JPS6022661B2 - ガラス容器の化学的強化法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐磨耗処理を施したガラス製品を化学強化する
方法に関し、特に外表面に金属酸化物のコーティングを
施したガラスス製品の内部及び外部の表層部において、
該表層部のイオン半径の小さいＮａ＋イオンをイオン半
径の大きいＫ十イオンによって化学的に置換させて、内
外表層部の圧縮応力層を形成させる方法に関する。

従来から、プリスチンガラスと呼ばれる無傷の状態では
、ガラスの本来の強度は非常に高い（７０００ｋ９／仇
以上）と言われているがその表面に傷がつき、いわゆる
ブルース傷といわれているものがつくと、２００ｋ９／
仇程度までその強度は低下し、非常に弱くなってしまう
ことが知られている。

例えば、ガラス容器の検査、充填、施栓、包装及び出荷
等の、種々の取扱い中において、ガラス容器相互の接触
、摩擦によって、その接触部に生じたすり傷や引っかき
傷により、その強度が極度に低下する。このために、こ
れらの傷からガラス製品を保護し、強度を改善するため
に、種々の提案がなされている。

これらの提案中には、ガラス中に含まれるイオンＡ、例
えばＮａ＋イオンをこれよりイオン半径の大きいイオン
Ｂ、例えばＫ＋イオン、で置換するいわゆるイオン交換
法によって化学的にガラスの機械的強度を増加させる方
法が提案されている。この化学的強化法には、ガラス製
品を例えばカリウム塩浴中に接触させてＮがイオンをＫ
＋イオンと交換させるいわゆる溶融塩浸債法（例えば椿
公昭４７−４９２班号公報参照）と、ガラス製品にカリ
ウム塩溶液を靖霧などによりガラス製品の表面に付着さ
せ、該ガラス製品をイオン交換するに十分な温度に十分
な時間保持し「圧縮応力層を形成させるいわゆる水溶液
付着法（例えば特公昭４８−６６１び号公報、特公昭４
０−２８６７４号公報参照）によるイオン交換法が知ら
れている。

本発明者はガラス製品が複雑な形状をしたガラス容器、
例えばガラス瓶のような製品を化学強イするに際し、特
にガラス瓶などの容器の内外両面を化学強化処理する場
合に、水溶液付着法によるイオン交換法が、浸療法ばか
りでなく付着法を採用するとしても溶融塩を直接ガラス
製品に適用するイオン交換法（以下、これを溶融塩法と
いう）より工業的に採用し易いことに着目し、水溶液付
着法によるイオン交換法について種々検討した結果「従
来の水溶液付着法によるイオン交換法にも「なお多くの
欠点のあることを知った。

例えば前記持公昭４０−２８６７４号公報の発明のよう
に、水溶液付着法でイオン交換法によってガラス製品を
化学的強化させるには、イオン交換剤に、黄土のような
不活性凝集性坦体物質を混合して行なわなければならぬ
ため「化学的強化を終えたガラス製品から付着物を除去
するには多大の労力を必要とする欠点がありｔ又前記侍
公昭４８−６６１び号公報の発明においては上記のよう
な欠点は無し、にしてもイオン交換剤であるカリウム塩
についての解析は完全にはなされておらず、蹟霧法によ
ってガラス表面にイオン交換剤であるカリウム塩水溶液
を適用する際に水溶液が加水分解してアルカリ性を呈し
、ガラス製品表面をエッチングする傾向のある現象を解
消させるには至っていないばかりでなく、イオン交換処
理温度におけるガラス製品表面に付着した溶融カリウム
塩の流れ落ち現象を防止することができない欠点があっ
た。又、篤公昭４７−４１９１号公報には、イオン交換
剤をガラス表面に付着し易くし、かつイオン交換処理温
度下で、イオン交換剤が流出しないように、「１価の陽
イオンを含むガラスの表面に、少なくとも２種類の塩か
ら構成された混合塩であって、かつその融液を冷却すれ
ば成分中の一部が凝固して岡相と液相とが混在するペー
スト体となる温度範囲が該ガラスの歪点以下の温度にお
いても存在し、かつ該ペースト体の液相の中に該ガラス
中の陽イオンより大きな半径を有する少なくとも１種類
の１価の陽イオンを含有しているような上記混合塩の葛
虫液を付着させ、該ガラス表面で該混合塩を上記ペース
ト体の被覆層として密着した状態に保持しながら該ガラ
スの歪点より低い温度で所望の時間加熱することにより
、ガラス表面に圧縮歪層を形成させることを特徴とする
大なる強度を有すガラス物品の製造方法」が提案されて
いる。

この技術はイオン交換処理温度においてイオン交換剤の
流失現象合防止を果す点で評価することができるもので
あるが、イオン交換剤として混合塩の融液すなわち溶融
塩を使用している点で作業上危険を伴う欠点があるばか
りでなく、ガラス物品と溶融塩の温度差によって溶融塩
をガラス物品上に強く付着させうる利点があるにしても
、その温度差が大きいとガラス物品が割れるため、必然
的にガラス物品を比較的高温に子熱しておかねばならず
、従って高温ガラス物品を保持することの作業上の困難
性を有する欠点があった。更に、上記のイオン交換強化
処理と金属酸化物コーティング、及びポリマーコーティ
ングを組み合せて、ガラス製品を強化する方法は特公昭
４７−１３０７号公報に記載されている。

この方法は高温ガラス表面に金属化合物を適用し「 こ
れらの化合物が直ちに、熱分解して、ガラス表面に金属
酸化物の被膜を形成した直後、引続いて、リン酸カリウ
ムの水溶液を階窮して「イオン交換反応を起こすに「充
分な温度に充分な時間保持して後、冷却洗浄して、オレ
フィンポリマーの噂霧処理を行う方法でありその明細書
中の記載から明らかなように、成形直後の少〈共５３０
００以上の高温ガラス外表面にイオン交換処理液を賭霧
するというものであることからして、頃霧液はその分解
温度からそれ程高温に加熱することは不可能である故、
高温のガラス表面と低温の噴霧液の温度差による熱衝撃
のためガラス容器が割れる危険性は非常に大きい。更に
ガラス製品は洗錘の際に、内面に傷を受け、これが原因
で割れる場合が少なくなく、特に回収して使用するりタ
ーナル墨の場合はなおさらであるのであるがこの方法に
おいて内面傷の発生をなくすためにガラス製品の内面を
強化処理しようとすると、ガラス製品は前述したように
高温状態で処理されるので、ガラス製品の破損の危険性
及び実施するにしても装置の複雑性等の問題があって、
そういった内面のイオン交換は技術的に不可能であると
いう欠点を有していた。又〜ガラス製品が外表面に衝撃
を受けた場合、その内表面に引張応力が働き、ガラス製
品を破壊させることは使用上よく起こり得ることである
。

それ故、ガラス製品の内外両表面をイオン交換により、
強化することが、実用上必要である。更に、一般のガラ
ス容器、特にガラス瓶は内容物を充填する前に洗瓶機な
どにかけられ、ブラッシングや洗剤による苛酷な条件に
さらされるため、瓶の内面は摩擦傷をうけその強度は著
しく低下する煩向があった。それ故このような場合、ガ
ラス瓶の外面のみの強化では強度の維持は不可能であり
、ガラス瓶の内外両表面をイオン交換法により強化処理
することが必須条件となる。しかしながら、上述した公
知方法のうち、水溶液付着法（例えば特公昭４８−６６
１ぴ号公報、袴公階４０一２８６７４号公報、特公昭４
７一１３０７号公報）の技術においては、ガラス瓶など
の容器の内面を特に積極的にイオン交換強化処理するこ
との技術的開示はなくへ溶融塩法に属する袴公昭４７一
４１９１号公報の技術においてはガラス容器の内外両表
面をイオン交換強化処理する技術的開示がなされてはい
るが、前述したように、そもそも溶融塩浴を使用するた
め操作に危険を伴う上に、比較的高温のガラス容器を取
扱わねばならぬため装置の複雑化、操作の困難性があり
、とうていガラス容器の内外両表面をイオン交換処理す
るには適した方法とはいえないものであった。そこで本
発明者は上述したような欠点のないガラス瓶を含めたガ
ラス容器の化学的強化法について鋭意研究の結果、以下
の事実すなわち‘１｝ 多くのカリウム塩のうち、ＫＮ
０３，ＫＣそ及びＫ２Ｓ０４の水溶液は加水分解しても
生成物同志の中和作用によってガラス容器をエッチング
せず、そのためこれらカリウム塩水溶液をイオン交換剤
としてガラス容器に付着させても、ガラス容器は透明な
外観を維持しうろこと、■ 上記のカリウム塩のうち、
高融点のＫＣそ及びＫ２Ｓ０４よりなる群のうちの少な
くとも１種類と低融点のＫＮ０３とを混合した濃厚水溶
液を用いて、これをガラス容器の表面に適用すると、適
用時に付着性、イオン交換処理時の紛れ性が改善され、
更にイオン交換処理時のカリウム塩の流失現象が防止で
きること、【３ー 上記の混合カリウム塩の比較的高温
の濃厚水溶液を、低温のガラス容器の表面に適用すると
、温度差によってカリウム塩の一部が析出するため、適
用時のカリウム塩の付着効率が高まること、｛４１上記
醐の手段は高々７５００の温度の濃厚水溶液を、これよ
り低い温度のガラス容器の表面に適用するだけであるの
で、特に細□のガラス瓶のような複雑な形状のガラス容
器に効率よく均一に混合カリウム塩を付着させることが
できること、【５１ 上記の混合カリウム塩にさらに添
加物としてカリウムのリン酸塩、縮合リン酸、のいずれ
か１種または２種以上を少量添加して加溢されたカリウ
ム塩水溶液をさらにオーバースプレィすると、リン酸イ
オンによってイオン交換が促進されるので、Ｈ／Ｃ（ホ
ットエンドコーティング、金属酸化物被覆）がある場合
には、従来法ではイオン交換が充分に行なわれなかった
ものを、より確実にかつより均一に行なうことができ、
その結果より高い応力層を得ることができること、を確
認した。

即ち前記のオ−バスプレィを行わない場合、長期在庫し
たものはガラス表面状態の変化によって化学強化しても
強化層がまだらに形成されたり、又応力層が形成されて
はいても局部的に薄く形成された部分ができて、応力表
面を均一に形成することは困難であった。本発明は主と
して上記の知見に基いて完成されたものである。すなわ
ち、本発明は【ａ’ガラス容器の外表面に、金属、特に
錫又はチタン含有化合物を適用して該ガラス容器の外表
面に該金属の酸化物被膜を形成し、【ｂ｝ 力ＩＪウム
塩水溶液として高融点のＫＣ夕及びＫ２Ｓ０４よりなる
群のうちの少なくとも１種と低融点のＫＮ０３とが配合
された混合カリウム塩の比較的高温の濃厚水溶液を使用
し、【ｃ｝ 該濃厚水溶液をそれより低温のガラス容器
の内面及び外面に適用して、温度差によってガラス容器
の内外両面にカリウム塩を析出付着させた後乾燥し、【
ｄ｝ 上記工程｛ｂ｝において定義された混合カリウム
塩の水溶液にさらにカリウムのリン酸塩、縮合リン酸塩
のいずれか１種または２種以上を好ましくは溶質基準で
５重量％以下特に０．１〜１．０重量％の量で添加し加
溢した水溶液を、工程｛ｃ｝において得られたガラス容
器を８０ｏｏ以上に加熱してからその外面に適用し、‘
ｅ｝ 工程（ｄ’で得られたガラス容器を歪点以下の高
温度において充分な時間イオン交換処理を行なった後、
徐袷し、残余のカリウム塩を除去することからなる耐磨
耗処理を施したガラス容器の化学的強化方法「をその特
徴とするものである。

工程‘ａ’において、ガラス容器に成形直後の高温度に
おいて金属含有化合物を適用し、該金属化合物を熱分解
してガラス表面に金属酸化物の被膜を形成し、その後徐
袷窯を通過させてガラス容器を徐冷する。

このような金属含有化合物としては錫、チタン、ジルコ
ニウム、バナジウム化合物が用いられる。例えば錫化合
物としては４塩化錫、２塩化ジメチル錫、２塩化錫、ジ
メチル錫ジアセテート、ジブチル錫マレェート、オレィ
ン酸第１錫、ステアリン酸第１錫、パルミチン酸第１錫
等が挙げられ、チタン化合物としては４塩化チタン、チ
タン酸テトラブチル、チタン酸ィソプロピル、チタン酸
テトラヘキシル等が挙げられる。またジルコニウム化合
物としては、ジルコン酸アルキル、特に８以下の炭素数
のものが好ましく、例えばジルコン酸テトラブチル、あ
るいは４塩化ジルコニウムのような４ハロゲン化ジルコ
ニウムが用いられる（特公昭４２−１７５８、米国特許
第３４４１３９ｙ号明細書）。バナジウム化合物として
は、特に炭素数１〜８のバナジン酸アルキル、例えばバ
ナジン酸ｎ−ブチル、さらに３塩化バナジル、４塩化バ
ナジウム、５酸化バナジウム「 メタバナジン酸アンモ
ニウム、４ョウ化バナジウム等が好ましくは用いられる
（米国特許第３４４１３９９）これらの化合物は、単独
もしくは組合わせて用いることができる。酸化物の形成
は、例えば４塩化錫の蒸気を高温下のガラス容器に適用
してその表面に酸化錫膜を形成することによって行なう
。ガラス容器、特にガラス瓶の外表面に、このような金
属酸化物被膜を施こすと、その被膜は耐摩耗性を持って
いるため、イオン交換処理によって形成されたガラス瓶
外表面の圧縮応力層を保護する効果を奏する。

すなわち、ガラス瓶が検査、洗瓶、充填などの工程にお
いて、又出荷、運搬などの取扱中に、相互に接触したり
、コンベア−のガイドなどに接触したりして、ガラス瓶
の外表面にすり傷や引つかき傷が生じて、それがイオン
交換処理されたガラス瓶の外表面の圧縮応力層を破るこ
とがあるが、このような金属酸化物の耐摩耗性被膜を形
成させておくと、上述したような傷の生成が防止され、
ガラス瓶の強度の低下を防止する効果を奏するものであ
る。本発明においては、このような金属酸化物層の厚み
が厚い（８５〜１２５Ａ）場合に特に優れた効果が発揮
される。

次に上記工程‘ｂーにおいて従来よりイオン交換剤とし
て知られている多くのカリウム塩すなわち、ＫＮ〇３，
ＫＣそ，Ｋ２Ｓ〇４，Ｋ２Ｃ〇３，Ｋ２Ｐ〇４，Ｋ２Ｈ
Ｐ０４，ＫＢｒ及びＫＩなどのうちから、ＫＣ夕，Ｋ２
Ｓ０４及びＫＮ０３を選択したのは、これらの水溶液は
加水分解しても生成物同志の中和作用によってガラス容
器の表面をエッチングせず、そのためこれらカリウム塩
水溶液をイオン交換剤としてガラス製品に付着させても
ガラス容器は透明な外観を維持しうるからである。

これに対してその他のカリウム塩例えばＫ２Ｃ０３の場
合には、加水分解によって生じたＫＯＨがガラスをエッ
チングして不透明なものにする傾向が強く、Ｋ３Ｐ０４
，Ｋ２ＨＰ０４，ＫＩ及びＫＢｒも同じ傾向を有する。
これらカリウム塩のうちＫＣと及びＫ夕０４は融点（Ｋ
Ｃク：７９０ｑｏ、Ｋぶ０４：１０６９０Ｃ）が高いの
で、それぞれを単独でイオン交換剤として使用すると、
イオン交換処理温度（ガラスの歪点より低いがなるべく
それに近い温度）において、これらのカリウム塩は、ガ
ラス表面に対する濡れ現象（ガラス表面と空気の界面を
ガラスと溶融塩の界面で置き換えること）が悪く、従っ
てイオン交換効率が悪い‘まかりでなく、水溶液として
ガラス表面に適用する時や適用した後に付着層が剥離す
る頃向があり、一方ＫＮ０３は融点（３３７０）がイオ
ン交換処理温度より著しく低いため、ＫＮ０３を単独で
使用するとイオン交換処理中にＫＮ０３が流失（付着し
たＫＮ０３がイオン交換されて重量変動する以上に失わ
れること）してイオン交換処理が困難である煩向がある
が、高融点のＫＣそ及びＫ２Ｓ０４のうちの少なくとも
１種と低融点のＫＮ０３とを濠合した比較的高温の濃厚
水溶液として、低温のガラス容器の表面に適用すると、
混合カリウム塩のガラス表面への付着性、イオン交換温
度における橋れ性が改善され、かつイオン交換処理中の
カリウム塩の流失も防止できる。以上、工程【ｂ｝にお
いて使用するに適した混合力リウム塩の組成について詳
述したが、これらの混合カリウム塩はできるだけ濃厚な
水溶液として使用される。

このため混合カリウム塩水溶液は、常温乃至常温よりや
）高い温度下にあるガラス容器に破壊などの影響を与え
ない程度の温度に加溢し、その温度における飽和水溶液
として使用されるのが好ましい。このような混合カリウ
ム塩水溶液をガラス容器に適用すると、混合カリウム塩
が温度差によって過飽和に達し一部析出するため、ガラ
ス容器に対する混合カリウム塩の付着性がよくなる効果
を有する。この際の混合カリウム塩水溶液とガラス容器
の温度差の最高は、ガラス容器の厚みにもよるが、厚肉
ガラス容器（肉厚約５柵）の場合大略５０ｑＣであり、
薄肉ガラス容器（肉厚約２．５脚）の場合、大略７０℃
である。これ以上の温度差であるとガラス容器を破壊す
る可能性があるからである。混合カリウム塩の水溶液は
高温に加熱するほど溶解度が増し、又ガラス容器との温
度差が大きいほど水溶液の過飽和状態からの析出効果は
大きいが、なお界面活性剤を使用してカリウム塩のガラ
ス容器表面に対する橘れ性を改善すべきである。

そのため混合カリウム塩の水溶液の加熱温度は、添加さ
れる界面活性剤の分解温度に制限を受ける。従って使用
される界面活性剤としても分解温度が高く、高温安定性
のもので、混合カリウム塩との相溶性のよいものを選択
すべきである。例えばＲ・（Ｃ２日４０）ｎＯＳ０３Ｎ
ａ （Ｒは炭素数８〜１８のアルキル基、ｎは６以下
）（Ｒは炭素数８〜 ９のアルキル基、ｎは６以下） Ｒ・ＯＳ０３Ｎａ （Ｒは炭素数８〜１８のアルキル
基）などのアニオン系界面活性剤、 〔ＲＮ＋（ＣＨ３）３〕Ｃ夕‐ （Ｒは炭素数８〜１８
のアルキル基）のようなカチオン系界面活性剤、（Ｒは
炭素数１２〜１８のアルキ ル基）のような両性界面活性剤などが使用され、そのう
ち、前二者が特に好ましい。

その量は水溶液濃度として０．２〜１．２容量％程度で
十分である。このように調製された混合カリウム塩水溶
液を、次に工程｛ｑにおいてそれより低温のガラス容器
に適用するのであるが、本発明においては好ましくは５
０〜７０こ０の混合カリウム塩水溶液を好ましくは２０
〜４５ｑｏのガラス容器、例えばガラス瓶の内外両表に
適用する。ガラス容器の表面をイオン交換処理する場合
に、イオン交換剤を溶融塩として適用する時には、前述
したように溶融融塩の温度が高いのでガラス容器をも相
当高温に加熱しておかないと割れなどの現象が起き、特
にガラス瓶などの内外両表面に溶融塩状態のイオン交換
剤を適用することは、高温のガラス瓶の保持の困難性と
共に危険な溶融塩の取扱いといった工業的に極めて不利
な点が生ずるが、本発明のようにイオン交換剤を水溶液
として適用する時には、危険性もなく、且つガラス瓶の
保持にも困難性はなくガラス瓶の内外両表面への適用が
極めて容易である効果を有する。かくして適用された混
合カリウム塩水溶液は、ガラス容器上に、その温度差に
よって過飽和に達し一部析出し、その流失が阻止されて
相当量の混合カリウム塩がガラス容器上に保存されるの
で、これを乾燥し、ガラス容器上にイオン交換剤である
混合カリウム塩の付着層を非常に効率よく形成させる。

もしも一度の混合カリウム塩水溶液の適用によって所望
量のイオン交換剤がガラス容器表面に付着層として形成
されない場合には、乾燥後、更に同じ浪合カリウム塩水
溶液を再度適用して、所望量のイオン交換剤がガラス容
器表面上に付着層として得られるように処理することも
可能である。次に工程【ｂ｝では、上記工程（ｂにおい
定義された混合塩にさらに添加物としてカリウムのリン
酸塩、縮合リン酸塩、好ましくはＫ２ＨＰ０４，ＫＨ２
Ｐ０４，Ｋ３Ｐ０４およびＫＰ２０７のいずれか１種ま
たはそれ以上を好ましくは溶質の重量比で５％以下、特
に好ましくは０．１〜１．０％の量で添加してカリウム
塩の水溶液を調製しこれを常温以上、好ましくは２０〜
７５ｑ０に加溢し、上記工程に｝で処理され、かつ８０
ごＣ以上に加熱されたガラス容器の外面にオーバースプ
レィする。

こ）において添加物としてＫＨ２Ｐ０４，Ｋ２ＨＰ０４
，Ｋ３Ｐ０４，及びＫ４Ｐ２０７のいずれか１種または
２種以上を混合して用いるのは陰イオンのリン酸イオン
（Ｐぴ‐４）がイオン交換促進剤として作用するものと
考えられるからである。第２図には、これら３種類のＫ
Ｈ２Ｐ０４；Ｋ２ＨＰ０４，Ｋ３Ｐ０４について、同じ
混合比率（溶質の０．箱重量％、０．５重量％）で添加
した混合カリウム塩水溶液により処理した場合の応力層
および応力値の測定結果を示す。またこれらの添加物の
量を溶質の５重量％以下としたのは、これを超える量を
添加してもその効果はそれ程ではなく経済的に不利であ
る外「リン酸塩の濃度が高くなればｐＨが高くなり、そ
れだけガラスをエッチングし易くなるからである。この
ようにして所望量のイオン交換剤が付着層として形成さ
れたガラス容器は、次に、工程‘ｅ｝においてそのガラ
スの歪点以下であるが「なるべくそれに近い高温に十分
な時間好ましくは３０〜９０分間保持してガラス容器の
内外両面に圧縮応力層を形成させる。

上記のように歪点以下の高温度で処理する理由は、応力
緩和現象を避けるためである。以上、本発明についてそ
の要部の技術を詳述したが、本発明はこれまでの説明し
た事項のみに限定されるものではなく、実施上多くの変
更をなしうるものである。

実施例 １ ガラス組成として重量％でＳｉ０２７２％、山２０３２
％、Ｎａ２０１４％、Ｋ２００．１％、Ｃａ０１０％、
Ｍｇ００．４％、その他徴量成分からなる通常のソーダ
石灰珪酸ガラスを原料とし、ガラス成形緩から出てくる
歪点５０５００の高温ガラス容器（約５００〜６００ｑ
ｏ）に直ちに４塩化錫の蒸気と接触させ、その表面に酸
化錫の被膜を形成し、徐冷窯を適して常温まで冷却しガ
ラス容器を製造した。

水２００の‘にＫＣ夕６９．４夕、ＫＮ０３３４．７夕
、Ｋ２Ｓ０４８．７夕、アニオン系界面活性剤０．５泌
を溶解し、７０００に加温した濃厚水溶液に上記ガラス
容器（約２０ｑｏ）を浸潰し、すぐに取り出してガラス
客器と混合カリウム塩の水溶液との温度差により、カリ
ウム塩の一部を析出、付着させる。

次いで乾燥器を通して８０午０以上に子熱してカリウム
塩の大部分を析出付着させた後、未だ８０ｏｏ以上に保
持されている間にくさらにＫＣそ１０夕、ＫＮ０３１０
夕にＫ２Ｓ０４０．０２夕を添加し（溶質に対して重量
比で０．１％）、水を加えて１００羽とした２０％水溶
液を２０℃以上において約１現砂間上託ガラス容器の外
面にオーバースプレィした後、アニール炉で５０５００
に約１時間処理し応力測定を行なった。得られた結果を
第１表と第１図に示す。（ジュース蝿ｌ０００の‘、酸
化物被膜８５〜１２５△、平均１０５Ａ）。第１図は添
加物として、Ｋ２ＨＰ０４を溶質基準で、０．１〜０．
５重量％添加した時の効果を示し、応力値及び応力層は
無添加の場合と比べて増大しており、又、その添加量の
増加と共に増大している。無添加の場合には応力層及び
応力値と共に、バラッキが大きいが添加すれば小さくな
る。実施例 ２添加物として、Ｋ２ＨＰ０４を０．０笹
ｒ（溶質に対し０．ａ重量％）添加すること以外は実施
例１と全く同じ方法で処理し応力測定を行った。

（表１及び第１図参照）実施例 ３ 添加物として、Ｋ２ＨＰ０４を０．０６ｇｒ（熔質に対
し０．箱重量％）（溶費に対し０丸重量％）添加するこ
と以外は実施例１と全く同じ方法で処理し応力測定を行
った。

（表１及び第１図参照）実施例 ４ 添加物として、Ｋ２ＨＰ０４を０．０８ｇｒ（溶質に対
し０．４重量％）添加すること以外は実施例１と全く同
じ方法で処理し応力測定を行った。

（表１及び第１図参照）実施例 ５ 添加物として、Ｋ２ＨＰ０４を０．１雌ｒ（溶質に対し
０．５重量％）添加すること以外は実施例１と全く同じ
方法で処理し応力測定を行った。

（表１及び１図参照）〔表１〕 Ｋ２ＨＰ０４ 添
加 効 果実施例 ６添加物として、Ｋ２ＨＰ０４を０
．０３稗「Ｋ２ＨＰ０４０．０３タｒ（総計で溶質に対
し０．３重量％）添加すること以外は実施例１と全く同
じ方法で処理し応力測定を行った。（表２及び第２図参
照）実施例 ７ 添加物として、Ｋ３Ｐ０４０．０５８、Ｋ２ＨＰ０４を
０．０５稗（総計で溶質に対し０．５重量％）添加する
こと以外は実施例１と全く同じ方法で処理し、応力測定
を行った。

（表２及び第２図参照）実施例 ８ 添加物として、Ｋ３Ｐ０４０．０３鱗、Ｋ２ＨＰ０４を
０．０３凶（総計で溶質に対し０．３重量％）添加する
こと以外は実施例１と全く同じ方法で処理し応力測定を
行った。

（表２及び第２図参照）実施例 ９ 添加物として、Ｋ３Ｐ０４０．０５凶、ＫＨ２Ｐ０４を
０．０５稗（総計で、溶質に対し０．２重量％）添加す
ること以外は実施例１と全く同じ方法で処理し応力測定
を行った。

（表２及び第２図参照）実施例 １０ 添加物として、Ｋ２ＨＰ０４０．０３ｇ、ＫＨ２Ｐ０４
０．０３凶（総計で溶質に対し０．２重量％）添加する
こと以外は実施例１と全く同じ方法で処理し応力測定を
行った（表２及び第２図参照）実施例 １１ 添加物として、Ｋ２ＨＰ０４０．０５８、ＫＨ２Ｐ０４
０．０５鱗（総計で、溶質に対し０．５重量％）添加す
ること以外は実施例１と全く同じ方法で処理し応力測定
を行った。

（表２及び第２図参照）実施例 １２ 添 加 物 と し て 、 Ｋ２ＨＰ０４０．０２Ｚ
、Ｋ２ＨＰ○４０．０２乎、ＫＨ２Ｐ０４０．０２な
（総計で溶質に対し０．丸重量％）添加すること以外は
実施例１と全く同じ方法で処理し応力測定を行った。

（表２及び第２図参照）実施例 １３ 添 加 物 と し て 、 Ｋ３Ｐ０４０．０３３ｇ
ｒ 、Ｋ２ＨＰ０４０．０３３８、ＫＨ２Ｐ０４０．０
３３蟹（総計で溶質に対し０．５重量％）添加すること
以外は実施例１と全く同じ方法で処理し応力測定を行っ
た。

（表２及び第２図参照）第２図は添加物としてＫ３Ｐ０
４，Ｋ２ＨＰ０４，ＫＨ２Ｐ０４のうちいずれか２種以
上の混合物を同じ混合比率で溶質基準で０．３及び０・
５重量％添加した時の効果を示しし無添加の場合に比し
て応力値及び応力層は大きく増加し又その添加量の増加
と共に増大している。

無添加の場合には応力表面がまだら（応力表面が部分的
に形成されている状態）に形成されたが、添加した場合
にはまだらはなかった。参考例 １ 燐酸塩を添加しないこと以外は実施例１と全く同じ方法
で処理し応力測定を行った。

（表１第１図）表 ２ 浪合リン酸塩の添加効果 参考例 ２ 標準液として、水２００の‘にＫＣそ７８ｇ」ＫＮ０３
２６稗、Ｋ２Ｓ０４６．５ｇｒ及びアニオン系界面活性
剤（トラックスＫ−４０−日本油脂■製商品名〉０．物
上を熔解し、７０００に加溢した濃厚水溶液を作る。

更に、上記標準液に添加物としてＫＨ２Ｐ０４又はＫ２
ＨＰ０４又はＫ３Ｐ０４を各々、溶質基準で０．０重量
％、０．塁重量％、１．１重量％添加（Ｐ０４２‐イオ
ンの溶質基準ではすべて０．５重量％）し「 ７０℃に
加温して濃厚水溶液を作った。上記４種類の水溶液を、
ガラス容器（その外面に８５〜１２５Ａ平均１０５△の
金属酸化物の被膜を有する１０００の【ジュース翼）の
内面に注入後乾燥した。

前記水溶液を更に水で希釈して全容を４００の‘とした
水溶液を８０００に予したガラス容器の外面にスプレィ
した。アニール炉中５０５ｏ０で１時間熱処理した後、
徐袷し、流水下で乾燥後応力測定を行った。（第３図参
照、×印外面Ｈ／Ｃ８５〜１２５Ａ（平均１０５Ａ）、
０印内面）第３図は添加物としてＫＨ２Ｐ０４又はＫ２
ＨＰ０４又はＫ３Ｐ０４を各々、溶質基準で０．○重量
％、０．＄重量％」１．１重量％添加（Ｐ０４２‐イオ
ンの港質基準ではすべて０．５重量％添加）した時の効
果を示し、無添加の場合に比して、添加の効果は大きい
。

又無添加の場合には応力値及び応力層共にまだら現象を
生じたが「添加した場合には生じなかった。実施例 １
４添加物として、Ｋ４Ｐ２０７０．０２Ｙ（溶質に対し
０．１重量％）すること以外は実施例１と全く同じ方法
で処理し応力測定を行った。

（第４図参照）実施例 １５添加物として、Ｋ４Ｐ２０
７０．０６群（溶質に対し０．３重量％）すること以外
は実施例１と全く同じ方法で処理し「応力測定を行った
。（第４図参照）実施例 １６添加物として、Ｋ４Ｐ２
０７０．０２ｙ（溶質に対し０．５重量％）すること以
外は実施例１と全く同じ方法で処理し応力測定を行った
。

（第４図参照）第４図は添加物としてＫ４Ｐ２０７を溶
質基準でＱ１；０．３，及び０．５重量％添加した時の
効果を示し、応力値及び応力層共に無添加の場合に比し
て増大し〜又〜添加量と共に増大している。又無添加の
場合には応力値、応力層共にバラッキが大きい。実施例
１７ 実施例１に記載の組成と同じガラスから作られたガラス
成形機から出てくる高温のガラス容器（約５００〜６０
０ｑｏ）を直ちに四塩化スズの蒸気と接触させその表面
に厚さ７０〜８０Ａの酸化スズの被膜を形成し、徐冷窯
を通して常温まで冷却しガラス容器を製造した。

ＫＣと７腿ｒ、ＫＮ０３２６ｇを水２００Ｍに溶解し７
０℃に加温した濃厚水溶液中に上記ガラス容器（約２０
℃）を浸潰し、取り出して、ガラス容器外面にカリウム
塩の１部を析出付着させ、１３０〜１４０００で３０分
間子熱し上記混合塩に更に溶質に対し重量比で１％のＫ
３Ｐ０４を添加した混合カリウム塩塩の２０％水溶液を
前記ガラス容器の外面にスプレィし、アニール炉中で５
００００、１時間熱処理し、冷却し、残余のカリウム塩
を除去した。

その後応力測定を行った。（第５図参照、酸化物被膜７
０〜８０Ａ）実施例 １８添加物として、Ｋ３Ｐ０４を
溶質に対し、重量比で３％添加すること以外は実施例１
７と全く同じ方法で処理し、応力測定を行った。

（第５図参照）実施例 １９添加物として、Ｋ３Ｐ０４
を溶質に対し、重量比で５％添加すること以外は実施例
１７と全く同じ方法で処理し、応力測定を行った。

（第５図参照）参考例 ３添加物として、Ｋ３Ｐ０４を
溶質に対し、重量比でｉｏ％添加すること以外は実施例
１７と全く同じ方法で処理し、応力測定を行った。

（第５図参照）第５図は添加物としてＫ３Ｐ０４を溶質
基準で１，５，１の重量％添加した時の効果を示し、添
加量として５重量％が限度であり、これ以上添加しても
効果はない。本発明では、ＫＮ０３と高融点のＫＣそ又
はＫ２Ｓ０４の１種以上の混合塩の水溶液で先ず処理し
、過飽和状態及び乾燥によりガラス表面上にカリウム塩
を付着せしめ更に、前記カリウム塩の付着層を界してＫ
２ＨＰ０４，Ｋ比Ｐ０４，Ｋ３Ｐ０４，Ｋ４Ｐ２０７の
いずれか１種又はその２種以上の混合物を添加した。

前記混合カリウム塩の水溶液を、８０ｏｏ以上に予熱し
た前記ガラス容器の外表面にオーバースプレィした後、
更に必要に応じて、２次、３次のオーバースブレィをし
、イオン交換処理を行うものであるから、燐酸塩を添加
した混合カリウム塩の水溶液がガラス表面と直接接触す
ることなく且つ前記水溶液を８０ｏｏ以上のガラス容器
上にオーバースプレィすると、ただちに水分が蒸発する
ので強アルカリ液によるエッチングが生じないと共にＰ
０４３‐イオンによるイオン交換促進作用と相まって従
来よりもより確実に且つより高い応力層を得ることがで
き、Ｈ／Ｃ層の厚い場合に特に有利に使用できる特徴を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＫ２ＨＰ０４の添加効果を応力層
、応力値で示すグラフ、第２図は同じく本発明による混
合リン酸塩の添加効果を示すグラフ、第３図は参考例の
データを示すグラフ、第４図は本発明によるＫＰ２０７
の添加効果を応力層、応力値で示すグラフ、および第５
図は同じく本発明によるＫ３Ｐ０４の添加効果を示すグ
ラフである。 オ１図才２図 矛３図 矛ム図 矛５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ （ａ） 高温のガラス容器の外表面に、金属含有化
   合物を適用して該ガラス容器の外表面に金属の酸化物被
   膜を形成し、（ｂ） カリウム塩水溶液として高融点の
   ＫＣｌ及びＫ＿２ＳＯ＿４よりなる群のうちの少なくと
   も１種と低融点のＫＮＯ＿３とが配合された混合カリウ
   ム塩の比較的高温の濃厚水溶液を使用し、（ｃ） 該濃
   厚水溶液をそれより低温のガラス容器の内面及び外面に
   適用して、温度差によつてガラス容器の内外両面にカリ
   ウム塩を析出付着させた後乾燥し、（ｄ） 上記工程（
   ｂ）において定義された混合カリウム塩の水溶液にさら
   にカリウムのリン酸塩、縮合リン酸塩のいずれか１種ま
   たは２種以上を添加し加温した水溶液を、工程（ｃ）に
   おいて得られたガラス容器を８０℃以上に加熱してから
   その外面に適用し、（ｅ） 工程（ｄ）で得られたガラ
   ス容器を歪点以下の高温度において充分な時間イオン交
   換処理を行なつた後、徐冷し、残余のカリウム塩を除去
   することからなる耐磨耗処理を施したガラス容器の化学
   的強化方法。