(57)【要約】【課題】ＢａＯを含有しないホウケイ酸ガラスであって、加工工程での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る医薬容器用ガラス管を提供することである。【解決手段】質量％でＳｉＯ２  ６５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｂ２Ｏ３  ２〜１２％、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＣａＯ  ０〜５％、ＳｒＯ  ０〜５％含有し、質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）の値が、０．３５〜０．６０であり、ＢａＯを実質的に含まないホウケイ酸ガラスからなるとともに、ガラス管の内表面から２００nｍの深さまでの領域における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値が０．０１〜０．５未満であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％でＳｉＯ２  ６５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｂ２Ｏ３  ２〜１２％、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＣａＯ  ０〜５％、ＳｒＯ  ０〜５％含有し、質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）の値が、０．３５〜０．６０であり、ＢａＯを実質的に含まないホウケイ酸ガラスからなるとともに、ガラス管の内表面から２００nｍの深さまでの領域における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値が０．０１〜０．５未満であることを特徴とする医薬容器用ガラス管。
【請求項２】
質量％でＡｌ２Ｏ３の含有量が６．３〜１１％、ＭｇＯ＋ＣａＯが０〜１％未満であるホウケイ酸ガラスからな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管。
【請求項３】
モル比で（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ―Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３の値が、０．３３〜０．３９であるホウケイ酸ガラスからな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ガラス管。
【請求項４】
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以下であるホウケイ酸ガラスからな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ガラス管。
【請求項５】
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以下となるホウケイ酸ガラスからな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ガラス管。
【請求項６】
１１５０℃〜１２５０℃の作業温度を有するホウケイ酸ガラスからな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ガラス管。
【請求項７】
１０４．５ｄＰａ・ｓ以上の液相粘度を有するホウケイ酸ガラスからな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ガラス管。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の医薬容器用ガラス管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ガラス管に関する。
【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、また、それが容器加工時の種々の熱処理後も維持されること
（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。また、特許文献２では、ガラスを製造する際に清澄剤に適した条件で溶融することにより泡の少ないガラスの製造方法が提案されている。
【０００６】
ところで、バイアルやアンプルなどの医薬容器は、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】
また、上記異質層の形成は、容器内面が剥離し、薬液中にフレークスと言われる不溶性の異物が発生する原因にもなる。特許文献１では加水分解抵抗性を向上させるためにＫ２Ｏの添加量を調節したガラスを提案しているが、Ｋ２Ｏは蒸発し易いと同時にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏの蒸発を抑制する効果は期待できない。このため、医薬容器に加工するためのバーナー加熱時にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどが蒸発し、医薬容器内面に異質層が形成され、異質層からＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどが溶出し、薬液の変質や薬液のｐＨ上昇やフレークスの発生を引き起こす懸念がある。
【０００８】
本発明の目的は、ＢａＯを含有しないホウケイ酸ガラスであって、加工工程での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る医薬容器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】
発明者等は種々の実験を行った結果、従来のガラス管は表面近傍のＮａ２Ｏの含有量が高くなっており、これが上記異質層の形成と関係があること、このＮａ２Ｏ含有量の上昇はガラス管成形時に使用される耐火物等からのＮａ２Ｏ成分の溶出に起因することを見出し、本発明を提案するに至った。
【００１０】
本発明の医薬容器用ガラス管は、質量％でＳｉＯ２  ６５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｂ２Ｏ３  ２〜１２％、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＣａＯ  ０〜５％、ＳｒＯ  ０〜５％含有し、質量比でＡｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）の値が、０．３５〜０．６０であり、ＢａＯを実質的に含まないホウケイ酸ガラスからなるとともに、ガラス管の内表面から２００nｍの深さまでの領域における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値が０．０１〜０．５未満であることを特徴とする。尚、「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。また、「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の含有量が質量％で０．０５％以下であることを意味する。さらに「（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）」とは、Ｎａの原子濃度をＮａの原子濃度とＳｉの原子濃度の和で除した値であり、ガラス表面から２００ｎｍの深さまでの領域における最大値を意味する。
【００１１】
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。
【００１２】
また上記構成によれば、表面付近のＮａ２Ｏ濃度を適正化しているため、バーナー加熱時のガラス中のＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発を抑制することができ、異質層の形成も抑制することができる。同時に、容器加工時の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することができ、薬液成分の変質やｐＨ上昇、並びにフレークスの発生を抑制することができる。
【００１３】
本発明においては、さらにＡｌ２Ｏ３の含有量が６．３〜１１％であり、ＭｇＯ＋ＣａＯが０〜１％未満であるホウケイ酸ガラスからなることが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、加水分解性に優れたガラスを得やすくなる。
【００１５】
本発明においては、モル比で（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ―Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３の値が、０．３３〜０．３９であるホウケイ酸ガラスからなることが好ましい。なお、「（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３」とは、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏのモル％の合量からＡｌ２Ｏ３のモル％を差し引いた値を、Ｂ２Ｏ３のモル％で除した値である。
【００１６】
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。その結果、容器加工時の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することができる。
【００１７】
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以下であるホウケイ酸ガラスからなることが好ましい。
【００１８】
本発明においては、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１．０ｍｇ／ｄｍ２以下となるホウケイ酸ガラスからなることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、ガラスからの各種成分の溶出や、ガラスと薬液との反応が抑制されるため、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。
【００２０】
本発明においては、１１５０℃〜１２５０℃の作業温度を有するホウケイ酸ガラスからなることが好ましい。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。
【００２１】
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。その結果、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、更にはフレークスが発生する事態を回避することができる。
【００２２】
本発明においては、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上の液相粘度を有するホウケイ酸ガラスからなることが好ましい。
【００２３】
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、成形時に失透し難くなり好ましい。
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】試料Ｎｏ．８の表面付近のＮａ２Ｏの濃度分布の分析結果を示すグラフである。
【図２】試料Ｎｏ．１の表面付近のＮａ２Ｏの濃度分布の分析結果を示すグラフである。
【図３】熱処理前後の加水分解抵抗性試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の医薬容器用ガラス管は、ＢａＯを実質的に含まないホウケイ酸ガラスからなる。ＢａＯがガラス組成中に含まれていると、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。
【００２７】
本発明の医薬容器用ガラス管を構成するホウケイ酸ガラスにおいては、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、加水分解抵抗性の向上と加工温度の低下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）の値が、０．３５〜０．６０、好ましくは０．３５〜０．５０、より好ましくは０．３６〜０．５０、さらに好ましくは０．３７〜０．５０である。Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）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。また、バーナー加工時のガラスからのＢ２Ｏ３やアルカリ金属酸化物成分の蒸発量が増加する。Ａｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）の値が大きすぎると、ガラスの粘度が高くなり、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、バーナー加熱時のガラス中のＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が増加する。
【００２８】
本発明の医薬容器用ガラス管は、ガラス管の内表面から２００ｎｍの深さまでの領域内における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値が０．０１〜０．５未満、好ましくは０．０１〜０．４未満、より好ましくは０．０１〜０．３未満である。ガラス表面から２００ｎｍの深さまでの領域における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値が大きすぎると、バーナー加熱時のガラスからのＢ２Ｏ３やアルカリ金属酸化物成分の蒸発量が増加する。一方、ガラス表面から２００ｎｍの深さまでの領域における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値が小さすぎると、フレークスが発生しやすくなる。尚、ガラス表面から２００ｎｍの深さまでの領域における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値は、ガラス管の成形条件やガラスと接触する耐火物の種類を適切に選択することにより、調節可能である。また、Ｎａの原子濃度とＳｉの原子濃度は、例えばＸ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）によって定量することが可能である。
【００２９】
またガラス管内表面の（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値をＸ１、ガラス管内表面から２００ｎｍの深さにおける（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値をＸ２とした時、（Ｘ１−Ｘ２）の絶対値が０．１〜０．３であることが好ましい。この値が上記範囲内にないと、フレークスが発生し易くなる。
【００３０】
本発明の医薬容器用ガラス管を構成するホウケイ酸ガラスの組成は、質量％でＳｉＯ２  ６５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３  ５〜１５％、Ｂ２Ｏ３  ２〜１２％、Ｎａ２Ｏ  ３〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、ＭｇＯ  ０〜５％、ＣａＯ  ０〜５％、ＳｒＯ  ０〜５％であり、特に質量％でＡｌ２Ｏ３の含有量が６．３〜１１％であり、ＭｇＯ＋ＣａＯが０〜１％未満であることが好ましい。また、より具体的には、質量％でＳｉＯ２  ７０〜７５．５％、Ａｌ２Ｏ３  ６．３〜１１％、Ｂ２Ｏ３  ３〜１１．５％、Ｎａ２Ｏ  ４〜８．５％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜０．２％、ＭｇＯ  ０〜１％未満、ＣａＯ  ０〜１％未満、ＳｒＯ  ０〜４％未満、ＭｇＯ＋ＣａＯが０〜１％未満であることが好ましい。
【００３１】
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。
【００３２】
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６５〜８０％であり、６２〜７５．５％であり、好ましくは、６５〜７５．５％未満、６７〜７５％未満、特に７０〜７４．７％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、製造工程で失透しやすくなって生産性が低下する。
【００３３】
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５〜１５％であり、６．３〜１１％、６．３％を超え、１０％以下、６．４〜８．５％、特に６．４〜８．３％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Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。
【００３４】
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２〜１２％であり、３〜１１．５％、５．５〜１１．５％未満、８．５〜１１．５％未満、特に９〜１１．５％未満であることが好ましい。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。
【００３５】
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３〜１０％であり、３．２〜８．５％、３．５〜８．３％、４〜８％、特に４〜７％である。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。
【００３６】
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％であり、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。
【００３７】
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Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。
【００３８】
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０〜５％であり、０〜０．２％、０〜０．１％、０〜０．０５％、特に０〜０．０１％であることが好ましいが、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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０〜５％であり、０〜１％未満、特に０〜０．５％であることが好ましい。ＭｇＯの含有量が多すぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００４１】
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０〜５％であり、０〜１％未満、特に０〜０．５％であることが好ましい。ＣａＯ含有量が多過ぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００４２】
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０〜５％、０〜１％未満、特に０〜０．５％であることが好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯが多すぎると、ガラスの高温粘度は低くできるが、ガラスの加水分解抵抗性が低下してしまう
ＳｒＯは化学的耐久性向上の効果がある。ＳｒＯの含有量は０〜５％であり、０〜４％未満、０〜２％、特に０〜１％であることが好ましい。ＳｒＯの含有量が多すぎると加水分解抵抗性が低下する。
【００４３】
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。
【００４４】
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％未満、０〜５％、０〜４％、特に０〜１．５％であることが好ましい。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Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。
【００４５】
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％未満、０〜５％、０〜４％、特に０〜１．５％であることが好ましい。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Ｂ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量が多くなってしまう。
【００４６】
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０．０２％以下であることが好ましい。
【００４７】
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、１％以下、特に０．５％以下であることが好ましい。またこれらの清澄剤の中では、溶融温度と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。
【００４８】
本発明においては、モル比で（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ―Ａｌ２Ｏ３）／Ｂ２Ｏ３の値が、０．３３〜０．３９、０．３３〜０．３７、０．３３〜０．３６未満、特に０．３３〜０．３５であることが好ましい。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。
【００４９】
また、本発明の医薬容器用ガラス管を構成する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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
作業温度は、１１５０℃〜１２５０℃、１１５０℃〜１２４０℃、特に１１６０℃〜１２３０℃であることが好ましい。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。
【００５３】
液相粘度は、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以上であることが好ましい。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。
【００５４】
線熱膨張係数は、４５〜５８×１０−７／℃、特に４８〜５５×１０−７／℃であることが好ましい。線熱膨張係数はガラスの耐熱衝撃性に関する重要な特性であり、ガラスが十分な耐熱衝撃性を得るためには、この値を上記範囲内とすることが必要である。尚、本発明における線熱膨張係数とは、３０〜３８０℃の温度範囲における線熱膨張係数を意味する。
【００５５】
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。
【００５６】
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。ここで、使用する耐火物としてＮａ２Ｏ含有量の少ない材料、或いはＮａ２Ｏ成分が表面から溶出し難い材料を選択すれば、得られるガラス管（及びガラス容器）内表面の表面付近のＮａ２Ｏの含有量を低減することができる。
【００５７】
続いて引き出した管状ガラスを所定の長さに切断して本発明の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。
【００５８】
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】
【００５９】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
【００６０】
表１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。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。
【００６１】
また、図１、図２はガラス表面から２００ｎｍの深さまでの領域内における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の分析結果を示しており、図１は試料Ｎｏ．８、図２は試料Ｎｏ．１の分析結果である。
【００６２】
【表１】
2017057096.tif 000003
【００６３】
各試料は以下のようにして調製した。
【００６４】
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。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した。さらに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。結果を表１に示す。また試料Ｎｏ．１及びＮｏ．８のガラス管内表面の（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の変化量を図１及び図２に示す。なおガラス管内表面の（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値は、管引き成形時に使用した耐火物の種類を変更することにより調整した。
【００６５】
表１から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１〜６は良好な加水分解抵抗性及び化学耐久性を示した。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。一方、比較例である試料Ｎｏ．７は優れた加水分解抵抗性を有しているが、ガラス管内表面からのＮａイオン溶出量が多くｐＨ変化が生じ易いものであった。また、試料Ｎｏ．８は加水分解抵抗性が低く、バーナーによる容器加工中にＢ２Ｏ３やＮａ２Ｏなどの蒸発量を低減できない懸念があるものであった。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。この値が小さいほど加水分解抵抗性が高いことになる。
【００７２】
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。
【００７３】
［式１］  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。
【００７４】
ガラス表面から２００ｎｍの深さまでの領域内における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の最大値を示す「Ｎａ/Ｎａ+Ｓｉ」と、ガラス管内表面の及びガラス管内表面から２００ｎｍの深さにおける（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の差の絶対値を示す「｜Ｘ１−Ｘ２｜」は、試料となるガラス管を半円状に切断した後、Ｘ線光電子分光法を用いてガラス管表面から深さ２００ｎｍまでのデプスプロファイルを作製し、これを分析することにより行った。分析元素はＳｉとＮａとした。
【００７５】
ガラス管内表面からのＮａイオン溶出の評価は以下の手順で行った。
【００７６】
ガラス管を５〜１０ｍｍの長さで切断し、片側をゴム栓で封をして用意した簡易容器に水を充填し、アルミホイルで蓋をした。その後、ＥＰ８．０に準じて溶出試験を行い、溶出液と水にメチルレッドを滴下し、色の比較を行った。溶出液のメチルレッドの色が変化した場合はＮａイオンの溶出があると判断して「×」、変化しなければ溶出なしと判断して「〇」とした。
【００７７】
次に、容器加工工程での種々の熱処理後の加水分解抵抗性について説明する。
【００７８】
【表２】
2017057096.tif 000004
【００７９】
上記のようにして作製した試料Ｎｏ．１及び８のガラス管を用い、各試料について電気炉内で６００℃、９００℃でそれぞれ５時間熱処理を行った。尚、６００℃、９００℃は加工後の熱処理を想定している。熱処理前後の試料について、加水分解抵抗性試験を実施し、得られた溶出液中のＮａイオン、Ｋイオン、Ｃａイオンの溶出量を測定した。Ｎａイオン、Ｋイオン、Ｃａイオンの溶出量が少ないほど、加水分解抵抗性が高い事を意味している。表２は各イオンの溶出量の合量を示しており、図３は熱処理毎の評価結果を示している。試料Ｎｏ．１はＡｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）の値とガラス表面から２００ｎｍの深さまでの領域内における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値が本発明における所定の範囲内であるため、熱処理に伴うＮａイオン、Ｋイオン、Ｃａイオンの溶出量の変化が小さく、優れた加水分解抵抗性が維持されていた。一方、試料Ｎｏ．８はＡｌ２Ｏ３／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ２Ｏ３）の値とガラス表面から２００ｎｍの深さまでの領域内における（Ｎａの原子濃度）／（Ｎａの原子濃度＋Ｓｉの原子濃度）の値が本発明における所定の範囲外であるため、熱処理と共にＮａイオン、Ｋイオン、Ｃａイオンの溶出量が増加し、加水分解抵抗性が低下した。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の医薬容器用ガラス管は、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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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