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ガラスの原料

家庭で使われているガラスは、珪砂やソーダ灰、石灰石を主原料に、カレット、苦灰石、ぼう硝、長石などを加えて作られています。ここでは各原料とその役割をご紹介します。

珪砂

珪砂は花崗岩からできる石英に含まれている珪石という鉱物が、風化などの影響により細かい砂状になったものです。砂浜などでも見られる白みがかかった透明の天然物質で、ガラスを作る際の構成成分の約70%を占めるガラスの主原料です。

珪砂の主成分は二酸化ケイ素またはシリカと呼ばれる地球の地殻部分に約55％と多く含まれているものです。国内では愛知県で多く発掘されていましたが、現在では輸入珪砂が中心に使用されるようになりました。

2000℃という高温で熱してもなかなか溶けない、非常に融解温度の高い成分であるため、ガラス作りの際には融解温度を下げるためにソーダ灰などが加えられます。

ソーダ灰

ソーダ灰は炭酸ナトリウム無水物のことで、ガラスの主原料になる珪砂の主成分のシリカを溶けやすくする働きを担います。ソーダ灰を加えることで、珪砂の溶解温度を2000℃から約1600℃程度まで下げることができます。そのため、ガラス作りを早く効率的に行うためには欠かせない成分です。

しかしその反面、ソーダ灰は添加しすぎるとガラスの耐久性を著しく悪化させてしまうため、注意する必要があります。

石灰石

石灰石は炭酸カルシウムのことで、ソーダ灰を加えた影響で下がってしまったガラスの化学的耐久度を向上させる働きを担います。特に板ガラスやビンなど耐久性が要求される製品を作る際に多く添加されます。

また、ガラスは一見その硬さとツヤのある見た目から化学的に安定している物質だと思われがちですが、僅かながら水に反応し溶ける性質があります。石灰石は、このガラスが水に溶けるのを防ぐ作用も持ち合わせています。

カレット

カレットはガラス製造の際に添加される様々なガラス屑のことです。ガラスの製造過程において余った部分や不良品などの理由で除去されてしまったもの、リサイクルのために砕かれたものの総称を「カレット」と呼びます。カレットを使用することで、珪砂などガラスの原料になる素材を節約することができます。

また、カレットは融点が低くガラスが溶けるスピードを速めてくれるため燃料を節約することができ、二酸化炭素の排出を削減でき、環境保全にも役立ちます。このように、天然資源や燃料の節約に役立ち、ガラス製造の際のコストを抑えられるという優れた特徴があります。

例えば、再利用されることが多いガラス瓶などの原料は、ほとんどがこのカレットを中心に作られています。

苦灰石

苦灰石はカルシウムとマグネシウムからなる炭酸塩鉱物という成分で構成されている白色や黄褐色、淡褐色を帯びた半透明の岩石で、別名ではドロマイトや白雲石と呼ばれることもあります。ガラスの製造過程で発生する泡を抑える働きをします。またガラスの透明度を上げる効果も持ち合わせています。

ぼう硝

ぼう硝は硫酸ナトリウムという成分で、ガラスを製造する際には一般的に無水芒硝を用います。ガラスを溶かす工程でできた泡を除去する清澄剤の役割を果たします。また、ぼう硝は融点が低く、ガラスの溶解を促進させる効果もあります。

長石

長石はガラスの原料となる最も主要な天然由来の造岩物質です。長石にはアルミナという成分が含まれており、ガラスの耐久度を上げる効果があります。一般的にガラスの原料として用いられることが多い珪砂に比べ、含まれている不純物は多いものの融点が低いため、製造工程において扱いやすいという特徴があります。

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