JP2014015365A

JP2014015365A - 医薬品容器用ガラス及びこれを用いたガラス管

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Publication number: JP2014015365A
Application number: JP2012155176A
Authority: JP
Inventors: Ken Choju; 研長壽
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-07-11
Also published as: JP6075600B2

Abstract

【課題】アルカリ金属成分の溶出がなく、尚且つ、傷が付き難く、割れにくいガラスを提供する。
【解決手段】本発明の医薬品容器用ガラスは、アルカリ金属成分を含有することなく、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２５０〜７０％、Ｂ_２Ｏ_３０〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３１０〜２０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ０〜１０％、ＳｒＯ０〜１０％、ＢａＯ０〜１０％を含有することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、医薬品容器を製造するために用いられるガラスおよびガラス管に関する。

従来、医薬品を保管する充填容器の材料として種々のガラスが用いられている。医薬品は大別して経口剤と注射剤とに区分され、その充填容器に用いられるガラスの種別は当該区分に応じて選択されている。

経口剤は、ドリンク剤、錠剤等種々の形態で容器に充填される。これらの経口剤は、消化器官を経て体内へ吸収されるものであるため、多くの場合、要求される管理品質が注射剤ほど高くなく、保存容器に求められる品位も高くない。したがって、経口剤の充填容器は、経口剤と空気中の水分や酸素、あるいは紫外線を遮断できれば良く、一般的に、安価なソーダ石灰ガラスが用いられている。

一方、注射剤は、血管等から直接体内へ投与されるため、その充填容器には非常に厳しい品位が要求される。具体的には、充填された薬剤の変質等を防ぐため、空気中の水分や酸素、紫外線を遮断するだけでなく、容器を構成するアルカリ金属等の成分が薬剤へ溶出し難いことが求められる。このような要求から、注射剤の充填容器の材料としては、従来、ホウケイ酸ガラスが多く用いられている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されるホウケイ酸ガラスは、ソーダ石灰ガラス等に比べてガラス中のアルカリ金属成分が溶出し難く、充填される薬剤を変質させ難い。

特開平７−２０６４７２号公報

医薬品容器用ガラスには、上記要件以外にも高い性能が要求されている。例えば、安全性や破損時の損失コスト等の観点から、医薬品容器用ガラスは高い機械的強度を有することが好ましい。一般的にガラスは、傷が入ると機械的強度が著しく低下することが知られている。そして、従来のアンプル、バイアル、プレフィルドシリンジ、カートリッジ等の注射剤容器には、容器加工、検査、輸送、薬剤充填等の各工程で傷が付くことがあり、容器の強度低下原因となっている。

このような問題を鑑み、本発明の目的は、充填された薬剤に影響を与えるアルカリ金属成分の溶出量が少なく、尚且つ、傷が付き難く、割れにくいガラスおよびガラス管を提供することである。

本発明者等は、鋭意検討を行なった結果、ガラス組成を所定範囲に規制することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の医薬容器用ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２５０〜７０％、Ｂ_２Ｏ_３０〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３１０〜２０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ０〜１０％、ＳｒＯ０〜１０％、ＢａＯ０〜１０％を含み、アルカリ金属成分を含有しないことを特徴とする。なお、「アルカリ金属成分を含有しない」とは、含有するアルカリ金属成分の合量Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏが０．１％未満であることを指す。

第二に、本発明の医薬容器用ガラスは、クラック抵抗の値が７００ｇｆ以上であることが好ましい。クラック抵抗とは、ガラスの傷つきやすさの指標である。より詳細には、クラック抵抗とはビッカ−ス圧子を種々の荷重で１５秒間押し付け、ダイアモンド圧子を除いて１５秒までに圧痕の四隅から発生するクラック数をカウントした場合に、最大発生しうるクラック数（４ケ）に対する割合が５０％になるときの荷重を示す。

第三に、本発明の医薬容器用ガラスは、液相粘度が１０^４．５ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。ここで、液相粘度とは、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。液相温度とは、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶の析出する温度を測定した値を指す。

第四に、本発明の医薬容器用ガラスは、３０〜３８０℃における熱膨張係数が３０〜４５×１０^−７／℃であることが好ましい。

第五に、本発明の医薬容器用ガラスは、ヨーロッパ薬局方第7.0版 3.2に記載の耐水性試験方法に基づいて測定したアルカリ溶出試験における中和滴定で使用される塩酸消費量が０．０３ｍｌ／ｇ・ｇｌａｓｓ以下であることが好ましい。当該塩酸消費量はガラスのアルカリ溶出量に比例し、塩酸消費量が少ないほどガラスのアルカリ溶出量が少ないと言える。

第六に、本発明の医薬容器用ガラスＳｎＯ_２を０.１〜１％さらに含有することが好ましい。

第七に、本発明のガラス管は上記医薬容器用ガラスから成ることが好ましい。

本発明の医薬容器用ガラスによれば、アルカリ金属成分の溶出量を抑制しつつ、従来品に比べて傷が付き難く、割れ難いガラスを得ることができる。より詳細には、本発明の医薬容器用ガラスは、実質的にアルカリ金属酸化物を含まないため、薬剤へのアルカリ溶出を抑制することができる。したがって、本発明の医薬容器用ガラスを薬剤充填容器として用いた場合、アルカリ溶出による薬剤の変質を抑制し、薬剤の品質を良好に保つことができる。さらに、本発明の医薬容器用ガラスは、上記組成を有することから高いクラック抵抗を有する。したがって、本発明の医薬容器用ガラスは、傷がつきにくく、破損し難い。

本発明の医薬容器用ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２５０〜７０％、Ｂ_２Ｏ_３０〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３１０〜２０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ０〜１０％、ＳｒＯ０〜１０％、ＢａＯ０〜１０％を含み、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない。上記のように各成分の含有範囲を限定した理由を以下に説明する。なお、以下の組成範囲の説明において、％表示は、特に断りがある場合を除き、質量％を表す。

ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワークを形成する成分であり、ＳｉＯ_２の含有量は５０〜７０％である。ＳｉＯ_２の含有量が５０％より少ないと、ガラスの耐水性が悪くなったりクラック抵抗が低くなったりする傾向がある。ＳｉＯ_２の含有量が７０％より多くなると、溶融性、成形性が低下し易くなる。ＳｉＯ_２の含有量の好ましい範囲は５５〜７０％、更に好ましくは、５５〜６８％、もっとも好ましくは５７〜６５％である。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスのネットワークを形成する成分であり、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は０〜１５％である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１５％より多くなると、温度変化量に対する粘度変化量が大きくなり、ガラスを成形し難くなる。また、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１５％より多くなると、ガラス原料を溶融する際に溶融窯表面から揮発する成分量が増加してガラスにブツ等の欠陥が発生し易くなる。Ｂ_２Ｏ_３の含有量の好ましい範囲は０〜１３％、更に好ましくは３〜１３％、もっとも好ましくは５〜１２％である。

Ａｌ_２Ｏ_３も、ガラスのネットワークを形成する成分であり、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は１０〜２５％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が１０％より少ないと、ガラスの耐水性が悪くなる傾向がある。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が２５％より多くなるとガラスの粘度が上昇し、ガラスを溶融する温度や成形する温度が高くなるため、製造エネルギーコストが高くなるという問題が生じる。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量の好ましい範囲は１２〜２３％、更に好ましくは１３〜２２％、もっとも好ましくは１５〜２０％である。

ＭｇＯは、ガラスの熱膨張係数を調整し、また、高温粘度を低下させる成分である。ＭｇＯの含有量は０〜５％である。ＭｇＯの含有量が５％より多くなると、クラック抵抗が低くなり、ガラスが割れ易くなる。また、ＭｇＯの含有量が５％より多くなると、熱膨張係数が高くなるため、ガラスの製造工程等でサーマルショックにより破損する可能性が高くなる。ＭｇＯの含有量の好ましい範囲は０〜４％、更に好ましくは０〜３％である。

ＣａＯは、ガラスの熱膨張係数を調整し、また、高温粘度を低下させる成分である。ＣａＯの含有量は０〜１０％である。ＣａＯの含有量が１０％より多くなると、クラック抵抗が低くなり、ガラスが割れ易くなる。また、ＣａＯの含有量が１０％より多くなると、熱膨張係数が高くなるため、ガラス製造工程でのサーマルショックにより破損する可能性が高くなる。ＣａＯの含有量の好ましい範囲は２〜１０％、更に好ましくは３〜１０％、もっとも好ましくは３〜８％である。

ＳｒＯは、ガラスの熱膨張係数を調整し、また、高温粘度を低下させる成分である。ＳｒＯの含有量は０〜１０％である。ＳｒＯの含有量が１０％より多くなると、クラック抵抗が低くなり、ガラスが割れ易くなる。また、ＳｒＯの含有量が１０％より多くなると、熱膨張係数が高くなるため、ガラス製造工程でのサーマルショックにより破損する可能性が高くなる。ＳｒＯの含有量の好ましい範囲は０〜８％、更に好ましくは０．５〜８％である。

ＢａＯは、ガラスの熱膨張係数を調整し、また、高温粘度を低下させる成分である。ＢａＯの含有量は０〜１０％である。ＢａＯの含有量が１０％より多くなると、クラック抵抗が低くなり、ガラスが割れ易くなる。また、ＢａＯの含有量が１０％より多くなると、熱膨張係数が高くなるため、ガラス製造工程でのサーマルショックにより破損する可能性が高くなる。ＢａＯの含有量の好ましい範囲は０〜８％、更に好ましくは０〜７％、もっとも好ましくは０．５〜６％である。

本発明の医薬品用ガラスは、上記成分以外に、ＺｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｃｌ、Ｆ等の成分をさらに含有して良い。

ＺｎＯは、ガラスの熱膨張係数を調整し、また、高温粘度を低下させる成分であり、ＺｎＯの含有量は好ましくは０〜５％である。ＺｎＯの含有量が５％より多くなると、クラック抵抗が低くなり、ガラスが割れ易くなる。また、ＺｎＯの含有量が５％より多くなると、熱膨張係数が高くなるため、ガラス製造工程でのサーマルショックにより破損する可能性が高くなる。ＺｎＯの含有量の、より好ましい範囲は０〜４％、更に好ましくは０〜３％、もっとも好ましくは０〜２％である。

Ｓｂ_２Ｏ_３とＡｓ_２Ｏ_３は、ガラス溶融時の清澄性（泡切れ）を向上する成分であり、Ｓｂ_２Ｏ_３とＡｓ_２Ｏ_３の含有量は各々好ましくは０〜１％である。Ｓｂ_２Ｏ_３とＡｓ_２Ｏ_３の含有量が１％より多くなると、ガラスの加工時にＳｂやＡｓが還元してコロイドとして析出し、ガラスが着色してしまうおそれがある。Ｓｂ_２Ｏ_３とＡｓ_２Ｏ_３の含有量の、より好ましい範囲は０〜０．８％、更に好ましくは０〜０．６％、もっとも好ましくは０〜０．５％である。

ＳｎＯ_２は、ガラス溶融時の清澄性を向上する成分であり、ＳｎＯ_２の含有量は好ましくは０〜１％である。ＳｎＯ_２の含有量が１％より多くなると、ガラスの加工時にＳｎが還元してコロイドとして析出し、ガラスが着色してしまうおそれがある。ＳｎＯ_２の含有量の、より好ましい範囲は０．１〜０．５％、更に好ましくは０．１〜０．３％、もっとも好ましくは０．１〜０．３％である。

Ｃｌは、ガラス製造時の清澄性を向上する成分であり、Ｃｌの含有量は好ましくは０〜１％である。Ｃｌの含有量が１％より多くなると、ガラスの生産時に蒸発したＣｌが水分と反応して、生産設備の金属を侵食する可能性がある。Ｃｌの含有量の、より好ましい範囲は０〜０．５％、更に好ましくは０〜０．３％、もっとも好ましくは０．０１〜０．３％である。

Ｆは、ガラス溶融時の清澄性を向上する成分であり、Ｆの含有量は好ましくは０〜１％である。Ｆは、環境負荷が高い物質であるため、できる限り使用量を抑制することが好ましい。Ｆの含有量の、より好ましい範囲は０〜０．５％、更に好ましくは０〜０．３％、もっとも好ましくは０〜０．２％である。

上記の成分以外にも、本発明の効果を大幅に損なわない限り、他の成分を添加しても良い。例えば耐熱性を向上させるためにＺｒＯ_２を０〜５％、紫外線を遮蔽するためにＴｉＯ_２を０〜５％添加してもよい。

本発明の医薬容器用ガラスのクラック抵抗の値は、好ましくは７００ｇｆ以上、より好ましくは８００ｇｆ以上、更に好ましくは９００ｇｆ以上、もっとも好ましくは１０００ｇｆ以上である。クラック抵抗の値は、ガラスの傷つきやすさを表す数値である。クラック抵抗値が７００ｇｆより低いとガラスを成形する際、および、ガラスからアンプル、バイアル、プレフィルドシリンジ等の容器を加工ならびに製造する際に傷がつき易くなり、ガラスの機械的強度が低下し易くなる。

本発明の医薬容器用ガラスの液相粘度は１０^４．５ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。液相粘度は、より好ましくは１０^４．８ｄＰａ・ｓ以上、更に好ましくは１０^５．０ｄＰａ・ｓ以上、もっとも好ましくは１０^５．３ｄＰａ・ｓ以上である。液相粘度が１０^４．５ｄＰａ・ｓより低いとダンナー法等を用いたガラスの成形が困難となるため、本発明の医薬容器用ガラス管を大量且つ安価に製造することが困難となる。

本発明の医薬容器用ガラスは、３０〜３８０℃における熱膨張係数が３０〜４５×１０^−７／℃であることが好ましい。熱膨張係数はディラトメーターを使用して測定を行った値を指す。熱膨張係数は、より好ましくは３０〜４０×１０^−７／℃、さらに好ましくは３０〜３８×１０^−７／℃、もっとも好ましくは３２〜３８×１０^−７／℃である。熱膨張係数が３０×１０^−７／℃より低くなると、ガラスの粘度が上昇する傾向があり、溶融温度や成形温度が上昇してガラスを製造し難くなる。また、熱膨張係数が４５×１０^−７／℃より高くなると、ガラスの製造工程、加工工程、滅菌工程等でサーマルショックにより破損する可能性が高くなる。

本発明の医薬容器用ガラスは、ヨーロッパ薬局方第7.0版 3.2（European Pharmacopeia 7.0 3.2 Containers, 3.2.1 Glass containers for pharmaceutical us, Test B. Hydrolytic resistance of glass grains）に記載の耐水性試験における中和滴定で使用される塩酸消費量が０．０３ｍｌ／ｇ・ｇｌａｓｓ以下であることが好ましい。塩酸消費量が０．０３ｍｌ／ｇ・ｇｌａｓｓより多いと、すなわちガラスからのアルカリ溶出量が多いと、医薬容器用ガラスを医薬品容器として用いた場合に、充填された薬剤が変質し易くなる傾向がある。したがって、上記塩酸消費量は、より好ましくは、０．０２ｍｌ／ｇ・ｇｌａｓｓ以下、もっとも好ましくは０．０１ｍｌ／ｇ・ｇｌａｓｓ以下である。

本発明の医薬容器用ガラス管の製造方法を例示する。本発明の医薬容器用ガラス管の製造方法としてはダンナー法が好適である。先ず、上記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管を引き出す。なお、本発明の医薬容器用ガラス管の製造方法はダンナー法に限らず、従来周知の任意の手法を用いて良い。例えば、ベ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。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は単なる例示であり、本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜７）及び比較例（試料Ｎｏ．８）を示している。

まず表１に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、得られたガラスバッチを白金坩堝に入れて１６００〜１７００℃で４時間溶融した。次に、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形した後、所定のアニール処理（６５０℃に設定した電気炉内で炉冷）を行った。最後に、得られたガラス試料について、種々の特性を評価した。

熱膨張係数は、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数を測定した値である。

歪点、徐冷点は、ＡＳＴＭＣ３３６の方法に基づいて測定した値である。

軟化点は、ＡＳＴＭＣ３３８の方法に基づいて測定した値である。

高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度Ｔ１０^４．０、１０^３．０ｄＰａ・ｓにおける温度Ｔ１０^３．０、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度１０^２．５は、各々白金球引き上げ法で測定した値である。

液相温度は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶の析出する温度を測定した値を指す。

液相粘度は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法を用いて測定した値である。

耐水性試験における塩酸消費量は、ヨーロッパ薬局方第7.0版 3.2（European Pharmacopeia 7.0 3.2 Containers, 3.2.1 Glass containers for pharmaceutical us, Test B. Hydrolytic resistance of glass grains）に基づいて測定した。

ガラスのクラック抵抗は、和田らが提案した方法（Ｍ．Ｗａｄａｅｔａｌ．Ｐｒｏｃ．，ｔｈｅＸｔｈＩＣＧ，ｖｏｌ．１１，Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．，Ｊａｐａｎ，Ｋｙｏｔｏ，１９７４，ｐ３９）によって求めた。この方法は、ビッカ−ス硬度計のステージに板状の試料ガラスを置き、この試料ガラスの表面に菱形状のダイアモンド圧子を種々の荷重で１５秒間押し付けるものである。そして、ダイアモンド圧子を除いて１５秒までに圧痕の四隅から発生するクラック数をカウントし、最大発生しうるクラック数（４ケ）に対する割合を求めクラック発生率とした。また、クラック発生率が５０％になるときの荷重を「クラック抵抗」とした。クラック抵抗が大きいほどクラックが発生しにくく、ガラスに傷がつきにくいことを示す。なお、クラック発生率は、同一荷重で２０回測定し、その平均値から求めた。また、クラック抵抗は、湿度の影響を受けるため、気温２５℃、湿度３０％の条件で測定を行った。

表１に示すように、試料Ｎｏ．１〜７は、塩酸消費量が０．０１ｍｌ／ｇ・ｇｌａｓｓ以下であり、アルカリ溶出が少ないガラスであった。一方、試料Ｎｏ．８は、塩酸消費量が０．０４ｍｌ／ｇ・ｇｌａｓｓであり、アルカリ溶出が多いガラスであった。また、試料Ｎｏ．１〜７は、クラック抵抗が１０００ｇｆ以上であり、傷が付き難いガラスであった。一方、試料Ｎｏ．８は、クラック抵抗が６００ｇｆであり、傷がつき易いガラスであった。

本発明の医薬品容器用ガラス管は、医薬品容器の材料等として有用である。

Claims

質量％で、ＳｉＯ_２５０〜７０％、Ｂ_２Ｏ_３０〜１５％、Ａｌ_２Ｏ_３１０〜２０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ０〜１０％、ＳｒＯ０〜１０％、ＢａＯ０〜１０％を含有し、アルカリ金属酸化物を実質的に含まないことを特徴とする医薬品容器用ガラス。
クラック抵抗値が７００ｇｆ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の医薬品容器用ガラス。
液相粘度が１０^４．５ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の医薬品容器用ガラス。
３０〜３８０℃における熱膨張係数が３０〜４５×１０^−７／℃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品用ガラス。
ヨーロッパ薬局方第7.0版 3.2に記載の耐水性試験における中和滴定で使用される塩酸消費量が０．０３ｍｌ／ｇ・ｇｌａｓｓ以下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品用ガラス。
さらにＳｎＯ_２を０.１〜１％含有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の医薬品容器用ガラス。
請求項１から６の何れかに記載の医薬品容器用ガラスからなるガラス管。