ガラス製造プロセスとは何ですか？

ガラス製造プロセスは、セラミック陶器がガラス表面のaze薬でコーティングされた紀元前3500年までさかのぼることができます。 工業的および科学的用途のガラス製造プロセスには多くの現代的なバリエーションがありますが、窓、食べ物や飲み物の容器、装飾用の形を作るために使用される伝統的なガラスは、古代に使用されたのと同じ3つの材料から作られています。 これらは、砂、「ソーダ灰」と呼ばれるアルカリベースの重炭酸ナトリウム、および石灰岩からの石灰です。 これらの3つの主要な成分は、約2,500°F（1,371°C）の温度の炉で一緒に融合されます。その後、ガラスの色や輝きを変えるためにいくつかの小さな成分を追加できます。 その後、数百度冷却され、パイプ、ボウル、鏡、窓などに吹き付けたり、押し込んだり、引き込んだりして形を整えることができます。

ガラス製造プロセスにソーダ灰を導入することは、初期の融点を華氏約4,100°（摂氏2,200°）のピークから華氏2,700°（摂氏1,482°）に下げる方法として早期に発見されました。 ただし、ソーダ灰はガラスをある程度水溶性にするため、石灰石からの石灰がこれを防ぐために追加され、酸化アルミニウムなどの他の化学物質は、化学的安定性が向上するため、石灰の代わりになりました。 ソーダ石灰ガラスは、製造されたガラス全体の90％を占めています。

ガラスが冷却されると、形に成形しやすくなりますが、ガラス製造プロセス中に絶えず再加熱して強度を高め、粉々にならないようにする必要があります。 この手順はアニーリングとして知られています。 また、ガラスを強化するための追加の焼き戻しプロセスも採用されており、再加熱した後、冷たい空気を吹き付けて急冷します。

古代のガラス製造プロセスで最も一般的な成形方法は、長い中空のパイプの端にある溶融ガラスのボールに空気を吹き込むことで、美しい花瓶やボウルを作るためにローマ人が完成させました。 1959年に英国の会社によって発明されたフロートガラスの製造は、表面に溶融スズが入ったタンクに溶融ガラスを注ぐことで行われた現在の最大の製造方法です。 ガラスはブリキの上に浮かび、非常に滑らかなシートになり、窓の形にカットできます。 ドロマイトは、ガラスの無色品質を維持するために、板ガラス製造に0.1％未満のレベルで含まれることがよくあります。 回転して空気を送り込む際に金属シリンダーの内側に溶融ガラスの流れを描くことは、実験室で使用される電球、真空管、およびガラス製品用の幅広いガラスパイプの製造に使用される別の頻繁なガラス製造プロセスです。

他の種類の特殊ガラスには鉛ガラスが含まれます。鉛ガラスには、少なくとも20％の酸化鉛が含まれており、カットおよびファセット加工すると素晴らしい輝きを放ちます。 調理用ボウルや実験器具に使用される耐熱ガラス製品は、5％の酸化ホウ素またはアルミノケイ酸塩化合物を添加して作られています。 着色ガラス製品は、茶色とmber色には硫化鉄、緑色の色合いにはクロム酸鉄、青色の色合いには白いコバルトを加えて作られています。 天然吹きガラスは、化学添加物を必要とせずに赤からオレンジの色をしています。