JPH11228186A - ガラス、ガラスの製造方法、及び強化抗菌ガラス用組成物 - Google Patents
ガラス、ガラスの製造方法、及び強化抗菌ガラス用組成物Info
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- JPH11228186A JPH11228186A JP2681898A JP2681898A JPH11228186A JP H11228186 A JPH11228186 A JP H11228186A JP 2681898 A JP2681898 A JP 2681898A JP 2681898 A JP2681898 A JP 2681898A JP H11228186 A JPH11228186 A JP H11228186A
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- ions
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
- C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
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- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 抗菌性に優れ、かつ、強度的に優れ、更には
透明性にも優れたガラスを提供することである。 【解決手段】 ガラス表面層のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａ
よりイオン半径が大きなアルカリ金属原子）で置換され
ると共に、ガラス表面層に抗菌性物質が設けられてなる
ガラス。
透明性にも優れたガラスを提供することである。 【解決手段】 ガラス表面層のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａ
よりイオン半径が大きなアルカリ金属原子）で置換され
ると共に、ガラス表面層に抗菌性物質が設けられてなる
ガラス。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス、特に抗菌
性を有する強化ガラス、及びその製造方法、並びにその
製造に用いる組成物に関する。
性を有する強化ガラス、及びその製造方法、並びにその
製造に用いる組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ成分としてナトリウムイオンを
含有するガラスをカリウムイオンを含有する溶融塩に接
触させ、ガラス中のナトリウムイオンと溶融塩中のカリ
ウムイオンとの間でのイオン交換により強度を向上させ
たガラスが知られている。しかし、この強化ガラスでも
耐久性に問題があるとされ、ガラス中のナトリウムイオ
ンと溶融塩中のカリウムイオンとの間でのイオン交換に
よりガラス板表面に圧縮層を形成した後、ガラス板表面
をリチウム塩水溶液に接触させることが提案（特開平７
−２２３８４５号公報）されている。
含有するガラスをカリウムイオンを含有する溶融塩に接
触させ、ガラス中のナトリウムイオンと溶融塩中のカリ
ウムイオンとの間でのイオン交換により強度を向上させ
たガラスが知られている。しかし、この強化ガラスでも
耐久性に問題があるとされ、ガラス中のナトリウムイオ
ンと溶融塩中のカリウムイオンとの間でのイオン交換に
よりガラス板表面に圧縮層を形成した後、ガラス板表面
をリチウム塩水溶液に接触させることが提案（特開平７
−２２３８４５号公報）されている。
【０００３】ところで、現在、我々が生活している環境
中には、様々な菌が生息している。菌の存在は、健康な
人にとって余り問題ないものの、病人、子供、高齢者の
ような抵抗力の低い人にとっては問題がある。特に、最
近、医療施設においては院内感染が問題となっており、
この対策として抗菌剤による抗菌作用（殺菌作用、滅菌
作用、細菌増殖抑止作用）が注目されている。
中には、様々な菌が生息している。菌の存在は、健康な
人にとって余り問題ないものの、病人、子供、高齢者の
ような抵抗力の低い人にとっては問題がある。特に、最
近、医療施設においては院内感染が問題となっており、
この対策として抗菌剤による抗菌作用（殺菌作用、滅菌
作用、細菌増殖抑止作用）が注目されている。
【０００４】例えば、銀、銅、亜鉛、及びこれら金属の
イオンが抗菌作用を持つことが知られている。そして、
これらの金属や金属イオンを含む商品は歴史的にも実績
が有り、かつ、地球環境に優しい安全性が高いと言われ
ている。最近では、特開平４−３３８１３８号公報で、
ガラスを硝酸銀水溶液に浸漬し、熱処理を加え、ガラス
に含まれるナトリウムイオンを殺菌作用を呈する銀イオ
ンと置換した殺菌性ガラスが提案されている。
イオンが抗菌作用を持つことが知られている。そして、
これらの金属や金属イオンを含む商品は歴史的にも実績
が有り、かつ、地球環境に優しい安全性が高いと言われ
ている。最近では、特開平４−３３８１３８号公報で、
ガラスを硝酸銀水溶液に浸漬し、熱処理を加え、ガラス
に含まれるナトリウムイオンを殺菌作用を呈する銀イオ
ンと置換した殺菌性ガラスが提案されている。
【０００５】特開平９−６７１４３号公報では、金属銀
または銀化合物を蒸発させ、銀の蒸発雰囲気下でガラス
組成物中に銀を拡散させた抗菌ガラスが提案されてい
る。
または銀化合物を蒸発させ、銀の蒸発雰囲気下でガラス
組成物中に銀を拡散させた抗菌ガラスが提案されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記ガラスに含まれる
ナトリウムイオンを銀イオンで置換したガラスは、銀イ
オンに起因して抗菌性が優れているものの、強度的な問
題が残されている。更には、透明性も悪い。一方、ガラ
スに含まれるナトリウムイオンをカリウムイオンで置換
したガラスは、強度的に優れているものの、抗菌性が無
い。
ナトリウムイオンを銀イオンで置換したガラスは、銀イ
オンに起因して抗菌性が優れているものの、強度的な問
題が残されている。更には、透明性も悪い。一方、ガラ
スに含まれるナトリウムイオンをカリウムイオンで置換
したガラスは、強度的に優れているものの、抗菌性が無
い。
【０００７】従って、本発明が解決しようとする第１の
課題は、抗菌性に優れ、かつ、強度的にも優れたガラス
を提供することである。又、本発明が解決しようとする
第２の課題は、抗菌性に優れ、かつ、強度的に優れ、更
には透明性にも優れたガラスを提供することである。
課題は、抗菌性に優れ、かつ、強度的にも優れたガラス
を提供することである。又、本発明が解決しようとする
第２の課題は、抗菌性に優れ、かつ、強度的に優れ、更
には透明性にも優れたガラスを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ガラスに含まれるナトリ
ウムイオンをカリウムイオンで置換した場合には、強度
向上が図れるものの、抗菌性が得られず、又、ガラスに
含まれるナトリウムイオンを銀イオンで置換した場合に
は、抗菌性が得られるものの、強度向上が小さく、更に
はガラス特有の透明感が損なわれる。
ウムイオンをカリウムイオンで置換した場合には、強度
向上が図れるものの、抗菌性が得られず、又、ガラスに
含まれるナトリウムイオンを銀イオンで置換した場合に
は、抗菌性が得られるものの、強度向上が小さく、更に
はガラス特有の透明感が損なわれる。
【０００９】そこで、ガラスに含まれるナトリウムイオ
ンをカリウムイオン及び銀イオンの双方で置換したなら
ばと考えたものの、これでは、ガラスに含まれるナトリ
ウムイオンに対するカリウムイオンの置換量や銀イオン
の置換量は中途半端なものとなり、抗菌性や強度が共に
満足できないであろうと予想された。つまり、一定量の
ナトリウムイオンをカリウムイオンと銀イオンとの両者
で置換したならば、カリウムイオンだけの場合、又、銀
イオンだけの場合に比べて、各々の置換量は減少するこ
とになり、各々の効果（強度向上、抗菌性）が共に弱く
なってしまうであろうと考えられた。
ンをカリウムイオン及び銀イオンの双方で置換したなら
ばと考えたものの、これでは、ガラスに含まれるナトリ
ウムイオンに対するカリウムイオンの置換量や銀イオン
の置換量は中途半端なものとなり、抗菌性や強度が共に
満足できないであろうと予想された。つまり、一定量の
ナトリウムイオンをカリウムイオンと銀イオンとの両者
で置換したならば、カリウムイオンだけの場合、又、銀
イオンだけの場合に比べて、各々の置換量は減少するこ
とになり、各々の効果（強度向上、抗菌性）が共に弱く
なってしまうであろうと考えられた。
【００１０】しかし、本発明者による研究開発が鋭意押
し進められて行くうちに、意外な結果に遭遇した。すな
わち、硝酸銀と硝酸カリウムとの溶融塩を用いてナトリ
ウムを含むガラスを処理した場合、硝酸銀を含まない硝
酸カリウムのみの溶融塩で処理した場合よりも、ガラス
の曲げ強度が一層向上することを見出したのである。こ
の現象について本発明者は次のように考えた。銀イオン
とカリウムイオンとがガラス中に熱拡散すると、ナトリ
ウムイオンと置換したカリウムイオンはイオン状態で存
在するものの、銀イオンは金属銀に還元され、ガラス中
の酸素イオンが余剰になり、電気的平衡が保たれなくな
る。そこで、電気的平衡を保とうとする作用が働き、処
理浴中のカリウムイオンが更にガラス中に拡散し、カリ
ウムイオンが増加し、表面での圧縮応力が増して曲げ強
度が一層向上したと考えたのである。
し進められて行くうちに、意外な結果に遭遇した。すな
わち、硝酸銀と硝酸カリウムとの溶融塩を用いてナトリ
ウムを含むガラスを処理した場合、硝酸銀を含まない硝
酸カリウムのみの溶融塩で処理した場合よりも、ガラス
の曲げ強度が一層向上することを見出したのである。こ
の現象について本発明者は次のように考えた。銀イオン
とカリウムイオンとがガラス中に熱拡散すると、ナトリ
ウムイオンと置換したカリウムイオンはイオン状態で存
在するものの、銀イオンは金属銀に還元され、ガラス中
の酸素イオンが余剰になり、電気的平衡が保たれなくな
る。そこで、電気的平衡を保とうとする作用が働き、処
理浴中のカリウムイオンが更にガラス中に拡散し、カリ
ウムイオンが増加し、表面での圧縮応力が増して曲げ強
度が一層向上したと考えたのである。
【００１１】又、銀イオンは短時間のうちにガラス中に
拡散しており、これに対してカリウムイオンのガラス中
への拡散は遅く、従って上記のことから銀イオンが侵入
・拡散し、還元されて銀となり、ガラス中の酸素イオン
が余剰になると、電気的平衡が保たれなくなることか
ら、カリウムイオンのガラス中への拡散も早くなり、従
って短時間での処理で済むから、カリウムイオンは内部
深い箇所まで拡散し難く、この為表面での圧縮応力が増
し、曲げ強度が一層向上したと考えたのである。
拡散しており、これに対してカリウムイオンのガラス中
への拡散は遅く、従って上記のことから銀イオンが侵入
・拡散し、還元されて銀となり、ガラス中の酸素イオン
が余剰になると、電気的平衡が保たれなくなることか
ら、カリウムイオンのガラス中への拡散も早くなり、従
って短時間での処理で済むから、カリウムイオンは内部
深い箇所まで拡散し難く、この為表面での圧縮応力が増
し、曲げ強度が一層向上したと考えたのである。
【００１２】又、銀イオンがガラス中に拡散して行った
ならば、カリウムイオンも一層拡散して行く結果とな
り、曲げ強度が一層向上するだけでなく、ガラス中への
銀イオンの拡散がカリウムイオンの拡散によって阻害さ
れるものでもなく、銀による抗菌性が損なわれるもので
無いことも判って来た。このような知見に沿って本発明
が達成されたものであり、前記の課題は、ガラス表面層
のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きなアル
カリ金属原子）で置換されると共に、ガラス表面層に抗
菌性物質が設けられてなることを特徴とするガラスによ
って解決される。
ならば、カリウムイオンも一層拡散して行く結果とな
り、曲げ強度が一層向上するだけでなく、ガラス中への
銀イオンの拡散がカリウムイオンの拡散によって阻害さ
れるものでもなく、銀による抗菌性が損なわれるもので
無いことも判って来た。このような知見に沿って本発明
が達成されたものであり、前記の課題は、ガラス表面層
のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きなアル
カリ金属原子）で置換されると共に、ガラス表面層に抗
菌性物質が設けられてなることを特徴とするガラスによ
って解決される。
【００１３】又、ガラス表面層のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮ
ａよりイオン半径が大きなアルカリ金属原子）で置換さ
れると共に、ガラス表面層に抗菌性物質が侵入・拡散し
てなることを特徴とするガラスによって解決される。
又、Ｍ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きなアルカリ金
属原子）を提供できる化合物と抗菌性物質とを含む溶融
塩で処理されてなることを特徴とするガラスによって解
決される。
ａよりイオン半径が大きなアルカリ金属原子）で置換さ
れると共に、ガラス表面層に抗菌性物質が侵入・拡散し
てなることを特徴とするガラスによって解決される。
又、Ｍ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きなアルカリ金
属原子）を提供できる化合物と抗菌性物質とを含む溶融
塩で処理されてなることを特徴とするガラスによって解
決される。
【００１４】又、Ｍ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大き
なアルカリ金属原子）を提供できる化合物と抗菌性物質
とを含むことを特徴とする強化抗菌ガラス用組成物によ
って解決される。又、Ｍ+ （ＭはＮａよりイオン半径が
大きなアルカリ金属原子）を提供できる化合物と抗菌性
物質とを含む溶融塩からなることを特徴とする強化抗菌
ガラス用組成物によって解決される。
なアルカリ金属原子）を提供できる化合物と抗菌性物質
とを含むことを特徴とする強化抗菌ガラス用組成物によ
って解決される。又、Ｍ+ （ＭはＮａよりイオン半径が
大きなアルカリ金属原子）を提供できる化合物と抗菌性
物質とを含む溶融塩からなることを特徴とする強化抗菌
ガラス用組成物によって解決される。
【００１５】又、上記の強化抗菌ガラス用組成物でガラ
スを処理することを特徴とする強化抗菌ガラスの製造方
法によって解決される。又、ナトリウムを含むガラスを
１００〜５００℃に加熱する工程と、上記の強化抗菌ガ
ラス用組成物を含む３３０〜５００℃の処理浴で前記ガ
ラスを処理する工程とを具備することを特徴とする強化
抗菌ガラスの製造方法によって解決される。
スを処理することを特徴とする強化抗菌ガラスの製造方
法によって解決される。又、ナトリウムを含むガラスを
１００〜５００℃に加熱する工程と、上記の強化抗菌ガ
ラス用組成物を含む３３０〜５００℃の処理浴で前記ガ
ラスを処理する工程とを具備することを特徴とする強化
抗菌ガラスの製造方法によって解決される。
【００１６】上記本発明におけるガラス表面層のＮａ+
が置換されるＭ+ は、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が、カリウムイオンが
最も好ましい。従って、Ｍ+ を提供できる化合物はカリ
ウム塩が最も好ましく、このような化合物として、例え
ば硝酸カリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、水酸化
カリウム、硫化カリウム等が挙げられる。
が置換されるＭ+ は、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が、カリウムイオンが
最も好ましい。従って、Ｍ+ を提供できる化合物はカリ
ウム塩が最も好ましく、このような化合物として、例え
ば硝酸カリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、水酸化
カリウム、硫化カリウム等が挙げられる。
【００１７】本発明においては、ガラス、特にガラス表
面層には抗菌性物質が侵入・拡散している。この抗菌性
物質は、例えば銀、銀化合物、銅、銅化合物、亜鉛、亜
鉛化合物の群の中から選ばれる一種以上のものである。
Ｍ+ を提供できる化合物と抗菌性物質とを含む溶融塩に
おける抗菌性物質は、還元性を有するものが、特に、好
ましい。すなわち、ガラス中に侵入・拡散した抗菌性物
質は、還元されて安定化し、この安定化状態で抗菌性を
呈する物質であるものが好ましい。このようなことか
ら、抗菌性物質は銀塩、銅塩、亜鉛塩の群の中から選ば
れるものが、特に、好ましい。例えば、硝酸銀、塩化
銀、硝酸銅、塩化銅、硫酸銅、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、硫
酸亜鉛などが挙げられる。
面層には抗菌性物質が侵入・拡散している。この抗菌性
物質は、例えば銀、銀化合物、銅、銅化合物、亜鉛、亜
鉛化合物の群の中から選ばれる一種以上のものである。
Ｍ+ を提供できる化合物と抗菌性物質とを含む溶融塩に
おける抗菌性物質は、還元性を有するものが、特に、好
ましい。すなわち、ガラス中に侵入・拡散した抗菌性物
質は、還元されて安定化し、この安定化状態で抗菌性を
呈する物質であるものが好ましい。このようなことか
ら、抗菌性物質は銀塩、銅塩、亜鉛塩の群の中から選ば
れるものが、特に、好ましい。例えば、硝酸銀、塩化
銀、硝酸銅、塩化銅、硫酸銅、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、硫
酸亜鉛などが挙げられる。
【００１８】処理に用いる強化抗菌ガラス用組成物中に
おけるＭ+ を提供できる化合物／抗菌性物質の割合（重
量比）は４／１〜１００００／１、特に１００／１〜２
０００／１であるのが好ましい。すなわち、例えば銀塩
の割合が少な過ぎた場合には、強度向上度合いが低く、
又、抗菌性も低く、逆に、銀塩の割合が多すぎた場合に
は、ガラスの透明感が損なわれ、ガラスとしての利用が
狭まるからによる。
おけるＭ+ を提供できる化合物／抗菌性物質の割合（重
量比）は４／１〜１００００／１、特に１００／１〜２
０００／１であるのが好ましい。すなわち、例えば銀塩
の割合が少な過ぎた場合には、強度向上度合いが低く、
又、抗菌性も低く、逆に、銀塩の割合が多すぎた場合に
は、ガラスの透明感が損なわれ、ガラスとしての利用が
狭まるからによる。
【００１９】ガラスを上記溶融塩で処理する場合、ガラ
スを予め１００〜５００℃（より好ましくは、２００〜
４５０℃）に加熱（予熱）しておくことが好ましい。こ
れは、予め、ガラスを加熱しておくと、次工程でのガラ
ス中へのＭ+ 、例えばカリウムイオンの拡散が効果的な
ものとなるからである。この後、上記溶融塩でガラスが
処理される。この処理時におけ溶融塩の温度は３３０〜
５００℃（より好ましくは、３８０〜４６０℃）が好ま
しい。すなわち、温度が低すぎた場合には、ガラス中へ
の銀イオンやカリウムイオンの拡散が不十分であり、逆
に、高すぎた場合には、ガラスの軟化などによる変形の
恐れがあるからである。処理（浸漬）時間は、１０分以
上、好ましくは３０分以上、更には１時間以上、特に６
時間以上が好ましい。又、４８時間以内が好ましい。更
には、２４時間以内が好ましい。すなわち、浸漬時間が
短すぎると、ガラス中への銀イオンやカリウムイオンの
拡散が不十分であり、逆に、浸漬時間が長すぎると、表
面層だけでなく、内部深くまでカリウムイオンが拡散
し、表面強度の向上が得られ難くなるからである。
スを予め１００〜５００℃（より好ましくは、２００〜
４５０℃）に加熱（予熱）しておくことが好ましい。こ
れは、予め、ガラスを加熱しておくと、次工程でのガラ
ス中へのＭ+ 、例えばカリウムイオンの拡散が効果的な
ものとなるからである。この後、上記溶融塩でガラスが
処理される。この処理時におけ溶融塩の温度は３３０〜
５００℃（より好ましくは、３８０〜４６０℃）が好ま
しい。すなわち、温度が低すぎた場合には、ガラス中へ
の銀イオンやカリウムイオンの拡散が不十分であり、逆
に、高すぎた場合には、ガラスの軟化などによる変形の
恐れがあるからである。処理（浸漬）時間は、１０分以
上、好ましくは３０分以上、更には１時間以上、特に６
時間以上が好ましい。又、４８時間以内が好ましい。更
には、２４時間以内が好ましい。すなわち、浸漬時間が
短すぎると、ガラス中への銀イオンやカリウムイオンの
拡散が不十分であり、逆に、浸漬時間が長すぎると、表
面層だけでなく、内部深くまでカリウムイオンが拡散
し、表面強度の向上が得られ難くなるからである。
【００２０】本発明は、特に、ナトリウムを含むガラス
に適用される。特に、ナトリウムを０．７ｗｔ％以上、
特に１ｗｔ％以上であって、２０ｗｔ％以下、特に１０
ｗｔ％以下含むガラスに適用される。例えば、ＪＩＳ
Ｒ３２０１，ＪＩＳ Ｒ ３２０２，ＪＩＳ Ｒ ３５
２２，ＪＩＳ Ｓ ２０４３，ＪＩＳ Ｔ ３２０１ガ
ラス等のガラスに適用される。特に好ましいのは、ＪＩ
Ｓ Ｒ ３２０２のフロートガラスや磨きガラスであ
る。尚、ナトリウムを含まない、或いは０．５ｗｔ％以
下しか含まない場合には、本発明の強化ガラス用組成物
で処理しても、強度向上は認められず、かつ、抗菌性が
得られない。
に適用される。特に、ナトリウムを０．７ｗｔ％以上、
特に１ｗｔ％以上であって、２０ｗｔ％以下、特に１０
ｗｔ％以下含むガラスに適用される。例えば、ＪＩＳ
Ｒ３２０１，ＪＩＳ Ｒ ３２０２，ＪＩＳ Ｒ ３５
２２，ＪＩＳ Ｓ ２０４３，ＪＩＳ Ｔ ３２０１ガ
ラス等のガラスに適用される。特に好ましいのは、ＪＩ
Ｓ Ｒ ３２０２のフロートガラスや磨きガラスであ
る。尚、ナトリウムを含まない、或いは０．５ｗｔ％以
下しか含まない場合には、本発明の強化ガラス用組成物
で処理しても、強度向上は認められず、かつ、抗菌性が
得られない。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明のガラスは、ガラス表面層
のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きなアル
カリ金属原子）で置換されると共に、ガラス表面層に抗
菌性物質が設けられたものである。或いは、ガラス表面
層のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きなア
ルカリ金属原子）で置換されると共に、ガラス表面層に
抗菌性物質（特に、抗菌性を有する金属のイオン）が侵
入・拡散したものである。又は、Ｍ+ （ＭはＮａよりイ
オン半径が大きなアルカリ金属原子）を提供できる化合
物と抗菌性物質（特に、抗菌性を有する金属の塩）とを
含む溶融塩で処理されたものである。抗菌性物質は、例
えば銀、銀化合物、銅、銅化合物、亜鉛、亜鉛化合物の
群の中から選ばれる一種以上のものである。
のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きなアル
カリ金属原子）で置換されると共に、ガラス表面層に抗
菌性物質が設けられたものである。或いは、ガラス表面
層のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きなア
ルカリ金属原子）で置換されると共に、ガラス表面層に
抗菌性物質（特に、抗菌性を有する金属のイオン）が侵
入・拡散したものである。又は、Ｍ+ （ＭはＮａよりイ
オン半径が大きなアルカリ金属原子）を提供できる化合
物と抗菌性物質（特に、抗菌性を有する金属の塩）とを
含む溶融塩で処理されたものである。抗菌性物質は、例
えば銀、銀化合物、銅、銅化合物、亜鉛、亜鉛化合物の
群の中から選ばれる一種以上のものである。
【００２２】本発明の強化ガラス用組成物は、Ｍ+ （Ｍ
はＮａよりイオン半径が大きなアルカリ金属原子）を提
供できる化合物と抗菌性物質（特に、抗菌性を有する金
属の塩）とを含むものである。特に、Ｍ+ （ＭはＮａよ
りイオン半径が大きなアルカリ金属原子）を提供できる
化合物と抗菌性物質（特に、抗菌性を有する金属の塩）
とを含む溶融塩からなる。Ｍ+ を提供できる化合物／抗
菌性物質との割合（重量比）は、４／１〜１００００／
１、特に１００／１〜２０００／１である。強化ガラス
用組成物における抗菌性物質は、ガラス中に侵入・拡散
した抗菌性物質が、還元されて安定化し、この安定化状
態で抗菌性を呈する物質である。例えば、硝酸銀、塩化
銀などの銀塩、硝酸銅、塩化銅、硫酸銅などの銅塩、硝
酸亜鉛、塩化亜鉛、硫酸亜鉛などの亜鉛塩のような金属
塩である。Ｍ+ を提供できる化合物としては、硝酸カリ
ウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、水酸化カリウム等
である。本発明の強化ガラス用組成物が銀塩とカリウム
塩とからなる場合、その割合は、Ａｇ／Ｋが０．０００
１以上、特に０．０００５以上であり、０．２５以下、
特に０．０１以下であるのが好ましい。一番好ましいの
は、Ａｇ／Ｋが０．０００５〜０．０１の割合の銀塩と
カリウム塩との溶融塩である。
はＮａよりイオン半径が大きなアルカリ金属原子）を提
供できる化合物と抗菌性物質（特に、抗菌性を有する金
属の塩）とを含むものである。特に、Ｍ+ （ＭはＮａよ
りイオン半径が大きなアルカリ金属原子）を提供できる
化合物と抗菌性物質（特に、抗菌性を有する金属の塩）
とを含む溶融塩からなる。Ｍ+ を提供できる化合物／抗
菌性物質との割合（重量比）は、４／１〜１００００／
１、特に１００／１〜２０００／１である。強化ガラス
用組成物における抗菌性物質は、ガラス中に侵入・拡散
した抗菌性物質が、還元されて安定化し、この安定化状
態で抗菌性を呈する物質である。例えば、硝酸銀、塩化
銀などの銀塩、硝酸銅、塩化銅、硫酸銅などの銅塩、硝
酸亜鉛、塩化亜鉛、硫酸亜鉛などの亜鉛塩のような金属
塩である。Ｍ+ を提供できる化合物としては、硝酸カリ
ウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、水酸化カリウム等
である。本発明の強化ガラス用組成物が銀塩とカリウム
塩とからなる場合、その割合は、Ａｇ／Ｋが０．０００
１以上、特に０．０００５以上であり、０．２５以下、
特に０．０１以下であるのが好ましい。一番好ましいの
は、Ａｇ／Ｋが０．０００５〜０．０１の割合の銀塩と
カリウム塩との溶融塩である。
【００２３】本発明のガラスの製造方法は、上記の強化
抗菌ガラス用組成物でガラスを処理する方法である。特
に、ナトリウムを含むガラスを１００〜５００℃（特
に、２００〜４５０℃）に加熱する工程と、上記の強化
抗菌ガラス用組成物を含む３３０〜５００℃（特に、３
８０〜４６０℃）の処理浴で前記ガラスを処理する工程
とを有する方法である。
抗菌ガラス用組成物でガラスを処理する方法である。特
に、ナトリウムを含むガラスを１００〜５００℃（特
に、２００〜４５０℃）に加熱する工程と、上記の強化
抗菌ガラス用組成物を含む３３０〜５００℃（特に、３
８０〜４６０℃）の処理浴で前記ガラスを処理する工程
とを有する方法である。
【００２４】以下、更に詳しく説明する。例えば、ナト
リウムを１ｗｔ％以上含むＪＩＳ Ｒ ３２０２ガラス
を１００〜５００℃に加熱する。この後、Ａｇ／Ｋ＝
０．０００１〜０．２５の範囲内にある硝酸銀−硝酸カ
リウムの３３０〜５００℃の溶融塩中に、前記予熱され
たガラスを１〜４８時間浸漬する。
リウムを１ｗｔ％以上含むＪＩＳ Ｒ ３２０２ガラス
を１００〜５００℃に加熱する。この後、Ａｇ／Ｋ＝
０．０００１〜０．２５の範囲内にある硝酸銀−硝酸カ
リウムの３３０〜５００℃の溶融塩中に、前記予熱され
たガラスを１〜４８時間浸漬する。
【００２５】これにより、ガラス表面層のＮａ+ がＫ+
で置換され、表面における圧縮応力が増して曲げ強度が
一層向上する。かつ、拡散したＡｇ+ が還元されてＡｇ
としてガラス表面層に存在しており、抗菌性を持ってい
る。そして、本発明になるガラスは、強度に優れ、か
つ、抗菌性に優れていることから、例えば薬品容器など
の医療用途におけるガラス製品、例えば飲料用ガラス
瓶、ガラスコップなどの食品や飲料用途におけるガラス
製品、食器棚の仕切り板や食品用ショーケース等のガラ
ス製品、その他にも手や口にする可能性が有る玩具など
に好適である。
で置換され、表面における圧縮応力が増して曲げ強度が
一層向上する。かつ、拡散したＡｇ+ が還元されてＡｇ
としてガラス表面層に存在しており、抗菌性を持ってい
る。そして、本発明になるガラスは、強度に優れ、か
つ、抗菌性に優れていることから、例えば薬品容器など
の医療用途におけるガラス製品、例えば飲料用ガラス
瓶、ガラスコップなどの食品や飲料用途におけるガラス
製品、食器棚の仕切り板や食品用ショーケース等のガラ
ス製品、その他にも手や口にする可能性が有る玩具など
に好適である。
【００２６】以下、具体的実施例を挙げて本発明を説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】
【実施例１】ＳｉＯ2 を７３．０ｗｔ％、Ｎａ2 Ｏを１
６．０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 を２．０ｗｔ％、ＭｇＯを
３．５ｗｔ％、ＣａＯを５．５ｗｔ％含む板厚が１ｍｍ
で７０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさのソーダ石灰ガラスＡ
を用意した。このガラスＡを４００℃に予熱した。
６．０ｗｔ％、Ａｌ2 Ｏ3 を２．０ｗｔ％、ＭｇＯを
３．５ｗｔ％、ＣａＯを５．５ｗｔ％含む板厚が１ｍｍ
で７０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさのソーダ石灰ガラスＡ
を用意した。このガラスＡを４００℃に予熱した。
【００２８】この予熱されたガラスＡを、Ａｇ／Ｋ＝
０．０５の硝酸銀−硝酸カリウムの５００℃の溶融塩中
に２４時間浸漬した。この後、ガラスＡを引き上げ、６
０℃まで徐々に冷却し、そして脱イオン水によって充分
に水洗し、室温で乾燥した。
０．０５の硝酸銀−硝酸カリウムの５００℃の溶融塩中
に２４時間浸漬した。この後、ガラスＡを引き上げ、６
０℃まで徐々に冷却し、そして脱イオン水によって充分
に水洗し、室温で乾燥した。
【００２９】
【実施例２】実施例１において、Ａｇ／Ｋ＝０．００７
の硝酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を０．５時間とした以外は同様
に行った。
の硝酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を０．５時間とした以外は同様
に行った。
【００３０】
【実施例３】実施例１において、Ａｇ／Ｋ＝０．００７
の硝酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を４８時間とした以外は同様に
行った。
の硝酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を４８時間とした以外は同様に
行った。
【００３１】
【実施例４】実施例１において、Ａｇ／Ｋ＝０．００１
の硝酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を１時間とした以外は同様に行
った。
の硝酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を１時間とした以外は同様に行
った。
【００３２】
【実施例５】実施例１において、Ａｇ／Ｋ＝０．００１
の塩化銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を２４時間とした以外は同様に
行った。
の塩化銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を２４時間とした以外は同様に
行った。
【００３３】
【実施例６】実施例１において、Ａｇ／Ｋ＝０．００１
の塩化銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を３３０℃、浸漬時間を２４時間とした以外は同様に
行った。
の塩化銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を３３０℃、浸漬時間を２４時間とした以外は同様に
行った。
【００３４】
【実施例７】実施例１において、Ａｇ／Ｋ＝０．００１
の塩化銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を１６時間とした以外は同様に
行った。
の塩化銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温
度を４６０℃、浸漬時間を１６時間とした以外は同様に
行った。
【００３５】
【実施例８】実施例１において、Ａｇ／Ｋ＝０．２の硝
酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温度を
４６０℃、浸漬時間を２４時間とした以外は同様に行っ
た。
酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴温度を
４６０℃、浸漬時間を２４時間とした以外は同様に行っ
た。
【００３６】
【実施例９】実施例１において、Ａｇ／Ｋ＝０．０００
２の硝酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴
温度を４６０℃、浸漬時間を２４時間とした以外は同様
に行った。
２の硝酸銀−硝酸カリウムを用い、この溶融塩の処理浴
温度を４６０℃、浸漬時間を２４時間とした以外は同様
に行った。
【００３７】
【比較例１】実施例１において、硝酸銀−硝酸カリウム
の代わりに硝酸カリウム（硝酸銀を含まない）を用い、
この溶融塩の処理浴温度を４６０℃、浸漬時間を２４時
間とした以外は同様に行った。
の代わりに硝酸カリウム（硝酸銀を含まない）を用い、
この溶融塩の処理浴温度を４６０℃、浸漬時間を２４時
間とした以外は同様に行った。
【００３８】
【比較例２】実施例１において、硝酸銀−硝酸カリウム
の代わりに硝酸銀（硝酸カリウムを含まない）を用い、
この溶融塩の処理浴温度を４６０℃、浸漬時間を２４時
間とした以外は同様に行った。
の代わりに硝酸銀（硝酸カリウムを含まない）を用い、
この溶融塩の処理浴温度を４６０℃、浸漬時間を２４時
間とした以外は同様に行った。
【００３９】
【特性】上記各例で得たガラスについて、その抗菌性、
曲げ強度、及び透明性を調べたので、その結果を表−１
に示す。 表−１ 抗菌性（滅菌率） 曲げ強度（ｋｇｆ／ｍｍ2 ） 透明性 実施例１ ９９．９％以上 ３５ ◎ 実施例２ ９９．９％以上 ２５ ◎ 実施例３ ９９．９％以上 ３８ ◎ 実施例４ ９９．９％以上 ３１ ◎ 実施例５ ９９．９％以上 ４４ ◎ 実施例６ ９９．９％以上 ３６ ◎ 実施例７ ９９．９％以上 ４１ ◎ 実施例８ ９９．９％以上 ２７ ○ 実施例９ ９２％ ３０ ◎ 比較例１ ０％ ２４ ◎ 比較例２ ９９．９％以上 １９ × 抗菌性（滅菌率）は、５０ｍｍ×５０ｍｍの検体上に大
腸菌が１０5 個／ｍｌとなるよう調整した後、ポリエチ
レンフィルムを密着させ、３０℃で保存し、そして２４
時間後に菌を洗い出し、検体上の生菌数をＳＣＤＬＰ培
地を使用して混釈平板培地法により測定し、１ｍｌ中の
菌数を算出し、（１０5 個−算出菌数）／１０5 個×１
００の式により求めた。
曲げ強度、及び透明性を調べたので、その結果を表−１
に示す。 表−１ 抗菌性（滅菌率） 曲げ強度（ｋｇｆ／ｍｍ2 ） 透明性 実施例１ ９９．９％以上 ３５ ◎ 実施例２ ９９．９％以上 ２５ ◎ 実施例３ ９９．９％以上 ３８ ◎ 実施例４ ９９．９％以上 ３１ ◎ 実施例５ ９９．９％以上 ４４ ◎ 実施例６ ９９．９％以上 ３６ ◎ 実施例７ ９９．９％以上 ４１ ◎ 実施例８ ９９．９％以上 ２７ ○ 実施例９ ９２％ ３０ ◎ 比較例１ ０％ ２４ ◎ 比較例２ ９９．９％以上 １９ × 抗菌性（滅菌率）は、５０ｍｍ×５０ｍｍの検体上に大
腸菌が１０5 個／ｍｌとなるよう調整した後、ポリエチ
レンフィルムを密着させ、３０℃で保存し、そして２４
時間後に菌を洗い出し、検体上の生菌数をＳＣＤＬＰ培
地を使用して混釈平板培地法により測定し、１ｍｌ中の
菌数を算出し、（１０5 個−算出菌数）／１０5 個×１
００の式により求めた。
【００４０】曲げ強度は、板厚１ｍｍで７０ｍｍ×１５
ｍｍの大きさのサンプルを用意し、中点荷重を受ける曲
げ強度試験方法により行い、３Ｐ・ａ／ｂ・ｄ2 （Ｐ＝
曲げ荷重、ａ＝破壊断面とこれに近い方の支点までの距
離（ｍｍ）、ｂ＝サンプルの断面幅（ｍｍ）、ｄ＝サン
プルの高さ（ｍｍ））により求めた。透明性は、反射・
透過率計を使用して可視光線透過率を測定し、透過率が
３０％以上を◎で、透過率が５〜２９％を○で、透過率
が４％以下を×で表示した。
ｍｍの大きさのサンプルを用意し、中点荷重を受ける曲
げ強度試験方法により行い、３Ｐ・ａ／ｂ・ｄ2 （Ｐ＝
曲げ荷重、ａ＝破壊断面とこれに近い方の支点までの距
離（ｍｍ）、ｂ＝サンプルの断面幅（ｍｍ）、ｄ＝サン
プルの高さ（ｍｍ））により求めた。透明性は、反射・
透過率計を使用して可視光線透過率を測定し、透過率が
３０％以上を◎で、透過率が５〜２９％を○で、透過率
が４％以下を×で表示した。
【００４１】これによれば、本発明になるものは、抗菌
性、曲げ強度、透明性に優れていることが判る。すなわ
ち、カリウム塩のみの溶融塩で処理した比較例１の場合
には、抗菌性が全くなく、かつ、曲げ強度も２４ｋｇｆ
／ｍｍ2 程度であり、又、銀塩のみの溶融塩で処理した
比較例２の場合には、抗菌性が有るものの、曲げ強度が
１９ｋｇｆ／ｍｍ2 程度であり、かつ、透明性も悪いの
に対して、本発明のものは、抗菌性を有すると共に、曲
げ強度にも優れ、更には透明性にも優れている。
性、曲げ強度、透明性に優れていることが判る。すなわ
ち、カリウム塩のみの溶融塩で処理した比較例１の場合
には、抗菌性が全くなく、かつ、曲げ強度も２４ｋｇｆ
／ｍｍ2 程度であり、又、銀塩のみの溶融塩で処理した
比較例２の場合には、抗菌性が有るものの、曲げ強度が
１９ｋｇｆ／ｍｍ2 程度であり、かつ、透明性も悪いの
に対して、本発明のものは、抗菌性を有すると共に、曲
げ強度にも優れ、更には透明性にも優れている。
【００４２】特に、Ａｇ／Ｋが０．０００５〜０．０１
の割合の銀塩−カリウム塩の溶融塩で処理した場合、抗
菌性は銀塩のみの溶融塩で処理した場合と同等の特長を
奏し、又、曲げ強度はカリウム塩のみの溶融塩で処理し
た場合よりも優れた特長を奏している。
の割合の銀塩−カリウム塩の溶融塩で処理した場合、抗
菌性は銀塩のみの溶融塩で処理した場合と同等の特長を
奏し、又、曲げ強度はカリウム塩のみの溶融塩で処理し
た場合よりも優れた特長を奏している。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、強度に優れ、かつ、抗
菌性に富み、更には透明性に優れたガラスが得られる。
菌性に富み、更には透明性に優れたガラスが得られる。
Claims (10)
- 【請求項１】 ガラス表面層のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａ
よりイオン半径が大きなアルカリ金属原子）で置換され
ると共に、ガラス表面層に抗菌性物質が設けられてなる
ことを特徴とするガラス。 - 【請求項２】 ガラス表面層のＮａ+ がＭ+ （ＭはＮａ
よりイオン半径が大きなアルカリ金属原子）で置換され
ると共に、ガラス表面層に抗菌性物質が侵入・拡散して
なることを特徴とするガラス。 - 【請求項３】 Ｍ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きな
アルカリ金属原子）を提供できる化合物と抗菌性物質と
を含む溶融塩で処理されてなることを特徴とするガラ
ス。 - 【請求項４】 抗菌性物質が銀、銀化合物、銅、銅化合
物、亜鉛、亜鉛化合物の群の中から選ばれる一種以上の
ものである請求項１〜請求項３いずれかのガラス。 - 【請求項５】 Ｍ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きな
アルカリ金属原子）を提供できる化合物と抗菌性物質と
を含むことを特徴とする強化抗菌ガラス用組成物。 - 【請求項６】 Ｍ+ （ＭはＮａよりイオン半径が大きな
アルカリ金属原子）を提供できる化合物と抗菌性物質と
を含む溶融塩からなることを特徴とする強化抗菌ガラス
用組成物。 - 【請求項７】 Ｍ+ を提供できる化合物／抗菌性物質＝
４／１〜１００００／１（重量比）の割合でＭ+ を提供
できる化合物と抗菌性物質とを含む請求項５又は請求項
６の強化抗菌ガラス用組成物。 - 【請求項８】 抗菌性物質が銀、銀化合物、銅、銅化合
物、亜鉛、亜鉛化合物の群の中から選ばれる一種以上の
ものである請求項５〜請求項７いずれかの強化抗菌ガラ
ス用組成物。 - 【請求項９】 請求項５〜請求項８いずれかの強化抗菌
ガラス用組成物でガラスを処理することを特徴とする強
化抗菌ガラスの製造方法。 - 【請求項１０】 ナトリウムを含むガラスを１００〜５
００℃に加熱する工程と、請求項５〜請求項８いずれか
の強化抗菌ガラス用組成物を含む３３０〜５００℃の処
理浴で前記ガラスを処理する工程とを具備することを特
徴とする強化抗菌ガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2681898A JPH11228186A (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | ガラス、ガラスの製造方法、及び強化抗菌ガラス用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2681898A JPH11228186A (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | ガラス、ガラスの製造方法、及び強化抗菌ガラス用組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11228186A true JPH11228186A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12203868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2681898A Pending JPH11228186A (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | ガラス、ガラスの製造方法、及び強化抗菌ガラス用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11228186A (ja) |
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-
1998
- 1998-02-09 JP JP2681898A patent/JPH11228186A/ja active Pending
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