JP2021176816A - ガラス管 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス管、特に高品質な医薬組成物の貯蔵用の容器を容易に製造するためのガラス管、その製造方法およびその使用を提供する。【解決手段】ガラス管は、と定義された相対断面積偏差を有し、ここで、であり、ＱＦｍａｘは、この管の少なくとも２つの断面の最大断面積であり、ＱＦｍｉｎは、同断面の最小断面積であり、断面は、ガラス管の長さに沿って互いに離隔しており、ｋは、０．００２３ｍ−１であり、ｔは、０．１５ｍｍ２／ｍ未満であり、ｘは、である。【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス管、特に医薬組成物の貯蔵用の容器を製造するためのガラス管に関する。このガラス管により、特に高品質な医薬品容器の製造が容易になる。さらに、本発明は、優れたガラス管の製造方法に関する。

ガラス管、特に医薬品容器、例えば、アンプル、バイアル、カートリッジまたはシリンジを製造するためのガラス管の製造には、いわゆるダンナー法が使用されることが多い。ダンナー法では、溶融槽から出たガラス溶融物は、回転する管状体（いわゆるダンナーマンドレル）の外面上を流れて、その上に中空のガラス溶融体を形成する。ガラス溶融物は、成形部材としての役割を果たすマンドレルから、前端へと所定の方向に引き抜かれる。ガラス管の内側プロファイルは、マンドレルの前端付近の外側輪郭により実質的に決定される。

このようなガラス管は、医薬組成物の貯蔵用の前記容器を製造するための半完成品である。独国特許出願公開第１０２０１８１０１８４２号明細書に開示されているように、このようなガラス管は、典型的には、ガラス処理装置を使用することによる熱間成形プロセスにより容器に変換される。

欧州特許出願公開第３３４５８７６号明細書には、医薬品容器用のガラス管が教示されている。ガラス管は、管の目標厚みに対する最大壁厚と最小壁厚との差を規定する、ある厚み偏差を有する。最良の例示的なガラス管は、厚み偏差が３％である。その大きさでの厚み偏差は、更なる改善が必要である。

多くの場合、従来技術のガラス管は、内径および外径に関して、かなり許容できる均一性を有しているが、熱間成形プロセスの精度は依然として改良が必要である。特にガラス管から医薬品容器を製造するための熱間成形プロセスは、熱間成形製品の品質のばらつきを考慮するために、膨大な数のパラメータを最適化する必要があるため、安定して運転することが困難である傾向がある。

本発明の目的は、改良されたガラス管を提供することであり、特に熱間成形プロセスにおけるパラメータの精度の改善および／または最適化の簡略化を提供するガラス管を提供することである。

一実施形態において、本発明は、ガラス管であって、

として定義される相対断面積偏差を有するガラス管を提供し、ここで、

である。ＱＦ_ｍａｘは、管の少なくとも２つの断面の最大断面積であり、ＱＦ_ｍｉｎは、同断面の最小断面積であり、断面は、ガラス管の長さに沿って互いに離隔しており、ｋは、０．００２３ｍ^−１であり、ｔは、０．１５ｍｍ^２／ｍ以下であり、ｘは、

である。

少なくとも２つの断面、例えば、ＱＦ_ｍａｘおよびＱＦ_ｍｉｎに対応するものは、少なくとも０．５ｍ、少なくとも０．７５ｍ、少なくとも１．０ｍまたは最長１．５ｍもしくは最長１．４ｍにわたって互いに離隔していてよい。一実施形態において、断面は、約０．５ｍ、約０．７５ｍ、約１．０ｍまたは約１．５ｍにわたって離隔している。場合により、ＱＦ_ｍａｘは、ガラス管全体の最大断面積であり、ＱＦ_ｍｉｎは、ガラス管全体の最小断面積である。

一実施形態において、ガラス管は、０．５０ｍｍ^２／ｍ未満、０．４５ｍｍ^２／ｍ未満、０．４０ｍｍ^２／ｍ未満、０．３５ｍｍ^２／ｍ未満または０．３０ｍｍ^２／ｍ未満の相対断面積偏差

を有していてもよい。好ましい実施形態では、相対断面積偏差は、０．２５ｍｍ^２／ｍ未満、０．２０ｍｍ^２／ｍ未満、０．１５ｍｍ^２／ｍ未満または０．１０ｍｍ^２／ｍ未満である。相対断面積偏差

は、少なくとも０．００１ｍｍ^２／ｍ、少なくとも０．０１ｍｍ^２／ｍ、または少なくとも０．０２ｍｍ^２／ｍであってもよい。

場合により、

は、少なくとも１０．０ｍｍ^２、少なくとも１２．０ｍｍ^２、少なくとも１５．０ｍｍ^２、少なくとも１７．０ｍｍ^２または少なくとも２０．０ｍｍ^２であることができる。

は、１５０．０ｍｍ^２以下、１００．０ｍｍ^２以下、９０．０ｍｍ^２以下または８０．０ｍｍ^２以下に制限することができる。一実施形態において、ｔは、０．１０ｍｍ^２／ｍ以下、０．０５ｍｍ^２／ｍ以下、０．０１ｍｍ^２／ｍ以下、−０．０２ｍｍ^２／ｍ以下、−０．０２５ｍｍ^２／ｍ以下または−０．０２８ｍｍ^２／ｍ以下であることができる。好ましい実施形態では、ｋは、０．００２０ｍ^−１、０．００１８ｍ^−１、０．００１５ｍ^−１、０．００１０ｍ^−１または０．０００５ｍ^−１であることができる。

驚くべきことに、ガラス管の断面積は、ガラス管ごとに、またガラス管の長さに沿って著しく変化し得ることが見出された。管の長さに沿った断面積のこれらの変化により、これらのガラス管から製造される医薬品容器の製造精度が妨げられる。断面積変化を考慮するために、熱間成形プロセスのパラメータを最適化するのは特に困難である。ガラス管は、シリンジ、バイアル、アンプル、カートリッジまたは他の医薬品容器の製造に使用することができる半完成品である。これらの容器は、典型的には、熱間成形プロセスで製造される。熱間成形は、ガラスを所望の形状に成形することができる温度までガラス管を加熱することを含む。所望の温度に加熱されるガラスの質量に応じて、異なる量の熱が必要となるであろう。しかし、これらのプロセスによれば非常に高速に医薬品容器が製造されることから、使用される熱の量を熱間成形中に調節することは困難である。こうした高い生産速度ゆえ、ガラス管特性に応じて熱を制御することは、ほとんど不可能である。医薬品容器の製造に使用される熱量を一定に保つことができるためには、該当するガラス管の特性を制御することが必須であることが見出された。

ガラスの熱間成形中に適切な量の熱を使用することは必須である。なぜならば、温度によりガラスの粘度が劇的に変化するためである。室温と溶融容器内の温度との間で、ガラスの粘度は、１０^１７倍変化する場合がある。このため、小さな温度偏差であっても、ガラスの粘度に強い影響を及ぼす場合がある。異なる粘度は、容器の熱間成形に強い影響を及ぼす。熱間成形パラメータは、この挙動を考慮しなければならない。典型的には、Ｖｏｇｅｌ−Ｆｕｌｃｈｅｒ−Ｔａｍｍａｎｎ（ＶＦＴ）式

を使用して、ガラスの特定の粘度を達成するのに必要な温度が算出される（ＤＩＮ ＩＳＯ ７８８４−２：１９９８−２を参照のこと）。

ＶＦＴ式において、ηは、粘度であり、ＡおよびＢは、物質の温度に依存しないパラメータであり、Ｔは、温度であり、Ｔ_０は、Ｖｏｇｅｌ温度である。Ａ、ＢおよびＴ_０は、任意の特定のガラスについて一定である。

温度は、粘度に強い影響を及ぼし、温度依存性は、ＶＦＴ式における定数により説明することができることが明らかである。温度が低すぎると、ガラスの粘度が高くなり、正確な医薬品容器を形成するのが困難になるであろう。温度が高すぎると、粘度が低すぎて、たるみが生じ、歪んだ容器を生じる場合がある。規定では、ガラス管の外径の公差に焦点が当てられており、断面積の局所的な偏差および勾配は考慮されない。断面積の優れた均一性を有するガラス管は、医薬品容器、例えば、シリンジ、バイアル、アンプルおよびカートリッジの後続の製造プロセスにおいて非常に良好に機能することが見出された。

一実施形態において、ガラス管のガラスは、少なくとも４０００、少なくとも４５００または少なくとも５０００の値Ｂを有することができる。場合により、Ｂ値は、最高１２０００、最高１００００または最高９０００とすることができる。Ｔ_０は、少なくとも１℃、少なくとも１０℃、少なくとも７０℃または少なくとも２００℃であることができる。一実施形態において、Ｔ_０は、最高２５０℃または最高２３０℃の範囲にある。Ａは、０未満、例えば、−０．５未満または−１．０未満であることができる。一実施形態において、Ａは、少なくとも−５．０、少なくとも−４．０または少なくとも−３．５である。好ましくは、Ａは、−５．０〜０．０または−４．０〜０．０に達することができる。本明細書に記載された低い断面積偏差およびこれらのＶＦＴ定数を有するガラス管は、容器の熱間成形において優れた性能を発揮する。

場合により、ガラスは、下記ＶＦＴ定数：−５．０〜０．０の範囲のＡ；４０００〜１２０００の範囲のＢおよび／または１℃〜２５０℃の範囲のＴ_０を有することができる。一実施形態において、Ａは、−３．０〜−１．０の範囲にあり、Ｂは、４０００〜９０００の範囲にありかつ／またはＴ_０は、２００℃〜２５０℃の範囲にある。本発明のガラス管のガラスについて、Ｔ_ｇは、５２５℃〜６００℃の範囲にあることができる。

一態様において、本発明は、少なくとも０．９９の均一性係数を有するガラス管を提供する。この係数は、ガラス管全体の最小断面積と最大断面積との比である。本開示の実施形態では、ガラス管は、少なくとも０．９９０、少なくとも０．９９３、少なくとも０．９９５または少なくとも０．９９８の均一性係数を有する。

断面積偏差は、典型的には、ガラス管の長さに沿った勾配として生じることが観察された。本発明者らは、これらの偏差がガラス管製造に使用されるガラス供給機構の不規則性に起因すると仮定している。特にこれらの偏差は、ストランドがマンドレルと最初に接触する位置においてガラスストランドが不安定であることの結果であり得る。「不安定」とは、ストランドがガラス引き抜き方向に平行な方向に移動することを意味する。

本発明の断面積特徴を有するガラス管は、長さに沿って非常に均一な断面積を提供するだけでなく、均一なガラス質量分布も提供する。記載された相対断面積偏差により、前述のガラス管から医薬品容器を製造するための後続の熱間成形プロセスにおける処理パラメータの最適な調整が可能となり、これにより、最終的に、改善された医薬品容器およびプロセスの安定性が得られる。

本明細書で使用する場合、「ガラス管」という用語は、医薬品用途の物質を貯蔵するための容器、例えば、アンプル、バイアル、シリンジおよび／またはカートリッジを製造するための中空ガラス体を指す。ガラス管は、典型的には、管腔を取り囲む壁と、２つの開放端とを有する。

このようなガラス管は、ホウケイ酸ガラス、より好ましくは、ガラスの総量に対して、下記酸化物（質量パーセント（％））：

を含むホウケイ酸ガラスからなることができる。

ガラス成分の選択は、ガラスの粘度の温度依存性に影響を及ぼす。例えば、一定量のＳｉＯ_２を加えると、ＶＦＴ式において、Ａ値が小さくなり、Ｂ値およびＴ_０が大きくなる。下記表に、ＶＦＴ定数に対するガラス成分の影響をまとめる。「＋」は、上昇効果を指し、「＋＋」は、各定数が強く上昇することを意味し、「−」は、低下効果を指し、「−−」は、各定数が各ガラス成分の増加量により強く低下することを意味する。

ガラスは、ガラスの総量に対して、少なくとも５０質量％、好ましくは少なくとも５５質量％、より好ましくは少なくとも６０質量％、最も好ましくは少なくとも６５質量％の比率で、ＳｉＯ_２を含むことができる。ＳｉＯ_２は、ガラス特性に影響を及ぼすガラスマトリックス中の重要な網目形成剤である。特にＳｉＯ_２は、ガラスの耐薬品性にとって特に重要である。ガラス中のＳｉＯ_２含量は、ガラスの総量に対して、最大９０質量％、好ましくは最大８５質量％、より好ましくは最大８０質量％であることができる。ＳｉＯ_２含量が多すぎると、ガラスの軟化点の顕著な上昇を招く場合がある。

ＳｉＯ_２の他に、ガラスは、少なくとも１つの第２の網目形成剤も含むことができる。ガラスは、ガラスの総量に対して、少なくとも３質量％、好ましくは少なくとも４質量％、より好ましくは少なくとも６質量％の割合で含有される追加の網目形成剤としてのＢ_２Ｏ_３を含有することができる。その網目形成性により、Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの安定性を実質的に支援する。Ｂ_２Ｏ_３含量が少なすぎると、ホウケイ酸ガラス系に必要な安定性を保証することができない。それにもかかわらず、ガラス中のＢ_２Ｏ_３含量は、ガラスの総量に対して、最大２０質量％、好ましくは最大１５質量％、より好ましくは最大１２質量％である。ガラス中のＢ_２Ｏ_３含量が極めて多い場合には、結晶化の安定性の低下を甘受しなければならないほど、粘度が強く低下する場合がある。

さらに、ホウケイ酸ガラスは、酸化アルミニウムを含むことができる。酸化アルミニウムの添加は、ガラス形成を改善するのに役立ち、一般的には、耐薬品性を支援する。ガラス中の酸化アルミニウムの割合は、ガラスの総量に対して、最大１２質量％、好ましくは最大９質量％、より好ましくは最大７質量％であることができる。ただし、酸化アルミニウム含量が多すぎると、結晶化する傾向が高くなる。好ましくは、ガラス中の酸化アルミニウムの量は、ガラスの総量に対して、少なくとも１質量％、さらに好ましくは少なくとも２．５質量％、最も好ましくは少なくとも４質量％である。

ガラスは、ガラスの総量に対して、少なくとも３質量％、好ましくは少なくとも５質量％、より好ましくは少なくとも６質量％の割合でアルカリ金属酸化物を含むことができる。Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏとの両方が、ガラスに含まれる場合がある。

アルカリ金属酸化物は、ガラスの溶融性を改善し、このため、経済的な製造が可能となる。ガラスの製造中、それらは、融剤として機能する。ガラス中のアルカリ金属酸化物の合計は、２０質量％、好ましくは１３質量％、より好ましくは１０質量％の値を超えてはならない。アルカリ金属酸化物の含量が多すぎると、ガラスの耐候性が損なわれる場合があり、このため、その用途の範囲が、強く制限される場合がある。

ガラス中のＮａ_２Ｏの割合は、ガラスの総量に対して、少なくとも３質量％、好ましくは少なくとも５質量％、より好ましくは少なくとも６質量％であることができる。一方、ガラス中のＮａ_２Ｏの割合は、ガラスの総量に対して、最大１５質量％、好ましくは最大１０質量％、より好ましくは最大８質量％に制限される場合がある。

ガラス中のＫ_２Ｏの割合は、ガラスの総量に対して、最大５質量％、好ましくはそれぞれ最大３質量％、より好ましくは２質量％であることができる。

ホウケイ酸ガラスは、上記で言及された成分以外の添加剤も含有することができる。これらの添加剤は、例えば、アルカリ土類金属酸化物（例えば、ＢａＯ、ＣａＯ）であることができる。これは、ガラスの流動性および溶融性または耐薬品性を操作するために、ガラスに添加することができる。加えてまたは代替的には、ガラスは、ｄブロック元素金属の酸化物、例えば、酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３またはＦｅ_３Ｏ_４）を含むことができる。酸化鉄は、ガラスの主成分の一般的な不純物、特に砂の不純物である。

ガラス中のＢａＯの割合は、ガラスの総量に対して、最大６質量％、好ましくはそれぞれ最大４質量％、より好ましくは３質量％であることができる。

ガラス中のＣａＯの割合は、ガラスの総量に対して、最大５質量％、好ましくはそれぞれ最大３質量％、より好ましくは２質量％であることができる。

ガラス中のＦｅ_２Ｏ_３の割合は、ガラスの総量に対して、最大３質量％、好ましくはそれぞれ最大２質量％、より好ましくは１．５質量％であることができる。

また、ガラス組成物は、二酸化チタンも含むことができる。ガラス中のＴｉＯ_２含量は、ガラスの総量に対して、最大１０質量％、好ましくは最大８質量％、より好ましくは最大６質量％である。ＴｉＯ_２含量が非常に多いと、ガラスの望ましくない結晶化が起こる場合がある。

一実施形態において、ガラスは、下記（質量％）：

を含むことができる。

断面積（ＣＳＡ）は、所定の断面におけるガラス管の外径（ＯＤ）および壁厚（ＷＴ）を使用して決定される。ここで、第１のステップにおいて、内径（ＩＤ）は、

に従って算出される。

本明細書で使用する場合、「外径」という用語は、ガラス管の外面上の２点間の最長距離を指す。この２点は、ガラス管の長手方向軸線に対して垂直でありかつこれと交差する直線で結ばれる。

本明細書で使用する場合、「内径」という用語は、ガラス管の内径上の２点間の最長距離を指す。この２点は、ガラス管の長手方向軸線に対して垂直でありかつこれと交差する直線で結ばれる。

本明細書で使用する場合、「壁厚」という用語は、ガラス管の内面と外面との間の最短距離を指す。

断面のうちの少なくとも１つは、ガラス管の第１のセクションに位置することができ、第２の断面は、ガラス管の第２のセクションまたは第３のセクションに位置することができる。第１のセクションは、ガラス管の第１の端部からその第２の端部に向かって長手方向に及ぶことができ、管の長さの３分の１の長さを有することができる。第３のセクションは、ガラス管の第２の端部からその第１の端部に向かって長手方向に及ぶことができ、管の長さの３分の１の長さを有することができる。第２のセクションは、第１のセクションと第３のセクションとの間に位置し、長手方向における管の長さの３分の１の長さを有することができる。

相対断面積偏差は、例えば、ガラス管の第１のセクションおよび第３のセクションまたはガラス管の第１のセクションおよび第２のセクションまたは第２のセクションおよび第３のセクションにおいて決定することができる２つの単一断面積値に基づくことができる。一実施形態において、３つのセクションのそれぞれにおいて、１つの断面積値が決定される。相対断面積偏差は、３つ以上または４つ以上の断面積値、すなわち、４、５、６、７、８、９、１０またはそれ以上の断面積値に基づくこともできる。各断面積値は、管の特定の断面で決定することができる。断面積値が、３つ以上の断面で決定される場合、各断面とその隣接する断面との間の距離は、等しくてもよいし異なっていてもよい。

本開示のガラス管は、少なくとも０．５０ｍの長さ、より好ましくは少なくとも１．００ｍの長さ、特に好ましくは少なくとも１．２５ｍの長さを有することができる。ガラス管の長さは、最長３．００ｍ、最長２．００ｍまたは最長１．７０ｍであることができる。本発明は、１．００ｍを超える長さであっても、所望の相対断面積偏差を有するガラス管を提供する。一実施形態において、ガラス管の長さは、約１．５ｍである。

本開示の実施形態では、ガラス管は、少なくとも６．０ｍｍまたは少なくとも１０．０ｍｍの外径を有する。外径は、最大５５．０ｍｍ、最大４０．０ｍｍまたは最大２５．０ｍｍであることができる。一実施形態において、外径は、６ｍｍ〜５５ｍｍまたは６ｍｍ〜２５ｍｍで選択することができる。壁厚は、０．３ｍｍ〜３．５ｍｍで変化することができる。一実施形態において、壁厚は、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも０．７ｍｍまたは少なくとも１．０ｍｍである。場合により、壁厚は、最大３．５ｍｍ、最大３．０ｍｍまたは最大２．０ｍｍであることができる。外径および壁厚の単一の値は、ガラス管の用途に強く依存する。

医薬品容器用のガラス管、特にシリンジ用の管は、６．０ｍｍ〜２３．０ｍｍの外径および／または０．７５ｍｍ〜２．５ｍｍの壁厚を提供することができる。好ましい実施形態は、６．７ｍｍ〜７．０ｍｍの外径および１．０ｍｍ〜１．２ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、８．００ｍｍ〜８．３０ｍｍの外径および０．８ｍｍ〜１．０ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１０．０ｍｍ〜１１．５ｍｍの外径および１．０ｍｍ〜１．２ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１４．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの外径および１．２ｍｍ〜１．４ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１６．５ｍｍ〜１７．５ｍｍの外径および１．３ｍｍ〜１．５ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、２１．０ｍｍ〜２３．０ｍｍの外径および１．４ｍｍ〜１．６ｍｍの壁厚を含む。

医薬品容器用のガラス管、特にカートリッジ用の管は、８．０ｍｍ〜１９．０ｍｍの外径および０．７５ｍｍ〜１．４ｍｍの壁厚を提供することができる。好ましい実施形態は、８．５ｍｍ〜８．８ｍｍの外径および０．８ｍｍ〜１．０ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１０．５ｍｍ〜１１．５ｍｍの外径および１．０ｍｍ〜１．２ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１０．５ｍｍ〜１１．５ｍｍの外径および０．７５ｍｍ〜０．９５ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１１．０ｍｍ〜１２．０ｍｍの外径および０．９ｍｍ〜１．１ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１３．５ｍｍ〜１４．５ｍｍの外径および０．９ｍｍ〜１．２ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１４．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの外径および１．２ｍｍ〜１．４ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１８．０ｍｍ〜１８．５ｍｍの外径および１．０ｍｍ〜１．２ｍｍの壁厚を含む。

医薬品容器用のガラス管、特にバイアル用の管は、６．０ｍｍ〜５５．０ｍｍの外径および０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの壁厚を有することができる。好ましい実施形態は、６．５ｍｍ〜９ｍｍの外径および０．５ｍｍ〜１．６ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、８．５ｍｍ〜１６．０ｍｍの外径および０．５ｍｍ〜１．７ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１４．５ｍｍ〜１８．５ｍｍの外径および０．６ｍｍ〜１．７ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１７．５ｍｍ〜２０．５ｍｍの外径および０．６ｍｍ〜１．７ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１９．５ｍｍ〜２５．５ｍｍの外径および０．６ｍｍ〜１．７ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、２２．５ｍｍ〜３５．０ｍｍの外径および０．５ｍｍ〜１．８ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、２９．０ｍｍ〜３７．０ｍｍの外径および０．９ｍｍ〜１．７ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、３２．５ｍｍ〜４５．０ｍｍの外径および１．２ｍｍ〜１．８ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、４０．０ｍｍ〜５５．０ｍｍの外径および１．５ｍｍ〜２．２ｍｍの壁厚を含む。

医薬品容器用のガラス管、特にアンプル用の管は、８．０ｍｍ〜３０．０ｍｍの外径および０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの壁厚を提供することができる。好ましい実施形態は、８．５ｍｍ〜１６．０ｍｍの外径および０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１４．５ｍｍ〜１８．５ｍｍの外径および０．３５ｍｍ〜０．８５ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１７．５ｍｍ〜２０．５ｍｍの外径および０．４５ｍｍ〜０．８５ｍｍの壁厚を含む。さらに好ましい実施形態は、１９．０ｍｍ〜２６．０ｍｍの外径および０．５５ｍｍ〜０．９ｍｍの壁厚を含む。

本発明のガラス管は、内径を有する。内径は、少なくとも３．０ｍｍ、少なくとも４．０ｍｍまたは少なくとも８．０ｍｍであることができる。一実施形態において、内径は、最大５０．０ｍｍ、最大４０．０ｍｍ、最大３０．０ｍｍまたは最大２０．０ｍｍであることができる。

一般的には、比較的大きな断面積について、良好な均一性係数および／または相対断面積偏差を達成するのは比較的困難である。本発明の実施形態では、ガラス管は、６ｍｍ〜５５ｍｍの外径および０．３ｍｍ〜３．５ｍｍの壁厚を有する。

一実施形態において、本開示のガラス管は、２０℃〜３００℃の範囲で測定された、３．０〜８．０×１０^−６Ｋ^−１または３．５〜７．０×１０^−６Ｋ^−１または４．０〜６．０×１０^−６Ｋ^−１の線熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。ガラス管は、より低いＣＴＥを有するのが有益である。低ＣＴＥガラスは、熱間成形中での応力発生がより少ない傾向があり、それにより、より均一な製品がもたらされる。したがって、好ましい実施形態では、ＣＴＥは、６．９×１０^−６Ｋ^−１以下または５．９×１０^−６Ｋ^−１以下に制限される。ＣＴＥは、ＤＩＮ ＩＳＯ ７９９１：１９８７に従って測定することができる。

更なる実施形態では、ガラス管のガラスは、１．４５〜１．５５の屈折率ｎ_ｄ、より好ましくは１．４９〜１．５０または１．５２〜１．５３の屈折率を有する。

ガラス管の密度は、好ましくは１．８〜３．０ｇ・ｃｍ^−３、より好ましくは２．０〜２．８ｇ・ｃｍ^−３、最も好ましくは２．２〜２．６ｇ・ｃｍ^−３である。

本開示の実施形態では、ガラス管の外面は、ガラス管を引っ掻き傷から保護する保護被覆を有する。保護被覆は、好ましくは、高温で生じる熱分解により除去可能である。被覆材料は、ポリソルベート、好ましくは、ポリソルベート８０を含むことができる。

一態様において、本発明は、管のうちの少なくとも９０％が

［式中、ＱＦ_ｍａｘは、管の少なくとも２つの断面の最大断面積であり、ＱＦ_ｍｉｎは、同断面の最小断面積であり、断面は、ガラス管の長さに沿って互いに離隔しており、ｋ_９０は、０．００７ｍ^−１であり、ｔ_９０は、０．３０ｍｍ^２／ｍ未満であり、ｘは、

である］
の相対断面積偏差を有する、ガラス管のセットを提供する。場合により、ｔ_９０は、０．２５ｍｍ^２／ｍ以下、０．２０ｍｍ^２／ｍ以下、０．１５ｍｍ^２／ｍ以下または０．１０ｍｍ^２／ｍ以下であることができる。場合により、ｋ_９０は、０．００６ｍ^−１、０．００５ｍ^−１または０．００４ｍ^−１であることができる。

セットにおける管のうちの少なくとも９０％は、０．７０ｍｍ^２／ｍ未満、０．６０ｍｍ^２／ｍ未満または０．４５ｍｍ^２／ｍ未満の相対断面積偏差

を有することができる。それに応じて、個々のガラス管について上記で与えられた制限を、セットにおける管に適用することができる。例えば、相対断面積偏差

は、少なくとも０．１０ｍｍ^２／ｍであることができる。セットにおけるガラス管の最大２０％、好ましくは最大１０％が、０．５０ｍｍ^２／ｍ超または０．４０ｍｍ^２／ｍ超の相対断面積偏差を有することができる。

少なくとも２つの断面、例えば、ＱＦ_ｍａｘおよびＱＦ_ｍｉｎに対応するものは、少なくとも０．５ｍ、少なくとも０．７５ｍ、少なくとも１．０ｍまたは最長１．５ｍまたは最長１．４ｍにわたって互いに離隔している場合がある。一実施形態において、断面は、約０．５ｍ、約０．７５ｍ、約１．０ｍまたは約１．５ｍにわたって離隔している。場合により、ＱＦ_ｍａｘは、ガラス管全体の最大断面積であり、ＱＦ_ｍｉｎは、ガラス管全体の最小断面積である。

ガラス管のセットは、少なくとも１００本または少なくとも１０００本または少なくとも３０００本のガラス管、より好ましくは少なくとも５０００本のガラス管を含むことができる。一実施形態において、このセットは、１００本、１５０本または２００本のガラス管のセットである。

さらに、本発明は、ガラス管の製造方法であって、該方法は、
− ガラス溶融物を撹拌供給槽から出口を通じて導くことにより、該ガラス溶融物を、回転する円錐形マンドレルの外面上に施与するステップであって、該溶融物が、該出口から該マンドレルの外面上に流れる溶融ガラスストランドを形成するステップと、
− 円錐形マンドレル上に中空ガラス溶融体を形成するステップと、
− ガラス管を形成するために、中空ガラス溶融体を円錐形マンドレルから前端に向かって所定の方向に引き抜くステップであって、ここで、
− 外面は、湿潤ゾーンを有し、該湿潤ゾーンで、ガラスストランドが円錐形マンドレルと最初に接触し、
ガラスストランドの端部の水平方向の移動を測定することにより、施与されたガラス溶融物の湿潤ゾーンの空間的変動を連続的に監視し、この移動は、引き抜き方向に実質的に平行であるものとするステップと、
− 出口に対する円錐形マンドレルの横方向の位置、出口に対する円錐形マンドレルの垂直方向の位置、供給槽における撹拌速度、ガラス温度、円錐形マンドレルの傾斜角および／または円錐形マンドレルの回転速度から選択される１つ以上のプロセスパラメータを調整することにより、空間的変動を減少させるステップと、
− 中空ガラス溶融体を冷却するステップと、
− 冷却されたガラス溶融体を所望の長さのガラス管に切断するステップと
を含む方法に関する。

一実施形態において、湿潤ゾーンの空間的変動σが閾値を超えたら、円錐形マンドレルの回転速度を上げる。ここで、円錐形マンドレルの回転速度は、５．０〜２０．０ｒｐｍの範囲内にある。好ましい実施形態では、円錐形マンドレルの回転速度は、５．０〜２０．０ｒｐｍ、９．０〜１２．０ｒｐｍまたは９．５〜１１．０ｒｐｍである。

空間的変動σは、引き抜き方向に平行な湿潤ゾーンの上方でのストランドの端部の水平方向の移動の標準偏差である。この標準偏差は、ある期間にわたって記録された多数の測定値から算出することができる。測定回数は、１０回以上、５０回以上または１００回以上であることができる。期間は、３０秒、１分または５分であることができる。空間的変動は、ピクセルとして示すことができる。閾値は、２．４ピクセルまたは２．２ピクセルまたは２．０ピクセルであることができる。ピクセルは、約７０μｍに相当することができる。

一実施形態において、ガラスストランドの空間的変動に加えて、更なるデータが収集される。収集されるデータは、ガラス溶融物による円錐形マンドレルの濡れ性、出口位置、出口幅および／または施与されたガラスストランドの外形からなる群から選択することができる。

湿潤ゾーンの空間的変動および／または更なるデータの監視は、１つ以上のカメラにより行うことができる。

さらに好ましい実施形態では、円錐形マンドレルの傾斜は、５°〜４５°である。さらに好ましい実施形態では、ガラス溶融物の体積流量は、０．４〜０．５５ｍ^３／ｈである。一実施形態において、湿潤ゾーンにおけるガラスストランドの温度は、７５０℃〜１４００℃である。さらに好ましい実施形態では、中空ガラス溶融物の引き抜き速度は、０．１〜５ｍ／ｓ、場合により、０．３〜４．０ｍ／ｓである。

一実施形態において、本発明は、本方法により得ることができるガラス管および／またはガラス管のセットを含む。

一態様において、本発明は、医薬品容器を製造するためのガラス管またはガラス管のセットの使用を提供する。好ましくは、この容器は、アンプル、バイアル、シリンジおよび／またはカートリッジからなる群から選択される。

本願の主題は、前記主題を示された実施形態に限定することを望むものではなく、後続の図面および実施例を参照してより詳細に説明される。

本発明の実施形態に係る方法の製造装置を、概略断面図で示す。 外径ＯＤ、内径ＩＤおよび壁厚ＷＴを有するガラス管１４の例を示す。 ガラスストランドがマンドレルと最初に接触する湿潤ゾーンのカメラ画像を示す。 動作中の端部３０のＸ方向への移動の度合いを示す。 測定期間中のガラスストランドの端部の位置の分布を示す。

図１は、本発明の実施形態に係る方法の製造装置を、概略断面図で示す。

図１における製造装置１は、ダンナー法によりガラス管２を引き抜くための装置を示す。装置１は、ガラス溶融物４を収容する供給槽３を備える。供給槽中において、ガラス溶融物４は、典型的には、１３００℃超の温度を有し、出口５を通って、ダンナーパイプと呼ばれる回転している円錐形マンドレル６の外面上に施与される。ダンナーパイプは、引き抜き方向と実質的に平行な軸線を中心に回転することができる。

本図から導くことができるように、円錐形マンドレル６は、斜め下方に傾斜し、動力ユニット７により駆動される。ガラス溶融物４は、円錐形マンドレル６の外面上の出口５から流れ、その上で中空ガラス溶融体８が形成される。溶融ガラスストランドが、出口５から円錐形マンドレル６に向かって流れながら円錐形マンドレル６と最初に接触する位置は、湿潤ゾーンと呼ばれる。中空ガラス溶融体８は、円錐形マンドレル６から前端に向かって所定の方向に引き抜かれる。加えて、中空ガラス溶融体８が崩れるのを防ぐために、円錐形マンドレル６を通して、圧縮空気が吹き付けられる。円錐形マンドレル６の前端には、いわゆるドローイングオニオン９（ドイツ語では「Ｚｉｅｈｚｗｉｅｂｅｌ」）が形成され、このオニオンから、ガラス管２が、熱間成形により製造される。

形成されたガラス管２は、円錐形マンドレル６から最大１２０ｍ離れた位置に設けられた引き抜き装置１１により支持ローラ１０のライン上で引き抜かれ、その際、種々の品質パラメータ、例えば、壁厚、気泡等に関してガラス管２を監視する監視ユニット１２を通過する。ラインの終端では、切断装置１３が、形成されたガラス管２を個々のガラス管１４に切断する。

施与されたガラス溶融物４の湿潤ゾーンは、出口５から流れる溶融物のデータを収集するために、カメラ１５により連続的に記録される。収集されたデータは、分析ユニット（図示せず）により分析される。この結果に基づいて、出口５に対する円錐形マンドレル６の横方向の位置、出口５に対する円錐形マンドレル６の垂直方向の位置、供給槽３における撹拌速度、ガラス温度、円錐形マンドレル６の傾斜角および／または円錐形マンドレル６の回転速度からなる群から選択されるパラメータのうちの少なくとも１つを調整することで、引き抜き方向に実質的に平行な方向におけるガラスストランドの端部の空間的変動を減少させる。

図２は、外径ＯＤ、内径ＩＤおよび壁厚ＷＴを有するガラス管１４の例を示す。外径は、ガラス管の第１のセクションにおける第１の断面２５、ガラス管１４の第２のセクションにおける第２の断面２６およびガラス管１４の第３のセクションにおける第３の断面２７で測定することができる。第１の断面２５は、管の第１の端部から距離２４だけ離隔していてよい。第２の断面２６は、第１の断面２５から距離２３の位置にあってよい。第３の断面２７は、第２の断面２６から距離２２の位置にあってよい。第３の断面２７は、ガラス管の第２の端部から距離２１の位置にあってよい。距離２１，２２，２３および２４はそれぞれ、管の長さの約４分の１であることができる。場合により、距離２２および２３は、ほぼ同じ長さである。

図３は、ガラスストランドがマンドレルと最初に接触する湿潤ゾーンのカメラ画像を示す。ガラスストランドは、端部３０を有する。Ｘ方向は水平であり、引き抜き方向と実質的に平行である。動作中、端部３０はＸ方向に移動し、これは、黒白端部３０を観察することにより、カメラで監視することができる。これらの移動は、プロセス中に監視され、プロセスパラメータを調整して、Ｘ方向における湿潤ゾーンの移動を減少させることにより湿潤ゾーンを安定化させることができる。

図４は、動作中の端部３０のＸ方向への移動の度合いを示す。図の右側部分は、左側部分と比較して、ガラスストランドの移動がより強度であり、したがって安定性がより低いことを示す。

図５は、測定期間中のガラスストランドの端部の位置の分布を示す。左側の図は、狭い分布を示す。一方、右側の図は、移動がより強度であること（不安定性）を示す。

実施例
実施例１
長さ１．５ｍのガラス管１４を、本開示に記載されたダンナー法を使用して作製した。この方法で処理されたガラスは、次のＶＦＴ定数：Ａ＝−１．４１、Ｂ＝５０４７．３、Ｔ_０＝２２４．７℃を有していた。

対応するガラス管１４の長さに沿った３つの断面積値を測定した。第１の値を、第１の断面２５の外径および壁厚を測定することにより決定し、第２の値を、第２の断面２６の外径および壁厚を測定することにより決定し、第３の値を、第３の断面２７の外径および壁厚を測定することにより決定した。３つの断面積の大きさを比較して、３つのうち最大であるもの（ＱＦ_ｍａｘ）と、最小であるもの（ＱＦ_ｍｉｎ）とを決定した。３本の管について、測定を繰り返した。管１については、最大断面積ＱＦ_ｍａｘは、第１の断面２５で測定された。最小断面積ＱＦ_ｍｉｎは、第３の断面２７で測定された。管２および管３については、第３の断面２７が最大であり、第１の断面２５が最小であった。結果を下記表に示す。

実施例２
ガラス管１４を、ダンナー法に従って製造した。動作中、ガラスストランド（図３）の空間的変動を、カメラ１５を使用して監視した。空間的変動は、ガラスが円錐形マンドレル６上に流れるときのガラスストランドの端部３０の移動である。図５に、第１の時間間隔における黒白端部３０のＸ位置の分布を示す。この第１の間隔では、円錐形マンドレル６の回転速度は、９．７ｒｐｍであり、空間的変動σは、約２．３５ピクセルであった。

第２の時間間隔において、回転速度を調整して、ガラスストランドの端部３０の空間的変動σを減少させた。調整後、回転速度は、１０．３ｒｐｍであり、空間的変動は、１．３５ピクセルに減少した。

第１の間隔は、ガラスストランドの端部の位置の広い分布、すなわち、湿潤ゾーンにおけるガラスストランドのより強い移動を有していた。第２の間隔は、より狭い分布を有していた。広い分布および狭い分布を、図５に示す。同図において、左側の図は、狭い分布を示し、右側の図は、ガラスストランドのより強い移動を示している。

ガラス管１４の均一性に対するプロセスパラメータの影響を、下記表に示す。

１ 製造プラント
２ ガラス管
３ 貯留部
４ ガラス溶融物
５ 出口
６ 円錐形マンドレル
７ 動力ユニット
８ ガラス溶融体
９ オニオン
１０ 支持ローラ
１１ 引き抜き装置
１２ 監視ユニット
１３ 切断装置
１４ 個々のガラス管
１５ カメラ
２１ 第２の端部と第３の断面との間の距離
２２ 第２の断面と第３の断面との間の距離
２３ 第１の断面と第２の断面との間の距離
２４ 第１の断面と第１の端部との間の距離
２５ 第１の断面
２６ 第２の断面
２７ 第３の断面
３０ ガラスストランドの端部、Ｘ方向

Claims (15)

1. 

   として定義される相対断面積偏差を有するガラス管であって、ここで、
   

   

   であり、ＱＦ_ｍａｘは、前記管の少なくとも２つの断面の最大断面積であり、ＱＦ_ｍｉｎは、同断面の最小断面積であり、前記断面は、前記ガラス管の長さに沿って互いに離隔しており、ｋは、０．００２３ｍ^−１であり、ｔは、０．１５ｍｍ^２／ｍ未満であり、ｘは、
   

   

   である、ガラス管。
2. 前記少なくとも２つの断面間の距離が、前記ガラス管の長手方向軸線の方向で、少なくとも０．５ｍ、好ましくは少なくとも０．７５ｍ、少なくとも１ｍまたは約１．５ｍである、請求項１記載のガラス管。
3. 前記相対断面積偏差が、０．５０ｍｍ^２／ｍ未満または０．４５ｍｍ^２／ｍ未満である、請求項１または２記載のガラス管。
4. 前記断面の一方が、前記ガラス管の第１のセクションに位置しており、第２の断面が、前記ガラス管の第２のセクションまたは第３のセクションに位置している、請求項１から３までのいずれか１項記載のガラス管。
5. 前記ガラス管が、少なくとも０．９９０、少なくとも０．９９３、少なくとも０．９９５または少なくとも０．９９８の均一性係数を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のガラス管。
6. 少なくとも０．５０ｍ、少なくとも１．００ｍまたは約１．５ｍの長さを有する、請求項１から５までのいずれか１項記載のガラス管。
7. ６．０ｍｍ〜５５．０ｍｍの外径を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載のガラス管。
8. ０．３ｍｍ〜３．５ｍｍの壁厚を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載のガラス管。
9. ｔが、０．１０ｍｍ^２／ｍ未満または０．０５ｍｍ^２／ｍ未満である、請求項１から８までのいずれか１項記載のガラス管。
10. 前記ガラスが、下記ＶＦＴ定数：
    −５．０〜０．０の範囲のＡ；
    ４０００〜１２０００の範囲のＢ；
    １℃〜２５０℃の範囲のＴ_０
    を有する、請求項１から９までのいずれか１項記載のガラス管。
11. 前記ガラスが、ホウケイ酸ガラスである、請求項１から１０までのいずれか１項記載のガラス管。
12. 質量パーセント（質量％）で、下記成分：
    

    

    を含む、請求項１から１１までのいずれか１項記載のガラス管。
13. ガラス管の製造方法であって、前記方法は、
    − 撹拌供給槽から出口を通じてガラス溶融物を導くことにより、回転する円錐形マンドレルの外面上に前記ガラス溶融物を施与し、前記溶融物が、前記出口から前記マンドレルの外面上に流れる溶融ガラスストランドを形成するステップと、
    − 前記円錐形マンドレル上で中空ガラス溶融体を形成するステップと、
    − 前記中空ガラス溶融体を前記円錐形マンドレルから前端に向かって所定の方向に引き抜いてガラス管を形成するステップであって、ここで、
    前記外面は湿潤ゾーンを有しており、前記ガラスストランドは前記湿潤ゾーンで前記円錐形マンドレルと最初に接触するステップと、
    − 前記ガラスストランドの端部の水平方向の移動を測定することにより、前記施与されたガラス溶融物の前記湿潤ゾーンの空間的変動を連続的に監視するステップであって、前記移動は、前記引き抜き方向に対して実質的に平行であるものとするステップと、
    − 前記出口に対する前記円錐形マンドレルの横方向の位置、前記出口に対する前記円錐形マンドレルの垂直方向の位置、前記供給槽における撹拌速度、ガラス温度、円錐形マンドレルの傾斜角および／または前記円錐形マンドレルの回転速度から選択される１つ以上のプロセスパラメータを調整することにより、前記空間的変動を減少させるステップと、
    − 前記中空ガラス溶融体を冷却するステップと、
    − 前記冷却されたガラス溶融体を所望の長さのガラス管に切断するステップと
    を含む、方法。
14. 前記湿潤ゾーンの前記空間的変動σが閾値を超えたら、前記円錐形マンドレルの前記回転速度を上げ、その際、前記円錐形マンドレルの前記回転速度が、５．０〜２０．０ｒｐｍの範囲内にある、請求項１３記載の方法。
15. 医薬品容器、例えば、アンプル、バイアル、シリンジおよび／またはカートリッジの製造のための、請求項１から１２までのいずれか１項記載の１つ以上のガラス管の使用。

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