(57)【要約】  医薬品容器を成形するための熱加工工程において必要な熱量を低減することにより、Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏの蒸発を抑制できる医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法を提供する。  Ａｌ導入原料を含むガラスバッチを溶融した後、得られた溶融ガラスを成形して、医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスを得る医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法において、Ａｌ導入原料として、Ａｌ含有天然鉱物とＡｌ含有化成品とを含み、且つ、質量比でＡｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）を０越〜０．９とすることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ導入原料を含むガラスバッチを溶融した後、得られた溶融ガラスを成形して、医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスを得る医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法において、
Ａｌ導入原料として、Ａｌ含有天然鉱物とＡｌ含有化成品とを含み、且つ質量比でＡｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）を０超〜０．９とすることを特徴とする医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【請求項２】
ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１質量％以上含むＡｌ含有天然鉱物を用いることを特徴とする請求項１に記載の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【請求項３】
Ａｌ含有天然鉱物として長石族鉱物を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【請求項４】
Ａｌ含有化成品として酸化アルミニウム及び／又は水酸化アルミニウムを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【請求項５】
ガラスバッチ中にアルカリ炭酸塩原料及び／又はアルカリ硝酸塩原料を導入することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【請求項６】
ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ７０．０〜７７．０％、Ａｌ２Ｏ３  ４．５〜１１％、Ｂ２Ｏ３  ３．０〜１１．５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３．５％、Ｎａ２Ｏ  ３．０〜８．５％、Ｋ２Ｏ  ０〜５．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ  ０〜４.０％未満、ＳｒＯ  ０〜４．０％未満を含有する医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスが得られるようにガラスバッチを調製することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【請求項７】
ガラス組成として、実質的にＢａＯを含まない医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスが得られるようにガラスバッチを調製することを特徴とする請求項６に記載の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【請求項８】
ガラス組成中の質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値が０．２０〜０．７０である医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスが得られるようにガラスバッチを調製することを特徴とする請求項６又は７に記載の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【請求項９】
得られた溶融ガラスを管状に成形することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品容器にはバイアルやアンプル等があり、これらに用いるガラスは下記に示すような特性が要求される。
（ａ）充填される薬液中の成分とガラス中の成分が反応しないこと。
（ｂ）充填される薬液を汚染しないように化学的耐久性や加水分解抵抗性が高いこと、また、それらが容器加工時等の種々の熱処理後も維持されること。
（ｃ）中間製品であるガラス管の製造工程や医薬品容器への熱加工工程で、サーマルショックによる破損が生じ難いように低熱膨張係数であること。
（ｄ）容器の内面への異質層の形成を抑制するために、熱加工工程での熱量を低減できること。【０００３】
医薬品容器用ガラスとしては、従来、ソーダライムガラスやホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスが用いられていた。そして、標準的な医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスは、構成成分として、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯと少量の清澄剤を含有していることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１４０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、充填される薬液の開発が進み、より薬効の高い薬液が使用されつつある。これらの薬液の中には、化学的に不安定で変性しやすく、ガラスとの反応性が高いものもある。これに伴い、医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスには、従来以上に化学的耐久性や加水分解抵抗性の高いガラスが要求されている。【０００６】
また、アルミノホウケイ酸ガラスがＢａＯを含有していると、ガラス溶融時にアルミナ系耐火物との反応によってバリウム長石結晶が析出し易くなり生産性が低下すると共に、医薬品容器として用いたときに、ガラスから溶出したバリウムイオンが薬液中の硫酸イオンと反応して不溶性の沈殿物を発生させる恐れがある。【０００７】
ところで、バイアルやアンプルなどの医薬品容器は、アルミノホウケイ酸ガラスからなるガラス管を局所的にバーナーで加熱して熱加工し、成形することで得られる。この熱加工時に、アルミノホウケイ酸ガラス中に含まれるＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどが蒸発し、医薬品容器の内面に凝縮し、異質層が形成されることがある。【０００８】
この異質層の形成は、医薬品容器の化学的耐久性や加水分解抵抗性を実質的に低下させる。即ち、薬液の保存中や薬液充填後のオートクレーブ処理時に異質層からＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどが溶出し、薬液成分の変質や薬液のｐＨ変化などを引き起こす。【０００９】
また、この異質層は、医薬品容器の内面が剥離し、薬液中にフレークスと言われる不溶性の異物を発生させる原因にもなる。【００１０】
そこで、特許文献１では、加水分解抵抗性を向上させるために、ＢａＯを非含有とし、且つ、Ｋ２Ｏの添加量を調整したガラスを提案している。しかし、Ｋ２Ｏはそれ自体が蒸発し易いだけでなく、Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏの蒸発を抑制する効果が十分でない。このため、熱加工時に医薬品容器の内面に形成される異質層を十分抑制できず、その結果、薬液の変質やｐＨ上昇、更にはフレークスの発生を引き起こす懸念がある。【００１１】
本発明の目的は、医薬品容器を成形するための熱加工工程において必要な熱量を低減することにより、Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏの蒸発を抑制できる医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、種々の実験を行い、医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスを熱加工する時に蒸発するＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏの蒸発量が、ガラスの組成だけでなく、局所的な組成均質性とも関係することを見出した。つまり、ガラス組成の局所的な不均質を示す脈理が著しいと、医薬品容器へと熱加工した時にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏが多く蒸発していることを見出した。【００１３】
更に本発明者等は、この脈理はガラスバッチ中に含まれるＡｌ導入原料の構成と大きく関係していることを見出した。【００１４】
即ち、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、Ａｌ導入原料を含むガラスバッチを溶融した後、得られた溶融ガラスを成形して、医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスを得る医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法において、Ａｌ導入原料として、Ａｌ含有天然鉱物とＡｌ含有化成品とを含み、且つ、質量比でＡｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）を０超〜０．９とすることを特徴とする。【００１５】
ここで、アルミノホウケイ酸ガラスとは、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３を必須成分として含有するガラスである。また、本発明のガラスバッチには、Ａｌ導入原料として、Ａｌ含有天然鉱物とＡｌ含有化成品とを含む。各原料におけるＡｌ含有量はＸＲＦや化学分析により求めることができる。【００１６】
また、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で１質量％以上含むＡｌ含有天然鉱物を用いることが好ましい。【００１７】
また、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、前記Ａｌ含有天然鉱物として長石族鉱物を用いることが好ましい。【００１８】
また、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、前記Ａｌ含有化成品として酸化アルミニウム及び／又は水酸化アルミニウムを用いることが好ましい。【００１９】
また、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、更に、前記ガラスバッチ中にアルカリ炭酸塩原料及び／又はアルカリ硝酸塩原料を導入することが好ましい。【００２０】
また、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ７０．０〜７７.０％、Ａｌ２Ｏ３  ４．５〜１１％、Ｂ２Ｏ３  ３．０〜１１．５％、Ｎａ２Ｏ  ３．０〜８．５％、Ｋ２Ｏ  ０〜５．５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜３．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ  ０〜４．０％未満、ＳｒＯ  ０〜４．０％未満を含有する医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスが得られるようにガラスバッチを調製することが好ましい。【００２１】
また、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、ガラス組成として、実質的にＢａＯを含まない医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスが得られるようにガラスバッチを調製することが好ましい。【００２２】
また、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、前記ガラス組成中の質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値が０．２０〜０．７０である医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスが得られるようにガラスバッチを調製することが好ましい。【００２３】
また、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法は、得られた溶融ガラスを管状に成形することが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法を用いれば、得られるガラスは組成均質性が良好になり、ガラス粘度、熱容量、熱伝導率、比熱等の特性についても局所差を小さくすることができる。また、例えばガラス管に成形した際には、ガラス管の曲りや偏肉も低減することができる。そのため、その後の熱加工工程において、熱履歴の局所的な差を小さくでき、成形に必要な熱量を抑制できる。【００２５】
その結果、本発明で得られた医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスは、熱加工工程において、医薬品容器の内面への異質層の形成を抑制できるため、種々の熱処理後も優れた化学的耐久性や加水分解抵抗性を維持でき、このガラスを医薬品容器に用いた場合には、薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇、フレークスの発生を抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の製造方法では、ガラスバッチ中のＡｌ導入原料として、Ａｌ含有天然鉱物とＡｌ含有化成品とを含み、且つ、Ａｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）の質量比が、０を超え、０．０１以上、０．０５以上、０．１以上、０．１５以上、０．２０以上、０．２５以上、０．３０以上、０．３２以上とすることが好ましく、更に、０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下、０．７０以下、０．６０以下、０．５７以下とすることが好ましい。
【００２７】
この質量比が小さすぎると、ガラスバッチ中のＡｌ導入原料として、Ａｌ含有天然鉱物の使用割合が増加する。天然鉱物は一般的に、化成品に比べ粒度分布がブロードであることが多く、ガラスバッチ中で、セグリゲーションや溶融速度に差が出る溶融分離が起こりやすいため、ガラスを均質に溶融しづらくなり、ガラスの組成均質性が低下する。その結果、熱加工時に過剰な熱量を加えることとなり医薬品容器の内面に異質層が形成されてしまい、医薬品容器の化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下し、ひいては薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇、フレークスの発生を惹起する。
更に、Ａｌ含有天然鉱物が互いに固溶体を形成している場合はＡｌ含有天然鉱物の組成が一定にならず、得られるガラス組成が変動する可能性がある。更に、Ａｌ含有天然鉱物が天然鉱物の混合物である場合は、不均質な混合やセグリゲーションの懸念があるだけでなく、ガラスバッチの組成が変動し、得られるガラス組成も変動する可能性がある。
【００２８】
また、この質量比が大きすぎると、ガラスバッチ中で、難溶性原料である酸化アルミニウムや水酸化アルミニウムといったＡｌ含有化成品の使用割合が増加し、ガラスを均質に溶融しづらくなり、ガラスの組成均質性が低下する。そのため熱加工時に過剰な熱量を加えることとなり医薬品容器の内面に異質層が形成されてしまい、医薬品容器の化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下し、ひいては薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇、フレークスの発生を惹起する。
【００２９】
また、本発明で用いるＡｌ含有天然鉱物には、ＡｌをＡｌ２Ｏ３質量換算で１％以上、２％以上、５％以上、１０％以上、１５％以上含むことが好ましく、また、９０％以下、５０％以下、４０％以下、３０％以下含むことが好ましい。
【００３０】
この割合が小さすぎると、難溶性のＡｌ含有化成品の使用割合が増加し、均質に溶融しづらくなり、ガラスの組成均質性が低下する。そのため熱加工時に過剰な熱量を加えることとなり医薬品容器の内面に異質層が形成されてしまい、医薬品容器の化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下し、ひいては薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇、フレークスの発生を惹起する。また、Ａｌ含有天然鉱物の使用量を不当に増加させることにもなり、その場合、目的の組成のガラスバッチを作製できない可能性や、セグリゲーションや溶融速度に差が出る溶融分離が起こる可能性がある。
【００３１】
また、この割合が大きすぎると、Ａｌ含有天然鉱物そのものの溶解性が低下するため、均質に溶融しづらくなり、ガラスの組成均質性が低下する。そのため熱加工時に過剰な熱量を加えることとなり医薬品容器の内面に異質層が形成されてしまい、医薬品容器の化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下し、ひいては薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇、フレークスの発生を惹起する。
【００３２】
Ａｌ含有天然鉱物として、長石族鉱物、カオリン、クレー、シリカサンド等が挙げられるが、これらに限られない。
【００３３】
また、このＡｌ含有天然鉱物として、長石族鉱物を使用することが好ましい。ここで、長石族鉱物とは、ソーダ長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）やカリ長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）、灰長石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）等の長石を質量％で５％以上含有する原料のことであり、地球上では様々な形態で存在する。例えば、アルカリ長石はソーダ長石とカリ長石が固溶した長石であり、斜長石はソーダ長石と灰長石が固溶した長石である。また、カリ長石やソーダ長石等、さらに石英、微量の雲母等から構成される通称サバと呼ばれる風化花崗岩を用いることもできる。
また、Ａｌ含有天然鉱物には、長石を質量％で５％以上、２０％以上、３０％以上、５０％以上、７０％以上、９０％以上含有していることが好ましい。長石は地球上に豊富に存在し、大量に採掘されているため手に入れやすい上、Ａｌを多く含んでおり、Ａｌ導入原料として好適である。
【００３４】
また、Ａｌ含有化成品として、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、メタリン酸アルミニウム等が好ましいが、これらに限られない。
【００３５】
酸化アルミニウムや水酸化アルミニウムは、Ａｌ含有化成品として安価である上、手に入れやすいため好適である。また、メタリン酸アルミニウムは、ガラスバッチにＰ２Ｏ５成分を導入したい場合、潮解し難く取扱いが容易であるため好適である。
【００３６】
また、本発明では、ガラスバッチ中にアルカリ炭酸塩原料及び／又はアルカリ硝酸塩原料を導入することが好ましい。アルカリとはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムを示す。
【００３７】
アルカリ炭酸塩原料やアルカリ硝酸塩原料を導入することで、ガラスバッチがより低温で融液化し、溶融に必要なエネルギーを削減できる。導入すべきアルカリ金属の量が多い場合には、天然鉱物よりもアルカリ含有量の多いアルカリ炭酸塩やアルカリ硝酸塩を添加するとよい。また、ＳｎＯ２やＳｂ２Ｏ３などの多価酸化物を清澄剤として用いる場合には、酸化剤としてアルカリ硝酸塩を添加することで、清澄作用を促進させることができる。
【００３８】
本発明の製造方法は、以下のアルミノホウケイ酸（又はアルミノケイ酸）ガラスとなるように調整されたガラスバッチを用いることが好ましい。
ＳｉＯ２  ７０．０〜７７.０％（好ましくは７０．０〜７５．５％）、
Ａｌ２Ｏ３  ４．５〜１１％（好ましくは６．３〜１１％）
Ｂ２Ｏ３  ０〜１１．５％（好ましくは３.０〜１１．５％）
Ｌｉ２Ｏ  ０〜３．５％（好ましくは０〜０．２％）
Ｎａ２Ｏ  ３．０〜８．５％（好ましくは４．０〜８．５％）
Ｋ２Ｏ  ０〜５．５％（好ましくは０〜５％）
ＭｇＯ＋ＣａＯ  ０〜４．０％未満（好ましくは０〜１．０％未満）
ＳｒＯ  ０〜４．０％未満
【００３９】
以下、各成分の組成範囲を上記のように限定した理由を述べる。なお以下の説明において、特に断りがない限り、％表示は質量％を意味する。
【００４０】
ＳｉＯ２はガラスネットワークを構成する成分の１つである。ＳｉＯ２の含有量は７０．０〜７７．０％であり、好ましくは７０．０〜７６．０％であり、７０．５〜７５．５％未満、７１．０〜７５．０％未満、特に７２．０〜７４．７％である。ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると化学的耐久性が低下し、医薬品容器に求められる耐酸性が低くなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると液相粘度が低下し、ガラス管の製造工程で失透しやすくなって生産性が低下する。
【００４１】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの失透を抑制し、また化学的耐久性及び加水分解抵抗性を向上させる成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は４．５〜１１％であり、好ましくは５．１〜１１％未満、５．５〜１０％、６．３〜９％、６．３超％〜１０％、より好ましくは６．４〜８．５％、さらに好ましくは６．４〜８．３％、特に６．４〜８．０％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると上記の効果が得られない。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎるとガラスの粘度が上昇し、熱加工温度が高くなり、医薬品容器に加工する際にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。
【００４２】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの融点を低下させるだけでなく、液相粘度を上昇させ、失透を抑制する効果を有する。そのため、Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜１１．５％、０超〜１１．５％、１〜１１．５％、３〜１１．５％、好ましくは５．５〜１１．５％未満、より好ましくは８．５〜１１．５％未満、さらに好ましくは９〜１１．５％未満である。Ｂ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると熱加工温度が高くなり、医薬品容器に加工する際にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多過ぎると加水分解抵抗性や化学的耐久性が低下する。
【００４３】
Ｌｉ２Ｏは、ガラスの粘度を低下させ、また線熱膨張係数を上昇させる効果がある。しかし、Ｌｉ２Ｏを添加するとガラス溶融時に耐火物を侵食し易くなる。また生産コストの増加に繋がる。そのためＬｉ２Ｏの含有量は０〜３．５％であり、好ましくは０〜３．０％、０〜２．０％、０〜０．１％、０〜０．５％、０〜０．２％、好ましくは０〜０．１％、より好ましくは０〜０．０５％、さらに好ましくは０〜０．０１％であるが、特段の事情がなければＬｉ２Ｏ以外の他のアルカリ金属酸化物を使用することが望ましい。
【００４４】
Ｎａ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏと同様にガラスの粘度を低下させ、線熱膨張係数を上昇させる効果がある。Ｎａ２Ｏの含有量は３．０〜８．５％であり、好ましくは３．５〜８．５％未満、より好ましくは４．０〜８．０％、さらに好ましくは４．０〜７．０％である。Ｎａ２Ｏの含有量が少なすぎると熱加工温度が高くなり、医薬品容器に加工する際にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００４５】
Ｋ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏと同様にガラスの粘度を低下させ、線熱膨張係数を上昇させる効果がある。Ｋ２Ｏの含有量は０〜５．５％であり、好ましくは０超〜５．０％、０．１〜５．０％未満、より好ましくは０．５〜４．５％、さらに好ましくは１．０〜３．０％、特に１．５〜３．０％である。Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００４６】
なおＫ２ＯとＮａ２Ｏの両成分を併用すれば、混合アルカリ効果により、加水分解抵抗性が向上するため、望ましい。加水分解抵抗性を向上させるためには、質量比でＫ２Ｏ／Ｎａ２Ｏの値が、０〜１、０超〜０．９９、０．０５〜０．９５、０．１〜０．９、０．２〜０．８５、より好ましくは０．２０〜０．８０、さらに好ましくは０．２〜０．７５、特に０．２〜０．７である。この比が小さいと加水分解抵抗性が低下する。一方、この比が大きいと熱加工温度が高くなり、医薬品容器に加工する際にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。
【００４７】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合量は、５〜１３％であり、好ましくは５〜１２．５％、５．５〜１０％、特に６〜９％である。これらの成分の合量が少ないと、熱加工温度が高くなる。またこれらの成分の合量が多いと、化学耐久性や加水分解抵抗性が低下する。
【００４８】
ＭｇＯはガラスの高温粘度を低下させる効果がある。また、化学的耐久性向上の効果がある。ＭｇＯの含有量は０〜３．０％であり、好ましくは０〜２．０％、０〜１．０％、０〜１．０％未満、特に０〜０．５％である。ＭｇＯの含有量が多すぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００４９】
ＣａＯはガラスの高温粘度を低下させる効果がある。ＣａＯの含有量は０〜４．０％であり、好ましくは０〜２．０％、０〜１．５％、０〜１．０％、０〜１．０％未満、特に０〜０．５％である。ＣａＯ含有量が多過ぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００５０】
ＭｇＯ＋ＣａＯはＭｇＯとＣａＯの含有量の合量であり、ガラスの高温粘度と加水分解抵抗性を好ましい範囲に調節する上で重要な指標である。ＭｇＯ＋ＣａＯは０〜４．０％であり、好ましくは０〜３．０％、０〜２．０％、０〜１．０％、０〜１．０％未満、特に０〜０．５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯが多すぎると、ガラスの高温粘度を低下できるが、ガラスの加水分解抵抗性が低下してしまう。
【００５１】
また本発明においては、上記以外にも種々の成分を添加することが可能である。
【００５２】
ＳｒＯは化学的耐久性向上の効果がある。ＳｒＯの含有量は０〜４．０％未満、好ましくは０〜２．０％、より好ましくは０〜１．０％である。ＳｒＯの含有量が多すぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００５３】
ＴｉＯ２は加水分解抵抗性を向上させる効果がある。ＴｉＯ２の含有量は０〜７．０％未満であり、好ましくは０〜５．０％、より好ましくは０〜４．０％、さらに好ましくは０〜１．５％である。ＴｉＯ２の含有量が多すぎると熱加工温度が高くなり、医薬品容器に加工する際にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。
【００５４】
ＺｒＯ２は加水分解抵抗性を向上させる効果がある。ＺｒＯ２の含有量は０〜７．０％未満、好ましくは０〜５．０％、より好ましくは０〜４．０％、さらに好ましくは０〜１．５％、０〜１．０％、０〜１．０％未満、特に０〜０．５％である。ＺｒＯ２の含有量が多すぎると熱加工温度が高くなり、医薬品容器に加工する際にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。
【００５５】
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラスを着色させ可視域での透過率を低下させる恐れがあるため、その含有量は０．２％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０２％以下である。
【００５６】
また清澄剤としてＦ、Ｃｌ、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３等のいずれか一種以上を含有しても良い。これらの清澄剤の含有量の合計は３％以下であり、好ましくは１％以下、より好ましくは０．５％以下である。またこれらの清澄剤の中では、環境的側面や、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの溶融、清澄温度との適合性や、人体への害が少ないという理由からＣｌやＳｎＯ２を使用することが好ましい。Ｃｌを使用する場合、その含有量は３％以下、更に１％以下、特に０．２％以下であることが好ましい。ＳｎＯ２を使用する場合、その含有量は２％以下、好ましくは０．５％以下である。
【００５７】
ＢａＯの含有量は０〜２．０％、０〜１．５％、０〜１．０％、０〜１．０％未満が好ましいが、本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法においては、ガラスバッチが、ガラス組成として、実質的にＢａＯを含まないことがより好ましい。
【００５８】
ここで、「実質的にＢａＯを含まない」とは、ＢａＯを積極的に添加しないという意味であり、不純物として混入するものまで排除する主旨ではない。より具体的にはＢａＯの含有量が質量％で０．０５％以下であることを意味する。ＢａＯがガラス中に含まれていると、ガラス製造中にアルミナ系耐火物と反応したり、医薬品容器として用いたときに、ガラスから溶出したＢａイオンと薬液中の硫酸イオンとの反応によって結晶を析出させたり、沈殿物を発生させたりするおそれがある。
【００５９】
更に、質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値が０．２０〜０．７０、０．２５〜０．６８、０．３０〜０．６６、０．３２〜０．６０、０．３５〜０．６０になるようにガラスバッチを調製することが好ましい。
【００６０】
Ａｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値が小さすぎると、ガラスの加水分解抵抗性が低下する上、医薬品容器へと熱加工した時にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物の蒸発量が増加する。
また、Ａｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値が大きすぎると、ガラスの粘度が高くなり、医薬品容器へと熱加工する時の加工温度が高くなり、その結果、ガラス中のＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物の蒸発量が増加する。
【００６１】
本発明の製造方法は、得られた溶融ガラスを管状に成形することが好ましい。
【００６２】
まず、目標組成となるように各々の原料を調製してガラスバッチを得る。
【００６３】
次いで、このガラスバッチを１５５０〜１７００℃の溶融炉に連続投入して溶融、清澄した後、得られたガラス融液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、当該先端部からガラスを管状に引き出す、いわゆるダンナー法により成形する。引き出した管状ガラスを所定の長さに切断してガラス管を得る。
【００６４】
なお、本発明で得られた溶融ガラスをガラス管に成形する際は、ダンナー法に限らず、公知の手法を用いても良い。例えば、ベロー法やダウンドロー法は有効な方法である。
【００６５】
また、本発明で得られたガラス管を医薬品用容器に成形する際は、公知の手法を用いることができる。例えば、ガラス管を所定の長さに切断し、バーナー等の火炎により端を溶融して底部と口部を同時に加熱成形して封鎖する方法や、底部を成形した後に口部を成形する方法がある。バーナー等による加熱箇所は、必要に応じてガラス管の外側や内側、端部等、どの部分でもよく、加熱温度はガラス管の溶融温度によって異なるが、一般的に１０００〜１３００℃程度である。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。【００６７】
表１、２は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜６、９〜1６、Ａ〜Ｊ）、及び比較例（試料Ｎｏ．７、８、Ｆ、Ｇ）を示している。【００６８】
【表１】
2017115728.tif 000002
【００６９】
各試料は以下のようにして調製した。【００７０】
まず表に示す組成となるように、ガラス原料を調合してガラスバッチを作製した。ガラスバッチ中のＡｌ導入原料としては、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、長石のみを用いた。なお、Ａｌ含有天然鉱物とＡｌ含有化成品の種類と使用量は、質量比でＡｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）が表中の所定割合となるように選定した。【００７１】
次いで、これらのガラスバッチを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、当該先端部からガラスを管状に引き出す。引き出した管状ガラスを所定の長さに切断してガラス管を得た。このようにして得られたガラス管を各種の評価に供した。【００７２】
表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜６は、Ａｌ導入原料として、Ａｌ含有化成品とＡｌ含有天然鉱物を併用しており、更に、Ａｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）の質量比が所定の範囲内であるため、化学的耐久性や加水分解抵抗性が良好であった。また、ガラス組成中にＳｎを含むＮｏ．１、３、４について、加水分解抵抗性試験によるＳｎの溶出を評価したところ、何れの試料もＳｎ溶出量は定量下限未満であった。よって、これらのアルミノホウケイ酸ガラスを医薬品容器に用いた時にも、薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇、フレークスの発生が抑制されていると考えられる。
また、得られたガラス管は、ガラス管の寸法精度、即ちガラス管の曲りや偏肉が低減されていた。これより、試料Ｎｏ．１〜６は、医薬品容器の成形に必要な熱量が抑制でき、医薬品容器の化学的耐久性や加水分解抵抗性を高めることができる。【００７３】
一方、比較例である試料Ｎｏ．７、８は質量比でＡｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）の値が本発明の範囲外であるため、加水分解抵抗性が悪かった。更にガラス管の寸法精度も所定の範囲外であった。【００７４】
また、試料Ｎｏ．９〜１６は、Ａｌ導入原料として、Ａｌ含有化成品とＡｌ含有天然鉱物を併用しており、更に、Ａｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）の質量比が所定の範囲内であるため、得られたガラス管は、ガラス管の寸法精度、即ちガラス管の曲りや偏肉が低減されていた。これより、試料Ｎｏ．９〜１６は、医薬品容器の成形に必要な熱量が抑制でき、医薬品容器の化学的耐久性や加水分解抵抗性を高めることができる。【００７５】
【表２】
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【００７６】
次に、表１の試料Ｎｏ．１について、Ａｌ導入原料以外のバッチ組成を同じにした上で、Ａｌ導入原料を変更し、ガラス１００ｇ建てのガラスバッチを作製したものを表２の試料Ａ〜Ｊに示す。表中のｇ／ｇｌａｓｓ１００ｇはガラス１００ｇを得るのに必要な原料の質量を示している。Ａｌ導入原料として、ソーダ長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、カリ長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）、灰長石（ＣａＡｌ２ＳｉＯ８）、斜長石（ソーダ長石：灰長石＝３：１、遊離石英２０％含有）及び酸化アルミニウムを使用した。【００７７】
次いで、これらのガラスバッチを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リボン状に成形後、長さ１ｍｍに切断し、ベンジルアルコールに浸漬させ断面方向から脈理を観察した。【００７８】
ガラスの組成均質性について、脈理が強く認められたものを×、実用上問題のない脈理水準のものを○とした。【００７９】
また、ガラスバッチの組成安定性について、ガラスバッチの組成変動に問題がなかったものを○、組成変動は認められるものの実用上問題のなかったものを△、組成変動が実用上問題のあったものを×とした。【００８０】
試料Ａ〜Ｅ及びＨ〜ＪはＡｌ導入原料としてＡｌ含有化成品とＡｌ含有天然鉱物を併用しており、更に、Ａｌ含有化成品中のＡｌ／（Ａｌ含有天然鉱物中のＡｌ＋Ａｌ含有化成品中のＡｌ）の質量比が所定の範囲内であるため、いずれも脈理が実質上問題のない水準だった。そのため、ガラスの組成均質性が優れており、ガラス粘度、熱容量、熱伝導率、比熱に関して局所差が小さくなっていると考えられる。
そのため、これらの試料をガラス管に成形した際には、ガラス管の寸法精度が良好となり、また、医薬品容器を成形するために必要な熱量を抑制できる。
そのため、得られる医薬品容器は種々の熱処理後にも優れた化学的耐久性や加水分解抵抗性を維持でき、薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇、フレークスの発生を抑制できると考えられる。【００８１】
一方、試料ＦはＡｌ導入原料としてＡｌ含有化成品である酸化アルミニウムのみを用いた。そのため、難溶性の酸化アルミニウムが溶解しにくくなり、ガラスの組成均質性が悪く、強い脈理が認められた。試料ＧはＡｌ導入原料として、Ａｌ含有天然鉱物であるソーダ長石のみを用いた。そのため、ガラスの組成均質性及びガラスバッチの組成安定性が不安定であった。【００８２】
なお線熱膨張係数の測定は、約５ｍｍφ×５０ｍｍのロッド状に成形したガラス試料を用い、ディラトメーターにより、３０〜３８０℃の温度範囲において行った。【００８３】
歪点、徐冷点及び軟化点の測定はファイバーエロンゲーション法で行った。【００８４】
作業温度は、白金球引き上げ法によって求めた高温粘度と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１０４ｄＰａ・ｓに相当する温度を求めた。なお、作業温度は、ガラス管の熱加工温度に相当する。【００８５】
液相温度の測定は、約１２０×２０×１０ｍｍの白金ボートに粉砕したガラス試料を充填し、線形の温度勾配を有する電気炉に２４時間投入した。その後、顕微鏡観察にて結晶析出箇所を特定し、結晶析出箇所に対応する温度を電気炉の温度勾配グラフから算出し、この温度を液相温度とした。【００８６】
液相粘度の算出は、歪点、徐冷点、軟化点、作業温度とＦｕｌｃｈｅｒの粘度計算式からガラスの粘度曲線を求め、この粘度曲線から液相温度におけるガラスの粘度を算出し、この粘度を液相粘度とした。【００８７】
加水分解抵抗性試験は、アルミナ製の乳鉢と乳棒を用いて試料を粉砕し、ＥＰ８．０の粉末試験法に準じた方法で行った。詳細な試験手順は以下の通りである。試料の表面をエタノールで良く拭き、アルミナ製の乳鉢と乳棒で試料を粉砕した後、ステンレス製の目開き７１０μｍ、４２５μｍ、３００μｍの３つの篩を用いて分級した。篩に残ったものは再度粉砕し、同じ篩操作を行い、３００μｍの篩上に残った試料粉末をエタノールで洗浄し、ビーカー等のガラス容器に投入した。その後、エタノールを入れてかき混ぜ、超音波洗浄機で１分間洗浄した後、上澄み液だけを流し出す操作を６回行った。その後、１１０℃のオーブンで３０分間乾燥させ、デシケーター内で３０分間冷却した。得られた試料粉末を、電子天秤を用いて１０ｇ精度±０．０００１ｇで秤量し、２５０ｍＬの石英フラスコに入れ、超純水５０ｍＬを加えた。密栓後、フラスコをオートクレーブに入れて１２１℃、３０分間保持した。１００℃から１２１℃までは１℃／分で昇温し、１２１℃から１００℃までは２℃／分で降温した。その後、９５℃まで冷却し、試料をコニカルビーカーに取り出した。３０ｍＬの超純水でフラスコ内を洗浄し、コニカルビーカーに流し入れる操作を３回行った。試験後の液にメチルレッドを約０．０５ｍＬ滴下後、０．０２ｍｏｌ／Ｌの塩酸で中和滴定を行い、塩酸の消費量を記録し、試料ガラス１ｇあたりの塩酸消費量を算出した。【００８８】
化学的耐久性を評価する方法として、耐酸性試験を、試料表面積を５０ｃｍ２、溶出液である６ｍｏｌ／Ｌの塩酸の液量を８００ｍＬとし、ＤＩＮ１２１１６に準じて行った。詳細な試験手順は以下の通りである。まず全ての表面を鏡面研磨仕上げとした総表面積が５０ｃｍ２のガラス試料片を準備し、前処理として試料をフッ酸（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漬し、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、超純水中で２分間の超音波洗浄を３回行った後、エタノール中で１分間の超音波洗浄を２回行った。次に、試料片を１１０℃のオーブンの中で１時間乾燥させ、デシケーター内で３０分間冷却した。このようにして得られた試料片の質量ｍ１を精度±０．１ｍｇまで測定し、記録した。続いて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、白金線で吊した試料片を投入して６時間保持した。試験中の液量の減少を防ぐために、容器の蓋の開口部はガスケット及び冷却管で栓をした。その後、試料片を取り出し、超純水中で２分間の超音波洗浄を３回行った後、エタノール中で１分間の超音波洗浄を２回行った。さらに洗浄した試料片を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。このようにして処理した試料片の質量ｍ２を精度±０．１ｍｇまで測定し、記録した。最後に沸騰塩酸に投入する前後の試料の質量ｍ１、ｍ２ｍｇと試料の総表面積Ａｃｍ２から以下の式１によって単位面積当たりの質量減少量を算出し、耐酸性試験の測定値とした。
［式１］  単位面積当たりの質量減少量＝１００×（ｍ１−ｍ２）／２×Ａ【００８９】
Ｓｎの溶出量は、加水分解抵抗性試験後の試験液について、ＩＣＰ発光分析装置（バリアン製）にて分析を行った。詳細な試験手順は以下の通りである。加水分解抵抗性試験後の試験溶液をメンブランフィルターでろ過して遠沈管に採取した。Ｓｎ含有量が０ｍｇ／Ｌ、０．０５ｍｇ／Ｌ、０．５ｍｇ／Ｌ、１．０ｍｇ／Ｌとなるように、Ｓｎ標準液（和光純薬工業製）を希釈して、標準溶液を作製した。それらの標準溶液から検量線を作成し、試験液中のＳｎ溶出量を算出した。Ｓｎの測定波長を１８９．９２５ｎｍとした。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスの製造方法を用いれば、例えばガラス管に成形した際にガラス管の曲りや偏肉を低減することができるため、成形に必要な熱量を抑制できる。その結果、種々の熱処理後でも、化学的耐久性や加水分解抵抗性に優れた医薬品容器を得ることができるため、様々のガラス組成に適用可能である。また、本発明に係る医薬品容器用アルミノホウケイ酸ガラスは、アンプル、バイアル、プレフィルドシリンジ、カートリッジなど様々な医薬品容器用材料として好適に使用できる。
【国際調査報告】
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