JP2020007218A

JP2020007218A - 高い耐化学性および耐亀裂性を有する化学強化可能なガラス

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Publication number: JP2020007218A
Application number: JP2019126148A
Authority: JP
Inventors: フォザリンガムウルリヒ; Fotheringham Ulrich; ヴェーゲナーホルガー; Wegener Holger; ホーホラインオリヴァー; Hochrein Oliver; モニカリッターズィモーネ; Simone Monika Ritter; マンシュタットヴォルフガング; Wolfgang Mannstadt; ベアントホイザークリストフ; Berndhaeuser Christoph; グロースクリストフ; Gross Christoph
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2020-01-16
Anticipated expiration: 2039-07-05
Also published as: US20200010356A1; CN110683757A; DE102018116483A1; CN110683757B; JP7373933B2; KR20200005493A

Abstract

【課題】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。ガラス構成成分は、際だった耐引掻性および耐衝撃性を有するガラス物品。【解決手段】ガラスを構成する一定の相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ＩＳＯ６９５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８であり、かつ、ＩＳＯ６９５に従ったアルカリ性媒体中の除去速度が最大１１５ｍｇ／（ｄｍ２３ｈ）である、ガラス。【選択図】なし

Description

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。さらに、本発明の文脈においては、ガラスの耐亀裂性に特に注意が向けられる。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。

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ＩＳＯ６９５、耐加水分解性についてはＩＳＯ７１９／７２０、ならびに耐酸性についてはＩＳＯ１７７６およびＤＩＮ１２１１６が適用される。

耐引掻性および耐衝撃性も、多くのガラス、特にディスプレイ用途のガラス、つまり、例えばスマートフォンまたは他の電子機器のカバーガラスにとって重要である。多くのガラスは良好な化学強化性を達成するが、そのようなガラスの引掻抵抗はそれほど顕著ではない。

独国特許出願公開第１０２０１５１１６０９７号明細書(DE 10 2015 116097 A1)、米国特許第９７８３４５３号明細書(US 9,783,453 B2)、米国特許出願公開第２０１５／０３０８２７号明細書(US 2015/030827 A1)、米国特許第９７０１５８０号明細書(US 9,701,580 B2)、米国特許第９１５６７２５号明細書(US 9,156,725 B2)、米国特許第９５１７９６７号明細書(US 9,517,967 B2)、米国特許出願公開第２０１４／０５０９１１号明細書(US 2014/050911 A1)、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)、米国特許出願公開第２０１５／１４７５７５号明細書(US 2015/147575 A1)、米国特許出願公開第２０１５／１４０２９９号明細書(US 2015/140299 A1)、国際公開第２０１５／０３１４２７号^２(WO 2015/031427 A2)、米国特許出願公開第２０１７／３２０７６９号明細書(US 2017/320769 A1)、国際公開第２０１７／１５１７７１号明細書(WO 2017/151771 A1)、米国特許出願公開第２０１６／２５１２５５号明細書(US 2016/251255 A1)、独国特許出願公開第１０２０１３１１４２２５号明細書(DE 10 2013 114225 A1)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、主に構成相としてガラス様アルバイト（曹長石）（１２．５モル％のＮａ_２Ｏ、１２．５モル％のＡｌ_２Ｏ_３、７５モル％のＳｉＯ_２）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。

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。

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。

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、ＤＩＮ１２１１６によればクラス４に過ぎない。

従来技術は、化学強化性と、良好な耐化学性、なかでも良好な耐引掻性および耐衝撃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。

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。

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（ＣｏｎｒａｄｔＲ：“Ｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｅｄｉｕｍｒａｎｇｅｏｒｄｅｒ，ａｎｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｔａｔｅｏｆｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｘｉｄｅｌｉｑｕｉｄｓａｎｄｇｌａｓｓｅｓ”，ｉｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｏｌｉｄｓ，Ｖｏｌｕｍｅｓ３４５−３４６，１５Ｏｃｔｏｂｅｒ２００４，Ｐａｇｅｓ１６−２３を参照されたい）。

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し、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：

好ましい実施形態は、以下の構成相を上述の割合範囲で含む。

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。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。

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。

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行列を示す。

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：

（第１の実施形態の場合と同じ）単純酸化物に関する組成データ（モル％）へのこれらの組成物の変換は、ここに示される行列を使って行われる。組成データ（モル％）は、ベースガラスに関して右から行列への列ベクトルとして再び乗算される：

行列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再び得られる。

逆に、モルパーセントにおける組成は、それぞれの逆行列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。

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ＣｏｎｒａｄｔＲ．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。

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。

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。

ＩＳＯ７１９／７２０に従った耐加水分解性およびＩＳＯ６９５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。ＩＳＯ６９５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。ＩＳＯ７１９／７２０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（ＳｕｓａｎｎｅＦａｇｅｒｌｕｎｄ，ＰａｕｌＥｋ，ＭｉｋｋｏＨｕｐａｕｎｄＬｅｅｎａＨｕｐａ：Ｏｎｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｇｌａｓｓｅｓ，ＧｌａｓｓＴｅｃｈｎｏｌ．：Ｅｕｒ．Ｊ．ＧｌａｓｓＳｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ａ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１０，５１（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。

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ＩＳＯ６９５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ＩＳＯ７１９／７２０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。

耐化学性ガラス（ＩＳＯ７１９に準拠した加水分解クラスＨＧＢＩまたはＩＳＯ７２０に準拠した加水分解クラスＨＧＡＩ）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。

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９．０５未満、好ましくは９．０４未満、特に好ましくは９．０３未満、非常に好ましくは９．０２未満、さらにより好ましくは９．０１未満、最も好ましくは９．００未満であるガラスが本発明によるものである。

本発明により、ＩＳＯ６９５に従った除去速度は、最大１１５ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）であり、好ましくは最大１１０ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）、好ましくは最大１０５ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）、特に非常に好ましくは最大１００ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）、最も好ましくは最大９５ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）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。

第一の上記の値は、ＩＳＯ６９５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。

ＤＩＮ１２１１６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では酸クラス３以上、つまり酸クラス４に対応し、一部ではクラス３と４の間にある除去速度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。

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７．５〜９ｐｐｍ／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。

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。

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。

^１）ＰｕｒｅＡｐｐｌ．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，Ｉｎｏｒｇａｎｉｃｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｏｆｄｉｓｓｏｌｖｅｄｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｓｅａｗａｔｅｒ：ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐＨｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒａｔｉｏｓ，Ｇｅｏｃｈｅｍ．Ｔｒａｎｓ．３（２）（２００２）１１−１６．
^２ａ）ＰｕｒｅＡｐｐｌ．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）ＤａｖｉｄＷ．Ｈｅｎｄｒｉｃｋｓ，ＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔＵｎｉｔＰｒｏｃｅｓｓｅｓ：ＰｈｙｓｉｃａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌ，ＣＲＣＴａｙｌｏｒａｎｄＦｒａｎｃｉｓ，ＢｏｃａＲａｔｏｎ，Ｌｏｎｄｏｎ，ＮｅｗＹｏｒｋ，２００６，Ｓ．３０７；本文献中「４」、「５」、「１１」、「１２」で表される出典からの値
^４）ＡｒｔｕｒＫｒｅｚｅｌ，ＷｏｌｆｇａｎｇＭａｒｅｔ，Ｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｏｒｇａｎｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｚｉｎｃｉｏｎｓ，ＡｒｃｈｉｖｅｓｏｆＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＢｉｏｐｈｙｓｉｃｓ（２０１６），Ｓ．１−１７
^５）水酸化バリウムと同様に（ＰｕｒｅＡｐｐｌ．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）ＰｕｒｅＡｐｐｌ．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）ＰｕｒｅＡｐｐｌ．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）ＰｕｒｅＡｐｐｌ．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）ＰｕｒｅＡｐｐｌ．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

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）。

方程式系（１）
１．［Ｈ_２ＳｉＯ_４ ⁻⁻］［Ｈ^＋］／［Ｈ_３ＳｉＯ_４ ⁻］＝１０^−ｐｋａ、
２．［Ｈ_３ＳｉＯ_４ ⁻］［Ｈ^＋］／［Ｈ_４ＳｉＯ_４］＝１０^−ｐｋａ、
３．［Ｈ_２ＳｉＯ_４ ⁻⁻］＋［Ｈ_３ＳｉＯ_４ ⁻］＋［Ｈ_４ＳｉＯ_４］＝５０（μモル／ｌ）^＊ｃ_ＳｉＯ２、
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）^＊ｃ_ＺｒＯ２、
７．［Ｈ_２ＢＯ_３ ⁻］［Ｈ^＋］／［Ｈ_３ＢＯ_３］＝１０^−ｐｋａ、
８．［Ｈ_２ＢＯ_３ ⁻］＋［Ｈ_３ＢＯ_３］＝５０（μモル／ｌ）^＊２^＊ｃ_Ｂ２Ｏ３、
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^＊ｃ_{Ａｌ２Ｏ３}、
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）^＊ｃ_ＺｎＯ、
１６．［ＭｇＯＨ^＋］［ＯＨ⁻］／［Ｍｇ（ＯＨ）_２］＝１０^−ｐｋｂ、［Ｍｇ^＋＋］［ＯＨ⁻］／［ＭｇＯＨ^＋］＝１０^−ｐｋｂ、
１７．［ＭｇＯＨ^＋］＋［Ｍｇ（ＯＨ）_２］＋［Ｍｇ^＋＋］＝５０（μモル／ｌ）^＊ｃ_ＭｇＯ、
１８．［ＣａＯＨ^＋］［ＯＨ⁻］／［Ｃａ（ＯＨ）_２］＝１０^−ｐｋｂ、［Ｃａ^＋＋］［ＯＨ⁻］／［ＣａＯＨ^＋］＝１０^−ｐｋｂ、
１９．［ＣａＯＨ^＋］＋［Ｃａ（ＯＨ）_２］＋［Ｃａ^＋＋］＝５０（μモル／ｌ）^＊ｃ_ＣａＯ、
２０．［Ｎａ^＋］［ＯＨ⁻］／［ＮａＯＨ］＝１０^−ｐｋｂ、
２１．［Ｎａ^＋］＋［ＮａＯＨ］＝５０（μモル／ｌ）^＊２^＊ｃ_Ｎａ２Ｏ、
２２．［Ｋ^＋］［ＯＨ⁻］／［ＫＯＨ］＝１０^−ｐｋｂ、
２３．［Ｋ^＋］＋［ＫＯＨ］＝５０（μモル／ｌ）^＊２^＊ｃ_Ｋ２Ｏ、
２４．［ＯＨ⁻］［Ｈ^＋］＝１０^−１４、
２５．２^＊［Ｈ_２ＳｉＯ_４ ⁻⁻］＋［Ｈ_３ＳｉＯ_４ ⁻］＋［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^＋］

方程式１〜２４は平衡条件であり、方程式２５は電気的中性条件である。

方程式系は、例えばＷｏｌｆｒａｍＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｃ．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。

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。

ＩＳＯ６９５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ＩＳＯ６９５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。

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。

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。

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ｃ_ｐジャンプに対応する（Ｒ．Ｂｒｕｅｎｉｎｇ，“Ｏｎｔｈｅｇｌａｓｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｉｎｖｉｔｒｅｏｕｓｓｉｌｉｃａｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ”，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｏｌｉｄｓ３３０（２００３）１３−２２を参照されたい）。

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（端数処理した）１．６６６６６６６６７（４／３）との差は、３Ｄ角度自由度と呼ばれる。

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ＩＳＯ６９５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：

「ｃ」は、ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）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。

係数Ｎ／Ｎ_ＳｉＯ２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。Ｎ_ＳｉＯ２は、石英ガラス１モル当たりの原子の数（すなわち３Ｎ_Ａ、Ｎ_Ａ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／Ｍ_ＳｉＯ２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。Ｍ_ＳｉＯ２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。

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。

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：

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、ＡｌｂｅｒｔｏＧａｒｃｉａ，ＭａｒｖｏｎＣｏｈｅｎ，ＦｉｒｓｔＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓＩｏｎｉｃｉｔｙＳｃａｌｅｓ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ１９９３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、酸化ホウ素を除き、結晶相およびガラス相の配位数を特定する（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，ＣｒｙｓｔａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＲｅｅｄｍｅｒｇｎｅｒｉｔｅ，ＴｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔＶｏｌ５０，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：ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ６１，ｐａｇｅｓ１２１３−１２２５，１９７６，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ６２，ｐａｇｅｓ９２１−９３１，１９７７，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ６４，ｐａｇｅｓ４０９−４２３，１９７９，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ８１，ｐａｇｅｓ１３４４−１３４９，１９９６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：ネフェリンについては：Ｍ．Ｊ．Ｂｕｅｒｇｅｒ，ＧｉｌｂｅｒｔＥ．Ｋｌｅｉｎ，Ｄｏｎｎａｙ：Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｎｅｐｈｅｌｉｎｅ，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ８３．ｐａｇｅｓ６３Ｉ−６３７，１９９８から、この出典を見れば天然のネフェリンＮａ_６Ｋ_２Ａｌ_８Ｓｉ_８Ｏ_３２には、ナトリウムの６つの６配位サイトおよびカリウムの２つの９配位サイトが含まれ、ここで考察される、カリウムが存在しない場合にのみ生じる純粋なＮａネフェリンでは、ＮａのＫサイトも占有されており、ケイ素とアルミニウムの両方が四面体的に配位されている；オーソクレース（正長石）については：ＣａｎａｄｉａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ１７ｐａｇｅｓ５１５−５２５，１９７９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；パラケルディシット（Ｐａｒａｋｅｌｄｙｓｈｉｔ）については：ＡｃｔａＣｈｅｍｉｃａＳｃａｎｄｉｎａｖｉａ，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：ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ４７（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：ＡｃｔａＣｒｙｓｔ．（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；ガラス状酸化ホウ素については、三角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：ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ７７，ｐａｇｅｓ４０７−４１１，１９９２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：ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ５９，ｐａｇｅｓ７９−８５，１９７４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。

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：

［式中、ｃ_ｉ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、ｚ_ｉ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、Ｎ_Ａ、Ｎ_Ａアボガドロ数の単位における）であり、ｆ_ｉ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］。

Ｍ／Ｍ_ＳｉＯ２を求めるための計算規則は次のようになる：

［式中、ｃ_ｉ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、Ｍ_ｉは、対応するモル質量であり、「ｎ」は構成相の数である］。

Ｎ／Ｎ_ＳｉＯ２を求めるための計算規則は次のようになる：

［式中、ｃ_ｉ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、ｚ_ｉ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、Ｎ_Ａ、Ｎ_Ａ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］。

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，ＯｐｔｉｃａｌＢａｓｉｃｉｔｙａｎｄＮｅｐｈｅｌｉｎｅＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＨｉｇｈＡｌｕｍｉｎａＧｌａｓｓｅｓ，ＰａｃｉｆｉｃＮｏｒｔｈｗｅｓｔＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，ＰＮＮＬ２０１８４，ＥＭＳＰ−ＲＰＴ００３，ｐｒｅｐａｒｅｄｆｏｒｔｈｅＵＳＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｅｒｇｙｕｎｄｅｒｃｏｎｔｒａｃｔＤＥ−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。前述の場合が考えられるのは、特に、ガラスが、メタケイ酸ナトリウム、つまり固体として存在する全てのケイ酸ナトリウムとして、最も高いナトリウム含有量を有するものの化学量論を有する場合である（オルトケイ酸ナトリウムは水溶液中でのみ発生する）。その光学塩基度は、それを計算するための以下に記載される方法に従って、ちょうど０．９４８３３３３であり、つまり、上記係数（０．９４８３３３３−Λ）の構築によってゼロになる値である。

光学塩基度Λを、Ｃ．Ｐ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ，Ｊ．Ｓ．ＭｃＣｌｏｙ，Ｍ．Ｊ．Ｓｃｈｗｅｉｇｅｒ，Ｊ．Ｖ．Ｃｒｕｍ，Ａ，Ｗｉｎｓｃｈｅｌｌ，ＯｐｔｉｃａｌＢａｓｉｃｉｔｙａｎｄＮｅｐｈｅｌｉｎｅＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＨｉｇｈＡｌｕｍｉｎａＧｌａｓｓｅｓ，ＰａｃｉｆｉｃＮｏｒｔｈｗｅｓｔＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，ＰＮＮＬ２０１８４，ＥＭＳＰ−ＲＰＴ００３，ｐｒｅｐａｒｅｄｆｏｒｔｈｅＵＳＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｅｒｇｙｕｎｄｅｒｃｏｎｔｒａｃｔＤＥ−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Λ_χａｖ（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Λ_ＩＣＰ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Λ_χａｖの値が使用される。

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，ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＡｃｔｉｖａｔｉｏｎＥｎｅｒｇｙｏｆＩｏｎｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｉｎＳｉｌｉｃａＧｌａｓｓｅｓｂｙＣｌａｓｓｉｃａｌＭｅｔｈｏｄｓ，ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ，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。

高濃度の酸と接触すると、ＩＳＯ１７７６またはＤＩＮ１２１１６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。ＩＳＯ１７７６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）。

これは、同じ実験条件（ＩＳＯ１７７６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。

カチオンがガラス複合体を離れる傾向は、ＡｌｂｅｒｔｏＧａｒｃｉａ，ＭａｒｖｏｎＣｏｈｅｎ，ＦｉｒｓｔＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓＩｏｎｉｃｉｔｙＳｃａｌｅｓ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ１９９３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。

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，ＣｒｙｓｔａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＲｅｅｄｍｅｒｇｎｅｒｉｔｅ，ＴｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔＶｏｌ５０，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：ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ６１，ｐａｇｅｓ１２１３−１２２５，１９７６，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ６２，ｐａｇｅｓ９２１−９３１，１９７７，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ６４，ｐａｇｅｓ４０９−４２３，１９７９，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ８１，ｐａｇｅｓ１３４４−１３４９，１９９６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：ネフェリンについては：Ｍ．Ｊ．Ｂｕｅｒｇｅｒ，ＧｉｌｂｅｒｔＥ．Ｋｌｅｉｎ，Ｄｏｎｎａｙ：Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｎｅｐｈｅｌｉｎｅ，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ８３．ｐａｇｅｓ６３Ｉ−６３７，１９９８から、この出典を見れば天然のネフェリンＮａ_６Ｋ_２Ａｌ_８Ｓｉ_８Ｏ_３２には、ナトリウムの６つの６配位サイトおよびカリウムの２つの９配位サイトが含まれ、ここで考察される、カリウムが存在しない場合にのみ生じる純粋なＮａネフェリンでは、ＮａのＫサイトも占有されており、ケイ素とアルミニウムの両方が四面体的に配位されている；オーソクレース（正長石）については：ＣａｎａｄｉａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ１７ｐａｇｅｓ５１５−５２５，１９７９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；パラケルディシット（Ｐａｒａｋｅｌｄｙｓｈｉｔ）については：ＡｃｔａＣｈｅｍｉｃａＳｃａｎｄｉｎａｖｉａ，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：ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ４７（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：ＡｃｔａＣｒｙｓｔ．（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；酸化ホウ素については、三角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：ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ７７，ｐａｇｅｓ４０７−４１１，１９９２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：ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ，Ｖｏｌｕｍｅ５９，ｐａｇｅｓ７９−８５，１９７４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。

化合物のイオン化度（Ｐａｕｌｉｎｇに従ったイオン化度、ＡｌｂｅｒｔｏＧａｒｃｉａ，ＭａｒｖｏｎＣｏｈｅｎ，ＦｉｒｓｔＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓＩｏｎｉｃｉｔｙＳｃａｌｅｓ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ１９９３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，Ａｑｕｅｏｕｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｂｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｇｌａｓｓｕｎｄｅｒａｃｉｄｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：Ａｎｅｗｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｏｌｉｄｓ３５６（２０１０）１４５８−１４６５を参照されたい）。

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。

注目すべきことに、ＤＩＮ１２１１６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。

本発明によるベースガラス系の構成相について、酸指数ｋ_ｉ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酸指数は次の式に従って計算することができる：

式中、ｎは構成相の数であり、ｃ_ｉはそれぞれのモル分率（モルパーセント／１００）である。

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。

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，ＳｋｒｉｐｔｚｕｒＶｏｒｌｅｓｕｎｇ “ＥｉｎｆｕｅｈｒｕｎｇｉｎｄｉｅＭａｔｅｒｉａｌｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔＩ”，ＣｈｒｉｓｔｉａｎＡｌｂｒｅｃｈｔｓ−ＵｎｉｖｅｒｓｉｔａｅｔＫｉｅｌ，ｐｐ．７９−８３を参照されたい）。

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：

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。

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：

式中、ｍは、発生するカチオン型の数であり、Ｅ_{ｐｏｔ，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、ｚ_ｊ、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：

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：

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。

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つの要件と以下で説明される強化性の考慮事項とを組み合わせることにより、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がもたらされる。

本発明による熱膨張係数は、好ましくは７〜１０ｐｐｍ／Ｋ、特に７．５〜９ｐｐｍ／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。

化学強化性
最適な交換性を確保するのと同時に、ナトリウム含有量が高すぎることに伴う耐加水分解性の低下を回避するために、本発明によるガラスのＮａ_２Ｏ含有量は、特に８モル％〜１６モル％、好ましくは１２モル％〜１４モル％、特に好ましくは１２．５モル％〜１３．５モル％、非常に好ましくは１２．７モル％〜１３．３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。

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（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｎ−ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＳｏｌｉｄｓ４５５（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。

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ＩＳＯ６９５に従って計算されたアルカリ性媒体中の除去速度（ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ））の積との商が、少なくとも８、好ましくは少なくとも８．２５、特に好ましくは少なくとも８．５、非常に好ましくは少なくとも８．７５、さらにより好ましくは少なくとも９、最も好ましくは少なくとも９．２５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ＩＳＯ６９５に従った除去速度の計算値である。

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（ＮａＡｌＳｉ_３Ｏ_８）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ＳｉＯ_４−およびＡｌＯ_４四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（ＧｅｏｃｈｉｍｉｃａｅｔＣｏｓｍｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，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：ＮａＡｌＳｉＯ_４）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。

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（Ｎａ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・６ＳｉＯ_２）／８を意味すると理解される。

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２０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３０モル％または少なくとも４０モル％である。有利には、アルバイトの含有量は、最大５５モル％または５１モル％までである。

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。

ネフェリン
構成相として表される更なるベースガラスは、ネフェリンガラスである。これらの特性は、上記アルバイトの箇所で既に提示している。ネフェリンの一部は、特に耐酸性に同時に影響を与えながら、多数の容易に移動可能なナトリウムイオンをもたらす。

ネフェリンが耐アルカリ性および耐酸性を大幅に下げる作用、ならびにネフェリンがｐＨを高める作用を考慮すると、ネフェリンの割合は制限する必要がある。

本発明によるガラス中のネフェリンの割合は、０モル％〜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１０モル％または少なくとも１５モル％である。特定の実施形態では、ガラスはネフェリンを含んでいなくてもよく、特に、ネフェリンの含有量は、酸化ホウ素および／またはケイ酸亜鉛二ナトリウムの含有量よりも少なくてよい。１モルのネフェリンは、１モルの（Ｎａ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）／４に相当する。

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ＮａＢＳｉ_３Ｏ_８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ガラスを含有する。このベースガラスは、アルバイトガラスと同様にＳｉＯ_４およびＢＯ_４四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（ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ，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（Ｎａ_２Ｏ・Ｂ_２Ｏ_３・６ＳｉＯ_２）／８を意味すると理解される。

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１５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２０モル％かつ／または最大でも４０モル％もしくは最大でも３０モル％である。

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。

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（Ｋ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・６ＳｉＯ_２）／８を意味すると理解される。

本発明によるガラス中のオーソクレースの割合は、０モル％〜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２モル％、少なくとも４モル％かつ／または最大１５モル％もしくは１０モル％までである。

好ましくは、オーソクレースおよび酸化ホウ素の割合の合計に対するネフェリンの割合の比は、最大でも１０、さらに好ましくは最大でも８、さらに好ましくは最大でも５、さらに好ましくは最大でも３である。そのような比は、なかでも可能性としてある分離傾向を抑えるために特に有利である。

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，ＰａｒａｋｅｌｄｙｓｈｉｔｆｒｏｍＮｏｒｗａｙ，ＣａｎａｄｉａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔＶｏｌ．１５，ｐｐ．１０２−１０７（１９７７）を参照されたい）。

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）。

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。

１モルのパラケルディシットは、１モルの（Ｎａ_２Ｏ・ＺｒＯ_２・２ＳｉＯ_２）／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％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、５モル％までまたは３モル％までである。特定の実施形態では、ガラスはパラケルディシットを含んでいなくてもよく、特に、パラケルディシットの含有量は、酸化ホウ素および／またはケイ酸亜鉛二ナトリウムの含有量よりも少なくてよい。

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，ＴｈｅＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＮａｒｓａｒｓｕｋｉｔｅ，Ｎａ_２ＴｉＯＳｉ_４Ｏ_１０，ＡｍｅｒｉｃａｎＭｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔＶｏｌ．６７，５−６ｐｐ．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，ａｎｄＫ．Ｋｒｕｍｂｈｏｌｚ，ＨｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｄａｒｓｔｅｌｌｕｎｇｕｎｄＫｒｉｓｔａｌｌｄａｔｅｎｖｏｎＫ_２ＴｉＳｉ_３Ｏ_９，Ｋ_２ＴｉＳｉ_４Ｏ_１１，Ｋ_２ＴｉＳｉ_６Ｏ_１５，Ｋ_２ＺｒＳｉ_３Ｏ_９ｕｎｄＫ_２Ｏ・４ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ，Ｆｏｒｔｓｃｈｒ．Ｍｉｎｅｒａｌ４９（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。

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。

１モルのナルサルスカイトは、１モルの（Ｎａ_２Ｏ・ＴｉＯ_２・４ＳｉＯ_２）／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％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、最大でも１０モル％、最大でも５モル％または最大でも２モル％である。特定の実施形態では、ガラスはナルサルスカイトを含んでいなくてもよく、特に、ナルサルスカイトの含有量は、酸化ホウ素および／またはケイ酸亜鉛二ナトリウムの含有量よりも少なくてよい。

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，Ｎａ_２ＺｎＳｉ_３Ｏ_８，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．ＲｏｓｓＩＩ，ＣｒｙｓｔａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｏｆＫ_２ＺｎＳｉ_３Ｏ_８，ＺｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔｆｕｅｒＫｒｉｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｅ２０６（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、表面上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。

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。

１モルのケイ酸亜鉛二ナトリウムは、１モルの（Ｎａ_２Ｏ・ＺｎＯ・３ＳｉＯ_２）／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０．１モル％〜３０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０．４モル％、少なくとも８モル％または少なくとも１０モル％である。好ましい実施形態では、含有量は、最大２５モル％、最大２１モル％、最大２０モル％または最大１６モル％である。

酸化ホウ素、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６つ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（Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２）か、平均値にシフトさせる相が添加される。そのうえ、構成相としての純粋な酸化ホウ素は、耐亀裂性に大きな影響を及ぼす；これは、それに伴うボロキソール環の発生に関連している。

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。必要に応じてガラスに提供される純粋な酸化ホウ素は、耐アルカリ性および耐酸性の低下につながる。さらに、純粋な酸化ホウ素は、耐加水分解性の増加をもたらし、アルカリ土類金属アルミノケイ酸塩は減少をもたらす。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。

構成相としてのＢ_２Ｏ_３の割合（これは、例えばリードマーグネライトに含まれるホウ素割合を明示的に含まない）は、本発明によれば０モル％〜４モル％、特に少なくとも０．１モル％、好ましくは少なくとも０．５モル％である。好ましくは、含有量は３モル％までまたは２モル％までである。

構成相としての酸化ホウ素の最小含有量は、ガラスまたはガラスで作られたガラス物品、特に薄板ガラス物品の耐衝撃性を改善することができる。ガラス中のボロキソール環は、材料の弾性を改善し、それにより機械的安定性を高めると考えられる。ボロキソール環は、グラファイトから知られているように、互いに潤滑層を形成することができる。耐衝撃性は、ペン落下試験(Pen Drop-Test)で測定することができる。対応する試験方法は、当業者に知られている。試験は以下のとおり実施することができる。ガラス物品は、金属板、例えば０．５ｍｍ厚さの鋼板に取り付ける。炭化タングステンの５ｇのボールをガラス物品の上に１０ｍｍの高さで配置し、ガラス物品の上に落下させる。高さは、例えば１ｍｍ単位で広げ、ボールを再び落下させる。ガラス物品が破損するまで実験を繰り返す。物品が破損しない最終的な高さが、物品のペン落下の高さである。本明細書でペン落下高さの値が与えられている場合、３０回の測定からの算術平均を意味する。１モルのコージエライトは、１モルの（２ＭｇＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・５ＳｉＯ_２）／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０〜２０モル％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、１５モル％までまたは１２モル％までである。有利には、コージエライトの含有量は、少なくとも３モル％または少なくとも６モル％である。

好ましい実施形態では、酸化ホウ素に対するコージエライトのモルパーセントにおける比は、少なくとも３、特に少なくとも４である。代替的にまたは追加的に、この比は２５または２０の値を上回らないことが有利には適用される。１つの実施形態では、コージエライトの割合は、ガラス中のオーソクレースの割合を超える。１つの実施形態では、リードマーグネライト、アルバイトおよびコージエライトの割合の合計は少なくとも７０モル％である。

１モルのダンビュライトは、１モルの（ＣａＯ・Ｂ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）／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％である。本発明によるガラス中の好ましい割合は、最大でも１０モル％、最大でも５モル％または最大でも２モル％である。

１つの実施形態では、ガラスは、ナルサルスカイト、パラケルディシットおよび／またはダンビュライトを含まない。

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、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｎａ_２ＯまたはＫ_２Ｏを特に含まない。

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。

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。

酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＰ_２Ｏ_５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Ｐ_２Ｏ_５を含まない。

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Ｂ_２Ｏ_３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。

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Ａｌ_２Ｏ_３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。

酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＫ_２Ｏのモル割合に対するＡｌ_２Ｏ_３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。

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。

酸化物組成への変換後、本発明のガラス中のＬｉ_２Ｏ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Ｌｉ_２Ｏを含まない。

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。

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。

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ＩＳＯ６９５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、ＩＳＯ６９５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。

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：

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。

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。

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／ガラス物品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／ガラス物品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のガラス物品の冷却速度は、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物品をスムーズに引き上げることができる。

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、薄板ガラス物品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ることができ、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／ガラス物品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。

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Ｔ_Ｇ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。

本発明のガラスは、有利には、バルクガラスと、ガラスから製造されたガラス物品の表面との間の特性勾配によって特徴付けられる。本明細書に記載されるガラスのガラス物品も本発明の一部である。

本発明によれば、「表面」は、ガラス／空気界面に近いガラスの部分を意味すると理解される。表面を形成するガラスは、ここでは「表面ガラス」と呼ばれる；さらに内側にある残りのガラスは、ここでは「バルクガラス」と呼ばれる。表面とバルクとの正確な境界を定めることは困難であり、それゆえ本発明では、表面ガラスは約６ｎｍの深さで存在すると定義される。その結果、深さ約６ｎｍの表面ガラスの特性が決定される。ガラス組成は、より深いところでは製造を通して変化しないため、バルクガラスの特性が計算により突き止められる。いずれにしても、バルクガラスは深さ５００ｎｍで存在する。表面は、ガラス製造中の特定の措置によって好影響が生じ得る。表面ガラスの特性は、表面上で測定されるガラスの特定の特性にとって重要である。これらには、特に耐アルカリ性および耐加水分解性が含まれる。約６ｎｍの深さにおける表面ガラスの組成は、Ｃｓ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳによって１０００ｅＶで測定され得る。

本発明によるガラスの製造中に生じる表面材料の損失は、ナトリウムおよびホウ素の大部分に影響を及ぼすことが判明した。ナトリウムは、本発明によるガラスでは、とりわけリードマーグネライトおよびアルバイトに割り当てられる。ホウ素は、本発明によるガラスでは、例えばリードマーグネライトに割り当てられるか、または固有の構成相Ｂ_２Ｏ_３として存在する。さらに、ナトリウム、ホウ素およびその他の構成成分の損失と引き換えにケイ素の相対的な表面での濃縮が行われることが判明した。ただし、これは制限値内でのみ望ましい。

独国特許出願公開第１０２０１４１０１７５６号明細書(DE 10 2014 101 756 B4)によれば、特にナトリウムイオンの表面での減少は、耐加水分解性にとって好ましい。ただし同時に、この減少は、脆弱性または角度自由度の数および熱膨張係数にも影響を及ぼす。後者は、個々のカチオンの正規化された割合ｄ_ｊ／Σｄ_ｊとの関係が明確になるように、平均ポテンシャル井戸深さの上記式（７）を再定式化すると特に明確になる：

明らかに、平均ポテンシャル井戸深さの計算は、表８による低いポテンシャル井戸深さを有するカチオンの割合が低下すると、表面範囲のより高い値につながる。これは、表面での熱膨張係数が低く、ひいては内部と表面上での膨張係数が異なることを意味する。

有利には本発明のガラスが供される熱間成形が前提となって、ガラス組成の変化が表面上で生じる。この変化は、バルクガラスと比較して表面ガラスの熱膨張の差異につながる。組成に基づき、かつ製造方法の好ましい態様と組み合わせて、本発明によるガラスは、表面上に約６ｎｍの深さで、式（８）に従ってＣｓ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定された組成から計算された、バルクガラスの熱膨張係数の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、少なくとも７０％または少なくとも８０％の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有することが可能であり、本発明によれば特に有利である。耐加水分解性の観点に関して、式（８）に従って計算された表面上の熱膨張は、約６ｎｍの深さで、バルクガラスの熱膨張と比較して、最大でも９９％、特に最大でも９８％または最大でも９５％である。これらの値は、特にガラスの製造直後に測定することができる。

ガラスの表面上の特定のガラス成分の損失ひいては熱膨張も、ガラス組成だけでなく、製造方法にも依存する。特に、ガラス物品の成形時に水蒸気分圧を調整することにより、遊離Ｂ_２Ｏ_３の損失を調整することができる。より高い水蒸気分圧では、より多くの酸化ホウ素がメタホウ酸の形態で蒸発すると言える。同様に、引き上げ速度を上げて水蒸気の分圧を下げることにより、表面ガラスの熱膨張にも影響を及ぼすことができる。したがって、当業者は所望の特性を調整することができる。

本発明のガラスは、ガラス物品の形態、特に板ガラスまたはガラスシートの形態で存在してよく、少なくとも１つ、特に２つの火炎研磨された表面を有し得る。「火炎研磨された表面」は、特に低い粗さを特徴とする表面である。本発明による製造方法は、特別な表面仕上げを有するガラス製品を製造することを可能にする。ガラス製品は、使用可能な製造方法に基づき、少なくとも１つ、特に２つの火炎研磨された表面を有する。機械研磨とは対照的に、表面は火炎研磨中に摩耗除去されず、被研磨材料は、滑らかに流れるほど非常に高温に加熱される。それゆえ、火炎研磨によって滑らかな表面を製造するためのコストは、機械的に研磨された表面を製造する場合よりも大幅に低くなる。火炎研磨された表面の粗さは、機械的に研磨された表面の粗さよりも低くなる。「表面」とは、成形ガラス物品に関して、上面および／または下面、つまり、他の面と比較して最大の２つの側面を意味する。

本発明のガラスの火炎研磨された表面は、有利には、最大でも５ｎｍ、好ましくは最大でも３ｎｍ、特に好ましくは最大でも１ｎｍの二乗平均平方根粗さ（ＲｑまたはＲＭＳ）を有する。ガラスの表面粗さＲｔは、有利には最大でも６ｎｍ、さらに好ましくは最大でも４ｎｍ、特に好ましくは最大でも２ｎｍである。

粗さ深さは、ＤＩＮＥＮＩＳＯ４２８７に従って決定される。本発明による粗さＲａは、好ましくは１ｎｍ未満である。

機械的に研磨された表面の場合、粗さの値は悪化する。さらに、機械的に研磨された表面の場合、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で研磨軌跡が識別可能である。さらに、ダイヤモンドパウダー、酸化鉄および／またはＣｅＯ_２などの機械研磨剤の残留物もＡＦＭで同様に識別することができる。機械的に研磨された表面は、研磨後に常に洗浄しなければならないため、特定のイオンの浸出がガラスの表面上で生じる。特定のイオンのこの減少は、二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）によって検出することができる。そのようなイオンは、例えば、Ｃａ、Ｚｎ、Ｂａおよびアルカリ金属である。

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。

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（この厚さは、例えば医薬品容器の肉厚を指し得る）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許容される。

１つの実施形態では、ガラス物品は、少なくとも２０ｍｍ、少なくとも３０ｍｍ、少なくとも４０ｍｍ、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも６０ｍｍ、少なくとも７０ｍｍ、少なくとも８０ｍｍまたは少なくとも９０ｍｍのペン落下高さを有する。

ガラス物品は、有利には、６００μｍ／ガラス物品厚さで少なくとも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Ｔ_Ｇ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／ガラス物品厚さで少なくとも４５０Ｋ／分である。Ｋは、６００μｍ／ガラス物品厚さで最大でも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。

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。

比較例１
第１の比較例は、以下の組成を有する市販のガラスである：

本発明のベースガラス系による構成相への変換により次の結果が得られる：

つまり、このガラスは、本発明によるベース系に含まれるが、構成相の割合に関する条件は満たさない。さらに計算することで次の結果が得られる：
１．耐酸性指数２１５．１１
２．ＩＳＯ６９５に従った耐アルカリ性の計算値１１３．９４ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）
３．膨張係数の計算値８．０３ｐｐｍ／Ｋ
４．ｐＨ値は８．９６である。

耐酸性指数は２１５を超えるので、ガラスは本発明の目的にとって好ましい耐酸性を有していない。

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：

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は含まれないことがわかる。

比較例１０〜１７
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：

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は含まれないことがわかる。

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で表される実施例である。これらは全て少なくとも４モル％のＰ_２Ｏ_５を含み、本発明によるベース系には含まれない。

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で表される実施例である。これらは全て８％未満のＮａ_２Ｏを含み、本発明によるベース系には含まれない。

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で表される実施例である。独立請求項１によれば、５９モル％〜７６モル％のＳｉＯ_２、１６モル％〜２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３、０モル％のＢ_２Ｏ_３、０モル％〜２０モル％のＬｉ_２Ｏ、１２．３モル％〜２０モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％〜８モル％のＫ_２Ｏ、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、Ａｌ_２Ｏ_３（モル％）−Ｎａ_２Ｏ（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。

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％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％を超える、さらには１６％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％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％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％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。

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は含まれないことがわかる。

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で表される比較例は、本発明によるベース系には含まれない。米国特許第９７０１５８０号明細書(US 9,701,580 B2)において１４〜１６で表される比較例も同様に、本発明によるベース系には含まれない。

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で表される実施例である。独立請求項１によれば、５５モル％のＳｉＯ_２、当該請求項では定量化されていないＡｌ_２Ｏ_３の割合、１０モル％未満のＬｉ_２Ｏ、当該請求項では定量化されていないＮａ_２Ｏ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。

番号１〜９３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。

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で表される実施例である。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ＳｉＯ_２、少なくとも１０モル％のＲ_２Ｏ（そのうち少なくとも１０パーセントポイントはＮａ_２Ｏである）、１２モル％〜２２モル％のＡｌ_２Ｏ_３、＞０モル％〜５モル％のＢ_２Ｏ_３、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、Ｂ_２Ｏ_３（モル％）−（Ｒ_２Ｏ（モル％）−Ａｌ_２Ｏ_３（モル％））≧４．５である。

番号１は１３％を超える酸化アルミニウムを含む。番号２〜４は、次の表で説明する。番号５〜８は１３％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％を超える酸化アルミニウムを含む。番号２５は、次の表で説明する。番号２６は１３％を超える酸化アルミニウムを含む。番号２７は、次の表で説明する。番号２８〜３０は１３％を超える酸化アルミニウムを含む。番号３１〜３２は、次の表で説明する。番号３３〜７２は１３％を超える酸化アルミニウムを含む。番号７３〜７４は次の表で説明する。番号７５〜１０３は１３％を超える酸化アルミニウムを含む。番号１０４〜１０９は、次の表で説明する。

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るが、ネフェリン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ことがわかる。

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は含まれることがわかる。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１０５〜１０９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ことがわかる。

これらのガラスにおける構成相としての酸化ホウ素の割合は、本発明によるガラスと比較して高すぎるため、その結果、なかでも耐アルカリ性が損なわれることがわかる。

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は含まれるが、ネフェリン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ことがわかる。

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で表される実施例である。これは独立請求項１において、少なくとも６５モル％のＳｉＯ_２および少なくとも６モル％のＮａ_２Ｏ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。

「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。

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〜Ｎ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ことがわかる。

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で表される実施例である。これは独立請求項１において、少なくとも６５モル％のＳｉＯ_２および少なくとも６モル％のＮａ_２Ｏ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。

番号１〜３５を以下の表で説明する。

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は含まれないことがわかる。

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８〜１１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ことがわかる。構成相への変換からさらに、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において１２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、その高いネフェリン含有量のために、本発明による組成範囲には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９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において１３〜１４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ことがわかる。

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ことがわかる。構成相への変換からさらに、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において１６〜１９で表される比較例は、本発明によるベース系に含まれることがわかる。ただし、ネフェリン含有量に関して、番号１７のみが本発明による組成範囲に含まれる。しかしながら、含有するリードマーグネライトの割合が低すぎる。構成相への変換からさらに、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において２０〜２１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ことがわかる。

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２２〜２３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ことがわかる。構成相への変換からさらに、米国特許第９８２２０３２号明細書(US 9,822,032 B2)において２４〜２８で表される比較例は、本発明によるベース系に含まれることがわかる。ただし、ネフェリン含有量に関して、番号２４および２６のみが本発明による組成範囲に含まれる。

計算した特性は次のとおりである：

番号２４および２６は、本発明の範囲においてＩＳＯ６９５で計算された除去速度に関して本発明によるものではない。

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は含まれることがわかる。ただし、ネフェリン含有量に関して、番号２９、３２および３４のみが本発明による組成範囲に含まれる。これらはケイ酸亜鉛二ナトリウムを有しない。

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で表される実施例である。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ＳｉＯ_２、１２モル％〜２２モル％のＡｌ_２Ｏ_３、６．５モル％までのＢ_２Ｏ_３、１モル％までのＰ_２Ｏ_５、１１モル％〜２１モル％のＮａ_２Ｏ、０．９５モル％までのＫ_２Ｏ、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、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３≒２．０モル、Ｂ_２Ｏ_３−（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３）＞１モル％、２４モル％＜ＲＡｌＯ_４＜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ＴｉＯ_２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１〜５６、５８〜９５、９７〜１２０、１２２〜１２８、１３０〜１３７、１３９〜１５１、１５５、１５７〜１６９、１７１〜１７３、１７６〜１８２、１８４〜１８５、１８８〜１９１、１９３〜２００、２０３〜２０４、２０６〜２１７で表される例は、１３％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５７、９６、１２１、１２９、１３８、１５２〜１５４、１５６、１７０、１７４〜１７５、１８３、１８６〜１８７、１９２、２０１〜２０２、２０５は、以下の表で扱う。

構成相への変換から、米国特許出願公開第２０１５／１４７５７５号明細書(US 2015/147575 A1)において５７、９６、１２１、１２９、１３８、１５２、１５３で表される比較例は、本発明によるベース系には含まれるが、高いアルバイト含有量（＞６０％）またはネフェリン含有量（＞２０％）ゆえに、本発明による組成範囲には含まれない。

構成相への変換から、米国特許出願公開第２０１５／１４７５７５号明細書(US 2015/147575 A1)において１５４、１５６、１７０、１７４、１７５、１８６、１８７で表される比較例は、本発明によるベース系には含まれるが、リードマーグネライト割合が低いために、本発明による組成範囲には含まれない。

構成相への変換から、米国特許出願公開第２０１５／１４７５７５号明細書(US 2015/147575 A1)において１９２、２０１、２０２、２０５で表される比較例は、本発明によるベース系には含まれるが、本発明による組成範囲には含まれない。

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ＳｉＯ_２、５〜１２モル％のＡｌ_２Ｏ_３、５〜３５モル％のＢ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの少なくとも１つの代表例、ここで、１モル％≦Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ≦１５％、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。

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で表される例は、本発明によるベース系には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２０１５／１４０２９９号明細書(US 2015/140299 A1)において８〜１０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含有量が低すぎることから、本発明による組成範囲には含まれない。

比較例８８０〜１０１４
比較例８８０〜１０１４は、国際公開第２０１５／０３１４２７号^２(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む。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む。

構成相への変換から、国際公開第２０１５／０３１４２７号^２(WO 2015/031427 A2)において１３４で表される例は、本発明によるベース系には含まれないことがわかる。構成相への変換からさらに、国際公開第２０１５／０３１４２７号^２(WO 2015/031427 A2)において１２９〜１３３で表される例は、本発明によるベース系には含まれるが、高いネフェリン含有量または低いリードマーグネライト含有量のために、本発明による組成範囲には含まれない。

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で表される実施例である。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ＳｉＯ_２、少なくとも約１０モル％のＮａ_２Ｏ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、Ｋ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＢａＯおよびＰ_２Ｏ_５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／ｃｍ^２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モル％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モル％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。

構成相への変換から、米国特許出願公開第２０１７／０３２０７６９号明細書(US 2017/0320769 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ない。

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で表される実施例である。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。

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で表される実施例である。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。

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(DE102013114225)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号Ａ１〜Ａ４で表される実施例である。Ａ１およびＡ４は、次の表で説明する。Ａ２およびＡ３は、それぞれ５％のフッ素を含む。

構成相への変換から、Ａ１、Ａ４は本発明によるベース系には含まれないことがわかる。

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ＳｉＯ_２、０〜２質量％のＢ_２Ｏ_３、２〜１２質量％のＭｇＯ、１〜８質量％のＣａＯ、１４．５〜１９質量％のＮａ_２Ｏ、０〜３質量％のＫ_２Ｏ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、Ａｌ_２Ｏ_３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。

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ＳｉＯ_２、８〜１２モル％のＡｌ_２Ｏ_３、６．４〜１２．５モル％のＭｇＯ、１２〜２０モル％のＮａ_２Ｏ、０．１〜６モル％のＫ_２Ｏ、０．００１〜４モル％のＺｒＯ_２を有するガラスを特許請求し、ここで、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの総含有量は０〜１モル％であり、不等式２×Ａｌ_２Ｏ_３／ＳｉＯ_２≦０．４および０＜Ｋ_２Ｏ／Ｎａ_２Ｏ≦０．３が満たされる。例１〜１７は、モルパーセントでＡｌ_２Ｏ_３よりも多くのＭｇＯおよびＫ_２Ｏ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Ａｌ_２Ｏ_３を含み、本発明によるベース系には含まれない。

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は含まれないことがわかる。

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ＳｉＯ_２、３．６〜８．６質量％のＡｌ_２Ｏ_３、３．３〜６質量％のＭｇＯ、６．５〜９質量％のＣａＯ、１３〜１６質量％のＮａ_２Ｏ、０〜０．９質量％のＫ_２Ｏ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＜（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ａｌ_２Ｏ_３＜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Ａｌ_２Ｏ_３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、６〜７は、モルパーセントでＡｌ_２Ｏ_３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１〜４として表される更なる例は、モルパーセントでＡｌ_２Ｏ_３よりも多くのＭｇＯを含み、本発明によるベース系のいずれにも含まれない。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。同じことが、例５および８にも当てはまる。比較例７はＮａ_２Ｏを含まない。

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ＳｉＯ_２、１〜１０モル％のＡｌ_２Ｏ_３、６〜１５モル％のＮａ_２Ｏ、４〜１５モル％のＫ_２Ｏ、６．５質量％〜１５モル％のＭｇＯ、０〜０．５モル％のＣａＯおよび０〜５モル％のＺｒＯ_２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、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３≦７５モル％、１２モル％＜Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＜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、Ａｌ_２Ｏ_３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ_２Ｏ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、本発明によるベース系には含まれない。

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ＳｉＯ_２、０〜４モル％のＡｌ_２Ｏ_３、７〜１５モル％のＮａ_２Ｏ、１〜９モル％のＫ_２Ｏ、６〜１４モル％のＭｇＯおよび０〜０．７％のＺｒＯ_２を有し、７１モル％＜ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＜７５モル％、１２モル％＜Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＜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、Ａｌ_２Ｏ_３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ_２Ｏ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、本発明によるベース系には含まれない。

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ＳｉＯ_２、２．５〜１０質量％のＡｌ_２Ｏ_３、６〜１２モル％のＭｇＯ、０．１〜８質量％のＣａＯ、１４〜１９質量％のＮａ_２Ｏ、０〜１．８モル％のＫ_２Ｏ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Ａｌ_２Ｏ_３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ_２Ｏ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、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。

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ＳｉＯ_２、３．６〜９質量％のＡｌ_２Ｏ_３、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Ｎａ_２Ｏ、０〜８質量％のＫ_２Ｏ、０〜３質量％のＺｒＯ_２、０〜０．３質量％のＴｉＯ_２、０．００５〜０．２質量％のＦｅ_２Ｏ_３、０．０２〜０．４質量％のＳＯ_３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Ａｌ_２Ｏ_３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ_２Ｏ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、本発明によるベース系には含まれない。

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ＳｉＯ_２、３〜９質量％のＡｌ_２Ｏ_３、２〜１０質量％のＭｇＯ、３〜１０質量％のＣａＯ、１０〜１８質量％のＮａ_２Ｏ、０〜４質量％のＫ_２Ｏ、０〜３質量％のＺｒＯ_２、０〜０．３質量％のＴｉＯ_２、０．０２〜０．４質量％のＳＯ_３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Ａｌ_２Ｏ_３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ_２Ｏ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。

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ＳｉＯ_２、３〜１２質量％のＡｌ_２Ｏ_３、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Ｎａ_２Ｏ、０〜８質量％のＫ_２Ｏ、０〜３質量％のＺｒＯ_２、０．００５〜０．２５質量％のＦｅ_２Ｏ_３を有し、２≦（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ａｌ_２Ｏ_３≦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、Ａｌ_２Ｏ_３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ_２Ｏ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。

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ＳｉＯ_２、４．４〜１０質量％のＡｌ_２Ｏ_３、５〜１０．９質量％のＭｇＯ、０．１〜５質量％のＣａＯ、１０〜１９質量％のＮａ_２Ｏ、０〜３質量％のＫ_２Ｏを有し、７≦ＲＯ≦１１およびＲＯ／（ＲＯ＋Ｒ_２Ｏ）＞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、Ｒ_２Ｏ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Ａｌ_２Ｏ_３と比較して非常に多くのＭｇＯおよびＫ_２Ｏ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、本発明によるベース系には含まれない。

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ＳｉＯ_２、３．４〜８．６質量％のＡｌ_２Ｏ_３、３．３〜６質量％のＭｇＯ、６．５〜９質量％のＣａＯ、１３〜１６質量％のＮａ_２Ｏ、０〜１質量％のＫ_２Ｏ、０〜０．２質量％のＴｉＯ_２、０．０１〜０．１５質量％のＦｅ_２Ｏ_３、０．０２〜０．４質量％のＳＯ_３を有し、１．８≦（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ａｌ_２Ｏ_３＜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。

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ＳｉＯ_２、３〜１５モル％のＡｌ_２Ｏ_３、５〜１５モル％のＭｇＯ、６．５〜９質量％のＣａＯ、５〜１５モル％のＮａ_２Ｏ、０〜２モル％のＫ_２Ｏ、０〜１モル％のＺｒＯ_２を有し、（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３）＜８８％およびＤ＜０．１８、ここで、Ｄ＝１２．８−０．１２３^＊ＳｉＯ_２−０．１６^＊Ａｌ_２Ｏ_３−０．１５７^＊ＭｇＯ−０．１６３^＊ＺｒＯ_２−０．１１３^＊Ｎａ_２Ｏ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、Ｋ_２ＯおよびＭｇＯの割合の合計はＡｌ_２Ｏ_３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、Ａｌ_２Ｏ_３含有量は１３％を超えるため、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。

構成相への変換から、これらのガラスは本発明によるベース系には含まれないことがわかる。

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ＳｉＯ_２、５〜１５モル％のＡｌ_２Ｏ_３、７〜１２モル％のＭｇＯ、０〜３％のＣａＯ、０〜３％のＺｒＯ_２、１０〜２０％のＬｉ_２Ｏ、０〜８％のＮａ_２Ｏおよび０〜５％のＫ_２Ｏを有し、ここで、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＜２５％および０．５＜Ｌｉ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）＜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％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。

比較例１４６９〜１５２４
比較例１４６９〜１５２４は、米国特許第９８９６３７４号明細書(US 9,896,374 B2)のそこでの発明に対応し、明細書中で通し番号１〜５６で表される例である。この文献は、その独立請求項１において、６２〜６９モル％のＳｉＯ_２、１１．５〜１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３、０〜１４モル％のＭｇＯ、１１〜１６モル％のＮａ_２Ｏ、０〜２モル％のＫ_２Ｏ、０〜２モル％のＺｒＯ_２を有し、ここで、Ｎａ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３＜５％、Ｘ＝４１．５−０．４^＊ＳｉＯ_２−０．５^＊Ａｌ_２Ｏ_３−０．４^＊ＭｇＯ−０．４^＊Ｎａ_２Ｏ＜１．３、Ｚ＝２^＊ＳｉＯ_２＋５５^＊Ａｌ_２Ｏ_３＋２２^＊Ｎａ_２Ｏ＋１５^＊ＭｇＯ−３０^＊Ｂ_２Ｏ_３−１２６^＊Ｋ_２Ｏ＞８７０であるガラスが特許請求される。例２、３、５、６、８〜１２、２２〜２６、３１〜３７では、Ａｌ_２Ｏ_３割合＞１３％またはＮａ_２Ｏ割合＞１６％である。これらの例は、本発明によるベース系には含まれない。例１６、１７、１９、２０、２１、２７、４８、４９では、コージエライト割合は３０％超であり、またはホウ素なしでカルシウムが存在する。これらの例は、本発明によるベース系には含まれない。例１、４、７、１３、１４、１５、１８、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、５０、５２、５３、５４、５５、５６は以下の表で説明する。

構成相への変換からにわかることはさらに、米国特許第９８９６３７４号明細書(US 9,896,374 B2)において１３、２９、３８、３９、４１、４３、４７、５０、５４で表される例は、本発明によるベース系には含まれないことである。

構成相への変換からわかることはさらに、米国特許第９８９６３７４号明細書(US 9,896,374 B2)において１、４、７、１８、３０、４０、４２〜４６、５２、５３、５５で表される例は、本発明によるベース系には含まれないことである。

比較例１５２５〜１５４３
比較例１５２５〜１５４３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。

本発明の実施例

計算した特性は次のとおりである：

Claims

ガラスを構成する以下の相：

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ＩＳＯ６９５に従ったアルカリ性媒体中の除去速度（ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ））の積との商が、少なくとも８であり、かつ前記ＩＳＯ６９５に従ったアルカリ性媒体中の除去速度が最大１１５ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）である、ガラス。
最大３モル％または最大２モル％の酸化ホウ素割合を有する、請求項１記載のガラス。
最大１５モル％、好ましくは最大１２モル％かつ／または少なくとも３モル％もしくは少なくとも６モル％のコージエライト割合を有する、請求項１または２記載のガラス。
少なくとも３０モル％、特に少なくとも４０モル％かつ／または最大でも５５モル％もしくは最大でも５１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。
少なくとも２モル％かつ／または最大１５モル％、好ましくは最大１０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。
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。
モルパーセントにおける酸化ホウ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であり、かつ／または２５もしくは２０の値を超えない、請求項１から６までのいずれか１項記載のガラス。
コージエ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。
リードマーグネライト、アルバイトおよびコージエライトの割合の合計が少なくとも７０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。
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。
前記ガラスが、ナルサルスカイト、パラケルディシットおよび／またはダンビュライトを含まない、請求項１から１０までのいずれか１項記載のガラス。
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。
２１５未満の酸指数ｋ、最大１１５ｍｇ／（ｄｍ^２３ｈ）のＩＳＯ６９５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。
厚さ２ｍｍ未満のガラス物品の形態の、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。
６００μｍ／ガラス物品厚さで少なくとも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Ｔ_Ｇ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。
少なくとも２０ｍｍのペン落下高さを有する、請求項１４または１５記載のガラス物品。
容器、特に医薬品容器、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。
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。
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１８記載の方法。