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Physikalische Anforderungen Linearer Ausdehnungskoeffizient 48 bis
56 + 2 O bis 3000C cm/cm - °C x 10-7 0 Obere Kffhltemperatur, °C 574 - 10 Erweichungspunkt,
°C 783 bis 799 t 10 Dichte, gekühlt, g/cm³ 2,36 # 0,02 Chemische Beständigkeit,
Titrationsäquivalent von: 0,02N H2SO4/10g des Glases, max., ml 1,0 Es ist ein Laboratoriumsglas
für pharmazeutische Behälter aus einem Soda-Aluminiumoxid-Borsilikatglas erwünscht,
das geschmolzen und zu Behältern wie Ampullen oder Glasfläschchen mit einer für
wirtschaftliche Produktion ausreichenden Geschwindigkeit verarbeitet werden kann.
Gemäß ASTM E 438 - 80a stellt eine bestimmte Zusammensetzung solch ein Glas mit
hervorragend ausgeglichenen chemischen und physikalischen Eigenschaften, einschließlich
hoher chemischer Beständigkeit und einem relativ niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten
bereit.
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Es wird jedoch angenommen, daß sich während der Lagerung der Arzneimittelbehälter
Barium aus Bariumoxid-in dem Glas sehr langsam in sehr kleinen Melken herauslös.t
und mit sehr kleinen Menge Sulfat- oder Phosphat-Ionen in dem Arzneimittel unter
Bildung von Niederschlägen reagieren können, wodurch die Einwandfreiheit des Produkts
zerstört wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bariumfreie Glaszusammensetzung
zu schaffen, die die relativ strengen Anforderungen der ASTM-Vorschrift E 438 -
80a erfüllt und die in wirtschaftlicher Weise geschmolzen und nach den bekannten
Schlauchziehverfahren, wie dem Dannerverfahren oder dem Downdraw-Verfahren verarbeitet
werden kann.
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Die Aufgabe wird durch das Glas des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Merkmal der Erfindung ist die Bereitstellung eines Bariumfreien
Laboratoriuinsglases der Type I, Klasse B gemäß der-in der ASTM-Vorschrift E 438
- 80a festgelegten Standard-Spezifikation, mit einem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten
(O bis 3000C, cm/cm - 0c x 10-7) von etwa 48 bis 56 und einer chemischen Beständigkeit
eines maximalen Titrationsäquivalents von: 0,02n H2S04/10g Glas von 1,0 ml; die
Glaszusammensetzung besteht im wesentlichen aus den nachstehend aufgeführten Bestandteilen
in ungefähr den angegebenen Gewichtsprozenten: Bestandteil Gew.-% SiO2 70 bis 74
B2O3 9 bis 13 Al2O3 5 bis 8 Na2O 5 bis 8 K2O 0 bis 4 CaO O bis 3 MgO O bis 1
Die
Glaszusammensetzung hat eine obere Kühl temperatur von etwa 550 bis 58500, eine
Liquidustemperatur (Gleichgewichtstemperatur zwischen geschmolzenem Glas und seiner
primären Kristalle) von etwa 942 bis 960°C und einen Log n bei der Liquidustemperatur
ton etwa 5,0 bis 5,5.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Bereitstellung einer Barium-freien
Glaszusammensetzung, die den Forderungen der ASTM E 438 - 80a entspricht und in
wirtschaftlicher Weise zu pharmazeutischen Behältern verarbeitet werden.kann. Die
Zusammensetzung enthält folgende Bestandteile in etwa den angegebenen Gewichtsprozenten:
Bestandteil Gew.-% SiO2 71,8 B2O3 11,5 Al2O3 6,8 Na20 6,4 K20 2,7 0a0 0,5 MgO 0,2
Die Glaszusammensetzung hat folgende Eigenschaften: Eigenschaft Verarbeitungstemperatur
11350C Erweichungstemperatur 782°C
Eigenschaft Obere Kühl temperatur
560 C Untere Entspannungstemperatur 516 0C Wärmeausdehnungskoeffizient 54 x Dichte
2,335 g/cm3 Chemische Beständigkeit 0,34 ml Logarithmus der Viskosität des Glases
5 990°C Log der Viskosität des Glases 3 1354°C Liquidustemperatur 949°C Log n bei
der Liquidustemperatur 5,4 Diese uns weitere Merkmale werden, wie in der folgenden
Beschreibung und den Ansprüchen angegeben, erreicht.
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Das erfindungsgemäße Glas ist ein Barium-freies Laboratoriumsglas
der Type I, Klasse B, das der Sandard-Spezifikation, festgelegt in ASTM E 438 -
80a, entspricht, einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (O bis 3000C, cm/cm
- °C x 10 7) von etwa 48 bis 56 und eine chemische Beständigkeit eines maximalen
Titrationsäquivalents von (a chemical durability, maximum titration equivalent of):
0,02n H2S04/10g Glas von 1,0 ml aufweist und eine Zusammensetzung hat, die im wesentlichen
aus den folgenden Bestandteilen in etwa den angegebenen Gewichtsprozenten besteht:
Bestandteil
Gew.-% SiO2 70 bis 74 B2O3 9 bis 13 Al 203 5 bis 8 Na2O 5 bis 8 K20 0 bis 4 CaO
O bis 3 MgO O bis 1 eine obere Kühl temperatur von etwa 550 bis 585 0C und eine
Liquidustemperatur von etwa 942 bis 9600C aufweist.
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Ein bevorzugtes Barium-freies Glas, Type I, Klasse B (ASTM E 438 -
80a) nach der Erfindung besteht im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen in etwa
den angegebenen Gewichtsprozenten: Bestandteil Gew.-% SiO2 71 bis 73 B2O3 10 bis
12 Al2O3 6 bis 7 Na2 0 6 bis 7 K2O 1 bis 3 CaO 0,2 bis 2 MgO 0,1 bis 0,3 Ein besonders
bevorzugtes Baritun-freies Glas, Type I, Klasse B
(ASTM E 438 -
80a) nach der Erfindung mit hervorragend guten Eigenschaften ist ein Glas einer
Zusammensetzung, die die nachstehend aufgeführten Bestandteile in etwa den angegebenen
Gewichtsprozenten enthält: Bestandteil Gew,-% SiO2 71,8 B2O3 11,5 Al2O3 6,8 Na2O
6,4 K20 2,7 CaO 0,5 MgO 0,2 Diese Glaszusammensetzung hat folgende Eigenschaften:
Eigenschaft Verarbeitungstemperatur 1135°C Erweichungstemperatur 782°C Obere Kühltemperatur
560°C Untere Entspannungstemperatur 516°C Wärmeausdehnungskoeffizient 54 x 10 Dichte
2,335 g/cm3 Chemische Beständigkeit 0,34 ml Log der Viskosität 5 99000 Log der Viskosität
3 1354°C Liquidus temperatur 9490t Log n bei der Liquidustemperatur
Die
Erfindung stellt auch eine weitere sehr bevorzugte Glaszusammensetzung bereit, die
jedoch für manche Zwecke hinsichtlich chemischer Beständigkeit und Hochleistungsproduktion
nicht die herausragenden Eigenschaften wie die vorstehend angegebene Glaszusammensetzung
aufweist. Diese Barium-freie Glaszusammensetzung enthält die folgenden Bestandteile
in etwa den angegebenen Gewichtsprozenten: Bestandteil Gew.-% SiO2 70,6 3203 11,7
Al2O3 6,6 Na2O 6,1 K20 2,5 Ca0 2,2 MgO 0,2 Die Glaszusammensetzung hat die nachstehend
aufgeführten Eigenschaften: Eigenschaft Verarbeitungstemperatur 1118 0C Erweichungstemperatur
7790 Obere Kühltemperatur 574°C Untere Entspannungstemperatur 5320C Wärmeausdehnungskoeffizient
55 x 10-7
Eigenschaft Dichte 2,348 g/cm3 Chemische Beständigkeit
0,49 ml Log der Viskosität 5 980°C Log der Viskosität 3 133500 Liquidus temperatur
96000 Log n bei der Liquidustemperatur 5,2 Das folgende Beispiel soll die Erfindung
noch naher veranschaulichen, stellt aber keine Begrenzung der Erfindung dar.
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Beispiel Zwei Barium-freie Soda-Aluminiumoxid-Borsilikat-Glaszusammensetzungen
(ASTM E 438 - 80a) wurden aus zwei Glassätzen, die Sand, Borax, Borsäure, gebrannten
Dolomit, Kalk, Feldspat, Kaliumnitrat und Natriumchlorid enthielten, nach den bekannten
Methoden hergestellt. Die rohen Gas sätze wurden in bekannter Weise geschmolzen
und gebrannt, um die Gläser A und B zu erhalten, die die in Tabelle -I angegebene
Zusammensetzung in den ungefahren Gewichtsprozenten hatten und die die ebenfalls
angegebenen chemischen und physikalischen Eigenschaften aufwiesen.
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TABELLE I Chemische und Physikalische Eigenschaften A B ASTM E 438
- 80a Chemische Zusammensetzung (%) bestimmt berechnet bestimmt berechnet Standard
Glas Siliziumoxid (SiO2) 71,93 71,80 70,35 70,60 70,6 Boroxid (B2O3) 11,62 11,55
12,00 11,70 11,2 Aluminiumoxid (Al2O3) 6,69 6,75 6,40 6,60 6,6 Bariumoxid (BaO)
- - - - 2,2 Calciumoxid (CaO) 0,43 0,50 2,30 2,20 0,5 Magnesiumoxid (MgO) 0,21 0,20
0,01 0,20 0,2 Natriumoxid (Na2O) 6,61 6,40 6,35 6,10 6,1 Kaliumoxid (K2O) 2,49 2,70
2,29 2,50 2,5 Chlorid (Cl-) 0,17 0,10 0,22 0,10 0,1 O # Cl 0,04 0,05 Insgesamt 100,11
99,87
TABELLE I (Fortsetzung) A B ASTM E 438 - 80a Physikalische
Eigenschaften bestimmt berechnet bestimmt berechnet Standard Glas Verarbeitungstemperatur(°C)
1135 1135 1118 1124 1130 Erweichungstemperatur (°C) 782 788 779 788 785 Obere Kühltemperatur
(°C) 560 574 575 Untere Entspannungstemperatur (°C) 516 532 530 Wärmeausdehnungskoeffizient
0 bis 300°C (x 10-7) 54,3 54,7 55,2 55,5 55 Kontraktionskoeffizient A.P. - 25°C
(x 10-7) 68,1 71,2 73 Dichte (g/cm³) 2,3335 2,3476 2,374 Brechungsindex (nD) 1,4904
1,4948 1,495 Chemische Beständigkeit USP XX (ml 0,2n Säure) 0,34 0,49 0,36 Kühlzeit
(Sekunden) 79 79 78 77 79
TABELLE I (Fortsetzung) A B ASTM E 438
- 80a Physikalische Eigenschaften bestimmt berechnet bestimmt berechnet Standars
Glas Viskosität (°C): Log n = 7,6 782 780 785 7,0 818 818 813 816 816 6,0 890 893
885 890 890 5,0 990 995 979 988 990 4,0 1135 1135 1119 1123 1132 3,0 1354 1354 1335
1332 1349 2,5 1518 1496 1504 2,0 1740 1730 1713 1696 1715 Liquidustemperatur (°C)
949 958 957 Log n bei Liquidustemperatur 5,41 5,22 5,35 Primärphase Tridymit Tridymit
Tridymit
Die Barium-freien Zusammensetzungen A und B nach der Erfindung
sind mit einem ASTM E 438 - 80a Standard Glas (hergestellt nach der Standard-Spezifikation
mit BaO) verglichen worden. Die Zusammensetzungen A und B lassen sich mit der Standard-
Zus amjriensetzung hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften, wie Liquidustemperatur,
chemische Beständigkeit, obere -Kühltemperatur, Glanz, Verarbeitbarkeit und Neigung
zum Splittern nahezu gleichstellen. Die Übereinstimmung der Eigenschaften der Zusammensetzung
A und des Standardglases in den wichtigen Eigenschaften wie Viskosität, Ausdehnungskoeffizient
und Chemikalienbeständigkeit ist besonders eng.
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Die Gläser wurden zu Arzneimittelbehältern verarbeitet Die Formungseigenschaften,
die Dauerhaftigkeit der Oberfläche (surface durability), das Fehlen der Neigung
zum Splittern und Auszublühen und die Ampullen-Brechkraft-Eigenschaften waren befriedigend.
Hinzu kommt noch, daß die Zusammensetzungen A und B kein BaO enthalten. Überraschenderweise
wurden die Forderungen nach wirtschaftlicher Verarbeitbarkeit zu Glasbehältern und
Erfüllung der strengen ASTM-Vorschriften erfüllt.
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In der US-PS 3 054 686 sind modifizierte Borsilikat-Gläser zur Herstellung
kleiner Behälter für die Verpackung von Arzneimitteln und Nahrungsmitteln offenbart.
In dieser PS ist folgende theoretische Glaszusammensetzung, in Gewichtsprozent,
offenbart:
Bestandteil Gew.-% Sio2 67 bis 71 Al203 2,5 bis 6,0
B203 2,0 bis 5,.0 CaO + MgO 6,0 bis 10,0 BaO O bis 2,0 Na20 10,5 bis 14,5 K20 0,1
bis 2,0 Li2O 0 bis 1,0 Cl 0 bis 0,2 SO3 0 bis 0,2 In dieser Zusammensetzung sind
die Mengen von CaO + MgO/g und die Menge von Na2 0 zu hoch, um die hervorragenden
Glaszusammensetzungen nach der Erfindung zu liefern. Die hervorragende Eigenschaftskombination,
die durch die Glas zusammensetzung nach der Erfindung (die die ASTM-Spezifikation
erfüllt) erhalten wird, ist durch die US-PS oder den darin beschriebenen Gläsern
nicht offenbart. Wie weiter vorn festgestellt, ist der Wärmeausdehnungskoeffizient
eine wichtige Eigenschaft. Sie ist in Erfüllung der ASTM-Spezifikation kritisch.
Die Gläser nach der US-PS 3 054 686 haben einen viel höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als die der vorliegenden Erfindung und liegen im Bereich von 74 bis 85.
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Auch eine andere wichtige Eigenschaft, die chemische Beständigkeit,
liegt bei den aus der US-PS bekannten Gläsern im Bereich
von 1,7
bis 5,0 ml, ist also nicht so gut wie die der erfindungsgemäßen Gläser und erfüllt
nicht die Forderungen der ASTM E 438 -80a.