(57)【要約】  本発明は（１）ガラス管を加熱下に成形加工してガラス容器を得るガラス容器の製造工程、（２）ガラス容器の製造工程で得たガラス容器の内表面を、水、酸の水溶液または界面活性剤水溶液からなる洗浄液で洗浄する洗浄工程、および（３）洗浄工程で洗浄したガラス容器を加熱昇温、冷却により除歪する除歪工程、を含む低アルカリガラス容器の製造方法であり、ガラス内表面からのアルカリ成分の溶出が低減したガラス容器の製造方法を提供する。
2009116300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）ガラス管を加熱下に成形加工してガラス容器を得るガラス容器の製造工程、
（２）ガラス容器の製造工程で得たガラス容器の内表面を、水、酸の水溶液、界面活性剤水溶液、または界面活性剤を添加した酸の水溶液で洗浄する洗浄工程、および
（３）洗浄工程で洗浄したガラス容器を加熱昇温した後に冷却して除歪する除歪工程
を含むことを特徴とする低アルカリガラス容器の製造方法。
【請求項２】
洗浄工程におけるガラス容器の温度が２５〜３５０℃である請求項１記載の低アルカリガラス容器の製造方法。
【請求項３】
洗浄工程におけるガラス容器の温度が８０〜１５０℃である請求項２記載の低アルカリガラス容器の製造方法。
【請求項４】
酸が、蟻酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸、クエン酸、塩酸、硫酸および硝酸から選ばれる１種以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の低アルカリガラス容器の製造方法。
【請求項５】
酸が、蟻酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸、およびクエン酸から選ばれる１種以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の低アルカリガラス容器の製造方法。
【請求項６】
除歪工程における雰囲気温度が５５０〜７００℃である請求項１〜５のいずれか１項に記載の低アルカリガラス容器の製造方法。
【請求項７】
除歪工程における除歪時間が３〜４０分である請求項１〜６のいずれか１項に記載の低アルカリガラス容器の製造方法。
【請求項８】
除歪工程における雰囲気温度が６００〜７００℃であり、除歪時間が１５〜３５分である請求項１〜７のいずれか１項に記載の低アルカリガラス容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品、食品又は化粧品製品などを収納するアンプル、管瓶などのガラス容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品、食品、化粧品等を収納する管瓶、バイアル、アンプル、シリンジ等のガラス容器はガラス管を加熱下に成形加工して製造される場合が多い。
その典型的な成形加工法として縦型成形方法がある。この方法は、一定の径を有し両端が開放されたガラス管を垂直に立て、口部となる下端部を加熱して軟化させ所望の形状に加工成形し、次いで、該ガラス管を所望の長さで切断後、ガラス容器の底部を形成し目的とするガラス容器を製造するものである。切断された残部のガラス管はガラス容器を１個製造した分だけ短くなり、前述の作業を繰り返すことによって、ガラス容器を大量生産することができる。この方法は機械を用いて自動的に行われ、通常は縦式成型機が用いられる。【０００３】
しかしながら、このようにして製造されるガラス容器に、例えば液状の医薬品等を収納すると、ガラス容器の内側のガラス表面からアルカリ成分が溶出して、医薬品等が汚染され、例えばｐＨ値が上昇したり、場合によってはガラス表面から溶出したアルカリ成分が内溶液と反応して沈殿物が発生することで内溶液の品質が損われるという問題点があった。【０００４】
これらの問題点を解決するために、成形加工の時の加熱条件をできるだけ低く抑えることでガラスの加工劣化を少なくする方法を採用したり、ガラス容器を製造後、ガラス内表面をコーティングする方法（例えば、特許文献１参照）を採用したり、ガラス内表面に硫酸アンモニウムを用いたサルファー処理を施す方法を採用したりしていた。
しかし、これらのガラス表面のコーティング処理、サルファー処理あるいは低温加熱によるガラス管の加工は工程が煩雑化したり、ガラス容器の製造原価が高くなる原因となっていた。【０００５】
【特許文献１】特開平５−１３２０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
医薬用ガラス容器の製造においては、製造されたガラス容器に例えば薬液等を充填した後の加熱滅菌工程や、保管中に、液との反応によりガラス表面からアルカリ成分等の溶離成分が溶出しないかあるいは極わずかにしか溶出しないガラス容器の提供が望まれる。しかも従来の方法のように、コーティング処理やサルファー処理等の特別な処理を行うことでガラス管からガラス容器を製造する工程が煩雑化しないことが望まれる。また、脱アルカリ過程で生じた硫酸ナトリウム等のブルームを製造後のガラス容器から除去するため、医薬品を充填する前のガラス容器を洗浄する工程が重厚にならないことも望まれる。
本発明は、特別な処理工程や処理設備等を導入することなく、簡単に製造でき、ガラス表面からアルカリ成分の溶出の少ない化学的耐久性に優れたガラス容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、垂直に立てたガラス管の下端をガスバーナー等で加熱して軟化させ、所望の形状に成形加工するときに加熱によってガラス質が変質してガラスの揮発成分（例えばＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）が発生し、ガラス管の開放された下端と上端の間の空間部を煙突効果によって上昇する際に、これらの揮発成分がガラス管内面に付着することでアルカリ成分を形成しガラス容器製造後にガラス表面から溶出するとの知見を得た。【０００８】
さらに本発明者等は、上記縦型成形法によりガラス管からガラス容器を得た後、熱履歴による歪みを除去するための除歪操作を行う前に、ガラス容器の内面を水で洗浄したところ、予想外かつ驚くべきことに、内面のガラス面からのアルカリ成分の溶出が極めて少ないガラス容器を製造しうることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。【０００９】
すなわち、本発明は、
［１］  （１）ガラス管を加熱下に成形加工してガラス容器を得るガラス容器の製造工程、（２）ガラス容器の製造工程で得たガラス容器の内表面を、水、酸の水溶液、界面活性剤水溶液、または界面活性剤を添加した酸の水溶液で洗浄する洗浄工程、および（３）洗浄工程で洗浄したガラス容器を加熱昇温した後に冷却して除歪する除歪工程を含むことを特徴とする低アルカリガラス容器の製造方法、
［２］  洗浄工程におけるガラス容器の温度が２５〜３５０℃である前記［１］記載の低アルカリガラス容器の製造方法、
［３］  洗浄工程におけるガラス容器の温度が８０〜１５０℃である前記［２］記載の低アルカリガラス容器の製造方法、
［４］  酸が、蟻酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸、クエン酸、塩酸、硫酸および硝酸から選ばれる１種以上である前記［１］〜［３］のいずれかに記載の低アルカリガラス容器の製造方法、
［５］  酸が、蟻酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸、およびクエン酸から選ばれる１種以上である前記［１］〜［４］のいずれかに記載の低アルカリガラス容器の製造方法、
［６］  除歪工程における雰囲気温度が５５０〜７００℃である前記［１］〜［５］のいずれかに記載の低アルカリガラス容器の製造方法、
［７］  除歪工程における除歪時間が３〜４０分である前記［１］〜［６］のいずれかに記載の低アルカリガラス容器の製造方法、および
［８］  除歪工程における雰囲気温度が６００〜７００℃であり、除歪時間が１５〜３５分である前記［１］〜［７］のいずれかに記載の低アルカリガラス容器の製造方法、
に関する。
【発明の効果】
【００１０】
従来、アンプル、管瓶、シリンジ、バイアル、などの医薬品用、医療用ガラス容器においては、薬液等の充填後の加熱滅菌工程や、保管中などにガラス表面からガラスの組成成分が溶出し、内容液等のｐＨ値を変化させたり、又は溶出成分が内溶液の組成成分と反応して沈殿物を発生させるなどの問題点があった。
本発明の低アルカリガラス容器の製造方法によれば、特別な処理工程を伴わずに、ガラス表面からのアルカリ成分の溶出が少なく、高度な清浄性が保持され、化学的耐久性に優れた低アルカリガラス容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のガラス容器の製造方法の例を小工程毎に示す模式図である。
【図２】本発明のガラス容器の製造方法に好適に用いられる製造装置の１例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１２】
１・・・・ガラス管
２・・・・縦型成型機
３・・・・フィシュテールバーナー
４・・・・ローラー
５・・・・プランジャー
６・・・・ポイントバーナー
７・・・・全高板
８・・・・カットバーナー
９・・・・エアー
１０・・・ガラス容器（バイアル）
１１・・・ネットコンベアー
１２・・・洗浄機
１３・・・バーナーヒーター
１４・・・除歪炉
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の材料として使用されるガラス管は、特に制限はないが、例えば硼硅酸ガラス、ソーダライムガラス等が好ましい。ガラス管の断面は通常は真円状であるが楕円形状等その他の形状でもよい。ガラス管の直径は特に制限はないが通常は１０〜１００ｍｍ程度である。ガラス管の長さも特に制限はないが通常１〜５ｍ程度でよい。ガラス管は無色透明でもよいし、例えば褐色等に着色されていてもよい。【００１４】
このようなガラス管を用いてガラス容器を製造する方法は従来充分に確立されているので、本発明における（１）ガラス容器の製造工程、もそれに従ってよい。
例えば、一定の径を有し両端が開放されたガラス管を垂直に立て、通常は加熱手段を備えた縦式成形機に下端部を挿入し、例えば、温度約１５００〜１８００℃のガスバーナーで加熱して、所望の管瓶の形状に成形しついで成形物と残部の上方に延びているガラス管とを加熱下に切り離すと共にガラス瓶と底部を形成する。ついで切り離されたガラス管の下端を断面がもとの真円となるよう成形する。成形加工後のガラス容器の温度は通常約３００〜４００℃となる。【００１５】
この操作を繰り返すことによって、ガラス容器を量産することができるが、この際、通常、上記したように、加熱によってガラス質が変質してガラスの揮発成分（例えばＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）が、ガラス管の開放された下端と上端の間の空間部を煙突効果によって上昇してガラス管内面に付着し、アルカリ質の溶離性成分を形成すると考えられる。【００１６】
本発明は、上記（１）ガラス容器の製造工程の後、次に詳述する（２）ガラス容器の洗浄工程を経ることによって、ガラス管内面に付着したアルカリ質の溶離性成分を除去又は低減し、さらに（３）このようにして得られるガラス容器を除歪工程に付することによって、表面が均質化された低アルカリガラス容器の提供を可能としたものである。【００１７】
本発明における、（２）ガラス容器の洗浄工程は、ガラス容器の製造工程で得たガラス容器の内表面を、水、酸の水溶液、界面活性剤水溶液、または界面活性剤を添加した酸の水溶液などを洗浄液に用いて洗浄する工程である。
成形加工後の上記約３００〜４００℃のガラス容器を、必要により、例えば大気温下に放冷し、約３５０℃以下、好ましくは約１５０℃以下のガラス容器を洗浄液で洗浄する。ガラス容器の温度が高い程、ガラス容器内面に付着した溶離性成分の除去又は低減効果は高いと考えられるが、３５０℃を超えたガラス容器に洗浄液を接触させるとガラス容器が破損するおそれがある。また、洗浄時のガラス容器の下限温度は特に定められないが、通常、大気温（例えば約２５℃）以上、好ましくは約８０℃以上とされる。
洗浄工程における洗浄液の温度は限定されないが、約３０〜約１００℃の洗浄液を用いることが好ましく、約４０℃〜約７０℃の洗浄液を用いることがより好ましい。この範囲内であれば本発明の目的とするアルカリ成分の溶出が少なく高度な清浄性が保持されたガラス容器が得られる。【００１８】
洗浄液としては、水、酸の水溶液、界面活性剤水溶液、または界面活性剤を添加した酸の水溶液が好ましく用いられ、ガラス容器内表面に付着したアルカリ質の溶離性成分の溶解性が高い点で、酸の水溶液、または界面活性剤を添加した酸の水溶液がより好ましい。
酸の水溶液に用いられる酸は有機酸と無機酸に大別され、有機酸の例としては、蟻酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸およびクエン酸等が、また無機酸の例としては、塩酸、硫酸および硝酸等が挙げられる。これらの酸は、１種または２種以上を併用して用いてもよい。洗浄効果および取扱い性の面からクエン酸、シュウ酸、塩酸および硫酸が好ましく用いられる。有機酸は、残滓が生じても徐冷工程で二酸化炭素と水に燃焼分解するためガラス表面が非常に清浄に保たれる点で好ましく、中でもクエン酸が好ましく用いられる。
酸の濃度が高い程、アルカリ成分の溶解性が高い傾向にあるが、廃液の生成を含めた取扱い性の点から、通常、酸の濃度は約０．００５〜１．０モル／Ｌ、好ましくは約０．０１〜０．１モル／Ｌとされる。【００１９】
上記洗浄液の中で界面活性剤水溶液、または界面活性剤を添加した酸の水溶液に用いられる界面活性剤は、特に限定されるものではないが、好ましい界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤が挙げられる。ノニオン系界面活性剤は、ポリエチレングリコール型と多価アルコール型に大別され、ポリエチレングリコール型としては、高級アルコール、脂肪酸、油脂、ポリプロピレングリコールもしくはアルキルフェノールのエチレンオキサイド付加物や、多価アルコール脂肪酸エステル、高級アルキルアミンもしくは脂肪酸アミドのエチレンオキサイド付加物等が挙げられ、多価アルコール型としては、グリセロール、ペンタエリスリトール、ソルビトールもしくはショ糖の脂肪酸エステルや多価アルコールのアルキルエーテル等が挙げられる。
界面活性剤の濃度は本発明の目的と効果を妨げない範囲で適宜選択すればよい。【００２０】
上記洗浄液を用いてガラス容器の内表面を洗浄液で洗浄するには、通常、ガラス容器を適宜の治具に挿入又は吊り下げなどした状態で、ガラス容器の口部から底部に向けて、例えばノズルから洗浄液を、通常、圧力をかけ吹き上げ噴霧することにより行う。ノズルの洗浄液噴霧口を、例えば洗浄液と同時に圧搾空気を吐出し得る様にして、洗浄液の噴霧圧を高めてもよい（ジェット噴霧洗浄とも称される）。
洗浄液として水以外の洗浄液を用いた場合は、洗浄液による洗浄後、清浄な水によるすすぎの工程、及び、例えば空気の吹き込みによる十分な水切りの工程を経て、（２）の洗浄工程が終了する。
また、上記（１）ガラス容器の製造工程では、微量ではあるがガラス容器の外表面に上記ガラスの揮発成分が付着することもあり得るので、洗浄液による洗浄をガラス容器の内表面の他に、ガラス容器の外表面に行ってもよい。【００２１】
尚、上記洗浄液によるガラス容器の内表面の洗浄は、超音波洗浄によってもよい。超音波洗浄の場合、通常、上記の洗浄液を用いて、内表面だけでなくガラス容器全体を洗浄し、すすぎ洗浄を行う。超音波洗浄を採用するか否かは、後述する縦型成型機、洗浄機および除歪炉などの生産ライン全体のレイアウトを考慮して決定される。【００２２】
本発明における（３）ガラス容器の除歪工程は、洗浄工程で洗浄したガラス容器を、通常、雰囲気温度が約５５０〜７００℃、好ましくは約６００〜７００℃の除歪炉内で、加熱昇温して熱処理した後に冷却することにより行われる。除歪時間、すなわち熱処理（その後の冷却含む）時間は、特に限定されるものではないが、通常、約３〜４０分、好ましくは約１５〜３５分、より好ましくは約２５〜３５分とされる。このような除歪工程により、ガラス管からガラス容器に成形加工した際の熱履歴に基づくガラス容器に残存する歪みが除去されると同時に、ガラス表面が均質化される。【００２３】
本発明によって、アルカリ成分の溶出が減少した高度に清浄なガラス容器が提供されるが、所望によっては本発明においても、従来技術の例えばコーティング処理、サルファー処理等を行ってもよい。この場合本発明のガラス容器にあっては、このような処理は従来技術に比して、より簡単なものとなり得る。【００２４】
製造された管瓶、バイアル、アンプル、シリンジ等のガラス容器に収納される医薬品、食品、化粧品はどのような形状でもよい。例えば、固状、液状、気体状のいずれでもよく、医薬品を例にとると、錠剤、液剤、顆状剤、散剤、粉剤、軟膏剤、スプレー剤、パウダー剤、ジェル剤等どのような形状、性状でもよい。食品や化粧品についても同様にどのような形状、性状でもよい。
【実施例】
【００２５】
［実施例１］
直径２１ｍｍ、長さ１ｍ８０ｃｍのガラス管を使用し、以下の方法によりガラス容器、バイアルを得た。まず、図１の（１）に示すようにガラス管１の端部を上にして管瓶の縦型成型機２に挿入し、下端部をガスバーナーで加熱してガラスを軟化させ、瓶の開口部分の形状となるように成形加工した。以下、より詳しく図１にもとづいて工程順に説明する。
（１）第１加熱工程：ガラス管１の下端部を１２００〜２０００℃のフィッシュテールバーナー３で加熱する。
（２）肩部成形工程：ローラー４とプランジャー５とを用いて肩部成形する。
（３）第２加熱工程：１２００〜２０００℃のポイントバーナー６で加熱する。
（４）口部成形工程：ローラー４とプランジャー５とで口部成形する。
（５）瓶高さ決定工程：全高板７を用いて瓶高を決定する。
（６）カット工程：例えば温度１２００〜２０００℃のカットバーナー８を用いてカットする。
（７）第１底部成形工程：ポイントバーナー６を用いて底部を均質化する。
（８）第２底部成形工程：エアー９を吹き込み、１２００〜２０００℃のポイントバーナー６を用いて底部成形を完成する。【００２６】
このようにして得られたバイアル１０を、ネットコンベアー１１上に載置された治具に挿入した状態（図２）で洗浄機１２に搬送し、大気温下に放冷し（図１における(９)冷却工程)、常温になったバイアルの内表面をシリンジを使用して１０ｍＬの洗浄液（純水）で吹き上げ洗浄を行い（図１における(10)洗浄工程）、エアー９を吹き込んで十分に水を切った(図１における(11)水切り工程)。尚、図２では細部を省略しているが、バイアル１０は、ネットコンベアー１１によって洗浄機１２および除歪炉１４に搬送可能とされている。
洗浄が終了したバイアル１０を、バーナーヒーター１３を備えた加熱炉有効長５ｍの除歪炉１４に搬送し(図１における(12)除歪工程)、１）通常の除歪条件、すなわち除歪炉内の雰囲気温度６５０℃×２５分で熱処理を行ったガラス容器（実施例１−１とする）と、２）熱処理条件を本製品の生産ラインで最適化し除歪炉内の雰囲気温度６５０℃×３３分で熱処理を行ったガラス容器（実施例１−２とする）を得た。【００２７】
一方、比較のために、吹き上げ洗浄を全く行わなかった以外は、実施例１−１と同様にしてガラス容器（比較例１とする）を得た。
この３種類のガラス容器について、容器の全満容量の９０％に相当する水を充填し、ゴム栓で密封した後オートクレーブを使用して１２１℃で６０分加熱し、常温になるまで放冷した。その後、それぞれの内溶液を原子吸光分光光度計を用いて溶出ナトリウムの量を測定した。結果は表１に示すとおりである。
本発明により製造されたガラス容器は、従来品と比較すると、洗浄を行った実施例１−１では約３０％、洗浄に加え徐冷条件を最適化した実施例１−２では約８０％のナトリウム溶出量の低減効果が認められた。ナトリウム溶出量が低減したという意味で、本発明によって、表面処理剤を用いずに低アルカリガラス容器を製造し得ることが明らかとされた。【００２８】
【表１】
2009116300.tif 000003
【００２９】
［実施例２］
直径２１ｍｍ長さ１ｍ８０ｃｍのガラス管を使用し、実施例１と同様に成形加工して得られたバイアル１０を、実施例１と同様に洗浄機１２に搬送した。大気温下に放冷し常温になったバイアルの内表面を、各種酸の水溶液である洗浄液で吹き上げ洗浄を行い、純水ですすいだ後、エアー９を吹き込んで十分に水を切った。
洗浄が終了したバイアルを実施例１で用いた除歪炉１４にて、除歪温度６５０℃、除歪時間２５分（ラインスピード２０ｃｍ／分）の条件で熱処理を行い、酸の種類、濃度により区分し、表２に示すとおりこれらを実施例２−１〜２−４とした。
一方、比較のために、各種酸の水溶液による吹き上げ洗浄を全く行わなかった以外は、実施例２と同様にしてガラス容器を得た（比較例２）。
処理の終了したガラス容器に容器の全満容量の９０％に相当する水を充填し、ゴム栓で密封した後オートクレーブを使用して１２１℃で６０分加熱し常温になるまで放冷した。その後、それぞれの内溶液の溶出ナトリウムの量を原子吸光分光光度計を用いて測定した。測定の結果を表２に示す。
本発明により製造されたガラス容器は、従来品と比較すると、酸の種類や濃度に拘わらず９０％以上のナトリウム溶出量の低減効果が認められた。傾向として酸の濃度が高い程、ナトリウム成分の洗浄効果が向上する傾向が認められた。ナトリウム溶出量が低減したという意味で、本発明によって、表面処理剤を用いずに低アルカリガラス容器を製造し得ることが明らかとされた。【００３０】
【表２】
2009116300.tif 000004
【００３１】
［実施例３］
実施例２と同様にしてバイアル１０を成形加工し、酸の水溶液を下記の各種洗浄液に置き換えて洗浄液で吹き上げ洗浄を行い、純水ですすいだ後、エアー９を吹き込んで十分に水を切った。
洗浄液１：純水１Ｌに界面活性剤を２０ｍｌ添加した水溶液
洗浄液２：クエン酸（０．０１ｍｏｌ／Ｌ）１Ｌに界面活性剤を２０ｍｌ添加した水溶液
（界面活性剤はレオドールＴＷ−Ｏ１２０Ｖ（２５質量％希釈、ノニオン系界面活性剤、成分：ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、花王株式会社製）を使用した。）
洗浄が終了したバイアルを実施例１で用いた除歪炉１４にて、除歪温度６５０℃、除歪時間２５分（ラインスピード２０ｃｍ／分）の条件で熱処理を行い、表３に示すとおりこれらを実施例３−１、実施例３−２とした。
一方、比較のために、洗浄液による吹き上げ洗浄を全く行わなかった以外は同様にしてガラス容器を得た（比較例３）。
処理の終了したガラス容器を実施例２と同様にして、それぞれの内溶液の溶出ナトリウムの量を測定した。
測定の結果を表３に示す。【００３２】
【表３】
2009116300.tif 000005
【００３３】
表３より、界面活性剤を添加した水や界面活性剤を添加した酸の水溶液で洗浄することでナトリウム成分の除去効果が向上し、ナトリウム溶出量が極めて低減されたガラス容器が得られることが認められた。
【図１】
2009116300.tif 000006
【図２】
2009116300.tif 000007
【国際調査報告】
2009116300.tif 000008
2009116300.tif 000009
2009116300.tif 000010
2009116300.tif 000011