(57)【要約】【課題】ＢａＯを含有しないガラスであって、化学的耐久性や加水分解抵抗性が良好である医薬容器用ホウケイ酸ガラスを提供する。【解決手段】モル％で、ＳｉＯ２  ７０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  １〜７％、Ｂ２Ｏ３  ８．５〜１２％、Ｎａ２Ｏ  ４〜９％、Ｋ２Ｏ  ０超〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．１％、ＣａＯ  ０〜２％含有し、ＢａＯを実質的に含まず、ＣａＯ／Ｋ２Ｏの値が、モル比で１．２以下であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
モル％で、ＳｉＯ２  ７０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  １〜７％、Ｂ２Ｏ３  ８．５〜１２％、Ｎａ２Ｏ  ４〜９％、Ｋ２Ｏ  ０超〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．１％、ＣａＯ  ０〜２％を含有し、ＢａＯを実質的に含まず、ＣａＯ／Ｋ２Ｏの値が、モル比で１．２以下であることを特徴とする医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項２】
ＭｇＯの含有量が０〜２モル％、ＳｒＯの含有量が０〜２モル％であることを特徴とする請求項１に記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項３】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合量が０〜２モル％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項４】
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏの合量が６〜９モル％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容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項５】
ＣａＯの含有量が、０〜０．７モル％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容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項６】
（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値が、モル比で０．１０未満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容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項７】
ＣａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値が、モル比で０．１未満であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項８】
Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏの値が、モル比で０．２以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項９】
Ａｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値が、モル比で０．１〜０．３であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項１０】
Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値が、モル比で０．３〜１．０であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項１１】
Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値が、モル比で０．４１〜０．５５であることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項１２】
ＥＰ８．４に準じた加水分解抵抗性試験の粉末試験法において、単位ガラス質量当たりの０．０２ｍｏｌ／Ｌの塩酸の消費量が０．０４０ｍＬ以下であることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項１３】
ＤＩＮ１２１１６に準じた耐酸性試験において、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１〜１２の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項１４】
作業温度が１１５０℃〜１１９０℃であることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項１５】
液相粘度が１０４．５ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラスからなることを特徴とする医薬容器用ガラス管。
【請求項１７】
請求項１〜１６の何れかに記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラスからなることを特徴とする医薬容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイアル、アンプル等の管瓶用ガラスや注射器のシリンジに使用される医薬容器用ホウケイ酸ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンプルやバイアルなどの医薬容器は、一般的に、ガラス管を局所的にバーナーで加熱して加工することで得られ、加工後には、ガラス中の残留歪を除去するために電気炉内で熱処理される。
【０００３】
また、バイアル、アンプル等の医薬容器用には、ホウケイ酸ガラスが使用される。そして、このホウケイ酸ガラスには、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
（ｃ）ガラス管の製造工程や、バイアル、アンプル等への加工時に、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であること
（ｄ）バイアル、アンプル等への加工が低温で行えるように、作業温度が低いこと
【０００４】
これらの要求特性を満足する標準的な医薬容器用ホウケイ酸ガラスは、一般的に、構成成分として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯと少量の清澄剤を含有している。（例えば特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２３７５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。これに伴い、バイアルやアンプルを構成する医薬容器用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。
【０００７】
ところで、ホウケイ酸ガラス中に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歩留まりが低下すると共に、薬液中の硫酸イオンと反応して沈殿物を発生させる恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、ＢａＯを含有しないガラスであって、化学的耐久性や加水分解抵抗性が良好である医薬容器用ホウケイ酸ガラスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意検討の結果、医薬容器用ホウケイ酸ガラスにＢａＯを含有させないことにより沈殿物の発生を抑制することができ、更に、モル比でＣａＯ／Ｋ２Ｏの値を厳密に規制することにより、ガラスの化学的耐久性や加水分解抵抗性が向上することを見出し、本発明として提案する。
【００１０】
すなわち、本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラスは、モル％で、ＳｉＯ２  ７０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  １〜７％、Ｂ２Ｏ３  ８．５〜１２％、Ｎａ２Ｏ  ４〜９％、Ｋ２Ｏ  ０超〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．１％、ＣａＯ  ０〜２％含有し、ＢａＯを実質的に含まず、ＣａＯ／Ｋ２Ｏの値が、モル比で１．２以下であることを特徴とする。
【００１１】
なお「ＢａＯを実質的に含まない」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０．０５質量％以下であることを指す。また、「ＣａＯ／Ｋ２Ｏ」とは、ＣａＯの含有量を、Ｋ２Ｏの含有量で除した値である。なお、以降の説明において、特に断りがない限り、％表示はモル％を意味する。
【００１２】
本発明者は、医薬容器用ホウケイ酸ガラス組成系において、ＣａＯ／Ｋ２Ｏのモル比の値が、ガラス構造中における酸塩基反応に大きく関連していることを見出した。
【００１３】
上記メカニズムに関し、本発明者は以下のように考える。本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラスにおいて、酸塩基反応の観点では、ガラス構造中のＫ２ＯやＣａＯ等の塩基性酸化物は、中間酸化物であるＡｌ２Ｏ３や、酸性酸化物であるＳｉＯ２やＢ２Ｏ３と反応すると考えられる。
【００１４】
ここで、本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラス組成のうち、主な塩基性酸化物を塩基性度が高い順から並べた場合、Ｋ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ＞Ｌｉ２Ｏ＞ＣａＯという順序である。酸・塩基反応としてはまず、Ａｌ２Ｏ３が塩基性酸化物と反応するのであるが、その後、塩基性度が高いＫ２Ｏが、酸性度が高いＢ２Ｏ３の方と優先的に反応する。そして、塩基性度が低い成分、例えばＣａＯは弱酸性度のＳｉＯ２と反応しやすいと考えられる。
【００１５】
本発明では、ＣａＯ／Ｋ２Ｏの値をモル比で、１．２以下に規制することで、Ｋ２ＯとＢ２Ｏ３の反応を一定以上に維持している。このようにすることで、ガラス構造中からＢ２Ｏ３が脱離するのを抑制できるため、ガラスの化学的耐久性や加水分解抵抗性を向上さることができる。更に、酸性酸化物の酸性度と塩基性酸化物の塩基性度のバランスを適切に規制しているため、ガラス構造が安定し、ひいては化学的耐久性や加水分解抵抗性をより向上させることが可能である。ＣａＯ／Ｋ２Ｏの値が大きすぎると、化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下し、更に粘度が高くなるため生産性が低下する。
【００１６】
また、本発明では、ＢａＯを含有しないため、ガラス溶融時あるいは成形時にＢａＯとアルミナ系耐火物との反応によりバリウム長石結晶が析出しない。また、ガラスからのＢａイオンの溶出が少なく、薬液中の硫酸イオンと不溶物の沈殿物を形成し難いガラスが得られる。
【００１７】
本発明においては、さらにＭｇＯの含有量が０〜２モル％、ＳｒＯの含有量が０〜２モル％であることが好ましい。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性の低下を抑制しつつ、作業温度の低いガラスが得やすくなる。
【００１８】
本発明においては、さらにＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合量が０〜２モル％であることが好ましい。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性の低下を抑制しつつ、作業温度の低いガラスが得やすくなる。
【００１９】
本発明においては、さらにＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏの合量が６〜９モル％であることが好ましい。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性の低下を抑制しつつ、作業温度の低いガラスを得やすくなる。
【００２０】
本発明においては、さらにＣａＯの含有量が、０〜０．７モル％であることが好ましい。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性を更に向上させることが可能になる。
【００２１】
本発明においては、低粘性、高加水分解抵抗性に優れたガラスを得るために、モル比で、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値を、０．１０未満に調整することが好ましい。なお「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）」とは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの合量を、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの合量で除した値である。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性の低下を抑制しつつ、作業温度の低いガラスが得やすくなる。
【００２２】
本発明においては、ＣａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が、モル比で０．１未満であることが好ましい。なお「ＣａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）」とは、ＣａＯの含有量を、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏ合量で除した値である。このようにすれば、作業性がよく、化学的耐久性や加水分解抵抗性の高いガラスが得られる。
【００２３】
本発明においては、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが、モル比で０．２以下であることが好ましい。なお、「Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ」とは、Ｋ２Ｏの含有量をＮａ２Ｏの含有量で除した値である。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性の低下を抑制しつつ、作業温度の低いガラスを得やすくなる。
【００２４】
本発明においては、Ａｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）がモル比で０．１〜０．３であることが好ましい。なお「Ａｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）」とは、Ａｌ２Ｏ３の含有量を、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの合量で除した値である。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性をさらに向上させることが可能になる。
【００２５】
本発明においては、Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が、モル比で０．３〜１．０であることが好ましい。なお「Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）」とは、Ａｌ２Ｏ３の含有量を、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏの合量で除した値である。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性をさらに向上させることが可能になる。
【００２６】
本発明においては、Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）がモル比で０．４１〜０．５５であることが好ましい。なお、「Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）」とは、Ａｌ２Ｏ３の含有量を、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの合量で除した値である。このようにすれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性を改善しつつ、作業温度を抑制したガラスが得やすくなる。
【００２７】
本発明においては、ＥＰ８．４に準じた加水分解抵抗性試験の粉末試験法において、単位ガラス質量当たりの０．０２ｍｏｌ／Ｌの塩酸の消費量が０．０４０ｍＬ以下であることが好ましい。
【００２８】
本発明においては、ＤＩＮ１２１１６に準じた耐酸性試験において、面積あたりの質量減少量が１．０ｍｇ／ｄｍ２以下であることが好ましい。
【００２９】
本発明においては、作業温度が１１５０℃〜１１９０℃であることが好ましい。なお作業温度とは、ガラスの粘度が１０４.０ｄＰａ・ｓとなる温度である。
【００３０】
このようにすれば、ガラス管からアンプルやバイアル等のガラス容器を作製する際の加工温度を低くすることが可能となり、ガラス中のアルカリホウ酸塩の蒸発量を著しく低減できる。結果として、ガラス容器中に保管される薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇などを引き起こす事態を回避することができる。
【００３１】
本発明においては、液相粘度が１０４．５ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。このようにすれば、ガラス管の成形にダンナー法を採用した場合でも、成形時の失透が生じ難くなるため好ましい。
【００３２】
本発明の医薬容器用ガラス管は、上記医薬容器用ホウケイ酸ガラスからなることが好ましい。
【００３３】
本発明の医薬容器は、上記医薬容器用ホウケイ酸ガラスからなることが好ましい。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ２  ７０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  １〜７％、Ｂ２Ｏ３  ８．５〜１２％、Ｎａ２Ｏ  ４〜９％、Ｋ２Ｏ  ０超〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．１％、ＣａＯ  ０〜２％含有し、ＢａＯを実質的に含まず、ＣａＯ／Ｋ２Ｏの値が、モル比で１．２以下である。
【００３５】
本発明では、ＣａＯ／Ｋ２Ｏのモル比の値を規制すると共に、ガラス構造を安定化する目的で、酸塩基反応を考慮して、塩基性酸化物の塩基性度と酸性酸化物の酸性度の反応バランスを調整することが重要である。このようにすることで、化学的耐久性や加水分解抵抗性を向上させることができる。
【００３６】
以下、各成分について、それぞれの組成範囲を上記のように限定した理由と好適な範囲を詳細に述べる。なお以下の説明において、特に断りがない限り、％表示はモル％を意味する。
【００３７】
ＳｉＯ２はガラスネットワークを構成する元素の１つである。ＳｉＯ２の含有量は７０〜８０％であり、好ましくは、７５〜８０％未満、さらに７６〜８０％未満、特に７６．５〜７９．５％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、医薬容器用ホウケイ酸ガラスに求められる耐酸性を満たすことができない。一方、ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると液相粘度が低下し、製造工程で失透が起こりやすくなる。
【００３８】
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１〜７％であり、好ましくは３％を超え、６％以下、さらに３．５〜６％、特に３〜５．５％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、目標とする作業温度を得ることができない。また、上述したとおり、Ａｌ２Ｏ３は塩基性酸化物と優先的に反応するため、塩基性酸化物と酸性酸化物との反応バランスの観点からも、上記範囲に規制することが好適である。
【００３９】
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、失透を抑制する成分である。そのため、Ｂ２Ｏ３の含有量は８.５〜１２％、好ましくは８．６〜１１．５％未満、更に８．７〜１１％未満、特に９〜１１％未満である。Ｂ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると高温粘度が上昇する。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。
【００４０】
Ｎａ２Ｏはガラスの粘度を低下させ、線熱膨張係数を上昇させる成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は４〜９％であり、好ましくは５〜９％、さらに６〜９％、特に６．５〜８％である。Ｎａ２Ｏの含有量が少なすぎると高温粘度が上昇する。また、Ｎａ２ＯはＢ２Ｏ３と優先的に反応し、Ｂ２Ｏ３が構造中から脱離するのを抑制できるため、酸塩基反応の観点でガラス構造の安定化や化学的耐久性や加水分解抵抗性向上に寄与する重要な成分である。しかし、Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。
【００４１】
Ｋ２Ｏも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成分である。Ｋ２Ｏの含有量は０超〜５％であり、好ましくは０．１〜４％、０．３〜３％、さらに０．４〜２．５％、特に０．６〜２％である。上述したとおり、Ｋ２Ｏは、優先的にＢ２Ｏ３と反応し、Ｂ２Ｏ３が構造中から脱離するのを抑制できるため、酸塩基反応の観点でガラス構造の安定化や化学的耐久性や加水分解抵抗性向上に寄与する重要な成分である。しかし、Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。
【００４２】
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。
【００４３】
加水分解抵抗性をさらに向上させるために、モル比で、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏの値を０．２以下、０．２未満、０．１８以下、特に０．０５〜０．１５以下に調整することが好ましい。一般的に、ガラスの作業温度を低下させようとすると、ガラスの化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下してしまう傾向がある。その一方で、ガラスの作業温度が高いと、ガラス容器を作製する際の加工温度が高くなり、ガラス中のアルカリホウ酸塩の蒸発量が著しく増加する結果、ガラス容器の化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下してしまう。このように、ガラスの化学的耐久性及び加水分解抵抗性と、ガラス容器の化学的耐久性及び加水分解抵抗性を両立させるのは困難である。しかし、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏの値を上記の範囲に規制することにより、ガラスとガラス容器の化学的耐久性及び加水分解抵抗性を両立させることが可能である。この値が大きすぎると作業温度が上昇し、生産性が低下すると同時に、バイアルやアンプルなどの容器に加工する際、ガラスから著しくアルカリホウ酸塩が蒸発し、結果として薬液を充填、保存している間にガラスから溶出したアルカリ成分により薬液成分の変質を引き起こす可能性がある。また、この値が小さすぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。
【００４４】
また、Ｌｉ２ＯはＮａ２ＯやＫ２Ｏと同様にガラスの粘度を低下させ、また線熱膨張係数を増加させる効果がある。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上、原料コストも高くなり、生産コストの増加に繋がる。そのためＬｉ２Ｏの含有量は０〜０．１％であり、０〜０．１％未満、さらに０〜０．０５％、特に０〜０．０１％とすることが好ましく、特段の事情がなければＬｉ２Ｏ以外の他のアルカリ酸化物を使用することが望ましい。
【００４５】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの合量は、好ましくは６〜９％、さらに７〜９％、特に７．５〜８．５％である。これらの成分の合量が少なすぎると、作業性が低くなる。アルカリ金属酸化物はまた、酸塩基反応の観点でガラス構造の安定化や化学的耐久性や加水分解抵抗性向上に寄与する重要な成分である。しかし、これらの成分の合量が多すぎると、化学的耐久性や加水分解抵抗性が低くなる。
【００４６】
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、０〜２％であり、好ましくは０〜２％未満、０〜１．５％、０〜１％、０〜０．９％、特に０〜０．７％であることが好ましい。このようにすることで、酸性酸化物の酸性度と塩基性酸化物の塩基性度のバランスを適切にできるため、ガラス構造が安定し、ひいては化学的耐久性や加水分解抵抗性を向上させることができる。また、ＣａＯ含有量が多過ぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００４７】
また本発明においては、モル比で、ＣａＯ／Ｋ２Ｏの値が１．２以下であり、１．１以下、さらに１．０以下、特に０．９未満に調整することが好ましい。この値が大きすぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下し、更に粘度が高くなるため生産性が低下する。
【００４８】
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。
【００４９】
ＭｇＯは化学的耐久性向上の効果がある。ＭｇＯの含有量は、好ましくは０〜２％、０〜２％未満、０〜１．５％、特に０〜１％である。このようにすることで、酸性酸化物の酸性度と塩基性酸化物の塩基性度のバランスを適切にできるため、ガラス構造が安定し、ひいては化学的耐久性や加水分解抵抗性を向上させることができる。また、ＭｇＯの含有量が多すぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００５０】
ＳｒＯは化学的耐久性向上の効果がある。ＳｒＯの含有量は、好ましくは０〜２％、０〜２％未満、０〜１．５％、特に０〜１％である。このようにすることで、酸性酸化物の酸性度と塩基性酸化物の塩基性度のバランスを適切にできるため、ガラス構造が安定し、ひいては化学的耐久性や加水分解抵抗性を向上させることができる。また、ＳｒＯの含有量が多すぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００５１】
ＭｇＯとＣａＯとＳｒＯの合量は、好ましくは０〜２％、０〜２％未満、０〜１．５％、０〜１％未満、特に０〜０．７％である。このようにすることで、酸性酸化物の酸性度と塩基性酸化物の塩基性度のバランスを適切にできるため、ガラス構造が安定し、ひいては化学的耐久性や加水分解抵抗性を向上させることができる。また、これらの成分の合量が多すぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００５２】
ＭｇＯとＣａＯの合量は、好ましくは０〜２％、０〜２％未満、０〜１．５％、０〜１％未満、特に０〜０．７％である。このようにすることで、酸性酸化物の酸性度と塩基性酸化物の塩基性度のバランスを適切にできるため、ガラス構造が安定し、ひいては化学的耐久性や加水分解抵抗性を向上させることができる。また、これらの成分の合量が多すぎると加水分解性が低下する。
【００５３】
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、０．１％以下、特には０．０２％以下に制限することが望ましい。
【００５４】
また清澄剤としてＣｌ、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３等を一種以上含有しても良い。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、環境的側面から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、特に０．１〜１．０％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、０．０１〜１％、特に０．０１〜０．５％であることが好ましい。
【００５５】
なおＢａＯがガラス組成中に含まれていると、前述のようにアルミナ系耐火物との反応や、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恐れがある。それゆえ本発明ではＢａＯを実質的に含有しない。
【００５６】
また本発明においては、低粘性、高加水分解抵抗性のガラスを得るために、モル比で、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値を、０．１未満、０．０８以下、０．０７以下、特に０．０７未満に調整することが好ましい。この値が大きすぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。
【００５７】
また本発明においては、モル比で、ＣａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値を、０．１未満、０．０８以下、０．０７以下、特に０．０７未満に調整することが好ましい。この値が大きすぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。
【００５８】
また本発明においては、加水分解抵抗性を向上させるものの、ガラスの粘度を上昇させる成分であるＡｌ２Ｏ３と、ガラスの粘度を低下させるものの、加水分解抵抗性を低下させる成分であるＢ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯの含有量のバランスを取ることが、加水分解抵抗性と良好な加工性を両立させる上で望ましい。具体的には、モル比で、Ａｌ２Ｏ３／（Ｂ２Ｏ３＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値を、０．１〜０．３、特に０．２〜０．２５に調整することが好ましい。この値が小さすぎると、化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。その結果、アンプルやバイアルなどの容器を作製し、薬液を充填、保存した際に、ガラス成分、特にアルカリ成分の溶出が大幅に増加して薬液成分の変質を引き起こす恐れがある。また、この値が大きすぎると、ガラスの粘度が上昇し、生産性が低下する。
【００５９】
また、本発明においては、モル比で、Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値を、０．３〜１、０．４〜０．６、特に０．４５〜０．５５に調整することが好ましい。この値が小さすぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下し、また、この値が大きすぎると生産性が低下する。
【００６０】
また、本発明においては、モル比で、Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の値を、０．４１〜０．５５、０．４３〜０．５５、さらに０．４５〜０．５４、特に０．４５〜０．５３に調整することが好ましい。この値が小さすぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。その結果、アンプルやバイアルなどの容器を作製し、薬液を充填、保存した際、ガラス成分、特にアルカリ成分の溶出が大幅に増加して薬液成分の変質を引き起こす恐れがある。また、この値が大きすぎると作業温度が上昇し、生産性が低下すると同時に、バイアルやアンプルなどの容器に加工する際、ガラスから著しくアルカリホウ酸塩が蒸発し、結果として薬液を充填、保存している間にガラスから溶出したアルカリ成分により薬液成分の変質を引き起こす可能性がある。
【００６１】
また、本発明においては、モル比で、（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３の値を、０．３５〜０．５２、０．３６〜０．５０、０．３７〜０．４８、特に０．３８〜０．４４未満に調整することが好ましい。この値が大きすぎると化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。また、この値が大きすぎると生産性が低下する。
【００６２】
また本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラスは、以下の特性を有することが好ましい。
【００６３】
ＥＰ８．４に準じた加水分解抵抗性試験の粉末試験法において、単位ガラス質量当たりの０．０２ｍｏｌ／Ｌの塩酸の消費量は、好ましくは０．０４０ｍＬ以下、０．０３５ｍＬ以下、０．０３２ｍＬ以下、特に０．０３０ｍＬ以下である。塩酸消費量が多すぎると、アンプルやバイアルなどの瓶容器を作製し、薬液を充填、保存した際、ガラス成分特にアルカリ成分の溶出が大幅に増加して薬液成分の変質を引き起こす恐れがある。
【００６４】
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は、好ましくは１．０ｍｇ／ｄｍ２以下、特に０．８ｍｇ／ｄｍ２以下である。質量減少量が多くなると、アンプルやバイアルなどの瓶容器を作製し、薬液を充填、保存した際、ガラス成分の溶出量が大幅に増加して薬液成分の変質を引き起こす恐れがある。
【００６５】
前述したとおり、加水分解抵抗性を向上させると、作業温度や溶融温度が上昇する傾向がある。例えば、パイレックス（登録商標）ガラスは加水分解抵抗性に優れているが、作業温度が１２５０℃以上と高い。しかし、本発明のガラスは、加水分解抵抗性が高いにも関わらず、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量の比率を適切な範囲に調節することで、作業温度を１１９０℃以下、１１５０℃〜１１８５℃、特に１１５０℃〜１１８０℃とすることができる。そのため、本発明のガラスは、加工温度を低くでき、医薬容器に加工した後及び熱処理後でも高い化学耐久性と加水分解抵抗性を維持することができる。
【００６６】
前述したとおり、作業温度が高いとガラス管からアンプルやバイアル等のガラス容器を作製する際の加工温度が高くなり、ガラス中のアルカリホウ酸塩の蒸発量が著しく増加する。蒸発したアルカリホウ酸塩はガラス容器の内表面に付着し、薬液の保存中や薬液充填後のオートクレーブ処理時に溶出し、薬液成分の変質や薬液のｐＨ上昇などを引き起こす原因となるが、本発明に係るガラス容器には上記懸念が少ない。
【００６７】
液相粘度は、好ましくは１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、特に１０５．１ｄＰａ・ｓ以上である。液相粘度が低くなると、ダンナー法によるガラス管成形時に失透が起こり易くなり、生産性が低下する。
【００６８】
線熱膨張係数はガラスの耐熱衝撃性において重要なパラメータである。ガラスが十分な耐熱衝撃性を得るためには、３０〜３８０℃の温度範囲における線熱膨張係数は、好ましくは５８×１０−７／℃以下、特に４８〜５５×１０−７／℃である。
【００６９】
次に本発明の医薬容器用ガラス管を製造する方法を説明する。以下の説明は、ダンナー法を用いた例である。
【００７０】
まず、上記の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医薬容器用ガラス管を得る。このようにして得られたガラス管は、バイアルやアンプルの製造に供される。
【００７１】
なお、本発明の医薬容器用ガラス管は、ダンナー法に限らず、従来周知の任意の手法を用いて製造しても良い。例えば、ベロー法やダウンドロー法も本発明の医薬容器用ガラス管の製造方法として有効な方法である。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
【００７３】
表１は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜８）、及び比較例（試料Ｎｏ．９〜１０）を示している。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
各試料は以下のようにして調製した。
【００７６】
まず表に示す組成となるように、ガラス建て５００ｇのバッチを調合し、白金坩堝を用いて１６００℃で４時間溶融した。なお融液中の泡を除去するために、溶融中に攪拌２回を行った。溶融後、インゴットを作製し、測定に必要な形状に加工し、各種の評価に供した。
【００７７】
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、ディラートメーターにより、２０〜３００℃の温度範囲において行った。
【００７８】
歪点（Ｐｓ）、徐冷点（Ｔａ）及び軟化点（Ｔｓ）の測定はファイバーエロンゲーション法で行った。
【００７９】
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１０４.０ｄＰａ・ｓに相当する温度を求めた。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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、ＥＰ８．４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±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。９５℃まで冷却後、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。
【００８３】
耐酸性試験は、化学的耐久性を評価するための一手段であり、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の質量片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。
【００８４】
［式１］  単位面積当たりの質量減少量＝１００×（ｍ１−ｍ２）／２×Ａ
【００８５】
表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜８は良好な加水分解抵抗性及び化学的耐久性を示した。また、試料Ｎｏ．１〜８は１１７０℃以下の作業温度を有していた。一方、比較例Ｎｏ．９はＢａＯを含有しているため、薬液中の硫酸イオンと反応して沈殿物を発生させる恐れがある。また、比較例Ｎｏ．１０はＫ２Ｏが不含有であり、ＣａＯ／Ｋ２Ｏの値が大きいため、加水分解抵抗性が悪かった。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の医薬容器用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容器用材質として好適に使用できる。