JP7477293B2 - 医薬容器用着色ガラスの製造方法及び医薬容器用着色ガラス - Google Patents
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Description
本発明は医薬容器用着色ガラスの製造方法及び医薬容器用着色ガラスに関する。
シリンジやカートリッジなどに代表される医薬容器には、無着色又は着色の二種類の色調があり、そのうち着色容器には、内包される医薬品が光照射によって変質しないようにするために、紫外線を遮蔽する機能が求められる。
ところで、医薬用着色容器の遮光性に関して、欧州薬局方や米国薬局方では、２０ｎｍの波長間隔で測定した場合の光の透過率が、短波長領域（２９０～４５０ｎｍ）において５０％以下であることと規定されている。
一方、第十六改正日本薬局方７．０１（以下、日本薬局方という）では、医薬用着色容器の遮光性に関して、上述した短波長領域（２９０～４５０ｎｍ）の透過率の規定に加えて、長波長領域（５９０～６１０ｎｍ）の透過率に関しても、肉厚に応じた二種類の規格がある。具体的には、長波長領域（５９０～６１０ｎｍ）における透過率が、肉厚１ｍｍ未満の場合は透過率６０％以上、肉厚１ｍｍ以上の場合は透過率４５％以上と規定されている。従って、日本薬局方の規格を満たすような医薬用着色容器を得るためには、医薬容器用着色ガラスにおいて、成形するガラスの肉厚に応じて、ガラスの透過率を厳密に制御する必要がある。
ここで、医薬容器用着色ガラスは、着色成分を含むガラスバッチを溶融することによってガラス融液を得た後、所望の形状に成形し、冷却することによって製造される。
例えば、特許文献１には着色成分として、ガラス組成中にＦｅ２Ｏ３及びＴｉＯ２を含有させたアンバー着色ホウケイ酸ガラスが記載されている。特許文献１において、透過率の制御はＦｅ２Ｏ３及びＴｉＯ２の含有量の調整により行っている。
しかしながら、ガラス組成中の着色成分の含有量の変更だけでは、ガラスの透過率の細やかな制御が困難であった。しかも、日本薬局方では、肉厚に応じて長波長領域（５９０～６１０ｎｍ）の透過率の規格が二種類存在するため、例えば、生産の途中で製品の肉厚を０．５ｍｍから２ｍｍ以上など大幅に変化させる場合は、ガラスの透過率を制御することが更に困難であった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、得られるガラスの透過率を日本薬局方の規格を満たすように制御しやすい医薬容器用着色ガラスの製造方法に関するものである。
本発明者は、上記課題を解決するため、医薬容器用着色ガラスの着色機構について鋭意調査を行った。その結果、ガラスの透過率はＦｅ２Ｏ３及びＴｉＯ２の含有量により一義的に決まるものではなく、ガラス溶融の際の酸化還元状態と関係していること、そして、還元剤を使用した場合に、ガラス組成中のＦｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積が、医薬容器用着色ガラスにおける透過率と密接に関連していることを見出した。そして、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積の値が一定範囲内であれば、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、ガラスバッチを調合する工程と、前記ガラスバッチを溶融してガラス融液とする工程と、前記ガラス融液を成形し、成形ガラスを得る工程とを有する医薬容器用着色ガラスの製造方法であって、ガラスバッチに還元剤を添加するとともに、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～２０％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．０１～５％、ＴｉＯ２ ０．０１～５％を含有し、更に、１．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００の関係式を満たすガラスが得られるように、ガラスバッチを調合することを特徴とする。
ここで、上述したように、ガラスの透過率はガラスの酸化還元状態と関係しているが、一般的にガラスの酸化還元状態は溶融温度と密接に関わる。そのため、好適な透過率のガラスを得ようとする場合、溶融温度を変更する対応が考えられる。しかし、溶融温度等の生産条件を変更すると、ガラスの粘性も変化するため、生産性の低下が懸念される。例えば、溶融温度を高くし過ぎると、ガラスを成形する際の粘度が低くなりすぎて、所望の形状を得にくくなる。
本発明では、還元剤を使用しつつ、ガラス組成中のＦｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の質量％の積を上記のように厳密に規制しているため、生産性を低下させることなく日本薬局方の規格を満たすように透過率を制御しやすい医薬容器用着色ガラスを得ることが可能である。
なお、本願におけるＦｅ２Ｏ３の含有量とは、ガラス中の全価数のＦｅをＦｅ２Ｏ３へと換算したときの値である。
本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、ガラスバッチ中の還元剤の含有量が、０．０１～０．２０質量％であることが好ましい。
ガラスの酸化還元状態を変更する手段としては、前述したような溶融温度の変更の他、還元剤の種類や含有量を変更することが考えられる。しかし、還元剤の種類や含有量はガラスの清澄性にも影響を及ぼすため、適切な酸化還元状態及び清澄効果を得つつ、生産性を維持するためには、特に、還元剤の含有量を大幅に変動させないことが望ましい。
本発明では、ガラス組成中のＦｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の質量％の積を上記のように厳密に規制しているため、ガラスバッチ中の還元剤の含有量を０．０１～０．２０質量％の範囲にでき、生産性を低下させにくい。また、還元剤の含有量が上記範囲のときに、日本薬局方の透過率の規格を満たす医薬容器用着色ガラスを得ることが容易である。
本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、前記還元剤が、金属アルミニウム、金属イオウ、カーボンの内、少なくとも１種類であることが好ましい。
本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、ガラスバッチ中の金属アルミニウムの含有量が、０．０３～０．１３質量％であることが好ましい。本発明では、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積を厳密に規制しているため、金属アルミニウムの含有量が上記の範囲内のときに、日本薬局方を満たすような透過率にすることが容易である。金属アルミニウムの含有量を上記範囲に規制することにより、清澄性に与える影響を抑制でき、生産性やガラスの品質を悪化させる懸念が少ない。
更に、本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、肉厚が１ｍｍ未満の成形ガラスを得る医薬容器用着色ガラスの製造方法であって、質量％で、１．２０≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の関係式を満たすガラスが得られるようにガラスバッチを調合することが好ましい。
前述の通り、日本薬局方においては、医薬用着色容器の肉厚に応じた二種類の規格がある。目標とする医薬用着色容器の肉厚が１ｍｍ未満のときは、更に、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積を厳密に規制することにより、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ未満のときの日本薬局方の規格、すなわち短波長領域（２９０～４５０ｎｍ）の透過率５０％以下、長波長領域（５９０～６１０ｎｍ）の透過率６０％以上の規格を満たすように透過率を制御しやすい医薬容器用着色ガラスを得ることができる。
更に、本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、肉厚が１ｍｍ以上の成形ガラスを得る医薬容器用着色ガラスの製造方法であって、質量％で、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦５．９５の関係式を満たすガラスが得られるようにガラスバッチを調合することが好ましい。
目標とする医薬用着色容器の肉厚が１ｍｍ以上のときは、更に、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積を厳密に規制することにより、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ以上のときの日本薬局方の規格、すなわち短波長領域（２９０～４５０ｎｍ）の透過率５０％以下、長波長領域（５９０～６１０ｎｍ）の透過率４５％以上の規格を満たすように透過率を制御しやすい医薬容器用着色ガラスを得ることができる。
また、本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、得られる医薬容器用着色ガラスが、日本薬局方７．０１項で規定された着色容器の遮光性に規定された透過率を満たすことが好ましい。
加えて、本発明の容器用着色ガラスの製造方法は、ガラスバッチを調合する工程と、前記ガラスバッチを溶融してガラス融液とする工程と、前記ガラス融液を成形し、成形ガラスを得る工程とを有する容器用着色ガラスの製造方法であって、 ガラスバッチに還元剤を添加するとともに、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～２０％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．０１～５％、ＴｉＯ２ ０．０１～５％を含有し、更に、 １．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００の関係式を満たすガラスが得られるように、ガラスバッチを調合することを特徴とする。
更に、本発明の医薬容器用着色ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～２０％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．０１～５％、ＴｉＯ２ ０．０１～５％を含有し、更に、１．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００の関係式を満たし、日本薬局方７．０１項の着色容器の遮光性に規定された透過率を満たすことを特徴とする。
また、本発明の医薬容器用着色ガラスは、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ未満であり、且つ質量％で、１．２０≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の関係式を満たす着色ガラスであることが好ましい。このようにすることで、本発明の医薬容器用着色ガラスの透過率が日本薬局方の規格を特に満たしやすくなる。
また、本発明の医薬容器用着色ガラスは、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ以上であり、且つ質量％で、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦５．９５の関係式を満たす着色ガラスであることが好ましい。このようにすることで、本発明の医薬容器用着色ガラスの透過率が日本薬局方の規格を特に満たしやすくなる。
加えて、本発明の容器用着色ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～２０％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．０１～５％、ＴｉＯ２ ０．０１～５％を含有し、更に、１．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００の関係式を満たすことを特徴とする。
以下、本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法について説明する。
本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、ガラスバッチを調合する工程と、前記ガラスバッチを溶融してガラス融液とする工程と、前記ガラス融液を成形する工程とを有する。
まず、ガラス原料を秤量、混合し、ガラスバッチを調合する。ガラスバッチは、還元剤を含むとともに、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～２０％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．０１～５％、ＴｉＯ２ ０．０１～５％を含有し、更に、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積が１．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００の関係式を満たすガラスが得られるように調合する。なお、ガラスバッチには、天然原料、化成原料の他に、必要に応じてガラスカレットを用いることもできる。
次に、調合したガラスバッチを溶融炉に投入し、溶融してガラス融液とする。清澄性の観点からは、ガラスの溶融温度は１３５０℃～１７００℃が好ましく、より好ましくは１５００～１７００℃、１５５０～１７００℃、特に１６００～１７００℃である。
続いて、上記のようにして得られたガラス融液を管状、板状等所望の形状に成形、徐冷して、成形ガラスを得る。ガラスの成形方法は限定されるものではなく、所望の形状を得るのに適した方法を適宜採用すれば良い。例えば、管状に成形する場合、ダンナー法、ブロー法、ダウンドロー法、アップドロー法等を採用することができる。また、必要に応じて、得られた成形ガラスに端面処理や融封処理を施しても良い。
上述したとおり、ガラスの透過率は、Ｆｅ２Ｏ３及びＴｉＯ２の含有量だけで決まるものではなく、ガラスの酸化還元状態と関わっている。しかし、本発明では、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積を厳密に規制しているため、溶融温度等の生産条件や還元剤の含有量を大幅に変動させることなく、ガラスの透過率を日本薬局方の規格を満たすように制御しやすい医薬容器用着色ガラスを得ることができる。
Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積は、質量％で、１．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００であり、１．２０以上、１．４０以上、１．６０以上、１．８０以上、１．９０以上が好ましい。また、５．９５以下、５．５０以下、５．００以下、４．５０以下、４．００以下、３．５０以下、３．３０以下、３．００以下、２．９０以下、特に２．８０以下が好ましい。このようにすることにより、生産性を維持したままで、ガラスの透過率を日本薬局方の規格を満たすように制御しやすい医薬容器用着色ガラスを得ることができる。一方、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積が上記の範囲以外であると、実際の生産品の透過率と日本薬局方に規定される透過率の値との乖離が大きすぎて、透過率を日本薬局方の規格を満たすように制御することが困難になる。日本薬局方の規格を満たすような製品を得るためには、溶融温度等の生産条件や還元剤の含有量を大幅に変更しなければならず、生産性やガラスの品質が悪化してしまう可能性が高い。
本発明は、更に、ガラスバッチに還元剤を含んでいる。還元剤としては、例えば、硫化物、金属イオウ、金属アルミニウム、クロム鉄鉱、カーボン、コークス、シリコン等が使用可能である。
ガラスバッチ中の還元剤の含有量は、質量％で、０．０１～０．２０％、０．０２～０．１８％、０．０３～０．１５％、０．０３～０．１３％、０．０４～０．１２％、特に０．０６～０．１０％であることが好ましい。還元剤の含有量は、酸化還元状態に寄与するだけではなく、ガラスの清澄性にも影響を及ぼす。そのため、還元剤が多すぎると最適な清澄効果を得ることができなくなり、少なすぎると酸化還元状態をコントロールし難くなり、更に清澄効果が乏しくなる。還元剤の含有量が上記の範囲外であると、生産性やガラスの品質が悪化する。
還元剤として金属アルミニウムを用いる場合、含有量は、質量％で、０．０３～０．１３％、０．０４～０．１２％、０．０５～０．１０％、特に０．０６～０．０９％であることが好ましい。還元剤として金属アルミニウムを用いると、ガラス組成としてアルミニウム成分を含む場合はガラス組成中に取り込まれ、医薬容器にしたときに溶出等の不具合が出にくくなるため好ましい。
また、本発明では、目標とする成形ガラスの肉厚に合わせてＦｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積を更に厳密に規制することで、日本薬局方に規定された透過率を更に満たしやすくなる。
すなわち、肉厚が１ｍｍ未満の成形ガラスを得たい場合には、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積を、１．２０≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］とすることが好ましく、１．４０以上、１．６０以上、１．８０以上、２．００以上、２．２０以上、２．４０以上、２．６０以上、特に２．８０以上とすることが好ましい。このようにすることにより、肉厚が１ｍｍ未満の肉厚において、生産性を低下させずに、日本薬局方の規格を満たすように透過率を制御しやすい医薬容器用着色ガラスを得ることができる。成形ガラスの透過率は肉厚に応じて異なるが、この値が小さすぎると、ガラスの着色度合いが弱くなるため、肉厚が１ｍｍ未満のとき、日本薬局方の規格のうち短波長領域（２９０～４５０ｎｍ）の透過率５０％以下の規格を満たしにくくなる。
また、肉厚が１ｍｍの未満の形態としては、例えば０．９ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．６ｍｍ以下、０．４ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下等、様々な肉厚を選択可能である。
また、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ未満の場合、ガラスバッチ中の金属アルミニウムの含有量は、質量％で、０．０６～０．１３％、０．０７～０．１２％、０．０８～０．１１％、０．０９～０．１１％であることが好ましい。このようにすることで、生産性やガラスの品質を悪化させることなく、医薬容器用着色ガラスの透過率を日本薬局方の規格を満たすようにすることが可能である。
別の形態として、肉厚が１ｍｍ以上の成形ガラスを得たい場合には、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積を、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦５．９５とすることが好ましく、５．４０以下、４．９０以下、４．４０以下、３．９０以下、３．５０以下、３．２０以下、３．１０以下、２．９０以下、２．７０以下、２．５０以下、２．３０以下、２．１０以下、１．９０以下、特に１．８５以下とすることが好ましい。このようにすることにより、肉厚が１ｍｍ以上の肉厚において、生産性を低下させずに、日本薬局方に規定された透過率を満たすように透過率を制御しやすい医薬容器用着色ガラスを得ることができる。成形ガラスの透過率は肉厚に応じて異なるが、この値が大きすぎると、ガラスの着色度合いが過度に強くなるため、肉厚が１ｍｍ以上のとき、日本薬局方の規格のうち長波長領域（５９０～６１０ｎｍ）の透過率４５％以上の規格を満たしにくくなる。
成形ガラスの肉厚が１ｍｍ以上の形態としては、例えば１．３ｍｍ以上、１．５ｍｍ以上、１．９ｍｍ以上、２．０ｍｍ以上、２．３ｍｍ以上、２．６ｍｍ以上等、様々な肉厚を選択可能である。
また、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ以上の場合、ガラスバッチ中の金属アルミニウムの含有量は、質量％で、０．０３～０．１０％が好ましく、０．０４～０．０９％、０．０５～０．０８％、特に０．０５～０．０７％であることが好ましい。このようにすることで、生産性やガラスの品質を悪化させることなく、医薬容器用着色ガラスの透過率を日本薬局方の規格を満たすようにすることが可能である。
また、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の比は、０．１０≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］／［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦０．５０が好ましく、０．１０以上、０．１５以上、０．２０以上、０．４５以下、０．４０以下、特に０．３０以下が好ましい。このようにすることにより、Ｆｅ－Ｏ－Ｔｉ構造による茶褐色着色が発現しやすくなり、幅広い肉厚にて、日本薬局方に規定された透過率を満たすようにガラスの透過率を制御しやすくなる。
鉄原料として使用する原料は特に限定されず、酸化第一鉄、酸化第二鉄、四酸化三鉄のうち、少なくとも１種以上を使用する事が好ましい。鉄原料の選択は、目標とするガラス融液の酸化還元状態に合わせて選択することができる。すなわち、還元側にしたいときは酸化第一鉄を用い、酸化側にしたいときは酸化第二鉄を用いると良い。
本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法は、得られる医薬容器用着色ガラスが、日本薬局方７．０１項で規定された着色容器の遮光性に規定された透過率を満たすことが好ましい。
また、上記製造方法は、上述したとおり医薬容器用の着色ガラスの製造方法として適するものであるが、これらは医薬容器用途に限られず、医薬容器以外の容器用着色ガラスの製造方法として用いることもできる。
なお、ガラスバッチ中の還元剤の含有量や種類、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の含有量や関係式、その他好ましい範囲等に関しては、上述した医薬容器用着色ガラスの製造方法と同様であるため、ここでは説明を割愛する。
本発明の医薬容器用着色ガラスは、上述した医薬容器用着色ガラスの製造方法を用いることにより、容易に得ることができる。
すなわち、本発明の医薬容器用着色ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～２０％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．０１～５％、ＴｉＯ２ ０．０１～５％を含有し、更に、１．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００の関係式を満たし、日本薬局方７．０１項で規定された着色容器の遮光性に規定された透過率を満たすことを特徴とする。
また、本発明の医薬容器用着色ガラスは、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ未満であり、且つ質量％で、１．２０≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の関係式を満たすことが好ましい。
更に、本発明の医薬容器用着色ガラスは、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ以上であり、且つ質量％で、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦５．９５の関係式を満たすことが好ましい。
上記のように、更に、Ｆｅ２Ｏ３とＴｉＯ２の積の値を厳密に規制することで、得られるガラスの透過率を容易に日本薬局方の規格を満たすようにすることが可能になる。
下記に、本発明の医薬容器用着色ガラスの製造方法に係るガラス組成を既述のように限定した理由について詳述する。なお、本発明の医薬容器用着色ガラスのガラス組成についても同様であるので、説明を割愛する。
Ｆｅ２Ｏ３は着色成分として用いられ、長波長領域（５９０～６１０ｎｍ）における透過率を低下させる効果がある。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、０．０１～５％であり、０．０５～３％、０．１～２．５％、０．２～２．３％、０．３～２％、０．４～１．８％、０．５～１．５％、０．５５～１．４％、０．６～１．３％、特に０．６～１．２％が好ましい。Ｆｅ２Ｏ３の含有量が多すぎると、医薬容器にしたときに鉄の溶出量が増えて薬品中に混入しやすくなり、日本薬局方に規定された溶出量を満たさなくなる可能性がある。また、少なすぎる場合は透過率を下げる効果が得られない。
ＴｉＯ２は着色成分として用いられ、短波長領域（２９０～４５０ｎｍ）における透過率を下げる効果がある。ＴｉＯ２の含有量は、０．０１～５％であり、０．０５～４．８％、０．１～４．６％、０．１～４．５％、０．５～４．３％、０．７～４．１％、１～４％、１．２～３．９％、１．５～３．８％、１．６～３．７％、１．８～３．６％、特に２．０～３．５％が好ましい。ＴｉＯ２の含有量が多すぎるとＴｉＯ２の失透物が発生しやすくなり生産性が悪化し、少なすぎると透過率を下げる効果が得られない。
ＳｉＯ２は主要なガラス形成酸化物である。ＳｉＯ２の含有量は６５～７５％であり、好ましくは６５～７３％である。ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が悪くなり、少なすぎると、ガラスの機械的強度が低下したり化学的耐久性が悪くなってガラス成分が薬品中に混入したりしやすくなる。
Ｂ２Ｏ３はガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は、０～２０％であり、好ましくは０．１～１８％、０．５～１６％、より好ましくは５～１５％、特に好ましくは８～１３％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、ガラスの粘度が高くなって溶融性や成形性が低下しやすくなり、多すぎると化学的耐久性が悪くなる。ただし、医薬容器内部のデラミネーションを低減させる観点では、Ｂ２Ｏ３を低減させたり、不含有としたりしても良い。
Ａｌ２Ｏ３はガラスの失透を抑制し、化学的耐久性を向上させる成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１～１０％であり、好ましくは２～１０％、より好ましくは３～９％、特に好ましくは５～８％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎるとガラスの溶融性が悪くなって脈理や泡等が発生しやすくなり、少なすぎると化学的耐久性が悪くなる。
Ｒ２Ｏすなわちアルカリ金属酸化物は、ガラスの溶融性を向上すると共に熱膨張係数を向上させる成分である。Ｒ２Ｏは、１～１０％であり、好ましくは５～１０％、より好ましくは５～９％、特に好ましくは５～８％である。Ｒ２Ｏの合量が多すぎると、化学的耐久性が低下すると共に熱膨張係数が上がりすぎて加工したガラスが破損しやすくなり、少なすぎると上記効果が享受しにくくなる。
またＮａ２Ｏの一部をＫ２ＯあるいはＬｉ２Ｏで置換することができる。Ｎａ２Ｏの一部をＫ２Ｏで置換すると化学的耐久性が向上するが、Ｋ２Ｏが３．５％より多い場合はガラスの粘度が上がって溶融性が悪くなり、０．２％より少ない場合は上記効果を享受しにくくなる。
Ｒ´ＯすなわちＣａＯ及びＢａＯの合量であり、ガラスの溶融性及び化学的耐久性を向上させる成分である。Ｒ´Ｏの合量は、１～５％であり、好ましくは１～４％、より好ましくは１～３％である。Ｒ´Ｏの合量が多すぎると、熱膨張係数が上がりすぎると共に比重が大きくなり、少なすぎると上記効果を享受しにくくなる。
ＣａＯはガラスの溶融性及び化学的耐久性を向上させる成分である。ＣａＯの含有量は、好ましくは０～３％であり、より好ましくは０．１～２％、特に好ましくは０．１～１．４％である。ＣａＯの含有量が多すぎるとガラスの耐酸性が低下しやすくなる上、ガラスからＣａを含む結晶が析出しやすくなり、生産性が悪化する。また、少なすぎると、上記効果を享受しにくくなる。
ＢａＯは、ガラスの粘度を低下させるとともに、耐失透性を向上させる成分である。ＢａＯの含有量は、好ましくは０～４％、より好ましくは０．５～３％、さらに好ましくは１～２％である。ＢａＯの含有量が多すぎると、ガラスの歪点が低下して耐熱性が悪化しやすくなる上、ガラスからＢａを含む結晶が析出しやすくなり、生産性が悪化する。また、少なすぎると、上記効果を享受しにくくなる。
なお、清澄剤としては、Ｃｌ、ＳＯ３、Ｓｂ２Ｏ３等任意のものを用いることができる。
ガラス組成をこのようにすることで、ガラスの透過率が日本薬局方の規格を満たす医薬容器用着色ガラスを得ることが容易になる。
また、本発明の着色ガラスは、上述したとおり医薬容器用着色ガラスに適するが、医薬用途以外の容器用着色ガラスに用いることもできる。
本発明の容器用着色ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～２０％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．０１～５％、ＴｉＯ２ ０．０１～５％を含有し、更に、１．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００の関係式を満たす。
本発明の着色ガラスは遮光性に優れるため、内容物が光照射によって変質しにくく、紫外線を遮蔽する機能に優れている。そのため、内容物を光による劣化から保護したい場合に特に好適である。例えば、バイオ関連用途や、シャーレ、ビーカー等の実験用器具、化粧品用のびん、飲料用のびん、フードコンテナ等にも好適に用いることができる。
なお、本発明の容器用着色ガラスのガラス組成は、本発明の医薬容器用着色ガラスで詳述したガラス組成を適宜採用可能であり、ここでは説明を割愛する。
以下、実施例にて、本発明を詳細に説明する。
表１～３は本発明のガラス（試料Ｎｏ．１～１８）及び比較例（試料Ｎｏ．１９～２２）を示している。
まず、表に記載の組成となるように各原料を調合しガラスバッチを作製した。なお、ガラスの酸化還元状態を調整するため、鉄原料として、酸化第二鉄や四酸化三鉄のように酸化還元状態が異なる鉄原料を用い、還元剤には金属アルミニウム及び／又は金属イオウを用いた。
次にガラス原料（ガラス５００ｇ建て）を白金坩堝に投入し、１６００℃で４時間溶融し、急冷成形した。その後、ガラスを表に記載の肉厚に加工し、ガラス表面をいずれも鏡面に仕上げた。
加工したガラスの透過率は、分光光度計（ＳＨＩＭＡＤＺＵ ＵＶ―３１００）を用いて測定した。測定波長域は３００～８００ｎｍ、スリット幅は５ｎｍ、スキャンスピードは中速、サンプリングピッチは１ｎｍとした。
試料Ｎｏ．１～１８は、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の値が１．００～６．００未満を満たしているため、いずれの肉厚についても、生産性を維持しつつ、還元剤を添加することで日本薬局方に規定された透過率の規格を満たすようにガラスの透過率を制御することができた。
特に、試料Ｎｏ．１～７は、還元剤の種類や還元剤の含有量が任意であっても、成形ガラスの肉厚が１ｍｍのときのガラスの透過率が日本薬局方に規定された透過率を満たしていた。
また、試料Ｎｏ．８～１１は、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の値が１．２０以上であるため、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ未満のときに、ガラスの透過率が日本薬局方に規定された透過率を満たしていた。
また、試料Ｎｏ．１２～１８は、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の値が５．４０以下であるため、成形ガラスの肉厚が１ｍｍ以上のときに、ガラスの透過率が日本薬局方に規定された透過率を満たしていた。
一方、比較例である試料Ｎｏ．１９～２２は、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の値が本発明の範囲外であるため、得られたガラスの透過率が日本薬局方に規定された透過率の値と大きく乖離していた。そのため、生産性を維持できるように還元剤の含有量を変更するだけでは、ガラスの透過率を日本薬局方の規格を満たすようにすることができなかった。ガラスの透過率を日本薬局方の規格を満たすようにするためには、還元剤の含有量を大幅に変更したり、溶融温度等の生産条件を変更したりする必要があり、生産性やガラスの品質が悪化してしまうと考えられる。
Claims (9)
- ガラスバッチを調合する工程と、前記ガラスバッチを溶融してガラス融液とする工程と、前記ガラス融液を成形し、成形ガラスを得る工程とを有する医薬容器用着色ガラスの製造方法であって、
ガラスバッチに還元剤を添加するとともに、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～９．５％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．２～５％、ＴｉＯ２ ０．５～５％を含有し、更に、 １．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］＜６．００、及び［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］／［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦０．４３の関係式を満たすガラスが得られるように、ガラスバッチを調合することを特徴とする医薬容器用着色ガラスの製造方法。 - ガラスバッチ中の還元剤の含有量が、０．０１～０．２０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の医薬容器用着色ガラスの製造方法。
- 前記還元剤が、金属アルミニウム、金属イオウ、カーボンの内、少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１または２に記載の医薬容器用着色ガラスの製造方法。
- ガラスバッチ中の金属アルミニウムの含有量が、０．０３～０．１３質量％であることを特徴とする請求項３に記載の医薬容器用着色ガラスの製造方法。
- 肉厚が１ｍｍ未満の成形ガラスを得る請求項１～４のいずれかに記載の医薬容器用着色ガラスの製造方法であって、質量％で、１．２０≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の関係式を満たすガラスが得られるようにガラスバッチを調合することを特徴とする医薬容器用着色ガラスの製造方法。
- 肉厚が１ｍｍ以上の成形ガラスを得る請求項１～４のいずれかに記載の医薬容器用着色ガラスの製造方法であって、質量％で、［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦５．９５の関係式を満たすガラスが得られるようにガラスバッチを調合することを特徴とする医薬容器用着色ガラスの製造方法。
- 得られる医薬容器用着色ガラスが、日本薬局方７．０１項で規定された着色容器の遮光性に規定された透過率を満たすことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の医薬容器用着色ガラスの製造方法。
- ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５～７５％、Ｂ２Ｏ３ ０～９．５％、Ａｌ２Ｏ３ １～１０％、Ｒ２Ｏ １～１０％（但し、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ及びＫのうち、少なくとも１種以上）、Ｒ´Ｏ １～５％（但し、Ｒ´は、Ｃａ、Ｂａのうち、少なくとも１種以上）、Ｆｅ２Ｏ３ ０．２～５％、ＴｉＯ２ ０．５～５％を含有し、更に、 １．００≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦５．００、及び０．２６≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］／［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］≦０．４３の関係式を満たし、日本薬局方７．０１項の着色容器の遮光性（耐紫外線透過性）に規定された透過率を満たすことを特徴とする医薬容器用着色ガラス。
- 質量％で、１．２０≦［Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ２Ｏ３の含有量）］×［ＴｉＯ２（ＴｉＯ２の含有量）］の関係式を満たす請求項８に記載の医薬容器用着色ガラス。
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