(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出を抑制するためのガラス処理方法であって、
少なくとも１種類のアンモニウム塩を含有する200℃以上に加熱された溶融液とガラス容器の内面及び外面とを接触させ、かつ、内面側の溶融液と外面側の溶融液とは接触させない状態で、
ガラス容器内面を正極側、ガラス容器外面を負極側として直流電圧を加え、ガラス容器内面近傍のアルカリ金属をガラス容器外面側へと移動させることによって、ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出を抑制する処理方法。
【請求項２】
前記アンモニウム塩が、硫酸アンモニウム及び／又は硫酸水素アンモニウムである、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
ガラス容器内面から1μｍまでの厚み部分におけるカリウム及びリチウムの含有量が、ガラス容器外面部分におけるカリウム及びリチウムの含有量の1/2以下であり、
ガラス容器内面から4μｍまでの厚み部分におけるナトリウムの含有量が、ガラス容器を構成するガラスフリットのナトリウムの含有量の1/10以下であり、
ガラス容器内面の近傍のみにアンモニウムイオンが含有されている、
ことを特徴とする、アルカリ金属溶出抑制ガラス容器（ガラスには石英ガラスは含まれない）。
【請求項４】
ガラス板表面からのアルカリ金属溶出を抑制するためのガラス処理方法であって、
少なくとも１種類のアンモニウム塩を含有する200℃以上に加熱された溶融液とガラス板の表面及び裏面とを接触させ、かつ、表面側の溶融液と裏面側の溶融液とは接触させない状態で、
ガラス板表面を正極側、ガラス板裏面を負極側として直流電圧を加え、ガラス板表面近傍のアルカリ金属をガラス板裏面側へと移動させることによって、ガラス板表面からのアルカリ金属溶出を抑制する処理方法。
【請求項５】
前記アンモニウム塩が、硫酸アンモニウム及び／又は硫酸水素アンモニウムである、請求項４に記載の処理方法。
【請求項６】
ガラス板表面から1μｍまでの厚み部分におけるカリウム及びリチウムの含有量が、ガラス板裏面部分におけるガラスフリットのカリウム及びリチウムの含有量の1/2以下であり、
ガラス板表面から4μｍまでの厚み部分におけるナトリウムの含有量が、ガラス板裏面部分におけるガラスフリットのナトリウムの含有量の1/10以下であり、
ガラス板表面の近傍のみにアンモニウムイオンが含有されている、
ことを特徴とする、アルカリ金属溶出抑制ガラス板（ガラスには石英ガラスは含まれない）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス容器内面又はガラス板表面からのアルカリ金属溶出を抑制するための処理方法に関する。また、本発明は、そのような処理方法によって得られるアルカリ金属溶出抑制ガラス容器及びアルカリ金属溶出抑制ガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス中には、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）又は酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）のような様々な成分が含有されている。このため、ガラスと液体又は固体が接触すると、ガラス表面からＮａ＋（ナトリウムイオン）、Ｋ＋（カリウムイオン）又はＬｉ＋（リチウムイオン）のようなアルカリ成分（アルカリ金属イオン）が液体又は固体へと溶出し得る。
【０００３】
ガラス表面からのアルカリ金属溶出を防止する方法として、ガラス表面を硫酸のような鉱酸によって洗浄する方法が知られている。
【０００４】
特許文献１は、ソーダガラスのようなアルカリ含有ガラスからのアルカリ金属溶出を抑制するための手段として、無機ポリシラザンをアルカリ含有ガラス上に塗布し、200℃以上の温度で焼成することによりガラス保護膜を製造する方法を開示している。
【０００５】
特許文献２は、電気分解によって発生した水素イオンで、ガラス中のアルカリ金属イオンを交換することによって、ガラスを脱アルカリ化する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１３２６３５号公報
【特許文献２】特開平５−２７９０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガラスを酸洗浄する方法は、処理に時間がかかり、洗浄後の廃酸の処理も必要になるため、処理スペース及び処理コストが大きくならざるを得ない。
【０００８】
また、特許文献１の実施例には、500℃という高温でポリシラザンコート（ポリシラザン保護層）を焼成する方法しか開示されていない。また、開示されている方法では、急激な加熱及び冷却が行われることでＳｉＯ２コートにクラックが生じたり、容器に温度ムラが生じて割れたりするおそれがある。さらに、1μｍ以上の厚みでコーティングを行うことも困難である。
【０００９】
特許文献２の脱アルカリ化方法では、Ｌｉ＋とＨ＋とをイオン交換することは可能であるが、Ｎａ＋やＫ＋とＨ＋とをイオン交換することは、Ｎａ＋及びＫ＋とＨ＋のイオン半径が大きく異なるためにイオン交換に伴う応力の変化によって、処理途中で応力歪みによるクラック等が発生しやすくなるため、困難であり、ガラス表面からのアルカリ金属溶出を抑制する効果が十分ではない場合がある。特許文献２の図３では、Ｎａ２Ｏの含有量が0.1重量％程度という微量のガラス製品が対象とされており、特許文献２の脱アルカリ化方法は、二元ケイ酸ガラスからすべてのアルカリ金属を電気分解によって除去し、低密度ガラスの製造を目的としている（段落0051、0052）。しかしながら、多成分を含有するケイ酸ガラスに適用すると、アルカリ金属の含有量が多い場合には、上述したように、Ｎａ＋（又はＫ＋）とＨ＋のイオン半径が大きく異なるため、特許文献２の方法で脱アルカリ処理することは困難である。
【００１０】
本発明は、ガラス容器内面又はガラス板表面からのアルカリ金属溶出を効果的に抑制するための処理方法、及びそのような処理方法によって得られるアルカリ金属溶出抑制ガラス容器及びアルカリ金属溶出抑制ガラス板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出を抑制するための方法について、鋭意検討した。その結果、ガラス容器内面及び外面と、アンモニウム塩を含有する溶融液とを接触させ、ガラス容器内面側と外面側とを接触させない状態（絶縁させた状態）で直流電圧を加えることによって、ガラス容器内面近傍のナトリウムイオン（Ｎａ＋）、リチウムイオン（Ｌｉ＋）又はカリウムイオン（Ｋ＋）のようなアルカリイオンがガラス容器外面方向へ移動することを見出した。同様に、本発明者は、ガラス板表面及び裏面と、アンモニウム塩を含有する溶融液とを接触させ、ガラス板表面側と裏面側とを接触させない状態で直流電圧を加えることによって、ガラス板表面近傍のアルカリイオンがガラス板裏面方向へ移動することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
具体的に、本発明は、
ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出を抑制するためのガラス処理方法であって、
少なくとも１種類のアンモニウム塩を含有する200℃以上に加熱された溶融液とガラス容器の内面及び外面とを接触させ、かつ、内面側の溶融液と外面側の溶融液とは接触させない状態で、
ガラス容器内面を正極側、ガラス容器外面を負極側として直流電圧を加え、ガラス容器内面近傍のアルカリ金属をガラス容器外面側へとガラス中を移動させることによって、ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出を抑制する処理方法に関する。
【００１３】
200℃以上の温度で溶融させたアンモニウム塩とガラス容器内面及び外面とを接触させ、内面側と外面側とは接触させない状態で、内面を正極側、外面を負極側として直流電圧を加えると、ガラス容器外側近傍のＮａ＋、Ｌｉ＋又はＫ＋のようなアルカリイオンは、容器外面に接触している溶融塩中に移動する（溶融液中に抜け出る）。容器外面側のアルカリイオンが抜けた箇所には、ガラス容器内面側からアルカリイオンが順次移動する。容器内面近傍にあったＮａ＋、Ｌｉ＋又はＫ＋といったアルカリイオンが容器外面側へ移動し、当該箇所へ容器内面と接触している溶融塩からＨ＋、Ｈ３Ｏ＋又はＮＨ４＋が移動して、ガラス容器内面近傍に導入される。その結果、ガラス容器内面近傍のアルカリ金属の含有量が減少し、ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出が抑制される。
【００１４】
溶融塩は、直流電圧を加える際の温度において、安定な溶融状態を維持できれよい。例えば、200℃に加熱して溶融させ、ガラス容器の内面及び外面とそれぞれ接触させ、直流電圧を加える場合には、溶融塩は、200℃において安定な溶融状態であれば足りる。同様に、300℃に加熱して溶融させ、ガラス表面と接触させ、直流電圧を加える場合には、300℃において安定な溶融状態であれば足りる。
【００１５】
本発明はまた、
ガラス板表面からのアルカリ金属溶出を抑制するためのガラス処理方法であって、
少なくとも１種類のアンモニウム塩を含有する200℃以上に加熱された溶融液とガラス板の表面及び裏面とを接触させ、かつ、表面側の溶融液と裏面側の溶融液とは接触させない状態で、
ガラス板表面を正極側、ガラス板裏面を負極側として直流電圧を加え、ガラス板表面近傍のアルカリ金属をガラス板裏面側へと移動させることによって、ガラス板表面からのアルカリ金属溶出を抑制する処理方法に関する。
【００１６】
前記アンモニウム塩は、硫酸アンモニウム及び／又は硫酸水素アンモニウムであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、
ガラス容器内面から1μｍまでの厚み部分におけるカリウム及びリチウムの含有量が、ガラス容器外面部分におけるカリウム及びリチウムの含有量の1/2以下であり、
ガラス容器内面から4μｍまでの厚み部分におけるナトリウムの含有量が、ガラス容器を構成するガラスフリットのナトリウムの含有量の1/10以下であり、
ガラス容器内面の近傍のみにアンモニウムイオンが含有されている、
ことを特徴とする、アルカリ金属溶出抑制ガラス容器に関する。
【００１８】
本発明の処理方法によって処理されたガラス容器は、内面近傍のアルカリイオンが外面側へと移動し、当該内面近傍にＨ＋、Ｈ３Ｏ＋及びアンモニウムイオンが導入されている。ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出を効果的に防止するためには、ガラス容器内面から1μｍ以下の厚み部分におけるＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量が、ガラス容器外面のＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量の1/2以下であることが重要となる。
【００１９】
ここでいう「Ｎａ、Ｋ及びＬｉの含有量」とは、各元素の含有量mol濃度を意味し、ガラス中に含有されるアルカリ金属量の目安となる。ガラス容器を構成するガラスがＮａ、Ｋ又はＬｉのいずれかを含有しない場合には、「Ｎａ、Ｋ及びＬｉの含有量」は、３元素のうちガラスに含有されているアルカリ元素だけの合計を意味する。例えば、ガラス容器を構成するガラスがＮａ及びＫを含有し、Ｌｉを含有しない場合には、「Ｎａ、Ｋ及びＬｉの含有量」は、「Ｎａ及びＫの含有量」を意味する。また。ガラス容器を構成するガラスがＮａのみ含有し、Ｋ及びＬｉを含有しない場合には、「Ｎａ、Ｋ及びＬｉの含有量」は、「Ｎａの含有量」を意味する。
【００２０】
ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出をより効果的に防止するためには、ガラス容器内面から1μｍ以下の厚み部分におけるＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量が、ガラス容器外面のＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量の1/3以下であることが好ましく、1/10以下であることがさらに好ましい。特に、Ｎａについては、ガラス容器内面から1μｍ以下の厚み部分におけるＮａ含有量が、ガラス容器外面のＮａ含有量の1/10以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明はまた、
ガラス板表面から1μｍまでの厚み部分におけるカリウム及びリチウムの含有量が、ガラス板裏面部分におけるガラスフリットのカリウム及びリチウムの含有量の1/2以下であり、
ガラス板表面から4μｍまでの厚み部分におけるナトリウムの含有量が、ガラス板裏面部分におけるガラスフリットのナトリウムの含有量の1/10以下であり、
ガラス板表面の近傍のみにアンモニウムイオンが含有されている、
ことを特徴とする、アルカリ金属溶出抑制ガラス板に関する。
【００２２】
本発明の処理方法によって処理されたガラス板は、表面近傍のアルカリイオンが裏面側へと移動し、当該表面近傍にＨ＋、Ｈ３Ｏ＋及びアンモニウムイオンが導入されている。ガラス板表面からのアルカリ金属溶出を効果的に防止するためには、ガラス表面から1μｍ以下の厚み部分におけるＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量が、ガラス板裏面側のガラスのＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量の1/2以下であることが重要となる。
【００２３】
ここでいう「ガラス板表面」とは、ガラス板の両面のうち、アルカリ金属の溶出を抑制させるために、Ｈ＋、Ｈ３Ｏ＋又はＮＨ４＋を導入し、アルカリイオン含有量を減少させる一面を意味し、「ガラス板裏面」とは、その反対側の一面を意味する。
【００２４】
ガラス板表面からのアルカリ金属溶出をより効果的に防止するためには、ガラス板表面から1μｍ以下の厚み部分におけるＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量が、ガラス板裏面のＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量の1/3以下であることが好ましく、1/10以下であることがさらに好ましい。特に、Ｎａについては、ガラス板表面から1μｍ以下の厚み部分におけるＮａ含有量が、ガラス板裏面のＮａ含有量の1/10以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ガラス容器内面近傍又はガラス板表面近傍のアルカリイオン含有量を減少させることによって、従来のアルカリ処理法と比較して、ガラス容器内面又はガラス板表面からのアルカリ金属溶出を効果的に抑制し得る。また、本発明によれば、イオン交換によるガラス中の応力の変化が小さいために、処理後のガラス容器又はガラス板が割れにくい。さらに、本発明の方法は、既存のガラス容器又はガラス板表面について適用可能である利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１の処理方法を説明する概念図を示す。
【図２】本発明の処理方法におけるガラス容器内面近傍のイオンの移動を説明する概念図を示す。
【図３】実施形態２の処理方法を説明する概念図を示す。
【図４】実施例のスライドグラスについて、表層から深さ方向に各元素の分布を測定した結果のグラフを示す。
【図５】比較例１のスライドグラスについて、表層から深さ方向に各元素の分布を測定した結果のグラフを示す。
【図６】比較例２のスライドグラスについて、表層から深さ方向に各元素の分布を測定した結果のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について、以下に説明する。本発明は、以下の記載に限定されない。
【００２９】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の処理方法を説明する概念図である。ガラス容器１は、アルミナのような絶縁性の耐熱筒５（耐熱容器）内に取り付けられる。ガラス容器１の厚みは、200℃以上に加熱した溶融塩と接触させた場合に直流電圧を印加可能であれば、特に限定されない。
【００３０】
耐熱容器５内には、少なくとも１種類のアンモニウム塩４を供給する。このとき、ガラス容器１内にもアンモニウム塩４を供給する。すなわち、ガラス容器１の内面２及び外面３の両方が、アンモニウム塩４と接するようにする。アンモニウム塩４は、アンモニウム塩のみから構成されていてもよく、アンモニウム塩以外の成分も含有していてもよい。
【００３１】
ガラス容器１の内面２を正極側、外面３が負極側となるように、負極６及び正極７を取り付け、直流電源８と接続する。その後、ガラス容器１及び耐熱容器５は、高温槽に入れられ、アンモニウム塩の溶融温度以上に加熱される。加熱温度は、200℃以上とする。そうすることにより、アンモニウム塩４が溶融して200℃以上の溶融液９ａ及び９ｂとなり、溶融液９ａとガラス容器１の内面２とが接触し、溶融液９ｂとガラス容器１の外面３とが接触することになる。このとき、内面２側の溶融液９ａと、外面側の溶融液９ｂとは接触していない（絶縁されている）。
【００３２】
ガラス容器自体を200℃以上とすることによっても、ガラスの体積抵抗率が小さくなり電流が流れやすくなる。電流を流しやすくする観点から、加熱温度は200℃以上が好ましく、250℃以上がより好ましい。アンモニウム塩及びガラス容器は、それぞれ電気ヒータのような加熱装置によって加熱されることが好ましい。
【００３３】
その後、負極６及び正極７間に直流電圧を加える。直流電圧は、100V以上1000V以下が好ましい。アンモニウム塩４としては、様々な塩を利用し得る。例えば、硫酸水素アンモニウム、アジ化アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、クロム酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、二クロム酸アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、ヘキサニトラトセリウム酸アンモニウム、メタバナジン酸アンモニウム、ヨウ素酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸アンモニウム鉄（II）六水和物、リン酸アンモニウム、モリブデン酸アンモニウム四水和物、過硫酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、硫酸二アンモニウムコバルト（II）六水和物、亜硫酸水素アンモニウム、硫酸アンモニウム鉄（III）十二水和物、硫酸アンモニウムニッケル六水和物、五ホウ酸アンモニウム八水和物、硫化アンモニウム、テトラフルオロホウ酸アンモニウム、チオ硫酸アンモニウム、硫酸第二鉄アンモニウム、硫酸第一鉄アンモニウム、又はリン酸水素ナトリウムアンモニウム四水和物が利用可能である。
【００３４】
これらアンモニウム塩のうち、取り扱い容易性及び廃棄容易性を考慮すると、硫酸アンモニウム又は硫酸水素アンモニウムが好ましく、硫酸アンモニウム及び硫酸水素アンモニウムの混合物がより好ましい。混合物とする場合、硫酸アンモニウムの硫酸水素アンモニウムに対する質量比は１以上４以下であることが好ましい。このような混合物をアンモニウム塩として使用する場合、直流電圧は100V以上1000V以下とすることが好ましく、100Ｖ以上600Ｖ以下とすることがより好ましい。これは直流電圧が100Ｖ以下であると処理時間が長くなるためであり、1000Ｖ以上であると、耐熱容器の外表面と溶融塩に浸漬されていない容器表面をリークして流れる電流が発生し、イオン交換されにくいためである。
【００３５】
ガラス容器１の厚み、処理するガラス中のアルカリ金属量、処理温度又は処理電圧にもよるが、必要なガラスの厚みが処理できる電流を所定時間かければよい。例えば、アルカリ金属量の含有量の合計が10〜20mol％のグラスから構成されるガラス容器を、本発明の処理方法によって200℃以上で処理する場合には、処理厚みを3μｍ程度とする場合、当該処理に必要な処理厚み中に含まれるアルカリ金属イオン量に相当する電流が流れればよい。なお、この電流は、クーロンメータ１５の積算値から知ることができる。ガラス容器内面からのアルカリ金属溶出を効果的に抑制するためには、少なくともガラス容器内面から１μｍ以下の厚み部分におけるＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量が、ガラス容器外面におけるガラスのＮａ、Ｋ及びＬｉの含有量の1/2以下となることが好ましく、1/3以下となることがより好ましく、1/10以下となることがさらにより好ましい。
【００３６】
図２は、本発明の方法における、ガラス容器内面近傍のイオンの移動を説明する概念図を示す。溶融液９には、ＮＨ４＋、Ｈ＋及びオキソニウムイオンＨ３Ｏ＋が含有されている。一方、ガラス容器１には、アルカリイオンとして、Ｎａ＋、Ｋ＋及びＬｉ＋が主として含有されている。
【００３７】
負極６及び正極７間に直流電圧を加えると、ガラス容器１の外表面３近傍のガラスに含有されているＮａ＋、Ｋ＋及びＬｉ＋は、負極電極が設置された外面３に接触する溶融塩中に移動する。そして、外表面３近傍のガラスに含有されているＮａ＋、Ｋ＋及びＬｉ＋の移動にあわせて、ガラス容器１の内部で内表面２側からＮａ＋、Ｋ＋及びＬｉ＋が外表面側へ移動する。内表面２側のガラスに含有されているＮａ＋、Ｋ＋及びＬｉ＋が移動した後、溶融液９中のＮＨ４＋、Ｈ＋及びＨ３Ｏ＋が、内表面２に接触している溶融液から内面２近傍のガラスに導入される。その結果、内面２近傍のガラスにおけるＮａ＋、Ｋ＋及びＬｉ＋が減少し、内面２からのアルカリ金属溶出が効果的に抑制され得る。
【００３８】
特に、アンモニウムイオンを含有する溶融塩を使用する場合、ＮＨ４＋のイオン半径がＮａ＋等のアルカリ金属イオンのイオン半径と同程度であるため、Ｎａ＋等が移動した個所にＮＨ４＋が入り込むことによって、Ｎａ＋等のアルカリ金属イオンの移動によるガラス中の応力の変化を小さくすることができ、応力の変化によるグラスの割れを防ぐことが可能となる。また、Ｈ３Ｏ＋もＮＨ４＋同様に機能し得る。
【００３９】
なお、ガラス容器を構成するガラスフリットのＮａ化合物、Ｋ化合物又はＬｉ化合物を減らし、替わりにアンモニウム塩を添加することによって、ガラス容器のアルカリ含有量を減少させてアルカリ金属溶出を抑制することも考え得る。しかし、この場合には、ガラスフリットを溶融する際、アンモニウム塩が分解してしまうために、実行することはできない。また、アルカリ含有量が少なくなることで、ガラスフリット自体が溶融しにくくなる。
【００４０】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２の処理方法を説明する概念図である。基本的な構成は、図１と同じであるため、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００４１】
ガラス板１７はガスケット１４によって耐熱容器５内に取り付けられる。図３においては、ガラス板１７の左側が正極側、右側が負極側となっており、正極側と負極側はガラス板１７によって絶縁されている。そして、図面上、ガラス板１７の左側が表面、右側が裏面となる。溶融液１６ａは、表面側の溶融液であり、図１の９ａに相当する。同様に、溶融液１６ｂは、裏面側の溶融液であり、図１の９ｂに相当する。ガラス板１７の上端及び下端は、耐熱容器５の側面に露出させた。
【００４２】
［実施例］
厚み1.2mm、大きさ25mm×75mmのスライドガラスを準備した。このスライドガラスの組成は、表１に示されるとおりであった。なお、表１中の数値は、質量％を意味する。
【００４３】
【表１】
0006044896.tif 000002
【００４４】
上記スライドガラスをガラス板１７として、図３に示されるように耐熱容器５に取り付けた。そして、ホウ酸と硫酸水素アンモニウムを等モル混合した混合塩を231℃に加熱した溶融液と、スライドガラスの両面とを接触させた。その後、直流電圧をかけて、トータルで3クーロン電荷が流れたことを確認し、ガラス表面近傍のＮａ＋及びＫ＋を、Ｈ＋及びＮＨ４＋によって置換（イオン交換）した。
【００４５】
スライドガラス及び混合アンモニウム塩は、それぞれ電気ヒータ（図示せず）によって加熱された。また、回路中にクーロンメータを設置することによって、トータルで5クーロン電荷が流れたことを確認し、スライドガラス表面近傍のＮａ＋、Ｋ＋及びＬｉ＋をＨ＋及びＮＨ４＋によって置換（イオン交換）した。
【００４６】
ここで、イオン交換量とは、処理中に陽極／陰極間に流れた電流であり、電界を印加する回路にクーロンメータを組み込んで測定した。イオン交換厚みとは、処理によって形成された、アルカリ金属成分が移動した層の厚みであり、グロー放電発光分光分析装置（GDOES）を用いて、スライドガラス表面から深さ方向への各元素の分布を測定した。
【００４７】
図４は、実施例のスライドグラスについて、表層から深さ方向に各元素の分布をGDOESによって測定した結果のグラフを示す。図４において、縦軸は各元素の相対的な存在強度（測定したスライドガラス表面からの深さのもっとも深い位置における特定元素の量を１としたときに、当該元素がどの程度存在しているかを相対的に表した数値）を表し、横軸はスライドガラス表面からの深さ（厚み）を表す。後述する図５及び図６についても同様である。
【００４８】
図４より、実施例のスライドガラスは、スライドガラス表面から4μｍ程度の厚みまでイオン交換されており、実用上は十分にアルカリ金属溶出が抑制されていると判断された。また、スライドガラス表面から約4μｍまでのガラス層にはＮａ＋がほとんど検出されないことも確認された。スライドガラス層表面から4μｍ以下の厚み部分におけるＮａの含有量は、スライドガラスを構成するガラスフリット（未処理のスライドガラスのガラスフリット）のＮａ＋の含有量の1/10以下であることも確認された。
【００４９】
なお、処理時間をさらに長くすることによって、イオン交換の深さをより深くすることが可能であることも確認された。
【００５０】
［比較例１］
スライドガラスとしてリチウムアルミナシリケートガラス（Ｌｉ２Ｏ３：16.7％、Ａｌ２Ｏ３：16.7％、ＳｉＯ２：66.6％）を利用し、アンモニウムイオンを含有する溶融塩の替わりに硫酸を用いたこと以外は、すべて実施例と同様に直流電圧を加え、スライドガラス表面のイオン交換を行った。
【００５１】
図５は、比較例１のスライドグラスについて、表層から深さ方向に各元素の分布をGDOESによって測定した結果のグラフを示す。図５より、イオン半径の小さいＬｉ＋のみをアルカリ成分として含み、ガラス組成成分も複雑ではないリチウムアルミナシリケートガラスに対しては、アンモニウム塩を含有しないＨ２ＳＯ４を用いた場合にも、Ｌｉ＋とＨ＋がイオン交換されることが確認された。
【００５２】
［比較例２］
リチウムアルミナシリケートガラスに替えて、アルカリ成分としてＬｉ、Ｎａ及びＫの３種類のアルカリ成分を含有するスライドガラスを利用する以外は、すべて比較例１と同様に直流電圧を加え、ガラス板表面のイオン交換を行った。このスライドガラスの組成は、表２に示されるとおりであった。なお、表２中の％は、質量％を意味する。
【００５３】
【表２】
0006044896.tif 000003
【００５４】
比較例２においては、イオン交換処理の途中でスライドガラス自体に割れが発生した。これは、直流電圧の印加により、スライドガラス中のイオンが移動する際に、アルカリイオンが存在していた部分（表面近傍）に外部（硫酸）からＨ＋が導入されるものの、Ｎａ＋及びＫ＋に比べてＨ＋の半径が非常に小さいため、イオン交換された部分に引っ張り応力が発生して割れが発生したと推測される。
【００５５】
図６は、比較例２のスライドグラスについて、表層から深さ方向に各元素の分布をGDOESによって測定した結果のグラフを示す。図６より、比較例２のスライドグラスは、表面から1μｍの厚み（深さ）に満たない部分までしか、イオン交換されていないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のガラス容器又はガラス板表面からのアルカリ金属溶出を抑制する処理方法は、アンモニウム塩を含有する溶融液と接触させた状態で直流電圧を加えることにより、従来イオン交換できなかったアルカリ金属を複数含有するガラス容器又はガラス板を処理対象としても、ガラス容器又はガラス板に割れが発生しにくい。そして、ガラス容器又はガラス板の表面近傍のイオン交換処理を行うことにより、アルカリ金属の溶出を効果的に抑制し得る。
【００５７】
本発明は、医薬品分野又は化学分野のように、ガラス容器内面から溶出するアルカリ金属が問題となるような製品を生産する技術分野において有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１：ガラス容器
２：内面
３：外面
４：アンモニウム塩
５：耐熱容器
６：負極
７：正極
８：直流電源
９ａ，９ｂ：溶融液
１４：ガスケット
１５：クーロンメータ
１６ａ，１６ｂ：溶融液
１７：ガラス板
【図１】
0006044896.tif 000004
【図２】
0006044896.tif 000005
【図３】
0006044896.tif 000006
【図４】
0006044896.tif 000007
【図５】
0006044896.tif 000008
【図６】
0006044896.tif 000009