(57)【要約】      （修正有）【課題】溶融塩融解液を用いないため安全性が高く、且つ操作が簡便な歯科用ガラス又はガラスセラミックの強化方法の提供。【解決手段】第１のアルカリ金属イオンを含むガラス又はガラスセラミックを、該第１のアルカリ金属イオンよりイオン半径の大きい第２のアルカリ金属イオンを含む埋没材を用いて鋳造した後、埋没材から取り出すことなく該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持するガラス又はガラスセラミックの強化方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアルカリ金属イオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これを前記第１のアルカリ金属イオンよりイオン半径の大きい第２のアルカリ金属イオンを含む埋没材を用いて成形した後、埋没材から取り出すことなく該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持することを特徴とするガラス又はガラスセラミックの強化方法。
【請求項２】
リチウムイオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これをナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンから選ばれる１種又は２種以上を含む埋没材を用いて成形した後、埋没材から取り出すことなく該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持する請求項１に記載のガラス又はガラスセラミックの強化方法。
【請求項３】
ナトリウムイオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これをカリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンから選ばれる１種又は２種以上を含む埋没材を用いて成形した後、埋没材から取り出すことなく該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持する請求項１に記載のガラス又はガラスセラミックの強化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス又はガラスセラミックの強化方法に関する。より詳細には、イオン交換処理によりガラス又はガラスセラミックを強化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年特に歯科分野において、ガラスセラミックの開発と利用が盛んに行われている。歯科用のガラスセラミックは、ガラスの基本成分である二酸化ケイ素にリチウムやアルミニウムなどを添加し、特殊な熱処理により内部に微細な結晶を析出させることによって強度を向上し、審美性、熱膨張率等を歯科での利用に最適化したガラスセラミックである。このような歯科用ガラスセラミックに形態を付与することにより、インレー、クラウン、ブリッジ等の歯科補綴物が作製される。
【０００３】
歯科用ガラスセラミックに形態を付与する方法としては、加工機による切削加工、及び歯科用埋没材を使用した成形が代表的である。加工機による切削加工はＣＡＤ／ＣＡＭ加工とも呼ばれ、コンピュータ上で目的の形状を設計した後、切削加工機により専用の歯科用ガラスセラミックブロックを自動的に切削加工することによって行われる。切削能力の向上により硬度の高い歯科用ガラスセラミックブロックも切削可能であることから、高強度の歯科補綴物を得ることが比較的容易である。その反面、切削加工機等のＣＡＤ／ＣＡＭシステムに高額な設備投資が必要であり、小規模な歯科医院や歯科技工所等で利用することは困難という問題がある。
【０００４】
他方、歯科用埋没材等の埋没材を使用した成形は、従来から行われている歯科用合金を使用した金属製補綴物の鋳造と同様の方法である。即ち、まず歯科用埋没材で目的形状の型を作製する。次いで、歯科用ガラスセラミックの原料鋳塊（インゴット）を加熱し軟化ないし溶融させて該型に填入し目的の形状を付与した後、室温に冷却することで歯科補綴物を得る方法である。鋳造設備は広く普及していることから小規模な歯科医院や歯科技工所等でも容易に利用できる方法である。しかしながら埋没材を使用した成形の難点として、インゴットの軟化や溶融を容易とするための融材を配合することが多く、その結果、歯科補綴物の強度が低下することが問題であった。
【０００５】
この埋没材を使用した成形におけるガラスセラミック強度の低下を補う方法として、歯科以外の分野で検討されてきたイオン交換法によるガラスの化学強化が挙げられる。イオン交換法は、ガラス中の相対的に小さなイオン半径のアルカリ金属イオンを、他の相対的に大きなイオン半径のアルカリ金属イオンに入れ替えることにより、ガラス表面に圧縮応力を発生させガラスが強化されるという方法であり、これを利用した化学強化の方法も開示されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。しかしながらこれらの方法は、他のアルカリ金属イオン源として高温液体である溶融塩融解液を使用してイオン交換を行うものであるため、万一の突沸等による火傷等の虞や、排気装置等の操作環境を整えるコストがかかるといった問題があった。さらにこの方法をガラスセラミック製の歯科補綴物の強化へ適用する場合、成形された歯科補綴物を埋没材から取り出した後、溶融塩融解液に浸漬する必要があり、操作が煩雑となる問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１７０３４１号公報
【特許文献２】特開２０１１−３２１４０号公報
【特許文献３】特表２０１１−５２９４３８号公報
【特許文献４】特開２０１３−６７５５４号公報
【特許文献５】特開２０１３−５４４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、溶融塩融解液を用いないため安全性が高く、且つ操作が簡便なガラス又はガラスセラミックの強化方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、第１のアルカリ金属イオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これを該第１のアルカリ金属イオンよりイオン半径の大きい第２のアルカリ金属イオンを含む埋没材を用いて成形した後、埋没材から取り出すことなく特定の温度範囲に保持すれば、その保持中にガラス又はガラスセラミック中の第１のアルカリ金属イオンが、よりイオン半径の大きい埋没材中の第２のアルカリ金属イオンにイオン交換されるため、ガラス表面の圧縮応力が高まり、強度の高いガラス又はガラスセラミックが得られることを見出して本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明は、
第１のアルカリ金属イオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これを該第１のアルカリ金属イオンよりイオン半径の大きい第２のアルカリ金属イオンを含む埋没材を用いて成形した後、埋没材から取り出すことなく該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持することを特徴とするガラス又はガラスセラミックの強化方法である。
【００１０】
また、本発明の１つの実施形態は、
リチウムイオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これをナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンから選ばれる１種又は２種以上を含む埋没材を用いて成形した後、埋没材から取り出すことなく該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持することを特徴とするガラス又はガラスセラミックの強化方法である。
【００１１】
また、本発明の別の実施形態は、
ナトリウムイオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これをカリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンから選ばれる１種又は２種以上を含む埋没材を用いて成形した後、埋没材から取り出すことなく該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持することを特徴とするガラス又はガラスセラミックの強化方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るガラス又はガラスセラミックの強化方法によれば、溶融塩融解液を用いないため安全性が高く、且つ簡便な操作でガラス又はガラスセラミックを強化することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るガラス又はガラスセラミックの強化方法について詳細に説明する。
【００１４】
本発明は、第１のアルカリ金属イオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これを該第１のアルカリ金属イオンよりイオン半径の大きい第２のアルカリ金属イオンを含む埋没材を用いて成形した後、埋没材から取り出すことなく該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持することを特徴とするガラス又はガラスセラミックの強化方法である。
【００１５】
本発明において「ガラス」とはケイ酸塩化合物、特に二酸化ケイ素を主成分とする物質であって、結晶成分が存在しない（アモルファス）であるものを意味する。また、「ガラスセラミック」とは、ケイ酸塩、特に二酸化ケイ素を主成分とする物質であって、少なくとも１つの結晶成分が存在するものを意味する。
【００１６】
本発明において使用するガラス又はガラスセラミックは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とし、さらに任意の副成分を含む。副成分としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）等が例示される。
【００１７】
本発明において使用するガラス又はガラスセラミックは、上記主成分、副成分に加えさらに第１のアルカリ金属イオンを含む。第１のアルカリ金属イオンは、後述する埋没材に含まれる第２のアルカリ金属イオンよりイオン半径が小さい。このため、ガラス又はガラスセラミックを埋没材に接触させた状態で該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持することにより第１のアルカリ金属イオンは第２のアルカリ金属イオンとイオン交換され、ガラス表面の圧縮応力が高まり強度の高いガラス又はガラスセラミックが得られる。
【００１８】
アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン（Ｌｉ＋）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）、ルビジウムイオン（Ｒｂ＋）、セシウムイオン（Ｃｓ＋）が挙げられ、これらのイオン半径は、リチウムイオン：０．６０Å、ナトリウムイオン：０．９５Å、カリウムイオン：１．３３Å、ルビジウムイオン：１．４８Å、セシウムイオン：１．６９Åである。
【００１９】
本発明において使用するガラス又はガラスセラミックに含まれる第１のアルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオンが挙げられる。これらの中でも、扱い易さ、及び第２のアルカリ金属イオンとの大きさの関係からリチウムイオン、ナトリウムイオンが特に好ましい。
【００２０】
本発明において使用するガラス又はガラスセラミックは、例えば、前述した主成分、副成分から選ばれる１種又は２種以上、及び第１のアルカリ金属イオンを含む化合物を含む原料混合物を加熱し溶融することにより作製される。ガラス又はガラスセラミックの主成分、副成分については、前述の酸化物のほか、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、有機酸塩等の酸塩、水酸化物、ハロゲン化物等、対応する化合物を配合してもよいのは勿論である。
【００２１】
第１のアルカリ金属イオンを含む化合物として具体的には、リチウム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、ルビジウム化合物であり、これらの酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、有機酸塩等の酸塩、水酸化物、過酸化物、ハロゲン化物が例示され、これらは無機化合物でも有機化合物でもよく水和物でもよい。
【００２２】
リチウム化合物としては、酸化リチウム、炭酸リチウム、水酸化リチウム、塩化リチウム、フッ化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、硫化リチウム、窒化リチウム、リン化リチウム、硝酸リチウム、硫酸リチウム、リン酸リチウム、ホウ酸リチウム、亜硝酸リチウム、塩素酸リチウム、炭酸水素リチウム、硫化水素リチウム、硫酸水素リチウム、リン酸二水素リチウム、過酸化リチウム、過塩素酸リチウム、アジ化リチウム、水素化リチウム、酢酸リチウム、シュウ酸リチウム、リチウムアミド、リチウムｔ−ブトキサイド、リチウムメトキサイド、リチウムアセチルアセトネート、リチウムアクリレート、リチウムメタクリレート、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム、クエン酸リチウム及びこれらの水和物が例示される。
【００２３】
ナトリウム化合物としては、酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム、フッ化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硫化ナトリウム、窒化ナトリウム、リン化ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、塩素酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、硫化水素ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、過酸化ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、アジ化ナトリウム、水素化ナトリウム、酢酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、ナトリウムアミド、ナトリウムｔ−ブトキサイド、ナトリウムメトキサイド、ナトリウムアセチルアセトネート、ナトリウムアクリレート、ナトリウムメタクリレート、酒石酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム及びこれらの水和物が例示される。
【００２４】
カリウム化合物としては、酸化カリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、塩化カリウム、フッ化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硫化カリウム、窒化カリウム、リン化カリウム、硝酸カリウム、硫酸カリウム、リン酸カリウム、ホウ酸カリウム、亜硝酸カリウム、塩素酸カリウム、炭酸水素カリウム、硫化水素カリウム、硫酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、過酸化カリウム、過塩素酸カリウム、アジ化カリウム、水素化カリウム、酢酸カリウム、シュウ酸カリウム、カリウムアミド、カリウムｔ−ブトキサイド、カリウムメトキサイド、カリウムアセチルアセトネート、カリウムアクリレート、カリウムメタクリレート、酒石酸カリウム、リンゴ酸カリウム、クエン酸カリウム及びこれらの水和物が例示される。
【００２５】
ルビジウム化合物としては、酸化ルビジウム、炭酸ルビジウム、水酸化ルビジウム、塩化ルビジウム、フッ化ルビジウム、臭化ルビジウム、ヨウ化ルビジウム、硫化ルビジウム、窒化ルビジウム、リン化ルビジウム、硝酸ルビジウム、硫酸ルビジウム、リン酸ルビジウム、ホウ酸ルビジウム、亜硝酸ルビジウム、塩素酸ルビジウム、炭酸水素ルビジウム、硫化水素ルビジウム、硫酸水素ルビジウム、リン酸二水素ルビジウム、過酸化ルビジウム、過塩素酸ルビジウム、アジ化ルビジウム、水素化ルビジウム、酢酸ルビジウム、シュウ酸ルビジウム、ルビジウムアミド、ルビジウムｔ−ブトキサイド、ルビジウムメトキサイド、ルビジウムアセチルアセトネート、ルビジウムアクリレート、ルビジウムメタクリレート、酒石酸ルビジウム、リンゴ酸ルビジウム、クエン酸ルビジウム及びこれらの水和物が例示される。
【００２６】
上記列挙した第１のアルカリ金属イオンを含む化合物は、単独で又は２種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム等の酸化物が扱いやすいため特に好ましい。
【００２７】
第１のアルカリ金属イオンを含む化合物の配合量は、ガラス又はガラスセラミック中に０．０１〜４５重量％であることが好ましい。０．０１重量％未満ではイオン交換の効果が低くなる傾向があり、４５重量％を超えると、ガラスとして成立することは困難となる傾向がある。より好ましくは５〜３０重量％である。
【００２８】
本発明において使用するガラス又はガラスセラミックの組成としては、例えば、酸化物換算で、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が４０〜８０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が２〜２０重量％、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）が０．０１〜５重量％、五酸化二リン（Ｐ４Ｏ１０）が０．０１〜１０重量％、第１のアルカリ金属イオンを含む化合物が０．０１〜４５重量％であることが好ましい。
【００２９】
本発明において使用する埋没材とは、鋳造等の加熱を伴う操作を行う際、型材あるいは固定材等に用いられる耐火性無機材料の総称である。特に歯科分野において使用される歯科用埋没材としては、石英及び／又はクリストバライトなどの耐火材に結合材として半水石膏を混合した石膏系埋没材と、石英及び／又はクリストバライトなどの耐火材に結合材として酸化マグネシウムとリン酸二水素アンモニウムとを混合した耐熱性の高いリン酸塩系埋没材とが挙げられる。
【００３０】
本発明において使用する埋没材は、（焼）石膏、クリストバライト、石英、溶融シリカ、アルミナ等の基本成分から選ばれる１種又は２種以上を含み、さらに第２のアルカリ金属イオンを含む。第２のアルカリ金属イオンは、前述したガラス又はガラスセラミックに含まれる第１のアルカリ金属イオンよりイオン半径が大きい。このため、ガラス又はガラスセラミックを埋没材に接触させた状態で該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持することにより第１のアルカリ金属イオンは第２のアルカリ金属イオンとイオン交換され、ガラス表面の圧縮応力が高まり強度の高いガラス又はガラスセラミックが得られる。
【００３１】
埋没材に含まれる第２のアルカリ金属イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンが挙げられる。これらは、単独でも２種以上を含んでいてもよい。これらの中でも、扱い易さ、及び第１のアルカリ金属イオンとの大きさの関係からナトリウムイオン、カリウムイオンが特に好ましい。
【００３２】
本発明において使用する埋没材は、例えば、前述した埋没材の基本成分から選ばれる１種又は２種以上、及び第２のアルカリ金属イオンを含む化合物を含む原料混合物を混合することにより作製される。
【００３３】
第２のアルカリ金属イオンを含む化合物として具体的には、ナトリウム化合物、カリウム化合物、ルビジウム化合物、セシウム化合物であり、これらの酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、有機酸塩等の酸塩、水酸化物、過酸化物、ハロゲン化物が例示され、これらは無機化合物でも有機化合物でもよく水和物でもよい。
【００３４】
ナトリウム化合物、カリウム化合物、ルビジウム化合物としては、第１のアルカリ金属イオンを含む化合物の説明において列挙したナトリウム化合物、カリウム化合物、ルビジウム化合物が使用できる。
【００３５】
セシウム化合物としては、酸化セシウム、炭酸セシウム、水酸化セシウム、塩化セシウム、フッ化セシウム、臭化セシウム、ヨウ化セシウム、硫化セシウム、窒化セシウム、リン化セシウム、硝酸セシウム、硫酸セシウム、リン酸セシウム、ホウ酸セシウム、亜硝酸セシウム、塩素酸セシウム、炭酸水素セシウム、硫化水素セシウム、硫酸水素セシウム、リン酸二水素セシウム、過酸化セシウム、過塩素酸セシウム、アジ化セシウム、水素化セシウム、酢酸セシウム、シュウ酸セシウム、セシウムアミド、セシウムｔ−ブトキサイド、セシウムメトキサイド、セシウムアセチルアセトネート、セシウムアクリレート、セシウムメタクリレート、酒石酸セシウム、リンゴ酸セシウム、クエン酸セシウム及びこれらの水和物が例示される。
【００３６】
上記列挙した第２のアルカリ金属イオンを含む化合物は、単独で又は２種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム等の酸化物が扱いやすいため特に好ましい。
【００３７】
第２のアルカリ金属イオンを含む化合物の配合量は、埋没材中に０．０１〜４０重量％であることが好ましい。０．０１重量％未満ではイオン交換の効果が低くなる傾向があり、４０重量％を超えると硬化性が著しく低下するため、埋没材としての機能を果たすのが困難である。より好ましくは、０．１〜２０重量％である。
【００３８】
本発明において使用する埋没材の組成としては、例えば、酸化物換算で、１０〜４０重量％の（焼）石膏、１５〜４０重量％のクリストバライト、１５〜４０重量％の石英、及び０．０１〜４０重量％の第２のアルカリ金属イオンを含む化合物であることが好ましい。
【００３９】
本発明においては、前述した第１のアルカリ金属イオンを含むガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、これを第２のアルカリ金属イオンを含む埋没材を用いて成形する。成形方法は特に限定されず公知の方法を用いることができる。例えば歯科補綴物を製造する場合には、歯科用ワックス等で目的の歯科補綴物形状を形成したワックスアップを埋没材中に埋没した後、ワックスを焼却して型を作製する。
次いで、ガラス又はガラスセラミックの原料混合物あるいは鋳塊（インゴット）を加熱し、軟化ないし溶融させて流動性を持たせる。これを型に流し込むことにより、ガラス又はガラスセラミックに目的の形状を付与する。なお、この加熱温度はガラス組成等により異なるが、通常８５０〜１７００℃である。
【００４０】
従来の方法であればこの後室温に冷却し、埋没材から歯科補綴物を取り出して操作が完了する。
【００４１】
これに対し本発明においては、成形後、ガラス又はガラスセラミックを埋没材から取り出すことなく、該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持する。この保持中にガラス又はガラスセラミックの表面及び内部に存在する第１のアルカリ金属イオンが、よりイオン半径が大きい埋没材中の第２のアルカリ金属イオンにイオン交換されることにより、従来の方法と比較して、より強度の高いガラス又はガラスセラミックからなる歯科補綴物が製造される。
【００４２】
上記の保持温度は、該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度である必要がある。該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点未満又は融点以上の温度では、ガラス又はガラスセラミックと埋没材とのイオン交換が適切に起こらない傾向がある。該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度として具体的には、ガラス組成等により異なるが、例えば５５０〜１７００℃である。より好ましくは６００〜１３００℃である。
【００４３】
ガラス又はガラスセラミックを、該ガラス又はガラスセラミックのガラス転移点以上融点未満の温度に保持する時間については、本発明の効果が得られる範囲であれば特に限定されない。例えば、５分〜５時間であり、より好ましくは１５分〜２時間である。また、保持中は温度変化が実質的にないことが好ましい。
【００４４】
上記操作の終了後、室温に冷却し、埋没材から歯科補綴物を取り出して操作が完了する。
【００４５】
本発明において、ガラス又はガラスセラミックと埋没材との組み合わせにおいては、第１のアルカリ金属イオンを含むガラス又はガラスセラミックに対し、該第１のアルカリ金属イオンよりイオン半径の大きい第２のアルカリ金属イオンを含む埋没材を用いる必要がある。
【００４６】
具体的には、リチウムイオンを含むガラス又はガラスセラミックに対しては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンから選ばれる１種又は２種以上を含む埋没材を使用できる。
【００４７】
ナトリウムイオンを含むガラス又はガラスセラミックに対しては、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオンから選ばれる１種又は２種以上を含む埋没材を使用できる。
【００４８】
カリウムイオンを含むガラス又はガラスセラミックに対しては、ルビジウムイオン及び／又はセシウムイオンを含む埋没材を使用できる。
【００４９】
ルビジウムイオンを含むガラス又はガラスセラミックに対しては、セシウムイオンを含む埋没材を使用できる。
【実施例】
【００５０】
以下、具体的に例を挙げて本発明に係るガラス又はガラスセラミックの強化方法について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５１】
＜ガラス又はガラスセラミックの準備＞
表１に示す組成にてガラス又はガラスセラミック＃１〜＃６の原料を構成した。なお、ガラス又はガラスセラミック＃６は本発明に使用できないガラス又はガラスセラミックであり、比較例にのみ使用される。
【００５２】
【表１】
2015196614.tif 000002
【００５３】
＜埋没材の準備＞
表２に示す組成にて各成分を混練し、埋没材Ａ〜Ｆを調製した。なお、埋没材Ｆは本発明に使用できない埋没材であり、比較例にのみ使用される。
【００５４】
【表２】
2015196614.tif 000003
【００５５】
＜ガラス又はガラスセラミックの埋没材を使用した成形及びイオン交換＞
表３に示す組み合わせにて、ロストワックス法によるガラス又はガラスセラミックの埋没材を用いた成形を行った。即ち、ガラス又はガラスセラミックの原料を加熱し、軟化ないし溶融させた後、目的形状が形成された埋没材中に填入することにより成形した。成形後、保持「あり」については、成形されたガラス又はガラスセラミックを埋没材から取り出すことなく、表３に示した温度及び時間にて埋没材中に保持した後、室温に冷却して埋没材から取り出した。一方、保持「なし」については、成形後、そのまま室温に冷却して、成形されたガラス又はガラスセラミックを埋没材から取り出した。
【００５６】
＜３点曲げ強度試験＞
上記方法にて作製された長さ２５ｍｍ，幅４ｍｍ，厚さ３ｍｍのガラス又はガラスセラミック試験片について、スパン２０ｍｍ、クロスヘッドスピード１ｍｍ／ｍｉｎ．にて３点曲げによる曲げ強度試験を行った。結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
2015196614.tif 000004
【００５８】
表３より、本発明のガラス又はガラスセラミックの強化方法に係るガラス又はガラスセラミックは高強度である。一方、本発明の条件から外れた条件では高強度のガラス又はガラスセラミックが得られないことが分かる。