(57)【要約】      （修正有）【課題】良好な耐アルカリ性、耐加水分解性および/または耐酸性、ならびに有利な熱膨張係数を備えた高い化学強化性を有するガラス。【解決手段】ガラス、前記ガラスからのガラス物品ならびに使用および製造方法が記載される。ガラス構成成分は、際だった耐化学性およびイオン交換性が生じるように選択される。ガラスを構成する以下の構成相を有する。リードマーグネライト：０〜３５モル％，アルバイト：１０〜６０モル％，オーソクレース：３．５〜２５モル％，ナトロシライト：０〜４０モル％，パラケルディシット：０〜２０モル％，ナルサルスカイト：０〜２０モル％，ケイ酸亜鉛二トリウム：０〜３５モル％，二酸化ケイ素：０〜３５モル％，コージエライト：０〜３０モル％，ダンビュライト：０〜２０モル％。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを構成する以下の相：
【表１】
2020015660.tif 000048
を特徴とする組成を有し、ここで、一方では熱膨張係数の１０００倍（ｐｐｍ／Ｋ）と、他方ではｐＨ値とＩＳＯ  ６９５に従ったアルカリ性媒体中の除去速度（ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ））の積との商が、少なくとも９．２５である、ガラス。
【請求項２】
最大２０モル％、最大１５モル％、最大１０モル％または好ましくは最大５モル％の二酸化ケイ素割合を有する、請求項１記載のガラス。
【請求項３】
最大３５モル％、最大３０モル％または最大２５モル％のナトロシライト割合を有する、請求項１または２記載のガラス。
【請求項４】
少なくとも１２モル％、特に少なくとも１５モル％、好ましくは少なくとも２０モル％または少なくとも３０モル％のアルバイト割合を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項５】
少なくとも５モル％および／または最大２０モル％、好ましくは最大１５モル％のオーソクレース割合を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項６】
最大５モル％または最大３モル％のパラケルディシット割合を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項７】
モルパーセントにおける二酸化ケイ素に対するコージエライトの比が、少なくとも３、特に少なくとも４である、請求項１から６までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項８】
ナトロシライトの割合がオーソクレースの割合を超える、請求項１から７までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項９】
アルバイトとナトロシライトの割合の合計が少なくとも４０モル％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。
【請求項１０】
ケイ酸亜鉛二ナトリウムの割合が、８モル％超、特に１０モル％超、１５モル％超または２０モル％超である、請求項１から９までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１１】
前記ガラスが、ナルサルスカイトおよび／またはリードマーグネライトを含まない、請求項１から１０までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１２】
前記ガラス中の更なる成分の割合が、最大でも３モル％である、請求項１から１１までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１３】
２１５未満の酸指数ｋ、最大１１５ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）のＩＳＯ  ６９５に従った除去速度および／または７〜１０ｐｐｍ／ＫのＣＴＥを有する、請求項１から１２までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１４】
厚さ２ｍｍ未満の板ガラスの形態の、請求項１から１３までのいずれか１項記載のガラスからのガラス物品。
【請求項１５】
６００μｍ／ガラスリボン厚さで少なくとも４００Ｋ／分の冷却速度Ｋを伴う温度Ｔ１から温度Ｔ２への連続冷却に対応する冷却状態を有し、ここで、前記温度Ｔ１は、前記ガラスのガラス転移温度ＴＧよりも少なくとも高く、前記温度Ｔ２は、Ｔ１よりも少なくとも１５０℃低い、請求項１４記載のガラス物品。
【請求項１６】
容器、特に医薬容器、または板ガラス、特に、厚さ２ｍｍ未満、特に１ｍｍ未満の薄板ガラスの製造のための、請求項１から１３までのいずれか１項記載のガラスの使用。
【請求項１７】
次の工程：
−  ガラス原料を溶融する工程、
−  得られたガラスを冷却する工程
を有する、請求項１から１３までのいずれか１項記載のガラスの製造方法。
【請求項１８】
次の工程：
−  特にダウンドロー法、オーバーフローフュージョン法、リドロー法、フローティング法または管引き上げ法によって、形成されたガラス物品を製造する工程
を有する、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば薄板ガラスもしくは超薄板ガラスなどのガラスのほかに、管ガラス、カートリッジおよびシリンジ、ならびに他の医薬品容器の製造用のガラスにも関する。これらのガラスは、非常に良好な耐アルカリ性、耐加水分解性および/または耐酸性、ならびに有利な熱膨張係数を備えた高い化学強化性を有している。そのようなガラスの製造方法およびそれらの使用も本発明による。
【０００２】
従来技術
化学強化可能なガラスは、多くの用途、特に医薬品包装またはタッチセンシティブディスプレイ（「タッチパネル」）の分野における用途に必要とされている。一般的に、ある一定の熱膨張係数が依然として求められており、化学強化性ゆえに一般に多数のナトリウムイオンが存在するにもかかわらず、耐アルカリ性、耐加水分解性および耐酸性に関して妥協してはならない。耐化学性を評価するために、今日、数多くの規則および規準が存在し、特に耐アルカリ性についてはＩＳＯ  ６９５、耐加水分解性についてはＩＳＯ  ７１９／７２０、ならびに耐酸性についてはＩＳＯ  １７７６およびＤＩＮ  １２１１６が適用される。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２０１５１１６０９７号明細書(DE102015116097)、独国特許出願公開第１０２０１５１１６０９７号明細書(DE102015116097)、米国特許第９７８３４５３号明細書(US9783453)、米国特許出願公開第２０１５０３０８２７号明細書(US2015030827)、米国特許第９７０１５８０号明細書(US9701580)、米国特許第９１５６７２５号明細書(US9156725)、米国特許第９５１７９６７号明細書(US9517967)、米国特許出願公開第２０１４５０９１１号明細書(US2014050911)、米国特許第９８２２０３２号明細書(US9822032)、米国特許出願公開第２０１５１４７５７５号明細書(US2015147575)、米国特許出願公開第２０１５１４０２９９号明細書(US2015140299)、国際公開第１５０３１４２７号(WO15031427)、米国特許出願公開第２０１７３２０７６９号明細書(US2017320769)、国際公開第１７１５１７７１号(WO17151771)、米国特許出願公開第２０１６２５１２５５号明細書(US2016251255)、独国特許出願公開第１０２０１３１１４２２５号明細書(DE102013114225)、米国特許出願公開第２０１７０１２１２２０号明細書(US20170121220)、米国特許出願公開第２０１７０３０５７８９号明細書(US20170305789)、米国特許出願公開第２０１７０２６００７７号明細書(US 20170260077)、米国特許出願公開第２０１７０２１７８２５号明細書(US20170217825)、米国特許出願公開第８７１５８２９号明細書(US 8715829)、米国特許第９０６０４３５号明細書(US9060435)、米国特許出願公開第２０１７０１０７１４１号明細書(US20170107141)、米国特許第９８９００７３号明細書(US9890073)、米国特許出願公開第２０１６０３５５４３１号明細書(US20160355431)、米国特許出願公開第２０１６０３５５４３０号明細書(US20160355430)、米国特許出願公開第２０１７０００１９０３号明細書(US20170001903)、米国特許出願公開第２０１６００８３２８８号明細書(US20160083288)、米国特許第８５１８５４５号明細書(US8518545)、米国特許出願公開第２０１４０３６４２９８号明細書(US 20140364298)、欧州特許出願公開第２４７４５１１号明細書(EP2474511)は、タッチパネルの分野での使用を目的としたガラスを教示している。ただし、そこに記載されているガラスは、化学強化性に関して、構成相としてガラス様アルバイト（曹長石）（１２．５モル％のＮａ２Ｏ、１２．５モル％のＡｌ２Ｏ３、７５モル％のＳｉＯ２）の大部分についてのみ強調し、化学強化性に好ましい影響を与えることができる他の相は考慮していない。
【０００４】
主成分としてのガラス様アルバイトの選択は、このガラス系におけるナトリウムイオンの高い移動度に基づくものであり、これがナトリウムとカリウムとの交換による化学強化時に大きな交換深さ（典型的には３０〜５０μｍ）を可能にする（一方で鉱物のアルバイトもナトリウムイオンの高い移動度を有する）。表面近くの層の強化の程度は、この移動度ではなく、出発ガラス中のナトリウム濃度に依存する。
【０００５】
明らかに、超薄板ガラス（＜１００μｍ）のこの移動度は、通常の厚さが５００μｍ〜１０００μｍの薄板ガラスの場合と同じように重要ではない。後者の場合、深い亀裂に対しても亀裂の先端が圧縮応力ゾーン内にあることを保証するために、交換深さを５０μｍまでの大きさにすることが推奨される。前者の場合、これは寸法上の理由から意味がない。
【０００６】
アルバイトガラス中のナトリウムイオンの高い移動度はアルミニウムの高い割合と結び付いており（アルバイトのホウ素類似体、リードマーグネライト(Reedmergnerit)は、ナトリウムイオン移動度が著しく低い）、高いアルミニウム割合が耐酸性を大幅に低下させるので、超薄板ガラスの場合、アルバイトガラスに加えて、他のナトリウム源、例えば上述のリードマーグネライト、またはナトロシライトなどの単純なケイ酸ナトリウムも用いることに意味がある。現在市販されているアルミノケイ酸塩ガラスの耐酸性は、ＤＩＮ  １２１１６によればクラス４に過ぎない。
【０００７】
従来技術は、化学強化性と良好な耐化学性とを兼ね備えたガラスを欠いている。さらに、これらのガラスは所望の熱膨張特性を有するべきである。そのうえ、これらのガラスは最新の板ガラスドロー法(Flachglasziehverfahren)で製造可能であることが望ましい。
【０００８】
発明の説明
この課題は、特許請求の範囲の主題によって解決される。この課題は、化学量論的ガラス、つまり、結晶と同じ化学量論比で存在し、それらの特性が−文献中でＮＭＲ測定等によって多くの例を用いて調べられているように−いずれの場合もガラスおよび結晶の集合体(Baugruppen)の同一のトポロジーゆえに非常に類似していると想定され得るガラスの適切な組合せによって解決される。このために、その混合物が本発明による課題の解決に適した挙動を達成可能にする化学量論的ガラスが選択される。本出願では、これらの化学量論的ガラスは、「ベースガラス」または「構成相」とも呼ばれる。
【０００９】
ガラスを分類される構成相ごとに記述することは新しい着想ではない。ベースガラスを示すことによって、ガラスの化学構造についての結論を引き出すことができる（Ｃｏｎｒａｄｔ  Ｒ：“Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｅｄｉｕｍ  ｒａｎｇｅ  ｏｒｄｅｒ，ａｎｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｏｘｉｄｅ  ｌｉｑｕｉｄｓ  ａｎｄ  ｇｌａｓｓｅｓ”，ｉｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ，Ｖｏｌｕｍｅｓ  ３４５−３４６，１５  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００４，Ｐａｇｅｓ  １６−２３を参照されたい）。
【００１０】
本発明は、以下のガラス構成相によって特徴付けられる組成を有するガラスに関する。この構成相によって定義されるこのベース系は、本発明により所与の組成範囲によって制限される：
【表１】
2020015660.tif 000002
【００１１】
ベース系は、単純酸化物ではなく、それぞれ示される構成相を明示的に指す。しかしながら、構成相の課題設定および選択から、１２．５モル％超、最大１３モル％超の酸化アルミニウムを有するガラスでは、これらの構成相の空間で意味をもつ解決策が得られないことになる。したがって、酸化物組成への変換後に１３モル％を超える、特に１２．５モル％を超える、さらに好ましくは１０．９モル％を超える酸化アルミニウムを有するガラスは、本発明の一部ではないことが有利である。これは、アルミニウム含有量の増加に伴う酸感受性の増加に関してもいえる。
【００１２】
逆に、アルミニウムの存在はナトリウムの移動度を促進するため、ガラス中に少なくとも３モル％または少なくとも５モル％さえの酸化アルミニウムを提供することが有利であることがわかった。本発明によれば、ナトリウムの移動度の唯一のキャリアとして持ち上げられるのはアルミニウムだけではないので、アルミニウム含有量は、ナトリウム含有量から２モルパーセントを引いた値よりも低く制限されることが有利である；特に好ましくは、ｃ（Ｎａ２Ｏ）−ｃ（Ａｌ２Ｏ３）≧２．１モル％が当てはめられ、各濃度のｃ（．．．）はモル％である。
【００１３】
さらに、本発明によるガラスは、有利には、以下に示される構成相の組成または単純酸化物の組成と式的な関係にある更なる条件を満たすことを意図している。
【００１４】
構成相で示された組成と単純酸化物で示された組成との両方の種類の関係が互いに使用されるので、最初に両方の組成データの相互変換のための変換マトリックスを示す。
【００１５】
構成相の組成の単純酸化物の組成への変換およびその逆の変換
構成相の組成は、変換を目的として、以下のように正規化された式で示される：
【表２】
2020015660.tif 000003
【００１６】
組成データ（モル％）へのこれらの組成物の変換は、以下の単純酸化物・・・
【表３】
2020015660.tif 000004
・・・に関して、ここに示されるマトリックスを使って行われる。組成データ（モル％）は、ベースガラスに関して右からマトリックスへの列ベクトルとして乗算される：
【表４】
2020015660.tif 000005
【００１７】
マトリックスへの列ベクトルの乗算の結果として、単純酸化物をベースとするモルパーセントにおけるガラスの組成が得られる。
【００１８】
逆に、モルパーセントにおける組成は、それぞれの逆マトリックスを介してベースガラス組成に容易に変換することができる。当然ながら、変換時にベースガラスに負の値を与えないベースガラス組成のみが本発明によるものと見なされる。
【００１９】
本発明の課題に関する構成相およびそれらの選択の意義
組成は、ガラス構成相に関して本明細書に記載されている範囲内で選択される。当然ながら、ガラス構成相そのものはガラス生成物中で結晶質ではなく非晶質である。しかしながら、これは、非晶質状態の構成相が結晶質状態とは全く異なる集合体を有することを意味しない。上述したように、集合体のトポロジー、つまり、例えば、周囲の酸素原子に関与するカチオンの配位、またはこれらのカチオンと周囲の酸素原子との間の結合の配位と強度に起因する原子間距離は同程度である。それゆえ、本発明のガラスの多くの特性は、特に本発明による性能および本発明により克服された問題を説明するために、構成相を使って十分に説明することができる（これに関しては、上記に示したＣｏｎｒａｄｔ  Ｒ．を参照されたい）。当然ながら、化学量論比のみがベースガラスの対応する集合体の形成を可能にする限り、対応する結晶を使用するだけでなく、（むしろ好ましくは）通常のガラス原料も使用してガラスを製造することができる。
【００２０】
相の選択は、イオン輸送への適合性またはイオン輸送への有益な影響ならびに耐加水分解性および熱膨張へのそれらの影響に鑑みて行われる。以下において、計算方法は、これらのパラメーターが構成相の所与の組成からどのように計算され得るのかに関して示される。これらの計算方法は、構成相の選択と、これらの構成相からなる本発明によるガラスのまさに組成の選択の両方において重要である。
【００２１】
本明細書中で規格が指定されている場合、特に明記されていない限り、意図されているバージョンは、この特許出願の出願日における最新の規格である。
【００２２】
ＩＳＯ  ７１９／７２０に従った耐加水分解性およびＩＳＯ  ６９５に従った耐アルカリ性の両方は、ヒドロキシルイオンの攻撃に対するガラスの耐性を本質的に含む。ＩＳＯ  ６９５の場合、アルカリ液中のヒドロキシルイオンの濃度は、０．５モル／ｌの水酸化ナトリウムおよび０．２５モル／ｌの炭酸ナトリウムを有する緩衝溶液を使用することによって決定される。ＩＳＯ  ７１９／７２０の場合、ガラスが中性水に加えられ、そのｐＨ値が最初に５．５に調整される（メチルレッド指示薬溶液による調査）が、ガラスの溶解によって非常に急速にアルカリ性範囲に移動する。その結果、ガラス中に含まれる弱酸（または酸無水物）、とりわけケイ酸、およびｐＨが９〜１０の範囲の強アルカリ液（例えば水酸化ナトリウム）の緩衝液が得られる（Ｓｕｓａｎｎｅ  Ｆａｇｅｒｌｕｎｄ，Ｐａｕｌ  Ｅｋ，Ｍｉｋｋｏ  Ｈｕｐａ  ｕｎｄ  Ｌｅｅｎａ  Ｈｕｐａ：Ｏｎ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｇｌａｓｓｅｓ，Ｇｌａｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．：Ｅｕｒ．Ｊ．Ｇｌａｓｓ  Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ａ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２０１０，５１（６），２３５−２４０を参照されたい）。緩衝液のｐＨを決定づけるのは、弱酸のｐＫａ値である。得られる緩衝液のｐＨ値は、ガラスタイプに依存するだけでなく、溶解の進行と共に増加し、ヒドロキシルイオンの濃度を決定する。これらのヒドロキシルイオンによってもたらされる溶解は、耐アルカリ性測定の時と同じメカニズムに従って生じる。
【００２３】
ガラスに耐アルカリ性および耐加水分解性の両方の性質を持たせるために、まず第一にＩＳＯ  ６９５に従った試験における除去速度を低い値に設定しなければならない。第二にＩＳＯ  ７１９／７２０に従った試験中に生じるｐＨ値と、試験水溶液への一定量のガラス溶解を制限しなければならない。試験の過程でこのｐＨ値が高くなるほど、正のフィードバック効果の危険性が高くなり、すなわち、ｐＨが高くなるにつれて、除去速度が高くなり、水溶液中での除去量が増えるにつれてまた、そのｐＨ値は高くなることなどがある。
【００２４】
耐化学性ガラス（ＩＳＯ  ７１９に準拠した加水分解クラスＨＧＢ  ＩまたはＩＳＯ  ７２０に準拠した加水分解クラスＨＧＡ  Ｉ）は、典型的には試験中に除去を被り、これは水溶液中で１００μモル以下のガラスをもたらし、その除去は小さければ小さいほど、完全に除去される部分は少なくなる。
【００２５】
ガラスの比較は固定された条件に当てはめなければならないので、ここで、関連するｐＨとして、完全に除去されたと思われる５０μモルのガラスの中性水への溶解後に生じるｐＨを定義する。特に、ｐＨが９．１６未満、好ましくは９．１４未満、特に好ましくは９．１２未満、非常に好ましくは９．１０未満、さらにより好ましくは９．０８未満、さらにより好ましくは９．０６未満、最も好ましくは９．０４未満であるガラスが本発明によるものである。
【００２６】
本発明により好ましくは、ＩＳＯ  ６９５に従った除去速度は、最大１１５ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）であり、さらに好ましくは最大１１０ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）、さらに好ましくは最大１０５ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）、特に好ましくは最大１００ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）、非常に好ましくは最大９５ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）、さらにより好ましくは最大９０ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）、最も好ましくは最大８５ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）である。これは、本発明のガラスについて式（２）および（３）を使って計算することができる除去速度を指す。
【００２７】
第一の上記の値は、ＩＳＯ  ６９５に準拠したアルカリクラス２と３の間の範囲をクラス幅の半分よりも大きく下回る。この間隔は、式（２）と（３）の予測精度に許容範囲がある場合でもクラス３までの大きな安全間隔を保つために意図的に大きく選択される。
【００２８】
ＤＩＮ  １２１１６に準拠した酸中の除去速度に関して、これは、本発明によるガラスにおいて、下記に定義される指数＜２００では、酸クラス３以下に対応し、指数＞２１５では３以上、つまり４に対応し、一部ではクラス３と４の間にある除去値の範囲よりも数桁高くなる。その間には遷移領域がある。本発明により好ましいのは、＜２１５、好ましくは＜２１０、特に好ましくは＜２０５、非常に好ましくは＜２０４、さらに好ましくは＜２０３、さらにより好ましくは＜２０２、重ねてさらにより好ましくは＜２０１、最も好ましくは＜２００の指数を有するガラスである。
【００２９】
熱膨張係数は、本発明によれば、好ましくは７〜１０ｐｐｍ／Ｋ、さらに好ましくは８〜１０ｐｐｍ／Ｋ、特に好ましくは９〜１０ｐｐｍ／Ｋである。これは、本発明のガラスについて式（８）を用いて計算することができるＣＴＥの値である。
【００３０】
耐加水分解性試験における水溶液中のｐＨ値の計算
水溶液中のｐＨ値の計算は、単純酸化物の組成データに基づいている。ガラス成分の希薄溶液中で、対応するカチオンは高度に酸化された水酸化物に変換される（表５を参照されたい）。これらの水酸化物のＨ＋またはＯＨ−の放出は、それぞれの場合において対応するｐＫａまたはｐＫｂ値によって記載される。
【００３１】
ｐＨ値については、室温（２５℃）に冷却した後に１リットルの水溶液中に５０μモルを溶解した後に存在する値を適用する。
【００３２】
【表５】
2020015660.tif 000006
１）Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，１９６９，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２，ｐｐ．１３３−２３６，１７６番；本文献中「Ｇ４０」で表される出典からの値
２）Ｒ．Ｈ．Ｂｙｒｎｅ，Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ｉｎ  ｓｅａｗａｔｅｒ：ｔｈｅ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｐＨ  ｏｎ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ  ｒａｔｉｏｓ，Ｇｅｏｃｈｅｍ．Ｔｒａｎｓ．３（２）（２００２）１１−１６．
２ａ）Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．  Ｃｈｅｍ．，１９６９，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２，ｐｐ．１３３−２３６，１４９番；本文献中「Ｍ１１」で表される出典からの値
３）Ｄａｖｉｄ  Ｗ．Ｈｅｎｄｒｉｃｋｓ，Ｗａｔｅｒ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，ＣＲＣ  Ｔａｙｌｏｒ  ａｎｄ  Ｆｒａｎｃｉｓ，Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，２００６，Ｓ．３０７；本文献中「４」、「５」、「１１」、「１２」で表される出典からの値
４）Ａｒｔｕｒ  Ｋｒｅｚｅｌ，Ｗｏｌｆｇａｎｇ  Ｍａｒｅｔ，Ｔｈｅ  ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ｚｉｎｃ  ｉｏｎｓ，Ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃｓ  （２０１６），Ｓ．１−１７
５）水酸化バリウムと同様に（Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，１９６９，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２，ｐｐ．１３３−２３６，１２番）、全てのアルカリ土類金属ＭについてＭ（ＯＨ）２→Ｍ（ＯＨ）＋＋ＯＨ−がいかなる場合にも完全に進行することを前提とする；この最初の解離では、ｐＫｂ値としてこの表で発生するｐＫｂの最大値、すなわち水酸化カリウムの値を想定する。
６）Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，１９６９，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２，ｐｐ．１３３−２３６，１１５番；本文献中「Ｓ７４」で表される出典からの値
７）Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，１９６９，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２，ｐｐ．１３３−２３６，１８番；本文献中「Ｄ９」で表される出典からの値
１０）Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，１９６９，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２，ｐｐ．１３３−２３６，１７８番；本文献中「Ｇ２６」で表される出典からの値
１１）Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．，１９６９，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．２，ｐｐ．１３３−２３６，１６４番；本文献中「Ｋ２」で表される出典からの値
【００３３】
ｐＨ値は、所与の組成で、異なる濃度［．．．］について方程式系を解くことによって出される（ｐＫａとｐＫｂには上記の値を用いる）。
【００３４】
方程式系  （１）
１．［Ｈ２ＳｉＯ４−−］［Ｈ＋］／［Ｈ３ＳｉＯ４−］＝１０−ｐｋａ、
２．［Ｈ３ＳｉＯ４−］［Ｈ＋］／［Ｈ４ＳｉＯ４］＝１０−ｐｋａ、
３．［Ｈ２ＳｉＯ４−−］＋［Ｈ３ＳｉＯ４−］＋［Ｈ４ＳｉＯ４］＝５０（μモル／ｌ）＊ｃＳｉＯ２、
４．［Ｚｒ（ＯＨ）５−］［Ｈ＋］／［Ｚｒ（ＯＨ）４］＝１０−ｐｋａ、
５．［Ｚｒ（ＯＨ）４］［Ｈ＋］／［Ｚｒ（ＯＨ）３＋］＝１０−ｐｋａ、
６．［Ｚｒ（ＯＨ）５−］＋［Ｚｒ（ＯＨ）４］＋［Ｚｒ（ＯＨ）３＋］＝５０（μモル／ｌ）＊ｃＺｒＯ２、
７．［Ｈ２ＢＯ３−］［Ｈ＋］／［Ｈ３ＢＯ３］＝１０−ｐｋａ、
８．［Ｈ２ＢＯ３−］＋［Ｈ３ＢＯ３］＝５０（μモル／ｌ）＊２＊ｃＢ２Ｏ３、
９．［Ａｌ（ＯＨ）４−］［Ｈ＋］／［Ａｌ（ＯＨ）３］＝１０−ｐｋａ、［Ａｌ（ＯＨ）３］［Ｈ＋］／［Ａｌ（ＯＨ）２＋］＝１０−ｐｋａ、
１０．［Ａｌ（ＯＨ）４−］＋［Ａｌ（ＯＨ）３］＋［Ａｌ（ＯＨ）２＋］＝５０（μモル／ｌ）＊２＊ｃＡｌ２Ｏ３、
１１．［ＺｎＯＨ＋］［Ｈ＋］／［Ｚｎ＋＋］＝１０−ｐｋａ、
１２．［Ｚｎ（ＯＨ）２］［Ｈ＋］／［ＺｎＯＨ＋］＝１０−ｐｋａ、
１３．［Ｚｎ（ＯＨ）３−］［Ｈ＋］／［Ｚｎ（ＯＨ）２］＝１０−ｐｋａ、
１４．［Ｚｎ（ＯＨ）４−−］［Ｈ＋］／［Ｚｎ（ＯＨ）３−］＝１０−ｐｋａ、
１５．［ＺｎＯＨ＋］＋［Ｚｎ＋＋］＋［Ｚｎ（ＯＨ）２］＋［Ｚｎ（ＯＨ）３−］＋［Ｚｎ（ＯＨ）４−−］＝５０（μモル／ｌ）＊ｃＺｎＯ、
１６．［ＭｇＯＨ＋］［ＯＨ−］／［Ｍｇ（ＯＨ）２］＝１０−ｐｋｂ、［Ｍｇ＋＋］［ＯＨ−］／［ＭｇＯＨ＋］＝１０−ｐｋｂ、
１７．［ＭｇＯＨ＋］＋［Ｍｇ（ＯＨ）２］＋［Ｍｇ＋＋］＝５０（μモル／ｌ）＊ｃＭｇＯ、
１８．［ＣａＯＨ＋］［ＯＨ−］／［Ｃａ（ＯＨ）２］＝１０−ｐｋｂ、［Ｃａ＋＋］［ＯＨ−］／［ＣａＯＨ＋］＝１０−ｐｋｂ、
１９．［ＣａＯＨ＋］＋［Ｃａ（ＯＨ）２］＋［Ｃａ＋＋］＝５０（μモル／ｌ）＊ｃＣａＯ、
２０．［Ｎａ＋］［ＯＨ−］／［ＮａＯＨ］＝１０−ｐｋｂ、
２１．［Ｎａ＋］＋［ＮａＯＨ］＝５０（μモル／ｌ）＊２＊ｃＮａ２Ｏ、
２２．［Ｋ＋］［ＯＨ−］／［ＫＯＨ］＝１０−ｐｋｂ、
２３．［Ｋ＋］＋［ＫＯＨ］＝５０（μモル／ｌ）＊２＊ｃＫ２Ｏ、
２４．［ＯＨ−］［Ｈ＋］＝１０−１４、
２５．２＊［Ｈ２ＳｉＯ４−−］＋［Ｈ３ＳｉＯ４−］＋［Ｚｒ（ＯＨ）５−］＋［Ａｌ（ＯＨ）４−］＋２＊［Ｚｎ（ＯＨ）４−−］＋［Ｚｎ（ＯＨ）３−］＋［ＯＨ−］＝［Ｚｒ（ＯＨ）３＋］＋［Ａｌ（ＯＨ）２＋］＋２＊［Ｚｎ＋＋］＋［ＺｎＯＨ＋］＋２＊［Ｂａ＋＋］＋［ＢａＯＨ＋］＋２＊［Ｃａ＋＋］＋［ＣａＯＨ＋］＋２＊［Ｍｇ＋＋］＋［ＭｇＯＨ＋］＋［Ｎａ＋］＋［Ｋ＋］＋［Ｈ＋］
【００３５】
方程式１〜２４は平衡条件であり、式２５は電気的中性条件である。
【００３６】
方程式系は、例えばＷｏｌｆｒａｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｃ．のＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡなどの慣用の数学コードの１つを用いて明確に解くことができる。ＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡは解決策のリストを提供するが、そのうちの１つだけが、全ての濃度は正の値を有していなければならないという必要な追加条件を満たす。
【００３７】
ｐＨ値は、定義により［Ｈ＋］の負の１０進対数として出される。さらに、室温でｐｋａ＋ｐｋｂ＝１４であることに留意する。
【００３８】
ＩＳＯ  ６９５に従った耐アルカリ性の計算
本発明は、トポロジー的考察により構成されたパラメーターおよびＩＳＯ  ６９５に従って試験中に測定された除去速度との間の驚くべきことに発見された関係に基づいている。
【００３９】
トポロジー的考察の本質は、例えば独国特許出願公開第１０２０１４１１９５９４号明細書(DE 10 2014 119 594 A1)に詳細に記載されているように、隣接する原子への結合によって原子に課される拘束数を数えることである。これらの制約は、一方では原子間距離（「距離拘束」）に、他方では結合角度（「角度拘束」）に関する。１個の原子にｒ個の隣接原子がある場合（ｒ＝配位数）、これらの隣接原子に対するｒの距離拘束から、この距離拘束が２つの結合相手の間で均等に分配されるのであれば、これらの原子に割り当てられるべきｒ／２の距離拘束が結果として生じる。これらの隣接原子間の結合角から、それぞれの角度の頂点における考察される原子により、この原子に割り当てられるべき更なる２ｒ−３の角度拘束が結果として生じる。
【００４０】
独国特許出願公開第１０２０１４１１９５９４号明細書(DE 10 2014 119 594 A1)には、距離および角度拘束の計算時に、全ての条件に単結合強度による重み付けおよび角度拘束のそれぞれの共有結合度による再度の追加の重み付け（酸素−カチオン−酸素の角度に由来するもののみ：カチオン―酸素−カチオンの角度に属する拘束は無視される）を行う方法が記載されている。重み付け係数は、それぞれが単結合強度またはケイ素−酸素結合の共有結合度で除算することによって正規化されるので、石英ガラスの場合、１原子当たり（端数処理した）１．３３３３３３３３３（すなわち４／３）の距離拘束および（端数処理した）１．６６６６６６６６７（すなわち５／３）の角度拘束の数が生じる。これは、独国特許出願公開第１０２０１４１１９５９４号明細書(DE 10 2014 119 594 A1)に記載されているように、単純に距離および角度拘束を全て数えて、ケイ素−酸素−ケイ素の角度の角度拘束を無視した場合、石英ガラスのトポロジーの直接分析に対応する。
【００４１】
このように、石英ガラスは１原子当たり「３」の拘束数を持ち、これは１原子あたりの自由度の数に正確に対応する。つまり、石英ガラスは、１原子当たりの自由度の数が全くない（または現実的には非常に小さい）ことになり、これは示差熱量測定ガラス転移における石英ガラスの小さいｃｐジャンプに対応する（Ｒ．Ｂｒｕｅｎｉｎｇ，“Ｏｎ  ｔｈｅ  ｇｌａｓｓ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｉｎ  ｖｉｔｒｅｏｕｓ  ｓｉｌｉｃａ  ｂｙ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ  ３３０  （２００３）１３−２２を参照されたい）。
【００４２】
他の酸化物ガラスについては、一般的に、１原子当たりの距離および角度拘束の数に対して、（端数処理した）１．３３３３３３３３３（４／３）および１．６６６６６６６６７（５／３）よりもそれぞれ低い値が与えられている。それに応じて、差は１原子当たりの距離および角度自由度の数である。角度自由度では、関連する角度拘束が全て１つの平面内にある角度を指すのか（三角配位）、そうでないのか（四面体またはそれ以上の配位）をさらに区別することができる。後者は、ここでは３Ｄ角度拘束と呼ばれる；それに応じて３Ｄ角度自由度として（端数処理した）１．６６６６６６６６７（４／３）との差。
【００４３】
驚くべきことに、１原子当たりの３Ｄ角度自由度の数と、耐アルカリ性クラスに関してガラスの状況を推定することができるＩＳＯ  ６９５テストの除去速度ｒとの間には関係が見出される。特にアルカリ含有量の高いガラスへの適用性を考慮して最適化され、様々なガラスでテストされたこの関係は、次の式によって示される：
【数１】
2020015660.tif 000007
【００４４】
「ｃ」は、ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）の次元を有する定数である。数値は１６３．９である。「ｆ」は、１原子当たりの３Ｄ角度自由度の数である。「ｃ’」は、１．８の値の無次元定数である。指数「６」は、経験的に見出されたものである。Λは、光学塩基度である。
【００４５】
係数Ｎ／ＮＳｉＯ２は、上記の蓋然性を考慮した原子団から１モルに変換するために用いられる。Ｎは、１モル当たりの原子の数である。ＮＳｉＯ２は、石英ガラス１モル当たりの原子の数（すなわち３ＮＡ、ＮＡアボガドロ数）であり、この表現を正規化するのに用いられる。この係数をあまり誤差のない定数に設定し、狭い範囲のガラスファミリー内でのみ移動する場合は、この定数を前係数「ｃ」に引き込むことが可能である。係数Ｍ／ＭＳｉＯ２は、上記の原子対価を質量対価に換算するために用いられる。Ｍは１モルの質量である。ＭＳｉＯ２は、１モルの石英ガラスの質量（すなわち６０．０８ｇ）であり、この表現を正規化するために用いられる。この係数もあまり誤差のない定数に設定し、狭い範囲のガラスファミリー内でのみ移動する場合は、この定数を前係数「ｃ」に引き込むことが可能である。
【００４６】
除去速度と３Ｄ角度自由度の数との間の関係は、上述のとおり、経験的に見出されているが、ＯＨ−イオンのガラスへの侵入の速度は、ガラスのエントロピーに依存するという事実に鑑みて妥当と思われる。係数（０．９４８３３３３−Λ）は、プロセスの速度とは関係がなく、ガラスがアルカリ液に溶解する間に起こる酸−塩基反応の推進力(Triebkraft)と関係がある。
【００４７】
本発明によるガラスは上記の構成相の組合せを有するので、１原子当たりの３Ｄ角度自由度の数の計算には、まず各構成相についてそれらを数値的に示すことが好都合である。以下が適用される：
【表６】
2020015660.tif 000008
【００４８】
数値は、独国特許出願公開第１０２０１４１１９５９４号明細書(DE 10 2014 119 594 A1)に示される方法に従って計算されており、この場合、全てのカチオンに対する角度自由度の数が計算されており、具体的には独国特許出願公開第１０２０１４１１９５９４号明細書(DE 10 2014 119 594 A1)に示されているとおりである（ただし該文献中ではホウ素およびアルミニウムについてのみ）；さらに、カチオン−酸素化合物のイオン化度は、独国特許出願公開第１０２０１４１１９５９４号明細書(DE 10 2014 119 594 A1)からの式（８）によるのではなく、Ａｌｂｅｒｔｏ  Ｇａｒｃｉａ，Ｍａｒｖｏｎ  Ｃｏｈｅｎ，Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  Ｉｏｎｉｃｉｔｙ  Ｓｃａｌｅｓ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ  １９９３からの式（３）に従って計算されている。このために、それぞれのカチオンの配位数についての情報がさらに必要であり、それに関しては、上記に示したＣｏｎｒａｄｔに従って、それぞれの構成相における配位数を用いる（カチオンがいくつかの配位数で生じる場合、異なる配位数の割合に従って平均化される）。上記の配位数は、文献から導き出され、リードマーグネライトについては：Ｄ．Ａｐｐｌｅｍａｎ，Ｊ．Ｒ．Ｃｌａｒｋ，Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｒｅｅｄｍｅｒｇｎｅｒｉｔｅ，Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ  Ｖｏｌ  ５０，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ／Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，１９６５から、この出典を見ればＳｉおよびＢが４重配位され、Ｎａが５重配位されていると考えられる；アルバイトについては：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６１，ｐａｇｅｓ  １２１３−１２２５，１９７６，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６２，ｐａｇｅｓ  ９２１−９３１，１９７７，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６４，ｐａｇｅｓ  ４０９−４２３，１９７９，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ８１，ｐａｇｅｓ  １３４４−１３４９，１９９６から、これらの出典を見ればＳｉおよびＡｌが４重配位され、Ｎａが５重配位されていると考えられる：オーソクレース（正長石）については：Ｃａｎａｄｉａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  １７  ｐａｇｅｓ  ５１５−５２５，１９７９から、この出典を見ればアルミニウムが４重配位され、カリウムが９重配位され、ケイ素が４重配位されていると考えられる；ナトロシライトについては：Ｊａｎｔｚｅｎ，Ｗｉｌｌｉａｍｓ，ＷＭ２００８  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｈｏｅｎｉｘ  Ａｒｉｚｏｎａ：“６００〜８００℃で焼成されたナトロシライト水和物はデルタ−ナトロシライトをもたらし、後者は５重および６重配位されたＮａを有する”（Ｄ．Ｈｅｉｄｅｍａｎｎ，Ｃ．Ｈｕｅｂｅｒｔ，Ｗ．Ｓｃｈｗｉｅｇｅｒ，Ｐ．Ｇｒａｂｎｅｒ，Ｋ．−Ｈ．Ｂｅｒｇｋ，Ｐ．Ｓａｒｉ，２９Ｓｉ−ｕｎｄ  ２３Ｎａ−Ｆｅｓｔｋｏｅｒｐｅｒ−ＭＡＳ−ＮＭＲ−Ｕｎｔｅｒｓｕｃｈｕｎｇｅｎ  ａｎ  Ｍｏｄｉｆｉｋａｔｉｏｎｅｎ  ｄｅｓ  Ｎａ２Ｓｉ２Ｏ５，Ｚ．ａｎｏｒｇ．ａｌｌｇ．Ｃｈｅｍ．６１７（１９９２）１６９−１７７も参照されたい）；パラケルディシット（Ｐａｒａｋｅｌｄｙｓｈｉｔ）に���いては：Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍｉｃａ  Ｓｃａｎｄｉｎａｖｉａ，１９９７，５１，２５９−２６３から、この出典を見ればケイ素が４重配位され、ジルコニウムが６重配位され、ナトリウムが８重配位されていると考えられる；ナルサルスカイト（Ｎａｒｓａｒｓｕｋｉｔ）については：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ  ４７（１９６２），５３９から、この出典を見ればケイ素が４重配位され、チタンが６重配位され、ナトリウムが７重配位されていると考えられる；ケイ酸亜鉛二ナトリウムについては：Ａｃｔａ  Ｃｒｙｓｔ．（１９７７），Ｂ３３，１３３３−１３３７から、この出典を見ればケイ素および亜鉛が４重配位され、ナトリウムが７重配位されていると考えられる；二酸化ケイ素については、四面体配位が一般的に知られていると考えられる；コージエライト（菫青石）については：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ７７，ｐａｇｅｓ  ４０７−４１１，１９９２から、この出典を見ればケイ素およびアルミニウムが４重配位され、マグネシウムが６重配位されていると考えられる；ダンビュライトについては：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ５９，ｐａｇｅｓ  ７９−８５，１９７４から、この出典を見ればケイ素およびホウ素が４重配置され、カルシウムが７重配位されていると考えられる。
【００４９】
完成したガラスの１原子当たりの３Ｄ角度自由度ｆを求めるための計算規則は次のようになる：
【数２】
2020015660.tif 000009
［式中、ｃｉは、考察されるガラス組成物中のｉ番目の構成相のモル分率であり、ｚｉは、ｉ番目の構成相中の構成単位当たりの原子の数（またはｉ番目の構成相中の１モル当たりの原子の数；この場合、ＮＡ、ＮＡアボガドロ数の単位における）であり、ｆｉは、ｉ番目の構成相中における１原子当たりの角度自由度の数である。「ｎ」は構成相の数である］。
【００５０】
Ｍ／ＭＳｉＯ２を求めるための計算規則は次のようになる：
【数３】
2020015660.tif 000010
［式中、ｃｉは、考察されるガラス組成物中のｉ番目の構成相のモル分率であり、Ｍｉは、対応するモル質量であり、「ｎ」は構成相の数である］。
【００５１】
Ｎ／ＮＳｉＯ２を求めるための計算規則は次のようになる：
【数４】
2020015660.tif 000011
［式中、ｃｉは、考察されるガラス組成物中のｉ番目の構成相のモル分率であり、ｚｉは、ｉ番目の構成相中の構成単位当たりの原子の数（またはｉ番目の構成相中の１モル当たりの原子の数；この場合、ＮＡ、ＮＡアボガドロ数の単位における）であり、「ｎ」は構成相の数である］。
【００５２】
係数（０．９４８３３３３−Λ）は、以下の考察によって溶解の推進力と関係している。ガラスが「酸性」であるほど、すなわち、酸無水物の割合が高いほど、かつ塩基無水物の割合が低いほど、この推進力は高くなる。これの定量的尺度は光学塩基度である（Ｃ．Ｐ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ，Ｊ．Ｓ．ＭｃＣｌｏｙ，Ｍ．Ｊ．Ｓｃｈｗｅｉｇｅｒ，Ｊ．Ｖ．Ｃｒｕｍ，Ａ，Ｗｉｎｓｃｈｅｌｌ，Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂａｓｉｃｉｔｙ  ａｎｄ  Ｎｅｐｈｅｌｉｎｅ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｈｉｇｈ  Ａｌｕｍｉｎａ  Ｇｌａｓｓｅｓ，Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，ＰＮＮＬ  ２０１８４，ＥＭＳＰ−ＲＰＴ  ００３，ｐｒｅｐａｒｅｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＵＳ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ  ｕｎｄｅｒ  ｃｏｎｔｒａｃｔ  ＤＥ−ＡＣ０５−７６ＲＬ０１８３０を参照されたい）。光学塩基度が低いほど、推進力は高い。「推進力ゼロ」となるのは、酸−塩基反応が完了した物質の場合である。
【００５３】
光学塩基度Λを、Ｃ．Ｐ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ，Ｊ．Ｓ．ＭｃＣｌｏｙ，Ｍ．Ｊ．Ｓｃｈｗｅｉｇｅｒ，Ｊ．Ｖ．Ｃｒｕｍ，Ａ，Ｗｉｎｓｃｈｅｌｌ，Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂａｓｉｃｉｔｙ  ａｎｄ  Ｎｅｐｈｅｌｉｎｅ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｈｉｇｈ  Ａｌｕｍｉｎａ  Ｇｌａｓｓｅｓ，Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，ＰＮＮＬ  ２０１８４，ＥＭＳＰ−ＲＰＴ  ００３，ｐｒｅｐａｒｅｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＵＳ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ  ｕｎｄｅｒ  ｃｏｎｔｒａｃｔ  ＤＥ−ＡＣ０５−７６ＲＬ０１８３０からのセクションＢ．１．６および表Ｂ．１に記載の係数Λχａｖ（ＬｉおよびＸｕｅに従った光学塩基度）を用いて式Ｂ．１に従って計算する。単純酸化物の表に１つの係数しか示されていない場合、これが使用される。単純酸化物の表にいくつかの係数が示されている場合、構成相中のそれぞれのカチオンの配位数と一致するものが使用される。上記のベース系では、これは酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムの場合にのみ必要である。アルミニウムはベース系の全ての構成相中で４重配位されて存在し、対応して上記に示したＣｏｎｒａｄｔも想定し、配位数４の酸化アルミニウムについて表Ｂ．１に示された係数ΛＩＣＰの値も使用される。マグネシウムはベース系の唯一のマグネシウム含有構成相中で６重配位されて存在しているので、配位数６の酸化マグネシウムについて表Ｂ．１に示された係数Λχａｖの値が使用される。
【００５４】
耐酸性
驚くべきことに、耐酸性も、容易に計算される指数を用いて推定することができる。この背景にある考察の出発点は、ケイ酸塩ガラス中のイオン移動度に関するアンダーソンとスチュアートの理論である（Ｏ．Ｌ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｄ．Ａ．Ｓｔｕａｒｔ，Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  ｏｆ  Ｉｏｎｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｉｎ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｇｌａｓｓｅｓ  ｂｙ  Ｃｌａｓｓｉｃａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．１２（１９５４），５７３−５８０を参照されたい）。その理論に従って、ケイ酸塩、したがって酸化物ガラス中のカチオンの移動の活性化エネルギーは、周囲の酸素イオンとの克服すべき静電的相互作用と、ケイ酸塩網目構造の一方のメッシュから他方のメッシュに移り変わるときに克服すべき機械的抵抗とに依存する。１つ目に挙げた寄与は、考察されるカチオンの電荷数にクーロンの法則に従って比例し、誘電率に反比例し、２つ目に挙げた寄与は、せん断弾性率および考察されるカチオンの直径が網目構造のメッシュ幅を超える程度の二乗に比例する。１つ目に挙げた寄与のおかげで、一般的に、一価カチオンのみが移動可能になり、アルミニウムのような多価カチオンは固定される。
【００５５】
高濃度の酸と接触すると、ＩＳＯ  １７７６またはＤＩＮ  １２１１６によれば、６Ｎ塩酸は異なる。この場合、プロトンまたはヒドロニウムイオンがガラス中に拡散し、表面に電気二重層を形成し、酸浴中に塩化物イオンが残る。ＩＳＯ  １７７６に従って行われた測定からの溶出液の分析において、この電気二重層は、それゆえに接触する電場がそれぞれのカチオンと周囲の酸素イオンとの静電相互作用を補償することができるほどに形成されるので、高い電荷数のイオンも移動できるようになる（上記の二重層の電場の力の影響、ならびに考察されるカチオンの静電相互作用は、その電荷数に依存する；それゆえ、前者は後者を補償することができる）。
【００５６】
これは、同じ実験条件（ＩＳＯ  １７７６のもの）の下で、無アルカリディスプレイガラスを離れるアルミニウムイオンのほうが、ソーダ石灰ガラスを離れるナトリウムイオンよりもかなり多いという結果につながり得る。他方で、同じ実験条件下ではまた、ホウケイ酸ガラスを離れるホウ素原子のほうが、アルミノシリケートガラスを離れるアルミニウム原子よりも少ない。これは、アルミニウムまたはナトリウムの場合よりも、塩酸と反応する、他の電気陰性度の値に応じてホウ素またはケイ素の著しく低い傾向を考慮することによって理解することができる。酸化ナトリウムと塩酸との反応は、強塩基または強塩基無水物と強酸との反応であり、アルミニウムは中間で両性として存在し、酸化ホウ素または酸化ケイ素は弱酸の無水物である。
【００５７】
カチオンがガラス複合体を離れる傾向は、Ａｌｂｅｒｔｏ  Ｇａｒｃｉａ，Ｍａｒｖｏｎ  Ｃｏｈｅｎ，Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  Ｉｏｎｉｃｉｔｙ  Ｓｃａｌｅｓ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ  １９９３からの式（３）に従って計算する、対応するカチオン−酸素化合物のイオン化度の程度によって決定することができる。
【００５８】
このために、それぞれのカチオンの配位数についての情報がさらに必要であり、それに関しては、上記に示したＣｏｎｒａｄｔに従って、それぞれの構成相における配位数を用いる（カチオンがいくつかの配位数で生じる場合、異なる配位数の割合に従って平均化される）。上記の配位数は、文献から導き出され、リードマーグネライトについては：Ｄ．Ａｐｐｌｅｍａｎ，Ｊ．Ｒ．Ｃｌａｒｋ，Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｒｅｅｄｍｅｒｇｎｅｒｉｔｅ，Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ  Ｖｏｌ  ５０，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ／Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，１９６５から、この出典を見ればＳｉおよびＢが４重配位され、Ｎａが５重配位されていると考えられる；アルバイトについては：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６１，ｐａｇｅｓ  １２１３−１２２５，１９７６，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６２，ｐａｇｅｓ  ９２１−９３１，１９７７，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６４，ｐａｇｅｓ  ４０９−４２３，１９７９，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ８１，ｐａｇｅｓ  １３４４−１３４９，１９９６から、これらの出典を見ればＳｉおよびＡｌが４重配位され、Ｎａが５重配位されていると考えられる：オーソクレース（正長石）については：Ｃａｎａｄｉａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  １７  ｐａｇｅｓ  ５１５−５２５，１９７９から、この出典を見ればアルミニウムが４重配位され、カリウムが９重配位され、ケイ素が４重配位されていると考えられる；ナトロシライトについては：Ｊａｎｔｚｅｎ，Ｗｉｌｌｉａｍｓ，ＷＭ２００８  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｈｏｅｎｉｘ  Ａｒｉｚｏｎａ：“６００〜８００℃で焼成されたナトロシライト水和物はデルタ−ナトロシライトをもたらし、後者は５重および６重配位されたＮａを有する”（Ｄ．Ｈｅｉｄｅｍａｎｎ，Ｃ．Ｈｕｅｂｅｒｔ，Ｗ．Ｓｃｈｗｉｅｇｅｒ，Ｐ．Ｇｒａｂｎｅｒ，Ｋ．−Ｈ．Ｂｅｒｇｋ，Ｐ．Ｓａｒｉ，２９Ｓｉ−ｕｎｄ  ２３Ｎａ−Ｆｅｓｔｋｏｅｒｐｅｒ−ＭＡＳ−ＮＭＲ−Ｕｎｔｅｒｓｕｃｈｕｎｇｅｎ  ａｎ  Ｍｏｄｉｆｉｋａｔｉｏｎｅｎ  ｄｅｓ  Ｎａ２Ｓｉ２Ｏ５，Ｚ．ａｎｏｒｇ．ａｌｌｇ．Ｃｈｅｍ．６１７（１９９２）１６９−１７７も参照されたい）；パラケルディシット（Ｐａｒａｋｅｌｄｙｓｈｉｔ）については：Ａｃｔａ  Ｃｈｅｍｉｃａ  Ｓｃａｎｄｉｎａｖｉａ，１９９７，５１，２５９−２６３から、この出典を見ればケイ素が４重配位され、ジルコニウムが６重配位され、ナトリウムが８重配位されていると考えられる；ナルサルスカイト（Ｎａｒｓａｒｓｕｋｉｔ）については：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ  ４７（１９６２），５３９から、この出典を見ればケイ素が４重配位され、チタンが６重配位され、ナトリウムが７重配位されていると考えられる；ケイ酸亜鉛二ナトリウムについては：Ａｃｔａ  Ｃｒｙｓｔ．（１９７７），Ｂ３３，１３３３−１３３７から、この出典を見ればケイ素および亜鉛が４重配位され、ナトリウムが７重配位されていると考えられる；二酸化ケイ素については、四面体配位が一般的に知られていると考えられる；コージエライト（菫青石）については：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ７７，ｐａｇｅｓ  ４０７−４１１，１９９２から、この出典を見ればケイ素およびアルミニウムが４重配位され、マグネシウムが６重配位されていると考えられる；ダンビュライトについては：Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ  ５９，ｐａｇｅｓ  ７９−８５，１９７４から、この出典を見ればケイ素およびホウ素が４重配置され、カルシウムが７重配位されていると考えられる。
【００５９】
化合物のイオン化度（Ｐａｕｌｉｎｇに従ったイオン化度、Ａｌｂｅｒｔｏ  Ｇａｒｃｉａ，Ｍａｒｖｏｎ  Ｃｏｈｅｎ，Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  Ｉｏｎｉｃｉｔｙ  Ｓｃａｌｅｓ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ  １９９３からの式（３）（上記を参照されたい）に従って計算）にカチオンの価数または原子価を乗算すると、カチオンが網目構造を離れることによって引き起こされる網目構造の破壊を表す指数が得られる。カチオンの原子価は、電気的中性の理由からカチオンを置き換えなければならないヒドロニウムイオンの数を示す。各ヒドロニウムイオンはガラス中の１．５個の酸素架橋を破壊し、これは酸攻撃時に観察されるゲル化をもたらす（例えばＴ．Ｇｅｉｓｌｅｒ，Ａ．Ｊａｎｓｓｅｎ，Ｄ．Ｓｃｈｅｉｔｅｒ，Ｔ．Ｓｔｅｐｈａｎ，Ｊ．Ｂｅｒｎｄｔ，Ａ．Ｐｕｔｎｉｓ，Ａｑｕｅｏｕｓ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ｏｆ  ｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ  ｕｎｄｅｒ  ａｃｉｄｉｃ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：Ａ  ｎｅｗ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ  ３５６（２０１０）１４５８−１４６５を参照されたい）。
【００６０】
それぞれの指数と１モルのガラス中の考察されるカチオンのモル数との乗算および全てのカチオンにわたる加算は、ガラスへの酸攻撃が最初に引き起こす網目構造破壊の程度の指標となる（これ以降：「酸指数」）。特に、そのつど構成相から製造されるガラスの酸指数を突き止める。ガラスの分解が構成相にある場合、モル百分率で示されるそれぞれの構成相の割合に、上述の酸指数を乗じ、引き続き全ての構成相にわたって加算される。
【００６１】
注目すべきことに、ＤＩＮ  １２１１６に従った酸のクラスとの明確な関係がある；酸指数範囲２００〜２１５では、酸クラスは急激に増加する。その結果、＜２００の酸指数が望ましい。
【００６２】
本発明によるベースガラス系の構成相について、酸指数ｋｉが以下の表にまとめられているので、本発明によるガラスの指数は次の式に従って計算することができる：
【数５】
2020015660.tif 000012
【００６３】
式中、ｎは構成相の数であり、ｃｉはそれぞれのモル分率（モルパーセント／１００）である。
【００６４】
【表７】
2020015660.tif 000013
【００６５】
熱膨張係数
驚くべきことに、所望の範囲内の熱膨張係数の位置も、非常に単純な計算規則によって表すことができる。これは平均結合強度によるものである。
【００６６】
文献から、熱膨張係数は、例えば金属の場合、結合エネルギー（または「原子間ポテンシャル井戸の深さ」）に反比例することが知られている（例えばＨ．Ｆｏｅｌｌ，Ｓｋｒｉｐｔ  ｚｕｒ  Ｖｏｒｌｅｓｕｎｇ  “Ｅｉｎｆｕｅｈｒｕｎｇ  ｉｎ  ｄｉｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔ  Ｉ”，Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ  Ａｌｂｒｅｃｈｔｓ−Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｅｔ  Ｋｉｅｌ，ｐｐ．７９−８３を参照されたい）。
【００６７】
酸化物ガラスの簡単なイメージでは、カチオンはそれぞれ周囲の酸素原子によって形成されたポテンシャル井戸に配置され、周囲の酸素原子への異なる単結合の結合強度の合計をその深さとして、つまり、中心のカチオンおよび周辺の酸素原子を持つポテンシャル井戸に相互作用エネルギー全体を集中させたものとして想定する。それにより、逆の場合を考慮する必要がもはやなくなる；酸素原子はいくつかの異なる種類のカチオンの間に位置する可能性があるため、分析がより困難になる可能性があるが、これは逆に純粋に酸化物ガラスでは起こり得ない。これらの値は、例えば独国特許出願公開第１０２０１４１１９５９４号明細書(DE 10 2014 119 594 A1)において表にまとめられている：
【表８】
2020015660.tif 000014
【００６８】
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｒ、ＢａおよびＺｎに関するこれらの値は、独国特許出願公開第１０２０１４１１９５９４号明細書(DE 10 2014 119 594 A1)から得られるものではないが、そこに引用されている出典を用いて、そこに記載されているのと全く同じ方法に従って計算されている。
【００６９】
上記の構成相からのガラスの組成、それぞれの相に含まれる異なるカチオンの数、およびカチオンごとに上で表にしたポテンシャル井戸深さから、平均ポテンシャル井戸深さを算出することができる：
【数６】
2020015660.tif 000015
【００７０】
式中、ｍは、発生するカチオン型の数であり、Ｅｐｏｔ，ｊは、上で表にしたｊ番目のカチオン型に関するポテンシャル井戸深さであり、ｚｊ、ｉは、ｉ番目の構成相におけるｊ番目のカチオン型のカチオンの数である。ｊに関する合計は以下の表にまとめている：
【表９】
2020015660.tif 000016
【００７１】
この平均結合強度は、例えば金属の場合のように（上記で示したＨ．Ｆｏｅｌｌを参照されたい）、熱膨張係数に反比例の関係にある。いくつかの関連しているガラスを評価すると、次の式が得られる：
【数７】
2020015660.tif 000017
【００７２】
結合強度は融点に反比例するので、融点と膨張係数との間にも逆比例が当てはまる（これに関しても上記で示したＨ．Ｆｏｅｌｌを参照されたい）。融点は非化学量論的ガラスについては明確に定義されていないので、一般的に融点と呼ばれる温度（粘度は１００ｄＰａｓ）と膨張係数との間には傾向に従った関係だけがある。これに関して、本発明によるガラスは確実に溶融される。
【００７３】
良好な溶融性に対する要求は、可能な限り高い熱膨張係数を示唆しているが、それとは逆に、場合によっては必要な熱後処理時における可能な限り低い熱応力に対する要求は、可能な限り低い熱膨張係数を示唆している。２つの要件の組み合わせは、膨張係数または平均ポテンシャル井戸深さに関して、ここで好ましい中間範囲をもたらす。
【００７４】
本発明による熱膨張係数は、好ましくは７〜１０ｐｐｍ／Ｋ、特に好ましくは８〜９ｐｐｍ／Ｋ、非常に好ましくは９〜１０ｐｐｍ／Ｋである。これは、本発明のガラスについて式（８）を使って計算することができるＣＴＥの値である。
【００７５】
化学強化性
最適な交換性を確保するために、本発明によるガラスのＮａ２Ｏ含有量は、特に８モル％〜１６モル％である。これは、組成物を対応する酸化物組成に変換した後のこの酸化物のモル分率を指す。
【００７６】
さらに、熱膨張係数との関係から高い交換性を確保するためには、熱膨張係数の高い値が求められている（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄｓ  ４５５（２０１７）７０−７４を参照されたい）。熱膨張係数に関する上記の説明から読み取られるように、これは特にアルカリ金属またはアルカリ土類金属イオンの添加によって増大する。これは、同様に耐アルカリ性に関する上記の説明から読み取られるように、アルカリ性媒体への溶解における推進力との関係から、高いアルカリ耐性にもつながる。しかしながら、これはまた、上記の規則に従って決められたｐＨ値の増大にもつながり、そのことによりまた耐加水分解性が低下する。
【００７７】
それゆえ、一方では熱膨張係数の１０００倍（ｐｐｍ／Ｋ）と、他方ではｐＨ値とＩＳＯ  ６９５に従って計算されたアルカリ性媒体中の除去速度（ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ））の積との商が、少なくとも９．２５、さらに好ましくは少なくとも９．５、特に好ましくは少なくとも９．７５、非常に好ましくは少なくとも１０であるガラスが本発明によるものである。これらは、いずれの場合も、熱膨張係数、ｐＨ値およびＩＳＯ  ６９５に従った除去速度の計算値である。
【００７８】
適切な構成相の選択
アルバイト
本発明のガラスにおいて構成相として表されるベースガラスは、アルバイトガラスである。理想的なアルバイト（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）は、その構造が骨格内で可動性のナトリウムイオンを有するＳｉＯ４−およびＡｌＯ４四面体の骨格からなることに基づき高いナトリウム拡散率を有することが知られている（Ｇｅｏｃｈｉｍｉｃａ  ｅｔ  Ｃｏｓｍｏｃｈｉｍｉｃａ  Ａｃｔａ，１９６３，Ｖｏｌ．２７，ｐｐ．１０７−１２０を参照されたい）。それゆえ、ある割合のアルバイトガラスは、高いナトリウム移動度に寄与し、これはイオン交換ひいてはガラスの化学強化性を促進する結果になる。さらに高いナトリウム拡散率を有するネフェリン（霞石）（カリウムを含まない人工変種：ＮａＡｌＳｉＯ４）と比較して、アルバイトは、はるかに低い融点（１１００〜１１２０℃）という利点を有し、これはガラスの溶融性を改善する。
【００７９】
アルバイトの量が少なすぎると、ナトリウムのカリウムへの交換に関してイオン交換性または化学強化性が損なわれる。純粋なアルバイトガラスは、おそらく最適な化学強化性を有するであろうが、要求される耐化学性、特に耐酸性に関しては満足のいくものではないであろう。本発明によれば、１モルのアルバイトは、１モルの（Ｎａ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２）／８を意味すると理解される。
【００８０】
本発明によるガラス中のアルバイトの割合は、少なくとも１０モル％かつ最大でも６０モル％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、少なくとも１２モル％、少なくとも１３．５モル％、少なくとも１５モル％、少なくとも２０モル％または少なくとも３０モル％である。特定の実施形態では、アルバイトの割合は、最大５９モル％、最大５１モル％、最大４５モル％または最大４０モル％である。
【００８１】
オーソクレースに対するアルバイトのモルパーセントにおける割合の比は、本発明によれば、好ましくは１．５５超、特に２超である。
【００８２】
全ての成分は、水酸化物として、耐加水分解性の測定においてｐＨ値に影響を及ぼす。水酸化アルミニウムは、中性水溶液および弱アルカリ液には難溶性である；しかしながら、溶解度限界は、耐加水分解性の測定において生じる濃度をはるかに超えている。
【００８３】
リードマーグネライト
アルバイトのホウ素類似体であるリードマーグネライト（理想的な組成ＮａＢＳｉ３Ｏ８を意味する）は、アルバイトよりも１原子当たりの角度自由度の数が著しく少なく、すなわち０．２３５４７０２２９である。それゆえ、本発明によるガラスは、更なるベースガラスとしてリードマーグネライトを含有することが好ましい。このベースガラスは、アルバイトガラスと同様にＳｉＯ４およびＢＯ４四面体から構成されているが、Ａｌ−Ｏ結合と比較してＢ−Ｏ結合の結合強度が大きいため、緊密なメッシュ構造を有している。さらに、Ｂ−Ｏ結合はＡｌ−Ｏ結合よりも共有結合的である。両方とも、骨格中で可動性のナトリウム原子にアンダーソンとスチュアートの理論に従って（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．  １２，５７３−５８０）アルバイトガラスよりも高い熱活性化エンタルピーを持たせるので、同じ温度でのナトリウムイオン移動度への寄与は、アルバイトガラスよりもリードマーグネライトガラスにおいて低い。本発明によれば、１モルのリードマーグネライトは、１モルの（Ｎａ２Ｏ・Ｂ２Ｏ３・６ＳｉＯ２）／８を意味すると理解される。
【００８４】
本発明によるガラス中のリードマーグネライトの割合は、少なくとも０モル％、最大でも３５モル％である。有利には、含有量は＞０モル％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、最大２５モル％、より好ましくは最大１５モル％または最大５モル％である。特定の実施形態は、リードマーグネライトを含まない。
【００８５】
全ての成分は、水酸化物として、耐加水分解性の測定においてｐＨ値に影響を及ぼす。
【００８６】
オーソクレース
可能性としてある分離傾向を抑えるために、第二の相として、アルバイトのカリウム類似体であるオーソクレースが加えられる。１モルのオーソクレースは、１モルの（Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・６ＳｉＯ２）／８を意味すると理解される。
【００８７】
本発明によるガラス中のオーソクレースの割合は、少なくとも３．５モル％かつ最大でも２０モル％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、少なくとも５モル％または少なくとも８モル％である。特定の実施形態は、１０モル％超のオーソクレースを有し得る。有利な実施形態では、この相の割合は最大１５モル％である。オーソクレースとナトロシライトの割合の合計は、好ましくは４５モル％未満、特に４０モル％未満である。
【００８８】
全ての成分は、水酸化物として、耐加水分解性の測定においてｐＨ値に影響を及ぼす。
【００８９】
ナトロシライト
第二の良好なナトリウムイオン伝導相として、公知のイオン伝導体であるナトロシライトが添加される（Ｍ．Ｌ．Ｆ．Ｎａｓｃｉｍｅｎｔｏ，Ｅ．Ｎａｓｃｉｍｅｎｔｏ，Ｗ．Ｍ．Ｐｏｎｔｕｓｃｈｋａ，Ｍ．Ｍａｔｓｕｏｋａ，Ｓ．Ｗａｔａｎａｂｅ，Ｔｅｓｔ  ｏｆ  Ａｎｄｅｒｓｏｎ−Ｓｔｕａｒｔ  ｍｏｄｅｌ  ｉｎ  ｓｏｄｉｕｍ  ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓｅｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｇｅｎｅｒａｌ  Ａｒｒｈｅｎｉａｎ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｒｕｌｅ  ｉｎ  ｗｉｄｅ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｒａｎｇｅ，  Ｃｅｒａｍｉｃａ  ５２（２００６）２２−３０を参照されたい）。１モルのナトロシライトは、１モルの（Ｎａ２Ｏ・２ＳｉＯ２）／３を意味すると理解されている。
【００９０】
本発明によるガラス中のナトロシライトの割合は、０〜４０モル％、有利には＞０モル％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、少なくとも３．５モル％、少なくとも８モル％、または少なくとも１０モル％である。有利には、ナトロシライトの割合は、最大３５モル％、最大３０モル％または最大２５モル％であり得る。
【００９１】
好ましい実施形態では、ナトロシライトの割合は、オーソクレースの割合を超える。アルバイトとナトロシライトの割合の合計は、有利には少なくとも４０モル％である。
【００９２】
全ての成分は、水酸化物として、耐加水分解性の測定においてｐＨ値に影響を及ぼす。
【００９３】
パラケルディシット
更なるナトリウム伝導相として、パラケルディシットが添加される。結晶として、パラケルディシットは、ケイ素四面体とジルコニウム八面体の三次元網目構造であり、その間のボイドに８重配位のナトリウム原子がある。このゼオライト様の緩い（ナトリウムの非常に高い配位数）構造はイオン移動度を支持する。構造的に関連したカリウム類似体、キビンスカイト(Khibinskit)が存在するので、ナトリウムをカリウムと交換することも可能である（Ｇ．Ｒａａｂｅ，Ｍ．Ｈ．Ｍｌａｄｅｃｋ，Ｐａｒａｋｅｌｄｙｓｈｉｔ  ｆｒｏｍ  Ｎｏｒｗａｙ，Ｃａｎａｄｉａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ  Ｖｏｌ．１５，ｐｐ．１０２−１０７（１９７７）を参照されたい）。
【００９４】
これは、イオン交換中にナトリウムイオンおよびカリウムイオンを迅速に移動させるのに有利である。ナトリウムをカリウムと交換したときの張力の増大は、緩い網目構造のためにかなり低い；しかしながら、上記の用途のために、高い強化よりも大きな交換深さを達成することがより重要である（イオン交換時の交換深さがスクラッチなどの可能性としてある表面損傷の深さよりも大きい場合にのみ、強化はその目的を果たす）。
【００９５】
含有ジルコニウムは、耐加水分解性の測定にとって重要である。水酸化ジルコニウムは水溶液中および弱アルカリ液中で沈殿するが、特定の濃度から初めて沈殿し、これは耐加水分解性測定では達成されない。そのｐｋａ値のために、これにはｐＨ低下効果がある。
【００９６】
１モルのパラケルディシットは、１モルの（Ｎａ２Ｏ・ＺｒＯ２・２ＳｉＯ２）／４を意味すると理解される。本発明によるガラス中のパラケルディシットの割合は０〜２０モル％、有利には＞０モル％である；上限は、ジルコニウムに関連した失透問題を考慮して選択される。本発明によるガラス中の好ましい割合は、最大５モル％または最大３モル％である。特定の実施形態は、この成分を含まない。
【００９７】
ナルサルスカイト
結晶として、ナルサルスカイトは、ケイ素四面体とチタン八面体の三次元網目構造であり、その間のボイドに７重配位のナトリウム原子がある。この構造はイオン移動度を支持する（Ｄ．Ｒ．Ｐｅａｃｏｒ，Ｍ．Ｊ．Ｂｕｅｒｇｅｒ，Ｔｈｅ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｎａｒｓａｒｓｕｋｉｔｅ，Ｎａ２ＴｉＯＳｉ４Ｏ１０，Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ  Ｖｏｌ．６７，５−６  ｐｐ．５３９−５５６  （１９６２）を参照されたい）。カリウム類似体が存在するので（Ｋ．Ａｂｒａｈａｍ，Ｏ．Ｗ．Ｆｌｏｅｒｋｅ，ａｎｄ  Ｋ．Ｋｒｕｍｂｈｏｌｚ，Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｄａｒｓｔｅｌｌｕｎｇ  ｕｎｄ  Ｋｒｉｓｔａｌｌｄａｔｅｎ  ｖｏｎ  Ｋ２ＴｉＳｉ３Ｏ９，Ｋ２ＴｉＳｉ４Ｏ１１，Ｋ２ＴｉＳｉ６Ｏ１５，Ｋ２ＺｒＳｉ３Ｏ９  ｕｎｄ  Ｋ２Ｏ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ，Ｆｏｒｔｓｃｈｒ．Ｍｉｎｅｒａｌ  ４９（１９７１），５−７を参照されたい）、ナトリウムをカリウムと交換することも可能である。
【００９８】
含有チタンは、水溶液およびアルカリ液中で二酸化チタンとして沈殿し、耐加水分解性の測定に影響を及ぼさない。
【００９９】
１モルのナルサルスカイトは、１モルの（Ｎａ２Ｏ・ＴｉＯ２・４ＳｉＯ２）／６を意味すると理解される。本発明によるガラス中のナルサルスカイトの含有量は０〜２０モル％、有利には＞０モル％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、最大１０モル％または最大５モル％である。特定の実施形態は、ナルサルスカイトを含まない。
【０１００】
ケイ酸亜鉛二ナトリウム
結晶として、ケイ酸亜鉛二ナトリウムは、ケイ素四面体と亜鉛四面体の三次元網目構造であり、その間のボイドに少なくとも７重配位のナトリウム原子がある。この構造はイオン移動度を支持する（Ｋ．−Ｆ．Ｈｅｓｓｅ，Ｆ．Ｌｉｅｂａｕ，Ｈ．Ｂｏｅｈｍ，Ｄｉｓｏｄｉｕｍｚｉｎｃｏｓｉｌｉｃａｔｅ，Ｎａ２ＺｎＳｉ３Ｏ８，Ａｃｔａ．Ｃｒｙｓｔ．Ｂ３３（１９７７），１３３３−１３３７を参照されたい）。カリウム類似体が存在するので（Ｗ．Ａ．Ｄｏｌｌａｓｅ，Ｃ．Ｒ．Ｒｏｓｓ  ＩＩ，Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｏｆ  Ｋ２ＺｎＳｉ３Ｏ８，Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ  ｆｕｅｒ  Ｋｒｉｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｅ  ２０６（１９９３），２５−３２を参照されたい）、カリウムをナトリウムと交換することが容易に可能であるが、大きなボイドは、イオン交換時の構造の大きな「膨張」を示唆するものではないので、表面で高い圧縮強化が所望される場合には、ケイ酸亜鉛二ナトリウムの割合は制限されていなければならない。
【０１０１】
含有亜鉛は、両性水酸化亜鉛として、耐加水分解性の測定においてｐＨ値にほとんど影響を及ぼさない。中性水溶液には難溶性である；しかしながら、溶解度限界は、耐加水分解性の測定において生じる濃度をはるかに超えている。
【０１０２】
１モルのケイ酸亜鉛二ナトリウムは、１モルの（Ｎａ２Ｏ・ＺｎＯ・３ＳｉＯ２）／５を意味すると理解される。本発明によるガラス中のケイ酸亜鉛二ナトリウムの含有量は０〜３５モル％、特に＞０モル％である。好ましい実施形態では、ケイ酸亜鉛二ナトリウムの割合は、少なくとも８モル％、少なくとも１０モル％または少なくとも１５モル％または少なくとも２０モル％さえでもある。この成分の含有量は、最大３０モル％または最大２５モル％に制限され得る。
【０１０３】
二酸化ケイ素、コージエライト、ダンビュライト
これまでに述べた全ての構成相はアルカリを含む。アルカリ含有ガラスは、アルカリ含有量のレベルに応じて、高い膨張係数（例えば８〜１０ｐｐｍ／Ｋ）を有する。平均膨張係数も可能にするために、その寄与が膨張係数を大幅に下げる（例：ＳｉＯ２）か、平均値にシフトさせる相が添加される。
【０１０４】
耐アルカリ性、耐加水分解性、耐酸性に関しては、これらの更なる相の挙動が異なるため、混合物が望ましい。構成相としての純粋な二酸化ケイ素は、耐アルカリ性、加水分解性および耐酸性の増加につながる。さらに、アルカリ土類アルミノケイ酸塩のコージエライトおよびダンビュライトは、耐加水分解性の低下をもたらす。アルカリ土類金属化合物は、耐加水分解性の測定においてｐＨ値に影響を及ぼす。対応する水酸化物は、中性水溶液およびアルカリ液には難溶性である；しかしながら、溶解度限界は、耐加水分解性の測定において生じる濃度をはるかに超えている。
【０１０５】
本発明によるＳｉＯ２の割合は、０〜３５モル％、特に＞０モル％または少なくとも１モル％、有利には少なくとも３モル％でさえある。ＳｉＯ２の割合が多すぎると、処理温度が上昇し、重要な構成相の所望の特性が抑制される。本発明によるガラス中の好ましい割合は、少なくとも２０モル％、好ましくは最大１５モル％、最大１０モル％または最大５モル％である。
【０１０６】
１モルのコージエライトは、１モルの（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）／９を意味すると理解される。本発明によるガラス中のコージエライトの割合は０〜３０％、特に＞０モル％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、少なくとも８モル％、特に少なくとも１４モル％、少なくとも１８モル％、特に少なくとも２２モル％である。好ましい実施形態では、コージエライトの割合は２５モル％未満である。
【０１０７】
二酸化ケイ素に対するコージエライトの（モルパーセントにおける）有利な比は、少なくとも３または少なくとも４である。
【０１０８】
１モルのダンビュライトは、１モルの（ＣａＯ・Ｂ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）／４を意味すると理解される。本発明によるガラス中のダンビュライトの割合は、０〜２０モル％、特に＞０モル％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、最大１０モル％または最大５モル％である。特定の実施形態は、ダンビュライトを含まない。
【０１０９】
ＳｉＯ２、ダンビュライトおよびコージエライトの総含有量は、有利には少なくとも１０モル％または少なくとも２０モル％でさえある。
【０１１０】
更なる成分
既に述べた成分に加えて、ガラスは、本明細書で「残分」と呼ばれる更なる成分を含有してもよい。本発明によるガラスの残分の割合は、適切なベースガラスを慎重に選択することによって設定されるガラス特性を乱さないために、有利には最大でも３モル％である。特に、個々の酸化物、特に二酸化リチウムの含有量は、最大１．５モル％に制限される。特に好ましい実施形態では、ガラス中の残分の割合は、最大でも２モル％、より好ましくは最大でも１モル％または最大でも０．５モル％である。残分は、本明細書に記載のベースガラスに含まれない酸化物を特に含む。したがって、残分は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｎａ２ＯまたはＫ２Ｏを特に含まない。
【０１１１】
本明細書においてガラスが成分もしくは構成相を含まないか、または特定の成分または構成相を含まないとされる場合、この成分または構成相は、せいぜいガラス中の不純物として存在し得ることを意味する。これは、実質的な量で添加されていないことを意味する。実質的でない量は、本発明によれば、１０００ｐｐｍ（モル）未満、または３００ｐｐｍ（モル）未満、好ましくは１００ｐｐｍ（モル）未満、特に好ましくは５０ｐｐｍ（モル）未満、最も好ましくは１０ｐｐｍ（モル）未満の量である。本発明のガラスは、鉛、ヒ素、アンチモン、ビスマスおよび／またはカドミウムを特に含まない。
【０１１２】
式中で残分は生じない。ｐＨ値の式を除いて、全ての公式は、構成相からなる割合が１００％になるように与えられている。ｐＨ値の式において、残分は無視されている。
【０１１３】
酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＰ２Ｏ５の割合は、好ましくは４モル％未満、より好ましくは３モル％未満、さらにより好ましくは２モル％未満、さらにより好ましくは１モル％未満、さらにより好ましくは０．５モル％未満である。特に好ましくは、ガラスはＰ２Ｏ５を含まない。
【０１１４】
酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＣａＯのモル割合に対するＢ２Ｏ３のモル割合の比は、好ましくは少なくとも１、さらに好ましくは少なくとも１．１である。
【０１１５】
酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＭｇＯのモル割合に対するＡｌ２Ｏ３のモル割合の比は、好ましくは少なくとも１、さらに好ましくは少なくとも１．１である。
【０１１６】
酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＫ２Ｏのモル割合に対するＡｌ２Ｏ３のモル割合の比は、好ましくは少なくとも１、さらに好ましくは少なくとも１．１である。
【０１１７】
酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＳｒＯおよび／またはＢａＯの割合は、好ましくは最大でも３モル％、さらに好ましくは最大でも２モル％、さらに好ましくは最大でも１モル％、さらに好ましくは最大でも０．５モル％である。特に好ましくは、ガラスはＳｒＯおよび／またはＢａＯを含まない。
【０１１８】
酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＬｉ２Ｏの割合は、好ましくは最大でも４モル％、さらに好ましくは最大でも３モル％、さらに好ましくは最大でも２モル％、さらに好ましくは最大でも１モル％、さらに好ましくは最大でも０．５モル％である。特に好ましくは、ガラスはＬｉ２Ｏを含まない。
【０１１９】
酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のフッ素の割合は、好ましくは最大でも４モル％、さらに好ましくは最大でも３モル％、さらに好ましくは最大でも２モル％、さらに好ましくは最大でも１モル％、さらに好ましくは最大でも０．５モル％である。特に好ましくは、ガラスはフッ素を含まない。
【０１２０】
好ましいガラス組成
好ましい実施形態は、上述のベース系の範囲で、所望の熱膨張および所望のナトリウム濃度の規準値から生じる。
【０１２１】
本発明による課題の解決策は、規準値を維持しながら、アルカリ性媒体中での低い除去速度（上記のＩＳＯ  ６９５を参照されたい）、低いｐＨ値および高い耐酸性の組合せを達成することである。これは上記式（１）〜（６）を使って行われる。本明細書において、耐酸性指数、ＩＳＯ  ６９５に従った除去速度、ＣＴＥおよび／またはｐＨ値について言及する場合、他に明記されない限り、それらは常に計算値を意味する。
【０１２２】
好ましい組成は、ガラスを構成する以下の相によって特徴付けられる：
【表１０】
2020015660.tif 000018
【０１２３】
製造
本発明のガラスの、以下の工程を有する製造方法も、本発明によるものである：
−  ガラス原料を溶融する工程、
−  任意に、溶融ガラスからガラス物品、特にガラス管、ガラスリボン、またはガラス板を形成する工程、
−  ガラスを冷却する工程
を有する。
【０１２４】
ガラスの形成は、引き上げ法、特に管引き上げ法または板ガラスの引き上げ法、例えば、特にダウンドロー法、例えばスロットダウンドロー法またはオーバーフローフュージョン法を含み得る。
【０１２５】
冷却は、冷却剤、例えば冷却液を使用した能動的な冷却であり得るか、または受動冷却によって実施することができる。有利には、６００μｍ／ガラスリボン厚さで平均して少なくとも４００Ｋ／分の冷却速度が望ましく、好ましくは６００μｍ／ガラスリボン厚さで平均して少なくとも４５０Ｋ／分の冷却速度が望ましい。例えば、厚さ１００μｍのガラスリボンの冷却速度は、少なくとも２４００Ｋ／分、有利には２７００Ｋ／分である必要がある。これは、付形の目標厚さを指して言う。冷却速度が速いと、イオン交換性が向上する。なぜなら、こうして冷却されたガラスは、ゆっくりと冷却されたガラスよりも高い仮想温度ひいては低い密度を有するからである（米国特許第９９１４６６０号明細書(US 9,914,660 B2)を参照されたい）。さらに、この場合に好ましい引き上げ法では引き上げ速度と相関するより高い冷却速度が、こうして製造された薄板ガラスのうねりおよび反り（「ｗａｒｐ」）を最小限にするためのより管理しやすいプロセスをもたらすことがわかった。この観察の可能な説明は、ガラスが粘弾性材料であり、これは同じ温度で無限に遅いプロセスの境界例では粘性液体のように挙動し、無限に速いプロセスの境界例では弾性固体のように挙動するということである。したがって、高速プロセスでは、引き上げプロセスにおいてガラスリボンをスムーズに引き上げることができる。
【０１２６】
ただし、冷却速度が極端に速いとガラスに応力が生じる可能性があり、ガラスに誤差が生じる可能性があることに留意されたい。薄板ガラスの引き上げにおいては、薄板ガラスリボンの有用な部分は両側、いわゆる（ガラスの）耳の２つの増厚部の間にあり、ガラスの引き上げは、（ガラスの）耳の機械的操作によって行われることに留意されたい。（ガラスの）耳とガラスの有用な部分との間の温度差は大きすぎてはならない。したがって、好ましい実施形態では、冷却速度は、６００μｍ／ガラスリボン厚さで平均して最大でも１０００Ｋ／分に制限される。これは、付形の目標厚さを指して言う。
【０１２７】
前の段落で説明した冷却速度は、溶融ガラスが温度Ｔ１から温度Ｔ２に冷却される平均冷却速度に関し、ここで、温度Ｔ１は、ガラスのガラス転移温度ＴＧよりも少なくとも高く、温度Ｔ２は、Ｔ１よりも少なくとも１５０℃低い。
【０１２８】
使用およびガラス物品
ガラスに加えて、ガラスから形成されたガラス物品、例えばガラスリボン、ガラスシート、ガラスウェハ、ガラス管および容器（ボトル、アンプル、カートリッジ、注射器など）、ならびに化学強化用のガラスの使用およびガラス管および医薬品容器、特に一次包装の製造用の使用も、本発明によるものである。ガラス物品は、医薬製品の包装手段として、特に液体用の容器として使用することを好ましくは意図している。これらの使用の範囲で、耐加水分解性および耐アルカリ性が特に重要である。
【０１２９】
好ましいガラス物品は、２ｍｍ未満、特に１ｍｍ未満、５００μｍ未満、２００μｍ未満、１００μｍ未満、さらには５０μｍ未満の厚さを有する。特にそのような薄いガラスの場合、本発明のガラスは、従来技術の同様のガラスと比較してアルバイトが少ないので適している。交換深さの付随的な損失は、これらの非常に薄いガラスにおいて克服される。
【０１３０】
ガラス物品は、有利には、６００μｍ／ガラスリボン厚さで少なくとも４００Ｋ／分の冷却速度Ｋを伴う温度Ｔ１から温度Ｔ２への連続冷却に対応する冷却状態を有し、ここで、温度Ｔ１は、ガラスのガラス転移温度ＴＧよりも少なくとも高く、温度Ｔ２は、Ｔ１よりも少なくとも１５０℃低い。好ましい実施形態では、Ｋは、６００μｍ／ガラスリボン厚さで少なくとも４５０Ｋ／分である。Ｋは、６００μｍ／ガラスリボン厚さで最大でも１０００Ｋ／分に制限されていてよい。これは、付形の目標厚さを指して言う。対応する冷却速度は、米国特許第９９１４６６０号明細書(US 9,914,660 B2)に記載されているように、ガラス物品で簡単に測定することができる。冷却速度に関してそこに示される関係および説明は、本発明にも適用される。特に、より速く冷却されたガラス物品は、より遅く冷却されたガラス物品よりも密度が低くなる。
【０１３１】
従来技術からの比較例
以下、多数の従来技術からのガラス組成物を、これらの組成物が本発明のベースガラス系を使って説明することが可能であるかどうか、もしそうであれば、組成範囲が重複するかどうかについて調べる。
【０１３２】
比較例１
第１の比較例は、良好な化学強化挙動を有するが、耐酸性が比較的低い市販のアルミノケイ酸塩ガラスである。組成は次のとおりである：
【表１１】
2020015660.tif 000019
【０１３３】
構成相への変換により次の結果が得られる：
【表１２】
2020015660.tif 000020
【０１３４】
つまり、このガラスは、本発明によるベース系に含まれない。
【０１３５】
比較例２〜９
比較例２〜９は、独国特許出願公開第１０２０１５１１６０９７号明細書(DE 10 2015 116097 A1)から引用している。独国特許出願公開第１０２０１５１１６０９７号明細書(DE 10 2015 116097 A1)は、耐加水分解性の高い化学強化可能なガラスを教示している。独国特許出願公開第１０２０１５１１６０９７号明細書(DE 10 2015 116097 A1)は、そこにＶ１〜８として記載されている以下の比較例の欠点を議論することにより、これまでの一般的な従来技術とは区別される。これらの組成は次のとおりである：
【表１３】
2020015660.tif 000021
【０１３６】
構成相への変換から、組成物Ｖ１〜Ｖ８のいずれも本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【０１３７】
比較例１０〜１７は、独国特許出願公開第１０２０１５１１６０９７号明細書(DE 10 2015 116097 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中でガラス１〜８として表される実施例である。これらの組成は次のとおりである：
【表１４】
2020015660.tif 000022
【０１３８】
構成相への変換から、組成物１〜８のいずれも本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【０１３９】
比較例１８〜１６２
比較例１８〜１６２は、米国特許第９７８３４５３号明細書(US 9,783,453 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜１４５で表される例である。これらは全て少なくとも４モル％のＰ２Ｏ５を含み、本発明によるベース系には含まれない。
【０１４０】
比較例１６３〜２１３
比較例１６３〜２１３は、米国特許出願公開第２０１５／０３０８２７号明細書(US 2015/030827 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号Ａ１〜Ａ２７ならびにＣ１〜Ｃ２４で表される例である。これらは全て８モル％未満のＮａ２Ｏを含み、本発明によるベース系には含まれない。
【０１４１】
比較例２１４〜２６１
比較例２１４〜２６１は、米国特許第９７０１５８０号明細書(US 9,701,580 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜４８で表される例である。独立請求項１によれば、５９モル％〜７６モル％のＳｉＯ２、１６モル％〜２０モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％のＢ２Ｏ３、０モル％〜２０モル％のＬｉ２Ｏ、１２．３モル％〜２０モル％のＮａ２Ｏ、０モル％〜８モル％のＫ２Ｏ、０モル％〜１０モル％のＭｇＯおよび０モル％〜１０モル％のＺｎＯを有するガラスからのガラス製品が特許請求され、Ａｌ２Ｏ３（モル％）−Ｎａ２Ｏ（モル％）≧−４モル％；さらに、ガラスについては「液相線粘度」（この概念は、液相線点の粘度を意味すると理解される）の特定の範囲の値（２０〜６４キロポアズ）、ガラス製品については表面で１．１ＧＰａの最小値を有するプレストレスが求められる。
【０１４２】
米国特許第９７０１５８０号明細書(US 9,701,580 B2)に記載されている例の中で、番号１〜６を次の表で説明する。番号７〜１０は全て１５モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。番号１１〜１６については、次の表で説明する。番号１７〜２０は全て１５モル％を超える、さらには１６モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。番号２１〜２６は全て酸化ホウ素が同時に存在しない状態で７モル％を超える酸化カルシウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。番号２７〜４０は全て１４モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。番号４１〜４８は全て３モル％を超える酸化ストロンチウムまたは酸化バリウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。
【表１５】
2020015660.tif 000023
【０１４３】
構成相への変換から、組成物１〜６のいずれも本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【表１６】
2020015660.tif 000024
【０１４４】
構成相への変換から、米国特許第９７０１５８０号明細書(US 9,701,580 B2)において１１〜１３で表される例は、本発明によるベース系に含まれるが、ケイ酸亜鉛二ナトリウムの割合が高すぎることから、本発明による組成範囲には含まれない。米国特許第９７０１５８０号明細書(US 9,701,580 B2)において１４〜１６で表される比較例は、本発明によるベース系には含まれない。
【表１７】
2020015660.tif 000025
【０１４５】
比較例２６２〜３５４
比較例２６２〜３５４は、米国特許第９１５６７２５号明細書(US 9,156,725 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜９３で表される例である。独立請求項１によれば、５５モル％のＳｉＯ２、当該請求項では定量化されていないＡｌ２Ｏ３の割合、１０モル％未満のＬｉ２Ｏ、当該請求項では定量化されていないＮａ２Ｏの割合、ならびに当該請求項では定量化されていないＭｇＯ、ＣａＯおよび／またはＺｎＯの割合を有するガラスが特許請求され、ここで、液相線点の粘度は、少なくとも２００キロポアズであり、弾性率は少なくとも８０ＧＰａである。
【０１４６】
通し番号１〜９３を有する例は全て４％を超える酸化リチウムを含み、本発明によるベース系には含まれていない。
【０１４７】
比較例３５５〜５８９
比較例３５５〜５８９は、米国特許第９５１７９６７号明細書(US 9,517,967 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜２３５で表される例である。米国特許第９５１７９６７号明細書(US 9,517,967 B2)は、独立請求項１において、５０モル％のＳｉＯ２、少なくとも１０モル％のＲ２Ｏ（そのうち少なくとも１０パーセントポイントはＮａ２Ｏである）、１２モル％〜２２モル％のＡｌ２Ｏ３、＞０モル％〜５モル％のＢ２Ｏ３、少なくとも０．１モル％のＭｇＯおよび／またはＺｎＯを有するガラスが特許請求され、ここで、Ｂ２Ｏ３（モル％）−（Ｒ２Ｏ（モル％）−Ａｌ２Ｏ３（モル％））≧４．５である。
【０１４８】
番号１は１３モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるものではない。番号２〜４は、次の表で説明する。番号５〜８は１３モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるものではない。番号９〜１１は、次の表で説明する。番号１２〜２４は１３モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるものではない。番号２５は、次の表で説明する。番号２６は１３モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるものではない。番号２７は、次の表で説明する。番号２８〜３０は１３モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるものではない。番号３１〜３２は、次の表で説明する。番号３３〜７２は１３モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるものではない。番号７３〜７４は次の表で説明する。番号７５〜１０３は１３モル％を超える酸化アルミニウムを含み、本発明によるものではない。番号１０４〜１０９は、次の表で説明する。
【表１８】
2020015660.tif 000026
【０１４９】
構成相への変換から、米国特許第９５１７９６７号明細書(US 9,517,967 B2)において２〜４および９〜１１および２５および２７のそれぞれで表される比較例は本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【表１９】
2020015660.tif 000027
【０１５０】
構成相への変換から、米国特許第９５１７９６７号明細書(US 9,517,967 B2)において３１〜３２で表される比較例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。構成相への変換からさらに、米国特許第９５１７９６７号明細書(US 9,517,967 B2)において７３〜７４および１０４〜１０９で表される比較例も同様に本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【表２０】
2020015660.tif 000028
【０１５１】
構成相への変換から、米国特許第９５１７９６７号明細書(US 9,517,967 B2)において１７５〜１７９で表される比較例は本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【０１５２】
比較例５９０〜６１２
比較例５９０〜６１２は、米国特許出願公開第２０１４／０５０９１１号明細書(US 2014/050911 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で「ベースガラス」または通し文字Ａ−Ｖで表される例である。これは独立請求項１において、少なくとも６５モル％のＳｉＯ２および少なくとも６モル％のＮａ２Ｏを有するガラスまたはガラス製品を特許請求し、ここで、ガラス転移点の上下の熱膨張係数の差は１０．７ｐｐｍ／Ｋ未満であり、ガラス製品は、厚さ４００μｍ未満を有するシート(Scheibe)である。
【０１５３】
「ベースガラス」および文字Ａ〜Ｅを以下の表で説明する。文字Ｆ〜Ｋは１．５％超の酸化リチウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。文字Ｌ〜Ｎは以下の表で説明する。
【表２１】
2020015660.tif 000029
【０１５４】
構成相への変換から、米国特許出願公開第２０１４／０５０９１１号明細書(US 2014/050911 A1)において「ベースガラス」またはＡ〜Ｅで表される比較例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。構成相への変換からさらに、米国特許出願公開第２０１４／０５０９１１号明細書(US 2014/050911 A1)においてＬで表される比較例は、本発明によるベース系に含まれるが、オーソクレースの割合が低すぎる結果、ガラスの失透傾向が高まることから本発明による組成範囲には含まれないことがわかる。この変換からさらに、米国特許出願公開第２０１４／０５０９１１号明細書(US 2014/050911 A1)においてＭ〜Ｎで表される比較例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【表２２】
2020015660.tif 000030
【０１５５】
比較例６１３〜６４７
比較例６１３〜６４７は、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜３５で表される例である。これは独立請求項１において、少なくとも６５モル％のＳｉＯ２および少なくとも６モル％のＮａ２Ｏを有するガラスまたはガラス製品を特許請求し、ここで、ガラス転移点の上下の熱膨張係数の差は１０．７ｐｐｍ／Ｋ未満であり、ガラス製品は、厚さ４００μｍ未満を有するシートである。
【０１５６】
番号１〜３５を以下の表で説明する。
【表２３】
2020015660.tif 000031
【０１５７】
構成相への変換から、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において１〜７で表される比較例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【表２４】
2020015660.tif 000032
【０１５８】
構成相への変換から、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において８〜１４で表される比較例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【表２５】
2020015660.tif 000033
【０１５９】
構成相への変換から、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において１５〜２１で表される比較例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【表２６】
2020015660.tif 000034
【０１６０】
構成相への変換から、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において２２〜２８で表される比較例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【表２７】
2020015660.tif 000035
【０１６１】
構成相への変換から、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において２９〜３５で表される比較例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【０１６２】
比較例６４８〜８６９
比較例６４８〜８６９は、米国特許出願公開第２０１５／１４７５７５号明細書(US 2015/147575 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し文字Ａ〜Ｅおよび通し番号１〜２１７で表される例である。独立請求項１によれば、米国特許出願公開第２０１５／１４７５７５号明細書(US 2015/147575 A1)は、５０モル％〜７２モル％のＳｉＯ２、１２モル％〜２２モル％のＡｌ２Ｏ３、６．５モル％までのＢ２Ｏ３、１モル％までのＰ２Ｏ５、１１モル％〜２１モル％のＮａ２Ｏ、０．９５モル％までのＫ２Ｏ、４モル％までのＭｇＯ、５モル％までのＺｎＯ、２モル％までのＣａＯからのガラスを特許請求し、ここで、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３≒２．０モル、Ｂ２Ｏ３−（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）＞１モル％、２４モル％＜ＲＡｌＯ４＜４５モル％、ここで、Ｒは、Ｎａ、ＫおよびＡｇの少なくとも１つの代表例であり、ガラスは本質的にＴｉＯ２を含まない。米国特許出願公開第２０１５／１４７５７５号明細書(US 2015/147575 A1)の通し文字Ａ〜Ｅおよび通し番号１〜２１７で表される例は、本発明によるベース系には含まれない。
【０１６３】
比較例８７０〜８７９
比較例８７０〜８７９は、米国特許出願公開第２０１５／１４０２９９号明細書(US 2015/140299 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜１０で表される例である。独立請求項１によれば、米国特許出願公開第２０１５／１４０２９９号明細書(US 2015/140299 A1)は、５０〜７０モル％のＳｉＯ２、５〜１２モル％のＡｌ２Ｏ３、５〜３５モル％のＢ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの少なくとも１つの代表例、ここで、１モル％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦１５モル％、５モル％までのＭｇＯ、５モル％までのＣａＯ、２モル％までのＳｒＯを有するガラスを特許請求している。番号１〜６は、８モル％未満の酸化ナトリウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。番号７〜１０は以下の表で説明する。
【表２８】
2020015660.tif 000036
【０１６４】
構成相への変換から、米国特許出願公開第２０１５／１４０２９９号明細書(US 2015/140299 A1)において７〜１０で表される例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【０１６５】
比較例８８０〜１０１４
比較例８８０〜１０１４は、国際公開第２０１５／０３１４２７号(WO 2015/031427 A2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜１３５で表される例である。番号１〜１２８は全て１３％を超える酸化アルミニウムまたは３％を超える酸化リンまたは両方を含み、本発明によるベース系には含まれない。番号１２９〜１３４は以下の表で説明する。番号１３５は３％を超える酸化リチウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。
【表２９】
2020015660.tif 000037
【０１６６】
構成相への変換から、国際公開第２０１５／０３１４２７号(WO 2015/031427 A2)において１２９〜１３４で表される例は、本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【０１６７】
比較例１０１５〜１０２６
比較例１０１５〜１０２６は、米国特許出願公開第２０１７／３２０７６９号明細書(US 2017/320769 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜１２で表される例である。その独立請求項１において、この文献は、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ２、少なくとも約１０モル％のＮａ２ＯおよびＭｇＯを含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを特許請求し、ここで、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、ＢａＯおよびＰ２Ｏ５の構成成分のうちの少なくとも１種を含まず、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、５重量パーセントのＨＣｌの酸溶液に７時間浸漬したときに０．０３０ｍｇ／ｃｍ２以下の質量損失をこうむる。番号１〜７および１０は以下の表で説明する。番号８、９、１１、１２は、１．５％超の酸化リチウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。例１および７は、それぞれ１％の酸化リチウムを含み、これは残分に追加され、番号４は０．９９％の酸化リチウムを含み、番号１０は、１．０２％の酸化リチウムを含み、これもそれぞれ残分に追加される。
【表３０】
2020015660.tif 000038
【０１６８】
構成相への変換から、米国特許出願公開第２０１７／３２０７６９号明細書(US 2017/320769 A1)において１〜７および１０のそれぞれで表される例は、本発明によるベース系に含まれるが、これらのガラスはオーソクレースの割合が低すぎる結果、ガラスの失透傾向が高まることから本発明による組成範囲には含まれないことがわかる。
【表３１】
2020015660.tif 000039
【０１６９】
比較例１０２７〜１０４４
比較例１０２７〜１０４４は、国際公開第２０１７／１５１７７１号(WO 2017/151771 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し文字Ａ〜Ｒで表される例である。それらは全て１．５モル％を超える酸化リチウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。
【０１７０】
比較例１０４５〜１０５６
比較例１０４５〜１０５６は、米国特許出願公開第２０１６／２５１２５５号明細書(US 2016/251255 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜１２で表される例である。それらは全て１６モル％を超える酸化ナトリウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。
【０１７１】
比較例１０５７〜１０６０
比較例１０５７〜１０６０は、独国特許出願公開第１０２０１３１１４２２５号明細書(DE 10 2013 114225 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号Ａ１〜Ａ４で表される例である。Ａ１およびＡ４は、本発明によるベース系には含まれない。Ａ２およびＡ３は、それぞれ５モル％のフッ素を含み、これらも本発明によるベース系には含まれない。
【表３２】
2020015660.tif 000040
【０１７２】
構成相への変換から、Ａ１、Ａ４は本発明によるベース系に含まれないことがわかる。
【０１７３】
比較例１０６１〜１０８６
比較例１０６１〜１０８６は、米国特許出願公開第２０１７／０１２１２２０号明細書(US 2017/0121220 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜２６で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６３〜７６質量％のＳｉＯ２、０〜２質量％のＢ２Ｏ３、２〜１２質量％のＭｇＯ、１〜８質量％のＣａＯ、１４．５〜１９質量％のＮａ２Ｏ、０〜３質量％のＫ２Ｏを有するガラスを特許請求している。例１〜１８および２０は全て、モルパーセントに換算して、Ａｌ２Ｏ３よりも多くのＭｇＯを含み、本発明によるベース系には含まれない。例１９および例２１〜２６は、カルシウムを含んでいるが、ホウ素は含まず、同様に本発明によるベース系には含まれない。
【０１７４】
比較例１０８７〜１１０５
比較例１０８７〜１１０５は、米国特許出願公開第２０１７／０３０５７８９号明細書(US 2017/0305789 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜１９で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６０〜６８モル％のＳｉＯ２、８〜１２モル％のＡｌ２Ｏ３、６．４〜１２．５モル％のＭｇＯ、１２〜２０モル％のＮａ２Ｏ、０．１〜６モル％のＫ２Ｏ、０．００１〜４モル％のＺｒＯ２を有するガラスを特許請求し、ここで、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの総含有量は０〜１モル％であり、不等式２×Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２≦０．４および０＜Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ≦０．３が満たされる。例１〜１７は、モルパーセントでＡｌ２Ｏ３よりも多くのＭｇＯおよびＫ２Ｏを含み、本発明によるベース系には含まれない。例１８は下記で説明する。例１９は１３モル％超のＡｌ２Ｏ３を含む。
【表３３】
2020015660.tif 000041
【０１７５】
構成相への変換から、米国特許出願公開第２０１７／０３０５７８９号明細書(US 2017/0305789 A1)において１８で表される例は、本発明によるベース系に含まれることがわかる。
【表３４】
2020015660.tif 000042
【０１７６】
計算した特性は次のとおりである：
【表３５】
2020015660.tif 000043
【０１７７】
１０００×ＣＴＥ／（ｐＨ×ＩＳＯ  ６９５−除去速度）の商の更なる計算から、９．２５未満の値になるため、このガラスは本発明の範囲には含まれない。
【０１７８】
比較例１１０６〜１１２６
比較例１１０６〜１１２６は、米国特許出願公開第２０１７／０２６００７７号明細書(US 2017/0260077 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１−１〜１−８および２−１〜２−１３で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６５〜７２質量％のＳｉＯ２、３．６〜８．６質量％のＡｌ２Ｏ３、３．３〜６質量％のＭｇＯ、６．５〜９質量％のＣａＯ、１３〜１６質量％のＮａ２Ｏ、０〜０．９質量％のＫ２Ｏを有する化学強化用のフロートガラスを特許請求し、ここで、２．２＜（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３＜５、厚さ０．１〜２ｍｍであり、表面上のスズ含有量の上限が示される。全ての例は、モルパーセントでＡｌ２Ｏ３よりも多くのＭｇＯを含み、本発明によるベース系には含まれない。
【０１７９】
比較例１１２７〜１１４１
比較例１１２７〜１１４１は、米国特許出願公開第２０１７／０２１７８２５号明細書(US 2017/0217825 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜８で表される例および通し番号１〜７で表される比較例である。この文献は、その独立請求項において、化学強化されたカバーガラスを有する構成部材を特許請求する。例１〜４および６〜７は、モルパーセントでＡｌ２Ｏ３よりも多くのＭｇＯを含み、本発明によるベース系には含まれない。例５は、本発明によるベース系に含まれるが、３０モル％超のコージエライトを含む。例８は、３モル％超のＳｒＯを含み、本発明によるベース系には含まれない。比較例１〜４として表される更なる例は、モルパーセントでＡｌ２Ｏ３よりも多くのＭｇＯを含み、本発明によるベース系には含まれない。比較例５は、例５と同じ組成を有している。比較例６は、３モル％超のＢａＯを含み、本発明によるベース系には含まれない。比較例７はＮａ２Ｏを含まない。
【０１８０】
比較例１１４２〜１１９８
比較例１１４２〜１１９８は、米国特許第８７１５８２９号明細書(US 8,715,829 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜５７で表される例である。この文献は、その独立請求項において、５０〜７４モル％のＳｉＯ２、１〜１０モル％のＡｌ２Ｏ３、６〜１５モル％のＮａ２Ｏ、４〜１５モル％のＫ２Ｏ、６．５モル％〜１５モル％のＭｇＯ、０〜０．０５モル％のＣａＯおよび０〜５モル％のＺｒＯ２を有するガラスからの化学強化ガラスプレートを特許請求し、ここで、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３≦７５モル％、１２モル％＜Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＜２５モル％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＜１５モル％が適用され、ここで、プレート厚さは０．２〜１ｍｍである。例１〜５７は全て、Ａｌ２Ｏ３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ２Ｏを含んでいるため、＞１０モル％のアルバイト割合は可能ではなく、したがって本発明によるベース系には含まれない。
【０１８１】
比較例１１９９〜１２２１
比較例１１９９〜１２２１は、米国特許第９０６０４３５号明細書(US 9,060,435 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜２３で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６７〜７５モル％のＳｉＯ２、０〜４モル％のＡｌ２Ｏ３、７〜１５モル％のＮａ２Ｏ、１〜９モル％のＫ２Ｏ、６〜１４モル％のＭｇＯおよび０〜０．７モル％のＺｒＯ２を有し、７１モル％＜ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＜７５モル％、１２モル％＜Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＜２０モル％、ＣａＯ＜１モル％であるガラスからの化学強化ガラスプレートを特許請求し、ここで、プレート厚さは＜１ｍｍである。例１〜２３は全て、Ａｌ２Ｏ３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ２Ｏを含んでいるため、＞１０モル％のアルバイト割合は可能ではなく、したがって本発明によるベース系には含まれない。
【０１８２】
比較例１２２２〜１２３６
比較例１２２２〜１２３６は、米国特許出願公開第２０１７／０１０７１４１号明細書(US 2017/0107141)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号Ｅ１〜Ｅ１５で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６１〜７５質量％のＳｉＯ２、２．５〜１０質量％のＡｌ２Ｏ３、６〜１２質量％のＭｇＯ、０．１〜８質量％のＣａＯ、１４〜１９質量％のＮａ２Ｏ、０〜１．８質量％のＫ２Ｏを有する化学強化可能なガラスを特許請求する。例Ｅ１〜Ｅ１５は、単純なソーダ石灰ガラスに属する例Ｅ１０、Ｅ１１を除いて、全てＡｌ２Ｏ３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ２Ｏを含んでいるため、＞１０モル％のアルバイト割合は可能ではなく、したがって本発明によるベース系には含まれない。Ｅ１０およびＥ１１は、１．５％超のＣａＯを含んでいるが、ホウ素は含まず、本発明によるベース系には含まれない。
【０１８３】
比較例１２３７〜１２４１
比較例１２３７〜１２４１は、米国特許第９８９００７３号明細書(US 9,890,073 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１−１〜１−３ならびに「例１」および「例２」で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６０〜７５質量％のＳｉＯ２、３．６〜９質量％のＡｌ２Ｏ３、２〜１０質量％のＭｇＯ、０〜１０質量％のＣａＯ、０〜３質量％のＳｒＯ、０〜３質量％のＢａＯ、１０〜１８質量％のＮａ２Ｏ、０〜８質量％のＫ２Ｏ、０〜３質量％のＺｒＯ２、０〜０．３質量％のＴｉＯ２、０．００５〜０．２質量％のＦｅ２Ｏ３、０．０２〜０．４質量％のＳＯ３を有する化学強化可能なガラスを特許請求し、このガラスは同時に粘度および表面のＯＨ含有量に関する特定の条件を満たす。全ての例はＡｌ２Ｏ３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ２Ｏを含んでいるため、＞１０モル％のアルバイト割合は可能ではなく、したがって本発明によるベース系には含まれない。
【０１８４】
比較例１２４２〜１２５９
比較例１２４２〜１２５９は、米国特許出願公開第２０１６／０３５５４３１号明細書(US 2016/0355431 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜１８で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６０〜７５質量％のＳｉＯ２、３〜９質量％のＡｌ２Ｏ３、２〜１０質量％のＭｇＯ、３〜１０質量％のＣａＯ、１０〜１８質量％のＮａ２Ｏ、０〜４質量％のＫ２Ｏ、０〜３質量％のＺｒＯ２、０〜０．３質量％のＴｉＯ２、０．０２〜０．４質量％のＳＯ３を有する化学強化可能なガラスを特許請求し、このガラスは同時に粘度および化学強化性に関する特定の条件を満たす。全ての例はＡｌ２Ｏ３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ２Ｏを含んでいるため、＞１０モル％のアルバイト割合は可能ではなく、または１．５％超のＣａＯをホウ素なしで含んでおり、本発明によるベース系には含まれない。
【０１８５】
比較例１２６０〜１２８３
比較例１２６０〜１２８３は、米国特許出願公開第２０１６／０３５５４３０号明細書(US 2016/0355430 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜２４で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６３〜７５質量％のＳｉＯ２、３〜１２質量％のＡｌ２Ｏ３、３〜１０質量％のＭｇＯ、０．５〜１０質量％のＣａＯ、０〜３質量％のＳｒＯ、０〜３質量％のＢａＯ、１０〜１８質量％のＮａ２Ｏ、０〜８質量％のＫ２Ｏ、０〜３質量％のＺｒＯ２、０．００５〜０．２５質量％のＦｅ２Ｏ３を有し、２≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３≦４．６の化学強化可能なガラスを特許請求し、これは同時に特定の条件を満たす。全ての例は、Ａｌ２Ｏ３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ２Ｏを含んでいるため、＞１０モル％のアルバイト割合は可能ではなく、または１．５％超のＣａＯをホウ素なしで含んでおり、本発明によるベース系には含まれない。
【０１８６】
比較例１２８４〜１３０６
比較例１２８４〜１３０６は、米国特許出願公開第２０１７／０００１９０３号明細書(US 2017/0001903 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜２３で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６０〜７２質量％のＳｉＯ２、４．４〜１０質量％のＡｌ２Ｏ３、５〜１０．９質量％のＭｇＯ、０．１〜５質量％のＣａＯ、１０〜１９質量％のＮａ２Ｏ、０〜３質量％のＫ２Ｏを有し、７≦ＲＯ≦１１およびＲＯ／（ＲＯ＋Ｒ２Ｏ）＞０．２（ここで、ＲＯは、全てのアルカリ土類金属酸化物の合計であり、Ｒ２Ｏは、全てのアルカリ金属酸化物の合計である）の化学強化可能なガラスを特許請求し、これは同時に特定の条件を満たす。全ての例はＡｌ２Ｏ３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ２Ｏを含んでいるため、＞１０モル％のアルバイト割合は可能ではなく、したがって本発明によるベース系には含まれない。
【０１８７】
比較例１３０７〜１３３２
比較例１３０７〜１３３２は、米国特許出願公開第２０１６／００８３２８８号明細書(US 2016/0083288 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１−１〜１−８、２−１〜２−１４、３−１〜３−２、４−１〜４−２で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６５〜７２質量％のＳｉＯ２、３．４〜８．６質量％のＡｌ２Ｏ３、３．３〜６質量％のＭｇＯ、６．５〜９質量％のＣａＯ、１３〜１６質量％のＮａ２Ｏ、０〜１質量％のＫ２Ｏ、０〜０．２質量％のＴｉＯ２、０．０１〜０．１５質量％のＦｅ２Ｏ３、０．０２〜０．４質量％のＳＯ３を有し、１．８≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３＜５である化学強化可能なガラスを特許請求する。全ての例は、１．５％超のＣａＯをホウ素なしで含んでおり、本発明によるベース系には含まれない。
【０１８８】
比較例１３３３〜１４２３
比較例１３３３〜１４２３は、米国特許第８５１８５４５号明細書(US 8,518,545 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号α１、α２およびＡ１〜Ａ２７ならびに１〜６２で表される例である。この文献は、その独立請求項において、６５〜８５モル％のＳｉＯ２、３〜１５モル％のＡｌ２Ｏ３、５〜１５モル％のＭｇＯ、６．５〜９質量％のＣａＯ、５〜１５モル％のＮａ２Ｏ、０〜２モル％のＫ２Ｏ、０〜１モル％のＺｒＯ２を有し、（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３）＜８８％およびＤ＜０．１８、ここで、Ｄ＝１２．８−０．１２３＊ＳｉＯ２−０．１６＊Ａｌ２Ｏ３−０．１５７＊ＭｇＯ−０．１６３＊ＺｒＯ２−０．１１３＊Ｎａ２Ｏである化学強化ガラスを特許請求する。例α１、α２、Ａ１〜Ａ２６、１〜１６、１８、２０〜２２、２４〜３６、３８〜４９、５１〜５８では、Ｋ２ＯおよびＭｇＯの割合の合計はＡｌ２Ｏ３の割合を超えているか、または差が非常に小さいので、＞１０モル％のアルバイト割合は可能ではないので、これらの例は本発明によるベース系には含まれない。例１９では、Ａｌ２Ｏ３含有量は１３％を超える。この例は、本発明によるベース系には含まれない。例Ａ２７、５９および６２は、ホウ素なしでカルシウムを含む。これらの例は、本発明によるベース系には含まれない。例１７、２３、３７、５０、６０、６１は以下の表で説明する。
【表３６】
2020015660.tif 000044
【０１８９】
構成相への変換から、米国特許第８５１８５４５号明細書(US 8,518,545 B2)において１７、２３、３７、５０で表される例は、本発明によるベース系に含まれるが、オーソクレースの割合が低すぎる結果、ガラスの失透傾向が高まることから本発明による組成範囲には含まれないことがわかる。
【表３７】
2020015660.tif 000045
【０１９０】
比較例１４２４〜１４６８
比較例１４２４〜１４６８は、米国特許出願公開第２０１４／０３６４２９８号明細書(US 2014/0364298 A1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜４５で表される例である。独立請求項１によれば、６０〜７５モル％のＳｉＯ２、５〜１５モル％のＡｌ２Ｏ３、７〜１２モル％のＭｇＯ、０〜３モル％のＣａＯ、０〜３モル％のＺｒＯ２、１０〜２０モル％のＬｉ２Ｏ、０〜８モル％のＮａ２Ｏおよび０〜５モル％のＫ２Ｏを有し、ここで、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＜２５モル％および０．５＜Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）＜１である化学強化可能なガラスが特許請求される。番号１〜４５は全て１０モル％を超える酸化リチウムを含み、本発明によるベース系には含まれない。
【０１９１】
比較例１４６９〜１４８７
比較例１４６９〜１４８７は、欧州特許第２４７４５１１号明細書(EP 2 474 511 B1)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜１９で表される例である。それらは全て本発明によるベース系には含まれない。
【０１９２】
本発明の実施例
【表３８】
2020015660.tif 000046
【０１９３】
計算した特性は次のとおりである：
【表３９】
2020015660.tif 000047
【０１９４】
１０００×ＣＴＥ／（ｐＨ×ＩＳＯ  ６９５−除去速度）の商の計算から、以下の値が得られる。Ａ１１：９．２５５１６６、Ａ１２：９．４８２９３２、Ａ１３：９．３７９０４２、Ａ１４：９．６２０３２４、Ａ１５：１０．４３６７１５、Ａ１６：９．６５８４１３、Ａ１７：９．７５６３１６、Ａ１８：９．７７２１０５。
【０１９５】
実施例Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ１６、Ａ１７は、耐酸性を、なかでもＳｉＯ２割合の増大および／またはケイ酸亜鉛二ナトリウムの割合の増大により高めることができることを示している。
【外国語明細書】
2020015660.tif 000049
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