JPS59162147A - ガラス - Google Patents

ガラス

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JPS59162147A
JPS59162147A JP3486883A JP3486883A JPS59162147A JP S59162147 A JPS59162147 A JP S59162147A JP 3486883 A JP3486883 A JP 3486883A JP 3486883 A JP3486883 A JP 3486883A JP S59162147 A JPS59162147 A JP S59162147A
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JP
Japan
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glass
oxide
electrode
mol
present
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JP3486883A
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JPH033621B2 (ja
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Takeshi Nomura
毅 野村
Motokichi Nakagawa
中川 元吉
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Denka Co Ltd
DKK Corp
Original Assignee
DKK Corp
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/18Compositions for glass with special properties for ion-sensitive glass

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフッ化水素戯に侵され難いという特異的な性能
を有し、水素イオン濃度測定用ガラス電極膜の材料など
に好適に用いられるガラスに関する。
従来、水素イオン濃度測定用ガラス電極膜はNa1l。
5in2. BzOs等を主成分とするガラス膜で構成
されているが、その主たる構成物である5iOzはフッ
化水素イオンと反応して7ツ化ケイ素となり、溶解また
は揮発するため、フッ化水素酸溶液中で水素イオン濃度
を測定することはできない。従って、連続モニタリング
による7ツ化水素酸溶液の水素イオン濃度測定には金属
電極(アンチモン電極)などが使用されているが、再現
性、測定の煩雑さなどに多くの問題があり、このため7
ツ化水素酸中での水素イオンを測定できる電極膜が望ま
れていた。
本発明者らは、7ツ化水素酸に侵され難いガラスを得る
ため、フッ化水素酸に対して比較的耐蝕性の強いリン酸
塩ガラスに着目し、種々のガラス組成について鋭意研究
を行なった結果、無水リン酸45〜55モル%、酸化銀
5〜20モル%、酸化リチウム10〜30モル%、並び
に酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化タングステ
ン及び酸化タンタルから選ばれる少なくとも1種の酸化
物5〜40モル%を含有する組成のガラスがフッ化水。
葉酸に侵され難く、このリン酸塩ガラスはフッ化水素酸
溶液の水素イオン濃度を測定するためのガラス電極膜用
材料等として有用に使用し得ることを知見し、本発明を
完成するに至ったものである。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明に係るガラスは、上述したように無水リン酸(P
2O3)を主成分とし、それに酸化銀、酸化リチウム、
並びに酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化タング
ステン及び酸化タンタルのうち1種又は2種以上を含有
させてなるものである。
本発明のアルカリリン酸塩ガラスにおいて、その主成分
である無水リン酸の含有量は、全量に対して45〜55
モル%である必要がある。45モル%よりも少ないとガ
ラス化が不十分であり、55モル%よりも多いと耐水性
、耐7ツ化水素酸性が著しく低下し、本発明の効果を示
さない。
酸化銀は、特に本発明のガラスを水素イオン濃度測定用
ガラス電極膜用材料として用いる場合、ガラス電極膜の
膜抵抗を小さくし、電位の安定性と電位勾配を大きくす
る効果がある。酸化銀の含有量は、余振に対して5〜2
0モル%とすることが望ましく、20モル%を越えると
ガラスはできるが耐酸性が著しく悪くなる。
本発明のガラスにおいては、アルカリ酸化物として酸化
リチウムを使用する。アルカリ酸化物に関してはこのよ
うにリチウムの酸化物のみが良好な結果を与え、Naz
O1K20などは分子量が大きくなるに従って耐酸性が
悪くなるため使用することができない。なお、酸化リチ
ウムの含有量は全量に対して10〜30モル%の範囲内
であることが望ましい。
本発明では、上述した成分に加え、更に酸化マグネシウ
ム、酸化ベリリウム、酸化タングステン及び酸化タンタ
ルから選ばれる1種又は2種以上を使用するもので、こ
れらは耐酸性を向上させる効果を有する。この場合、ア
ルカリ土類金属酸化物としては、このようにマグネシウ
ムとベリリウムの酸化物を用いることができるが、カル
シウム、バリウム、ストロンチウムの酸化物は耐ば性が
悪くなり、使用することができない。なお、酸化マグネ
シウム、酸化ベリリウム、酸化夕・ングステン、酸化タ
ンタルから選ばれる酸化物の含有量は5〜40モル%の
範囲が適当であり、これらの酸化物の含有量が40モル
%を越えるものをガラス電極膜として使用する場合、電
位勾配が悪くなる。
なお、本発明においては、必要により上記組成のガラス
に酸化ア)vミニラム、その他の成分を含有させること
ができ、酸化アルミニウムを含有させると耐酸性を向上
させることはできるが、このガラスをガラス電極膜用材
料とする場合、水素イオン濃度に対する′電位勾配が著
しく低下するため、ガラス電極膜用材料としての用途に
は適さない。
本発明に係るガラスは、一般に次に示す方法により製造
することかできる。
即ち、その製造法の一例を示すと、まず、無水リン酸、
酸化リチウム、酸化銀、それに酸化マグネシウム、酸化
ベリリウム、酸化タングステン、酸化タンタルから選ば
れる1種以上の酸化物の含有量が、それぞれ上述したモ
ル濃度になるように各成分に対応する出発物質を秤量す
る。ここで、各成分に対応する出発物質としては特に制
限されないが、無水リン酸については正リン酸(85重
量%)、酸化リチウムについては酸化リチウム、水酸化
リチウム、炭酸リチウム等、酸化銀については水酸化銀
、炭酸銀、酸化銀等、酸化マグネシウムや酸化ベリリウ
ムについては炭酸塩、リン酸塩、酸化物、水酸化物等が
それぞれ出発原料として使用し得、また酸化タングステ
ンや酸化タンタルについては酸化物をそのまま使用する
ことができる。なお、正リン酸を出発物質として用いる
場合には、ガラス製造中にリン酸の一部が揮散するので
、あらかじめ揮散する是を追加して秤量しておくと目的
とする組成のガラスを確実に作成することができる。
次いで、所望の割合で秤量した各出発物質を石英蒸発皿
に入れ、石英挽拌俸でかきまぜながら加熱して水分を完
全に除去し、ケーキ状の固体をつくる。このクーキ状固
体を粉砕してつくった粉末を白金ルツボに入れて加熱溶
融する。この場合、溶融温度及び加熱時間は、揮散する
リン酸の量を一定にするため、1200〜1300°C
で約1〜2時間とすることが望ましい。その後、白金ル
ツボ内の融液を黒鉛製の鋳型に流し込み、円板状、円筒
状等、所望の形状に固化させる。このようにして得られ
たガラスは、ひずみを除去するため例えば200〜40
0°Cに保持した徐冷炉中に直ちに入れ、1夜程度をか
けて室温まで徐冷することによりガラスのひずみを除く
本発明のガラスは優れた耐フツ化水素酸性を有し、この
ため7ツ化水素酸溶液と接触する用途に使用することが
できる。特に、本発明のガラスはフッ化水素酸溶液の水
素イオン濃度測定用ガラスミ極膜材料として好適に用い
られる。この場合、上述した如き方法によって得るガラ
スを円板状のものについては研摩等の操作を行なって所
定の厚さVC成形し、円筒状のものについてはクリスタ
ルカッター等により所定の厚さに裁断し、研摩してガラ
ス電極膜とすることができる。なお、電極膜の厚さは特
に応答速度、電位勾配などに影曽されることは少ないの
で、強酸性フッ化水素酸溶液中での上記ガラス[極膜の
軽度の侵食作用を考慮して厚さ1闘程度にすることが好
ましい。本発明のガラスは、酸化リチウム及び酸化銀を
含有していることが特長であるが、酸化リチウムを含有
することにより、陽イオンに選択的に応答するガラス電
極膜が得られると共に、酸化銀を含有することにより、
電位の安定性が良好なガラス電極膜が得られるものであ
る。
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本
発明は下記の実施例に限定されるものではない。
〔実施例1〕 正リン酸32.249、炭酸銀7.309、炭酸リチウ
ム5.87g及び酸化タングステン6.149を石英製
蒸発皿に入れ、石英製蒸発皿で攪拌しなから砂皿上で加
熱して水分を除去し、ケーキ状の固体を得た。冷却後、
この固体をメノウ乳鉢で粉砕して約20メツシユ以下と
し、これを白金ルツボに入れ、1300″Cに昇温した
電気炉中で1時間30分溶融した後、ガラス化した融液
を黒鉛製の鋳型に流し込み、固化させた。鋳型から取り
出した円板状のガラスを250℃に保温した徐冷炉中に
直ちに入れ、徐冷炉の′rL源を切って1夜静置し、ガ
ラスのひずみを除いた。
このようにして製造したガラスの組成は−P2011 
:AgzO:LlzO:WO5−50: 10 : 3
0 : 10  (モル比)であった。
次に、この円板状ガラスを研膠して厚さ約1龍の膜とし
、このガラス膜を第1図に示す電極ホルダーに取り付け
て水素イオン濃度測定用ガラス電極膜とした。この第1
図の電極は、円筒状のプラスチックボディ1の下端開口
部にガラス電極膜2を接着剤で固定する構造のもので、
内部には内部液(0,IN −NaN0a ) 3が満
たされ、この内部液3中に内部電極(飽和甘木′邂極)
4が浸漬されている。
なお、図中5はリード線である。
この水素イオン濃度測定用電極と参照電極としてプラス
チック製の液絡部を持つ銀・塩化銀電極を用い、種々の
水素イオン濃度における水素イオンm度測定用電極の銀
・塩化銀電極に対する電極電位を0.1 M yフ化水
素酸の共存する場合と共存しない場合について測定した
。結果を第2図に示す。なお、第2図において、白丸は
フッ化水素酸が共存しない場合の結果、黒丸は7ツ化水
素酸が共存する場合の結果である。
第2図の結果より、本発明のガラスより得られた電極膜
は、フッ化水素酸が共存するか否かにかかわりなく、水
素イオン濃度に対応した電位を与える特長を持っている
ことが知見される。なお、本発明のガラスより得られた
電極膜は、この実験において7ツ化水素酸に浸食される
ことはなかった。
〔実施例2〕 正リン酸30.379、炭酸銀6.87り、水酸化リチ
ウム1.799及び塩基性炭酸マグネシウム2,429
を秒置し、実施例1と同様の方法でガラスを溶融し、黒
鉛製鋳型に流し込み、固化させて円筒状のガラスをつく
り、徐冷炉でひずみを除いた。
このようにして製造したガラスの組成は、P2O5:A
gzO:LizO:MgO−50: 10 : 30 
: 10  (モル比)であった。
次に、上記ガラス円筒をクリスタルカッターで1m巾に
切断してガラス電極膜とし、これを使用イオン測定用ガ
ラス電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明ガラスより得たガラス膜を電極膜として
取り付けたガラス電極の一例を示す概略断面図、第2図
は第1図のガラス電極を用いて種々の水素イオンm度に
おける銭・塩化銀電極に対する電極電位を0.1 M 
7フ化水素巖の共存する場合と共存しない場合について
測定した結果を示すグラフである。 出願人  野  村     毅 中   川   元   吉 電気化学計器株式会社 代理人   弁理士 小 島 隆 司

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t 無水リン$45〜55モル%、酸化銀5〜20モル
    %、酸化IJチウム10〜30モル%、並びに酸化マグ
    ネシウム、酸化ベリリウム。 酸化タングステン及び酸化タンタルから選ばれる少なく
    とも1種の酸化物5〜40モル%を含有することを特徴
    とするガラス。
JP3486883A 1983-03-03 1983-03-03 ガラス Granted JPS59162147A (ja)

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JP3486883A JPS59162147A (ja) 1983-03-03 1983-03-03 ガラス

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JPH033621B2 JPH033621B2 (ja) 1991-01-21

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