよび医薬用ガラス管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、鋭意検討を行なった結果、ガラス組成を所定範囲に規制することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の医薬用ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２  ７２〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜１２．４％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７．６−１５％、ＣａＯ  ０〜５％、ＢａＯ  ０．１〜１．９％を含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の医薬用ガラスは、ＤＩＮ１２１１６に準じた耐酸性試験において、単位面積あたりの質量減少量が１．０（ｍｇ／ｄｍ２）以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の医薬用ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２  ７３〜７５．５％、Ｂ２Ｏ３  ５〜１２％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜９％、Ｋ２Ｏ  ０〜９％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７．６−９％、ＣａＯ  ０〜５％、ＢａＯ  ０．１〜１．９％、ＺｒＯ２  ０〜０．５％、Ｃｌ  ０〜５％を含有することが好ましい。
【００１２】
本発明の医薬用ガラスは、質量％比でＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）の値が４．７５以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明の医薬用ガラスは、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１１６０℃以下であることが好ましい。なお、以下ではガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度を作業点と呼称する。
【００１４】
本発明の医薬用ガラスは、液相粘度が１０５ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の医薬用ガラスによれば、従来品に比べ高い生産性、および化学的耐久性を有する医薬用ガラスを得ることができる。より詳細には、本発明の医薬用ガラスは、Ｂ２Ｏ３の含有量を適切に規制することにより、溶融工程におけるスカム等の異質ガラスの発生を抑制することができる。また、ＳｉＯ２やアルカリ金属等の含有量を適切に規制することにより、ダンナー法で成形可能な液相粘度を有し、且つ高い化学的耐久性を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の医薬用ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ７２〜８０％、Ｂ２Ｏ３  ５〜１２．４％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜１０％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ７．６−１５％、ＣａＯ  ０〜５％、ＢａＯ  ０．１〜１．９％含有する。上記のように各成分の含有範囲を限定した理由を以下に説明する。なお、以下の組成範囲の説明において、％表示は、特に断りがある場合を除き、質量％を表す。
【００１７】
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は７２〜８０％であり、好ましくは７２〜７７％、より好ましくは７３〜７５．５％である。ＳｉＯ２の含有量が７２％より少ないと、ガラスの耐酸性、化学的耐久性が低下する傾向がある。ＳｉＯ２の含有量が８０％より多くなると、液相粘度が低下し、成形性および生産性が悪化しやすくなる。
【００１８】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの液相粘度を増加させて、失透を抑制する効果のある成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は５〜１２．４％であり、好ましくは７〜１２．４％であり、より好ましくは９〜１２％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が５％より少ないと、液相粘度の増加効果および失透抑制効果を得にくくなる。Ｂ２Ｏ３の含有量が１２．４％より多いと、溶融工程等においてスカム等の異質層が形成されやすくなる。
【００１９】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの液相粘度を増加させて耐失透性を向上し、また耐水性を向上する効果のある成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は５〜１５％であり、好ましくは５〜１０％、より好ましくは５〜７％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が５％より少ないと、耐失透性向上効果および耐水性向上効果を得にくくなる。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１５％より多いと、ガラスの粘度が上昇し、溶融性および成形性が悪化しやすくなる。
【００２０】
また、Ｂ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３とは共に、ＳｉＯ２をガラスネットワーク中で安定化させる成分である。ＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３+Ｂ２Ｏ３）の値が大きくなると、ＳｉＯ２をガラスネットワーク中に安定化させることが難しくなる。そのため、ガラス中にクリストバライトが析出しやすくなり、液相粘度が低下する。したがって、ＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３+Ｂ２Ｏ３）の値は好ましくは４．７５以下であり、より好ましくは４．７０以下である。
【００２１】
Ｎａ２Ｏはガラスの粘度を低下させ、熱膨張係数を調整する効果のある成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は０〜１０％であり、好ましくは３〜１０％であり、さらに好ましくは５〜９％である。Ｎａ２Ｏの含有量が１０％より多いと、ガラスの熱膨張係数が大幅に増加して耐熱衝撃性が悪化する。
【００２２】
Ｋ２ＯもＮａ２Ｏと同様にガラスの粘度を低下させ、熱膨張係数を増加させる効果のある成分である。Ｋ２Ｏの含有量は０〜１０％であり、好ましくは０．１〜７％であり、さらに好ましくは１〜３％である。Ｋ２Ｏの含有量が１０％より多いと、熱膨張係数が大幅に増加して耐熱衝撃性が悪化する。
【００２３】
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合量は、７．６〜１５％であり、好ましくは７．６〜９％、より好ましくは７．６〜８．５％である。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合量が７．６％より少ないと、作業点が高くなり成形性が悪化しやすくなる。Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合量が１５％より多いと、ガラスの熱膨張係数が増加して耐熱衝撃性が悪化しやすくなる。
【００２４】
ＣａＯは、ガラスの溶解性を向上させる効果のある成分である。ＣａＯの含有量は０〜５％であり、好ましくは０〜２％であり、より好ましくは０〜１．１％である。ＣａＯの含有量が５％より多いと、ガラスの耐酸性が低下し、化学的耐久性が悪化しやすくなる。
【００２５】
ＢａＯは、ガラスの熱膨張係数を調整し、また、粘度を低下させる効果のある成分である。ＢａＯの含有量は０．１〜１．９％であり、好ましくは０．１〜１．５％であり、さらに好ましくは０．１〜１．３％である。ＢａＯの含有量が１．９％より多いと、ガラスの液相粘度が低下し、耐失透性が悪化しやすくなる。また、ＢａＯを含有しない場合、ガラスの粘度が増加し、作業点が高くなり過ぎる。なお、ＢａＯを含有せずにＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯの含有量を増加させてガラスの粘度を低下させようとすると、熱膨張係数が高くなり過ぎて耐熱衝撃性が悪化しやすくなる。これは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯの含有量あたりの熱膨張係数の上昇量がＢａＯのそれに比べ大きいためである。
【００２６】
本発明の医薬用ガラスは、さらにＺｒＯ２を含有しても良い。ＺｒＯ２はガラスの化学的耐久性や耐熱性を向上する成分である。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０〜０．５％であり、より好ましくは０〜０．２％である。ＺｒＯ２の含有量が０．５％より多いと、ガラスの粘度が上昇して、作業点が高くなりやすい。
【００２７】
本発明の医薬用ガラスは、清澄剤として、Ｃｌ、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳＯ４等を一種類または二種類以上含有してもよい。これら清澄剤の含有量の合計は好ましくは０〜５％であり、より好ましくは０〜１％であり、さらに好ましくは０〜０．５％である。清澄剤の含有量の合計が５％より多いと、医薬用ガラス容器に保存した薬液への清澄剤の溶出と薬液成分の変質が起こりやすくなる。
【００２８】
また、本発明の医薬用ガラスは、紫外線や可視光線の遮蔽性能を向上すること等を目的としてＴｉＯ２またはＦｅ２Ｏ３を含有しても良い。ＴｉＯ２とＦｅ２Ｏ３の含有量の合計は、０〜１０％であることが好ましい。本発明の医薬用ガラスにＴｉＯ２またはＦｅ２Ｏ３を含有させることによって、医薬用容器として用いた場合に、容器内に充填された薬品が紫外線や可視光線等により変質することを防ぐことができる。
【００２９】
本発明の医薬用ガラスは、化学的耐久性、高温粘度等を改善するために上記成分以外に、Ｐ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３等の成分を各々３％まで添加して良い。
【００３０】
また、本発明の医薬用ガラスは、不純物として、例えば、Ｈ２、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２Ｏ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２を各々０．１％まで含有して良い。さらに不純物として、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕを各々５００ｐｐｍ以下まで含有して良い。Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕ各々の含有量は、より好ましくは３００ｐｐｍ以下である。
【００３１】
本発明の医薬用ホウ珪酸ガラスは、ＤＩＮ（ドイツ工業規格）１２１１６に準じた耐酸性試験において単位面積あたりの質量減少量が１．０（ｍｇ／ｄｍ２）以下であることが好ましい。上記質量減少量が１．０（ｍｇ／ｄｍ２）より多いと、すなわちガラスからの溶出物が多いと、医薬用ガラスを医薬用容器として用いた場合に、充填された薬剤が変質しやすくなる傾向がある。したがって、上記質量減少量は、より好ましくは０．９５（ｍｇ／ｄｍ２）以下、さらに好ましくは０．８（ｍｇ／ｄｍ２）以下、もっとも好ましくは０．５（ｍｇ／ｄｍ２）以下である。
【００３２】
本発明の医薬用ガラスは、作業点（ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度）が１１６０℃以下であることが好ましい。作業点は、より好ましくは、１１５７℃以下、さらに好ましくは１１５５℃以下、最も好ましくは１１５０℃以下である。作業点が１１６０℃より高くなると、管状に成形した本発明の医薬用ガラスからアンプルや管瓶用ガラス等の医薬用容器を作製する際の加工温度を高くする必要がある。そして、加工温度が高くなると、ガラス中のアルカリ成分の蒸発量が著しく増加し、蒸発したアルカリ成分が医薬用容器の内表面に付着しやすくなる。医薬用容器の内表面に付着したアルカリ成分が薬液の保存中や薬液充填後のオートクレーブ処理等において薬液中へ溶出すると、薬液のｐＨの上昇や薬液成分の変質を引き起こすおそれがある。
【００３３】
本発明の医薬用ガラスの液相粘度は１０５ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。液相粘度は、より好ましくは１０５．２ｄＰａ・ｓ以上、さらに好ましくは１０５．４ｄＰａ・ｓ以上である。液相粘度が１０５ｄＰａ・ｓより低いとダンナー法等を用いたガラスの成形が困難となるため、医薬用ガラス管を大量且つ安価に製造することが困難となる。
【００３４】
本発明の医薬用ガラスの液相温度は、１０１０℃以下であることが好ましい。液相温度は、より好ましくは９７０℃以下、さらに好ましくは９５０℃以下である。液相温度はガラスの耐失透性を考える上で重要な指標である。液相温度が高いほど、生産工程や加工工程において失透が起こりやすくなる。
【００３５】
本発明の医薬用ガラスは、３０〜３８０℃における熱膨張係数が５０〜６０×１０−７／℃であることが好ましい。熱膨張係数は、より好ましくは５０〜５８×１０−７／℃、さらに好ましくは５１〜５５×１０−７／℃、もっとも好ましくは５１〜５３×１０−７／℃である。熱膨張係数が５０×１０−７／℃より低くなると、ガラスの粘度が上昇する傾向があり、溶融温度や成形温度が上昇してガラスを製造し難くなる。また、熱膨張係数が６０×１０−７／℃より高くなると、ガラスの製造工程、加工工程、滅菌工程等でサーマルショックにより破損する可能性が高くなる。
【００３６】
本発明の医薬用ガラス管の製造方法を例示する。本発明の医薬用ガラス管の製造方法としてはダンナー法が好適である。先ず、上記ガラス組成になるように、ガラス原料を調合して、ガラスバッチを作製する。次いで、このガラスバッチを１５５０〜１７００℃の溶融窯に連続投入して溶融、清澄した後、得られた溶融ガラスを回転する耐火物上に巻きつけながら、耐火物先端部からエアを吹き出しつつ、当該先端部から医薬用ガラス管を引き出す。なお、本発明の医薬用ガラス管の製造方法はダンナー法に限らず、従来の手法を用いて良い。例えば、ベロー法も本発明の医薬用ガラス管の製造方法として有効な方法である。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は単なる例示であり、本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。表１、２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜６）及び比較例（試料Ｎｏ．７、８）を示している。
【００３８】
【表１】
2014088293.tif 000002
【００３９】
【表２】
2014088293.tif 000003
【００４０】
まず表１に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、得られたガラスバッチを白金坩堝に入れて１６００℃で４時間溶融した。次に、得られた溶融ガラスをカーボン製の型枠に流し出してインゴットを作成した後、所定のアニール処理（６５０℃に設定した電気炉内で炉冷）を行い、ガラス試料を得た。そして、得られたガラス試料を下記特性評価に適した形状に加工して、種々の特性を評価した。
【００４１】
耐酸性試験はＤＩＮ(ドイツ工業規格)１２１１６に準じた方法で行った。なお、ＤＩＮ１２１１６では試料の総表面積は１００ｃｍ２に規定されているが、本実施例の耐酸性試験では試料の総表面積を５０ｃｍ２とした。また、ＤＩＮ１２１１６では溶出液（６ｍｏｌ／Ｌ塩酸）の液量は１５００ｍＬに規定されているが、本実施例の耐酸性試験では溶出液の液量を８００ｍＬとした。
【００４２】
詳細な試験手順は以下の通りである。先ず、ガラス試料の表面をすべて鏡面研磨仕上げとし、総表面積が５０ｃｍ２の試料片を準備した。次いで、試料片をフッ酸（４０質量％）と塩酸（２ｍｏｌ／Ｌ）を体積比で１：９となるように混合した溶液に浸し、１０分間マグネティックスターラーで攪拌した。次いで、試料片を取出し、超純水による２分間の超音波洗浄を３回行った後、エタノールによる１分間の超音波洗浄を２回行った。次いで、試料片を１１０℃のオーブンの中で１時間乾燥し、デシケーター内で３０分間冷却した。そして、試料片の質量ｍ1を精度±０．１ｍｇまで測定し、記録した。次いで、石英ガラス製のビーカーに６ｍｏｌ／Ｌの塩酸８００ｍＬを入れ、電熱器を用いて沸騰するまで加熱し、沸騰後、白金線でつるした試料片を塩酸内へ投入して６時間保持した。その後、試料片を取り出し、超純水による２分間の超音波洗浄を３回行った後、エタノールによる１分間の超音波洗浄を２回行った。洗浄した試料片を１１０℃のオーブンの中で１時間乾燥し、デシケーター内で３０分間冷却した。試料片の質量ｍ2を精度±０．１ｍｇまで測定し、記録した。沸騰塩酸に投入する前後の試料の質量ｍ1、ｍ2（ｍｇ）と試料の総表面積Ａ（ｃｍ２）から、下記の式１によって単位面積当たりの質量減少量Δｍを算出し、耐酸性試験の測定値とした。質量減少量Δｍが小さいほど、耐酸性に優れるガラスであるといえる。
Δｍ＝１００×（ｍ1−ｍ2）／２×Ａ    …（式１）
【００４３】
歪点、徐冷点は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。
【００４４】
軟化点は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。
【００４５】
作業点は、ガラスの粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓとなる温度を白金球引き上げ法で測定した値である。
【００４６】
液相温度は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶の析出する温度を測定した値である。
【００４７】
液相粘度は、歪点、徐冷点、軟化点、作業点とＦｕｌｃｈｅｒの粘度計算式からガラスの粘度曲線を求め、この粘度曲線から算出した液相温度におけるガラスの粘度の値を指す。
【００４８】
熱膨張係数は、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を測定した値である。
【００４９】
表から解るように、試料Ｎｏ．１〜６は、耐酸性試験における質量減少量Δｍが１．０ｍｇ／ｄｍ２以下であり、アルカリ溶出が少なく耐酸性に優れたガラスであった。一方、試料Ｎｏ．８は、耐酸性試験における質量減少量Δｍが１．０ｍｇ／ｄｍ２より多く、アルカリ溶出が多いガラスであった。また、試料Ｎｏ．７、８は、作業点が高く、加工性に劣るガラスであった。