ガラスQ&A

Q1 ガラスという言葉の由来は?

ガラスの呼び名に瑠璃(るり)やビードロ、ギヤマンといった言葉があります。瑠璃は最も古い呼び名で、インドから中国をへて伝えられた言葉です。ビードロはポルトガル語の「Vidro」に、 ギヤマンはオランダ語の「Diamant」に由来しています。また、現在一般的に呼ばれているガラスはオランダから伝わった「Glas」に由来しています。

Q2 ガラスはどういった物質なの?

普通、物質を溶融して液体状態にした後、冷却していくとある一定の温度で固化し結晶構造を持った固体になりますが、ある物質は結晶構造を持たないまま冷却と供に粘性が増大していって固まってしまいます。こういった固まりかたをする物質をガラスと呼び、そういった状態をガラス状態にあるといいます。従って、ガラスは固体であるというより、むしろ液体であると言われる所以です。

Q3 ガラスはなぜ透明なの?

結晶構造を持った物質は通常結晶が寄り集まって構成されているので、その結晶の境目があります。そして、その結晶粒子は可視光線の波長より小さいため光を通すことができなく散乱してしまいます。一方、結晶構造を持たないガラスでは結晶による境目がありません。しかも構成している分子の大きさも光の波長に比べればかなり小さく、 光はその間を通り抜け散乱がおきません。従って、ガラスは透明に見えるのです。

Q4 ガラスは何から作られるの?

ガラスはシリカを主成分とするケイ砂が主原料です。しかし、ケイ砂だけでは溶融温度がかなり高く(2,000℃以上)なるので、通常は溶融温度を下げる役目を果たすソーダやカリ成分を含んだソーダ灰や炭酸カリが加えられます。また、耐熱性や化学耐性の向上を目的にホウ酸成分を含んだホウ砂が加えられます。その他、いろんな目的のためにそれぞれの役目を果たす成分を含んだ原料が加えられて溶融製造されます。

Q5 ガラスはなぜ割れるの?

ガラスの主成分はケイ酸(SiO2)ですが、ガラスが割れるときはこのSiO間の結合が切れることで起こります。このSiO間の結合力は1トン/lmm2の力に耐える事ができますが、実際にはこの約100分の1の力でガラスは割れてしまいます。それは、ガラス表面にある無数の微細なキズに力が集中的に加わる事によって、そのキズが伸びていってしまう事によって起こるものです。そこで、割れの原因となるキズを日常の使用において少しでも防ぐために、ガラス器具の外面表面を塩ビ樹脂などで被覆する方法などがあります。また、ガラス器具を被覆する事は、万が一落として破損した場合でもガラス破片の飛散防止にも役立っています。

Q6 強化ガラスとはどんな物?

ガラスは透明で光をよく通すために、いろんなところで利用される事が多く、使用場所においては危険性を伴ってきます。そこで開発されたのが強化ガラスで、その強化方法には焼き入れ法などがあり、用途や目的に応じて利用されています。ところで、その強化法とはガラスが割れる原因となる張力を軽減する方法です。今日、白動車、鉄道車両、飛行機、ビルなどの窓ガラスおよびメガネなどのガラス部分に使用されています。

Q7 ガラスにはどうやって色をつけるの?

ガラスの断面を見るとソーダ石灰ガラスは 緑色に、ホウケイ酸ガラスは淡黄色に、石英は無色透明に見えます。石英以外のガラスに色がついて見えるのは原料に含まれている金属イオンのためです。そして、ソーダ石灰ガラスの緑色も溶融段階で原料中に不純物として含まれている鉄分(鉄イオン)のためです。このように、ガラスの色には原料そのものに含まれている金属イオンによる色と溶融製造段階で着色剤として金属イオンを混合する事によって作られる色とがあります。そしてガラスの色は金属イオンの種類、溶融雰囲気(酸化or還元)および溶融温度などによって決まってきます。その他にガラスの表面のみを着色させる方法としてガラス中のナトリウムイオンを銅イオンや銀イオンなどと置換させ、金属コロイドを析出させることで着色させるイオン交換法(ステイン)や、着色低溶融ガラス(エナメル状)を塗布し焼き付けて着色させるプリント法などがあります。