(57)【要約】      （修正有）【課題】ＢａＯを含有しなくても、加工性の良い医薬容器用ホウケイ酸ガラスの提供。【解決手段】ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種類以上）を必須成分として含み、ＢａＯを実質的に含有せず、ガラス中の水分量がβ−ＯＨ値換算で０．３〜０．８／ｍｍであり、質量％でＳｉＯ２７０．０〜７５．５％、Ａｌ２Ｏ３６．３〜１１％、Ｂ２Ｏ３３〜１１．５％、Ｎａ２Ｏ４．０〜８．５％、Ｋ２Ｏ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ０〜０．２％含有する、医薬容器用ホウケイ酸ガラス。更にＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの含有量が０〜４質量％であり、０≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦４質量％であり、０≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＜１質量％であることが好ましく、５≦Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＬｉＯ２≦１０質量％であることが好ましい、医療容器用ホウケイ酸ガラス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ、Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋのいずれか１種類以上）を必須成分として含み、ＢａＯを実質的に含まず、ガラス中の水分量がβ−ＯＨ値換算で０．３０〜０．８０／ｍｍ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】
質量％でＳｉＯ２  ７０．０〜７５．５％、Ａｌ２Ｏ３  ６．３〜１１％、Ｂ２Ｏ３  ３〜１１．５％、Ｎａ２Ｏ  ４．０〜８．５％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．２％含有す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及びＳｒＯの含有量が各々０〜４質量％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項４】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯが０〜４質量％であることを特徴とする請求項１〜３に記載の医薬容器用ホウケイ酸ガラス。
【請求項５】
ＭｇＯ＋ＣａＯが０〜１質量％未満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】
Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏが５〜１０質量％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】
Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０〜０．２質量％未満である請求項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】
質量比で（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値が、０．１０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】
質量比で、ＣａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が、０〜０．１０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】
質量比でＫ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが０．２〜１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】
質量比で、Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が０．７〜１．５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】
ＥＰ８．０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０．０３０ｍＬ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以下とな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】
１１５０℃〜１２５０℃の作業温度を有す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】
１０４．５ｄＰａ・ｓ以上の液相粘度を有す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を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】
バイアル、アンプル等の医薬容器用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係数であること
（ｄ）バイアル、アンプル等への加工後に、容器内面がガラスからの蒸発物などで劣化しないよう、加工時の熱量が低減できること
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、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１４０８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、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。また、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、ガラスから溶出したＢａ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。
【０００５】
このような事情から、例えば特許文献１では、ＢａＯを含有せず加水分解抵抗性が高いガラスが提案されている。
【０００６】
ところで、バイアルやアンプルなどの医薬容器は、管ガラスを局所的にバーナーで加熱して加工することで作製される。このバーナー加熱時に、ガラス中のＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどが蒸発し、医薬容器内面に凝縮し、異質層が形成される場合がある。異質層が形成されるとガラスの化学的耐久性や加水分解抵抗性が実質的に低下し、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可能性がある。特に特許文献１のようなＢａＯを含まないガラスは、ＢａＯを含むガラスに比べて加工性が低いことから、容器加工時に従来よりも大きな熱量が必要になる。その結果、ガラス中からのＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が増加し易い。
【０００７】
本発明の目的は、ＢａＯを含有しないにも関わらず、加工性の良い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】
【０００８】
発明者等は種々の実験を行い、ガラス中の水分量が多いと赤外域での吸収が強まり、容器加工時の熱量を低減することができることを見出した。
【０００９】
本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種類以上）を必須成分として含み、ＢａＯを実質的に含有せず、ガラス中の水分量がβ−ＯＨ値換算で０．３０〜０．８０／ｍｍであることを特徴とする。なお「ＢａＯを実質的に含有しない」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。
【００１０】
上記構成によれば、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ってバリウム長石結晶が析出しない。またガラスからのＢａイオンの溶出量が少なく、薬液中の硫酸イオンと不溶性の沈殿物を形成しにくいガラスが得られる。
【００１１】
また、上記構成によれば、ガラス中に存在する水酸基により、赤外域（２８００ｎｍ付近）で吸収が生じる。そのため、バーナーによる容器加工時に放射される赤外光をガラスが吸収し、効率良くガラスを加熱することができ、結果的に容器加工時に必要となる熱量を低減することが可能になる。これにより、容器加工時のＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量を低減でき、内面に異質層が形成されにくい医薬容器を得ることができる。その結果、医薬容器の化学耐久性や加水分解抵抗性が高くなり、薬液の保存中や薬液充填後のオートクレーブ処理による、薬液成分の変質や薬液のｐＨ変化などを引き起こし難くなる。尚、「熱量」とはバーナーの炎から供給される熱量であり、ガラスの加熱に寄与する熱量とガラス以外のものの加熱に寄与する熱量の和に相当する。
【００１２】
本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラスは、質量％でＳｉＯ２  ７０．０〜７５．５％、Ａｌ２Ｏ３  ６．３〜１１％、Ｂ２Ｏ３  ３．０〜１１．５％、Ｎａ２Ｏ  ４．０〜８．５％、Ｋ２Ｏ  ０〜５．０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．２％含有することが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、化学的耐久性や加水分解抵抗性に優れたガラスを得やすくなる。
【００１４】
本発明においては、さらにＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの含有量が各々０〜４質量％であることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、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。
【００１６】
本発明においては、さらにＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯが０〜４質量％であることが好ましい。なお「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ」とは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの含有量の合量を意味する。
【００１７】
本発明においては、ＭｇＯ＋ＣａＯが０〜１質量％未満であることが好ましい。
【００１８】
本発明においては、さらにＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏが５〜１０質量％であることが好ましい。なお「Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ」とは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの合量を意味する。
【００１９】
上記構成によれば、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Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０〜０．２質量％未満であることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、ガラスの着色を効果的に防止することが可能になる。
【００２２】
本発明においては、質量比で、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値を、０．１０以下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の含有量の合量を、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの含有量の合量で除した値である。
【００２３】
上記構成によれば、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、質量比で、ＣａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が、０〜０．１０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の含有量の合量で除した値である。
【００２５】
上記構成によれば、加水分解抵抗性が高いガラスが得られる。
【００２６】
本発明においては、質量比で、Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが、０．２〜１．０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。
【００２７】
上記構成によれば、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。
【００２８】
本発明においては、質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が０．７〜１．５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及びＬｉ２Ｏの含有量の合量で除した値である。
【００２９】
上記構成によれば、加水分解性能をさらに向上させることが可能になる。
【００３０】
本発明においては、ＥＰ８．０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０．０３０ｍＬ以下であることが好ましい。
【００３１】
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以下となることが好ましい。
【００３２】
本発明においては、１１５０℃〜１２５０℃の作業温度を有することが好ましい。なお作業温度とは、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度である。
【００３３】
上記構成によれば、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、ガラスからのＢ２Ｏ３やアルカリ金属酸化物成分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。
【００３４】
本発明においては、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上の液相粘度を有することが好ましい。
【００３５】
上記構成によれば、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り好ましい。
【００３６】
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を特徴とする。
【００３７】
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を特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる１種類以上）を必須成分として含む。
【００３９】
また本発明の医薬容器用ホウケイ酸ガラスは、ＢａＯを実質的に含まない。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、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恐れがある。
【００４０】
本発明の医薬容器用ガラスは、ガラス中の水分量をβ−ＯＨ値で表して０．３〜０．８／ｍｍ、０．３５〜０．８０／ｍｍ、０．４〜０．７５／ｍｍ、特に０．４５〜０．７０／ｍｍが好ましい。β−ＯＨ値が低すぎると、赤外線の吸収量が少ないため、バーナーの熱が伝わりにくく、加工時に強熱で加工する必要があり、容器内面が変質する原因となる。また、β−ＯＨ値が高すぎると、ガラスが赤外線を吸収しすぎて、バーナーによって急激に加熱され、軟化変形し易くなり加工時に容器形状を維持するのが困難になる。
【００４１】
なおガラス中の水分量を表すβ−ＯＨ値は、以下の式を用いて求めることができる。
β−ＯＨ＝（１／ｔ）×ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）
ｔ：ガラスの肉厚（ｍｍ）
Ｔ１：参照波長３８４６ｃｍ−１（２６００ｎｍ）における透過率（％）
Ｔ２：水酸基吸収波長３６００ｃｍ−１（２８００ｎｍ）における透過率（％）
【００４２】
本発明において、ホウケイ酸ガラスの組成に特に制限はないが、質量％でＳｉＯ２  ７０．０〜７５．５％、Ａｌ２Ｏ３  ６．３〜１１％、Ｂ２Ｏ３  ３．０〜１１．５％、Ｎａ２Ｏ  ４．０〜８．５％、Ｋ２Ｏ  ０〜５．０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．２％含有し、ＢａＯを
実質的に含まないホウケイ酸ガラスであることが好ましい。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。
【００４３】
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７０．０〜７５．５％、７０．０〜７５．５％未満、７０．０〜７５．０％、特に７０．０〜７４．７％であることが好ましい。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、製造工程で失透が起こりやすくなって生産性が低下する。
【００４４】
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６．３〜１１％、６．４〜１０％、６．５〜８．５％、特に６．７〜８．０％であることが好ましい。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、作業温度が高くなり、医薬容器に加工する際に必要な熱量が多くなってしまう。
【００４５】
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３．０〜１１．５％、５．５〜１１．４％、８．５〜１１．０％、特に９〜１１．０％未満である。Ｂ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると作業温度が高くなり、医薬容器に加工する際に必要な熱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。
【００４６】
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効果がある。Ｎａ２Ｏの含有量は４．０〜８．５％、４．２〜８．４％、４．５〜８．０％、特に５．０〜７．０％であることが好ましい。Ｎａ２Ｏの含有量が少なすぎると作業温度が高くなり、医薬容器に加工する際に必要な熱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。
【００４７】
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効果がある。Ｋ２Ｏの含有量は０〜５％、０．１〜５％、０．５〜４．５％、１．０〜３％、特に１．５〜３．０％であることが好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００４８】
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が０．２〜１、０．２０〜０．９５、０．２〜０．８、特に０．２〜０．７であることが好ましい。この比が小さいと加水分解抵抗性が低下する。一方、この比が大きいと作業温度が高くなり、医薬容器に加工する際に必要な熱量が多くなってしまう。
【００４９】
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０〜０．２％、０〜０．１％、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金属酸化物を使用することが望ましい。
【００５０】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合量は、好ましくは５〜１０％、特に６〜９％である。これらの成分の合量が少ないと、作業温度が高くなる。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。
【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】
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０〜４．０％、０〜２．０％、特に０〜１．０％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。
【００５３】
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、好ましくは０〜４．０％、０〜１．５％、０〜１．１％、０〜０．９％、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。
【００５４】
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０〜４．０％、０〜２．０％、特に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。
【００５５】
ＭｇＯとＣａＯとＳｒＯの含有量の合量は、好ましくは０〜４．０％、０〜３．０％、０〜２．０％、０〜１．０％未満、特に０〜０．５％であることが好ましい。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。
【００５６】
ＭｇＯとＣａＯの含有量の合量は、好ましくは０〜１％未満、０〜０．８％、特に０〜０．５％である。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。
【００５７】
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％未満であることが好ましく、０〜５．０％、０〜４．０％、特に０〜１．５％であることがより好ましい。ＴｉＯ２の含有量が多すぎると作業温度が高くなり、医薬容器に加工する際に必要な熱量が多くなってしまう。
【００５８】
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％未満であることが好ましく、０〜５．０％、０〜４．０％、特に０〜１．５％であることがより好ましい。ＺｒＯ２の含有量が多すぎると作業温度が高くなり、医薬容器に加工する際に必要な熱量が多くなってしまう。
【００５９】
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。
【００６０】
また清澄剤としてＦ、Ｃｌ、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｎａ２ＳＯ４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、溶融温度や環境への影響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、より好ましくは０．５％以下であることが好ましい。
【００６１】
また、本発明においては、低粘度、高加水分解抵抗性のガラスを得るために、質量比で、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値を、０．１０以下、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加水分解抵抗性が低下する。同様の理由で、質量比で、ＣａＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）の値を、０．１０以下、より好ましくは０．０８以下、特に０．０７以下さらに好ましくは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加水分解抵抗性が低下する。
【００６２】
また本発明においては、加水分解抵抗性を向上させるが、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が、加水分解抵抗性を低下させる成分であるＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｂ２Ｏ３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。具体的には質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）が０．３２以上、特に０．３４以上であることが好ましく、またこの値が０．６０以下、特に０．５０以下であることが望ましい。なお「Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）」とは、Ａｌ２Ｏ３の含有量を、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢ２Ｏ３の含有量の合量で除した値である。
【００６３】
さらに質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が０．７〜１．５、０．７５〜１．５、特に０．７５〜１．２であることが望ましい。この比率が小さ過ぎると加水分解抵抗性が低下し、高すぎると作業温度が高くなり、医薬容器に加工する際に必要な熱量が多くなってしまう。
【００６４】
また本発明においては、モル比で（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ―Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３の値が、０．３１５〜０．３５０、好ましくは０．３２０〜０．３４５、０．３２０〜０．３４０、特に０．３２５〜０．３４０未満であることが望ましい。この値が大きすぎると、加工時の種々の熱処理により、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏといったアルカリ金属酸化物含有量が多いためにこれらの蒸発量が増え、化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下するか、Ｂ２Ｏ３含有量が少ないために作業温度が高くなり、加工時の種々の熱処理により、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏといったアルカリ金属酸化物が蒸発しやすくなり、化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。また、水分の気化に伴う泡が発生しやすくなる。一方、この値が小さすぎると、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏといったアルカリ金属酸化物含有量が少ないために作業温度が高くなり、加工時の種々の熱処理により、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２ＯやＢ２Ｏ３が蒸発しやすくなり、化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下するとともに水分の気化に伴う泡が発生しやすくなるか、Ｂ２Ｏ３含有量が多いために容器加工前の時点で化学的耐久性や加水分解抵抗性が低下する。なお「Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３」とは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの合量からＡｌ２Ｏ３の含有量を引いた値である。「（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３」とは、（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）の値をＢ２Ｏ３で除した値を意味する。
【００６５】
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。
【００６６】
ＥＰ８．０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０．０３０ｍＬ以下、０．０２８ｍＬ以下、０．０２６ｍＬ以下、特に０．０２５ｍＬ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医薬容器を作製し、薬液を充填、保存した際、ガラス成分特にアルカリ金属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。
【００６７】
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医薬容器を作製し、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。
【００６８】
作業温度は１２５０℃以下、１１５０℃〜１２５０℃、より好ましくは１１５０℃〜１２４０℃、特に１１６０℃〜１２３０℃である。作業温度が高すぎると、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Ｂ２Ｏ３やアルカリ金属酸化物の蒸発量が著しく増加する。
【００６９】
液相粘度は、好ましくは１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．２ｄＰａ・ｓ以上、１０５．４ｄＰａ・ｓ以上、特に１０５．６ｄＰａ・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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
先ず、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。なおガラス中の水分量（β-ＯＨ値）の調整は、含水原料の使用や溶融温度、ガラス流量の調整などで行う。
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。
【００７３】
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】
【００７４】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
【００７５】
表１、２は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１５）、及び比較例（試料Ｎｏ．１６）を示している。なお表中の「ΣＲ２Ｏ」は「Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ」を表しており、ΣＲＯ)」は「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ」を表している。
【００７６】
【表１】
2017048091.tif 000002
【００７７】
【表２】
2017048091.tif 000003
【００７８】
各試料は以下のようにして調製した。
【００７９】
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１６５０℃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。なおガラスのβ−ＯＨ値は、含水原料の配合や溶融雰囲気を制御することで調整した。
【００８０】
表１、２から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１５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、各試料とも１２２０℃以下の作業温度を有していることがわかった。また、ガラス組成中にＳｎを含むＮｏ．２、６〜１５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溶出量は検出下限未満であった。また、試料Ｎｏ．１〜１５は、β−ＯＨ値が所定の範囲内にあり、バーナーによる容器加工時に効率良くガラスを加熱できた。それゆえＢａＯを含有しないにも関わらず、Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏの蒸発量が増加しないと考えられる。比較例である試料Ｎｏ．１６は、β−ＯＨ値が低く、バーナーによる容器加工時に効率良くガラスを加熱できなかった。それゆえガラス管の加工時に必要以上の熱量が必要となることから、Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏの蒸発量が増加する懸念がある。
【００８１】
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、３０〜３８０℃の温度範囲において行った。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。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。
【００８７】
耐酸性試験は、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２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。
【００８８】
［式２］  単位面積当たりの質量減少量＝１００×（ｍ１−ｍ２）／２×Ａ
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の測定波長は１８９．９２５ｎｍとした。
【００８９】
ガラス中の水分量は、以下の手順により測定した。作製したガラスから２０ｍｍ×３０ｍｍ×１ｍｍの板ガラスを加工し、両面を鏡面研磨仕上げした。この板ガラス中の水分量をＦＴ−ＩＲを用いてガラスの透過率を測定し、以下の式１からβ−ＯＨ値を算出した。
【００９０】
[式１]β−ＯＨ＝（１／ｔ）ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）
ｔ：ガラスの肉厚（ｍｍ）
Ｔ１：参照波長３８４６ｃｍ−１（２６００ｎｍ）における透過率（％）
Ｔ２：水酸基吸収波長３６００ｃｍ−１（２８００ｎｍ）における透過率（％）
【００９１】
ガラスの加工性評価は、以下の手順により評価した。作製した管ガラスを回転させながら管端を一定時間、酸素バーナーにて加熱し、融封した。加熱後、融封した管端を目視で観察し、形状が良好である場合は○、形状が維持できない場合は×とした。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
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料として好適に使用できる。