(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、フッ化アンモニウムと、硫酸水素アンモニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、および亜リン酸の中から選ばれる少なくとも１種からなる固体性の無機酸とを含む洗浄溶液によってガラスを洗浄することを特徴とするガラスの洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄溶液には、水１ｌ当たりに対して前記フッ化アンモニウムが１ｍｏｌ〜６ｍｏｌ、前記無機酸が１ｍｏｌ〜３ｍｏｌ含まれていることを特徴とする請求項１記載のガラスの洗浄方法。
【請求項３】
前記洗浄溶液の温度が１０℃以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラスの洗浄方法。
【請求項４】
前記ガラスを前記洗浄溶液に浸漬し、前記ガラスを洗浄する工程と、洗浄後の前記ガラスを水洗する工程とを含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のガラスの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば一般照明用管球やブラウン管等に用いられているガラス製の部材は、通常、製造工程での前処理として、表面に付着した異物（例えばダスト等）を除去するために洗浄されている。
【０００３】
従来、ガラスの洗浄方法としては、ガラスの洗浄溶液として、適当な濃度のフッ化水素酸水溶液が一般的に用いられていた。
【０００４】
また、ガラスの洗浄方法に用いられる別の洗浄溶液としては、洗浄速度や洗浄能力を向上させるために、フッ化水素酸や酸性フッ化アンモニウムの水溶液に塩酸や硝酸等の液体の無機酸を添加したものが知られている（特開平８−１７３４８号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のガラスの洗浄方法では、フッ化水素酸水溶液が用いられているため、人体への安全性や環境保護の観点からフッ化水素酸水溶液そのものを使用することは適切でないという問題があった。
【０００６】
また、フッ化水素酸水溶液そのものは使用していないが、酸性フッ化アンモニウムの水溶液に塩酸や硝酸等の液体の無機酸を添加した洗浄溶液を用いた場合でも、酸性フッ化アンモニウムと塩酸や硝酸との反応によってフッ化水素酸が多量に生成されるため、結果として、人体への安全性や環境保護の観点から不適切であるという問題があった。
【０００７】
さらに、塩酸や硝酸等は酸の刺激臭が強いので、これらの無機酸を用いることは作業上での環境面から見ても好ましくないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、十分なガラスの清浄効果を得つつ、人体への安全性が高く、作業上での環境も含めた環境全体への配慮がなされたガラスの洗浄方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラスの洗浄方法は、水と、フッ化アンモニウムと、硫酸水素アンモニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、および亜リン酸の中から選ばれる少なくとも１種からなる固体性の無機酸とを含む洗浄溶液によってガラスを洗浄する方法を用いている。
【００１０】
この方法によれば、十分なガラスの洗浄効果を得つつ、前記固体性の無機酸が弱酸性であるために、フッ化アンモニウムと固体性の無機酸との化学反応が小さく、よってフッ化水素酸の生成量を少量に抑えることができるので、人体への安全性が高く、かつ環境面に配慮がなされたガラスの洗浄方法を実現することができ、また塩酸や硝酸等の液体の無機酸を用いていないために、つまり固体性の無機酸を用いているために、強い酸の刺激臭が発生せず、作業上での環境をも改善することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態であるガラスの洗浄方法では、水と、フッ化アンモニウムと、固体性の無機酸とを含む洗浄溶液が用いられる。
【００１２】
この洗浄溶液には、水１ｌ当たりに対してフッ化アンモニウムが１ｍｏｌ〜６ｍｏｌ、無機酸が１ｍｏｌ〜３ｍｏｌ含まれていることが好ましい。
【００１３】
無機酸は、硫酸水素アンモニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、および亜リン酸の中から選ばれる少なくとも１種からなる。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態にかかるガラスの洗浄方法の概略を説明する。
【００１５】
まず、被洗浄物であるガラス（石英ガラス、ソーダライムガラス、または鉛ガラス等からなる管球用ガラスやブラウン管用ガラス）を上記洗浄溶液中に浸漬して、ガラスの表面層を溶解することにより、ガラス表面に付着している異物を剥離させる（洗浄工程）。ガラスの表面層は、フッ化アンモニウムと固体性の無機酸との化学反応によって生成された少量のフッ化水素酸により溶解される。洗浄溶液中において、フッ化水素酸はガラスの溶解によって消費（分解）されると、その消費分程度が同じくフッ化アンモニウムと固体性の無機酸との化学反応によって新たに生成される。つまり、洗浄溶液中には、常に一定のフッ化水素酸が存在している。
【００１６】
なお、フッ化水素酸とガラス（例えば石英ガラス（ＳｉＯ２））との化学反応式を次式に示す。
【００１７】
６ＨＦ＋ＳｉＯ２  →  Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ
また、洗浄工程において、ガラスの洗浄効果を高めるために、洗浄溶液の温度を１０℃以上に設定することが好ましい。しかし、洗浄溶液の温度が高すぎると、洗浄溶液中の水分が蒸発し、洗浄溶液の濃度が高くなりすぎる恐れがあるため、実用上、洗浄溶液の温度は８０℃以下が好ましい。
【００１８】
洗浄工程後、洗浄したガラスを純水に浸漬し、ガラスに付着した洗浄溶液とともに、剥離した異物を洗い落とす（水洗工程）。この水洗工程は数回繰り返される。
【００１９】
その後、水洗したガラスに温風を吹きかけ、乾燥させる（乾燥工程）。
【００２０】
以上のように水と、フッ化アンモニウムと、硫酸水素アンモニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、および亜リン酸の中から選ばれる少なくとも１種からなる固体性の無機酸とを含む洗浄溶液によってガラスを洗浄する方法を用いることにより、十分なガラスの洗浄効果を得つつ、固体性の無機酸が弱酸性であるために、フッ化アンモニウムと固体性の無機酸との化学反応が小さく、よってフッ化水素酸の生成量を少量に抑えることができるので、人体への安全性が高く、かつ環境面に配慮がなされたガラスの洗浄方法を実現することができ、また塩酸や硝酸等の液体の無機酸を用いていないために、つまり固体性の無機酸を用いているために、強い酸の刺激臭が発生せず、作業上での環境をも改善することができる。
【００２１】
ここで、洗浄溶液には水１ｌ当たりに対してフッ化アンモニウムが１ｍｏｌ〜６ｍｏｌ、無機酸が１ｍｏｌ〜３ｍｏｌ含まれていることが好ましい理由について説明する。
【００２２】
被洗浄物として、管外径１８ｍｍ（管内径１５ｍｍ）、管長３５ｍｍのメタルハライドランプの発光管用の石英ガラス管を用いた。
【００２３】
この石英ガラス管を、表１に示すように組成が種々異なる洗浄溶液を用いて洗浄し、洗浄力の評価を行った。
【００２４】
なお、本発明における洗浄力の評価は、被洗浄物の洗浄前後の重量を比較し、その重量差が大きいほど、洗浄力が高いと評価した。表１中、「◎」は「非常に洗浄力が高い」を、「○」は「洗浄力が高い」を、「×」は「洗浄力が低い」をそれぞれ示す。
【００２５】
また、上記評価において、固体性の無機酸として、硫酸水素アンモニウム単体を用いた。また、洗浄工程における洗浄溶液の浸漬時間を１５分、洗浄溶液の温度を３０℃とした。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１から明らかなように、水１ｌ当たりに対してフッ化アンモニウムが１ｍｏｌ〜６ｍｏｌ、無機酸が１ｍｏｌ〜３ｍｏｌ含まれる洗浄溶液では、ガラスの表面層の溶解量が多く、高い洗浄力が得られることがわかった。
【００２８】
また、特に、水１ｌ当たりに対してフッ化アンモニウムが３．５ｍｏｌ〜５ｍｏｌ、無機酸が２．７ｍｏｌ〜３ｍｏｌ含まれる洗浄溶液では、ガラスの表面層の溶解量が一層多く、非常に高い洗浄力が得られることがわかった。このように非常に高い洗浄力が得られれば、洗浄溶液への浸漬時間を短くすることができるので、洗浄の作業効率を向上させることができる。
【００２９】
一方、実施例１ないし実施例５のように水１ｌ当たりのフッ化アンモニウムの含有量が１ｍｏｌ未満では、洗浄力が低いことがわかった。これは、無機酸との化学反応によって生成されるフッ化水素酸量が著しく少なくなるためであると考えられる。また、実施例３１ないし実施例３５のように水１ｌ当たりのフッ化アンモニウムの含有量が６ｍｏｌを越える場合でも、洗浄力が低いことがわかった。これは、フッ化アンモニウムの含有量が多すぎ、洗浄溶液が飽和濃度に近づいたためであると考えられる。
【００３０】
また、水１ｌ当たりに対するフッ化アンモニウムの含有量が最適な量（１ｍｏｌ〜６ｍｏｌ）の場合であっても、実施例６、実施例１１、実施例１６、実施例２１、および実施例２６のように水１ｌ当たりの硫酸水素アンモニウムの含有量が１ｍｏｌ未満では、洗浄力が低いことがわかった。これは、フッ化アンモニウムとの化学反応が十分に進まず、よって生成されるフッ化水素酸量が著しく減少するためであると考えられる。また、実施例１０、実施例１５、実施例２０、実施例２５、および実施例３０のように水１ｌ当たりの硫酸水素アンモニウムの含有量が３ｍｏｌを越える場合でも、洗浄力が低いことがわかった。これは、硫酸水素アンモニウムが飽和により水に溶解しなくなるためであると考えられる。
【００３１】
したがって、洗浄溶液には水１ｌ当たりに対してフッ化アンモニウムが１ｍｏｌ〜６ｍｏｌ、無機酸が１ｍｏｌ〜３ｍｏｌ含まれることにより、高い洗浄力を得ることができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、洗浄工程において、洗浄溶液中にガラスを浸漬する方法を用いた場合について説明したが、ガラスに洗浄溶液を噴射することによりガラスの表面層の溶解を行っても上記と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、上記実施の形態では、固体性の無機酸として、硫酸水素アンモニウム単体のみを用いた場合について説明したが、固体性の無機酸として、硫酸水素アンモニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、亜リン酸の中から選ばれる少なくとも１種からなるものを用いた場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、十分なガラスの洗浄効果を得つつ、人体への安全性が高く、作業上での環境も含めた環境全体への配慮がなされたガラスの洗浄方法を提供することができるものである。