ガラスの作り方

ガラス製造は非常に古い工芸であり、考古学的データにより、ガラス製造の歴史は紀元前 2500 年以前にまで遡ることができることが証明されています。 ^{[1] X研究ソース}かつては非常に珍しく貴重な芸術であったガラス製造は、現在では一般的な産業に発展しました。ガラス製品は、容器、絶縁体、強化繊維、レンズ、装飾芸術など、商業目的および家庭用に使用されます。ガラスの製造に使用される材料はさまざまですが、以下に説明するように、プロセスはほぼ同じです。

方法1方法1/2:

炉や窯の使用

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- 誤って吸入すると喉や肺に炎症を起こす可能性があるため、超微細シリカ砂を扱う場合はマスクを着用してください。
- 珪砂はオンラインで購入でき、通常はそれほど高価ではありません。 ^{[2] X研究ソース}産業規模で事業を運営したい場合、専門の小売業者は大量注文に対して非常に有利な価格を提供できます。
- 鉄不純物のない珪砂が見つからない場合は、二酸化マンガンを少し加えて、鉄による着色効果を相殺します。または、緑色のガラスを作りたい場合は、鉄を残しておきます。
2炭酸ナトリウムと酸化カルシウムを珪砂に加えます。炭酸ナトリウム（一般に洗濯ソーダとして知られています）は、ガラスを商業的に製造するために必要な温度を下げます。しかし、炭酸ナトリウムはガラスを水が通過する原因となるため、ガラスを水に不溶性にするために酸化カルシウムまたは石灰を追加する必要があります。さらに、ガラスの耐久性を高めるために、酸化マグネシウムや酸化アルミニウムを追加することもできます。通常、これらの添加剤はガラス混合物の 26 ～ 30 パーセント以下を構成します。
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- 鉛クリスタル（合成クリスタル）には最大 33% の酸化鉛が含まれていますが、酸化鉛の使用量が増えるほど、溶融ガラスを成形するための技術の向上が必要になるため、多くの合成クリスタル製造業者は、より低い鉛含有量を使用することを選択しています。
4ガラスが希望の色になるように化学薬品を加えます (必要な場合)。前述のように、石英砂に含まれる鉄の不純物により、ガラスは緑色に染まります。そのため、酸化鉄を加えると緑色の色合いが強くなり、酸化銅を加えると緑色の色合いが強くなります。硫化物は、ガラス混合物にどれだけの炭素や鉄が加えられるかに応じて、黄色がかった色、琥珀色、茶色、さらには黒色の色合いを作り出すことができます。
5耐熱るつぼまたはホルダーにガラス混合物を入れます。容器は窯内の非常に高い温度に耐えられるものでなければなりません。使用する添加物に応じて、ガラス混合物の融点は 15,000 ～ 2,500 ℃ の範囲になります。使用する容器も、金属製のフックとロッドで簡単に制御できるものでなければなりません。
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- 添加物のない石英砂は摂氏 2300 度 (華氏 4172 度) でガラスに変わります。炭酸ナトリウム（ソーダ、洗濯用ソーダ）を加えると、ガラスを作るのに必要な温度が摂氏 1500 度（華氏 2732 度）まで下がります。
7ガラスを均一に溶かし、気泡を取り除きます。つまり、混合物を一定の濃度になるまでかき混ぜ、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウム、酸化アンチモンなどの化学物質を加える必要があります。
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- 溶けたガラスを型に流し込み、冷まします。この方法は古代エジプト人が使用しており、今日でも多くのレンズがこの方法で作られています。
- 中空の管の端に大量の溶けたガラスを集め、それを回転させて、反対側から空気を吹き込むことができます。ガラスは、中空の管に入る空気、重力、そしてガラス吹き職人が使用する道具によって形作られます。
- 溶融ガラスはスズ槽に注がれ、比較的密度の高いスズ液体の表面に浮かび、加圧窒素の作用によってゆっくりと形作られます。この方法で製造されたガラスはフロートガラスと呼ばれ、1950 年代から板ガラスの製造に使用されてきました。
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- アニーリングの正確な温度は、ガラスの正確な組成によって異なり、最低 399°C (750°F) から最高 538°C (1000°F) までになります。 ^{[3] X研究ソース}ガラスは冷却速度も異なり、一般的に大きなガラスは小さなガラスよりもゆっくりと冷却する必要があります。アニーリングを開始する前に、正しいアニーリング方法を調べてください。
- 関連するプロセスとして焼き入れがあり、研磨され成形されたガラスがオーブンで少なくとも 600 度 (1112 度) まで加熱され、その後高圧の空気によって急速に冷却 (急冷) されます。焼きなましガラスは 6000 psi (421.94 kg/cm ² ) で砕けますが、強化ガラスは 10,000 psi (703.23 kg/cm ² ) 以上の圧力、通常は 24,000 psi (1687.76 kg/cm ² ) 前後で砕けます。
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方法2方法2/2:

炭火焼きグリルを使う

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- この方法で達成できる非常に高い温度でも、グリル内の珪砂を溶かすのは非常に困難です。始める前に、少量（使用するシリカ砂の量の 1/3 ～ 1/4）の炭酸ナトリウム（洗濯ソーダ）、石灰、ホウ砂を砂に加えることもできます。これらの添加剤は珪砂の融点を下げます。
- 吹きガラス法でガラスを作る場合は、長い中空の金属管が必要になります。型に入れる場合は、あらかじめ型を用意しておいてください。溶けたガラスの熱で燃えたり溶けたりしない型が必要な場合は、グラファイト製の型を使用してください。
2この方法の危険性を理解します。この方法では、従来のグリルを通常の限界よりも高い温度で燃焼させ、グリル自体が溶けるほどの高温になる可能性があります。この方法を無謀に使用すると、重傷または死亡事故が発生する可能性があります。注意して進めてください。必要に応じて消火できるように、土、砂、または高温消火器を十分用意しておいてください。
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- 工業用断熱手袋
- 溶接マスク
- 工業用エプロン
- 耐熱衣類
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- 長いチューブが安定していて動かないことを確認してください。グレージングの過程でチューブが緩んだ場合は、グリルが熱すぎるときに近づかないでください。
- 掃除機を始動して、長いホースの位置をテストします。正確に配置された長いチューブは、通気孔に直接吹き込む必要があります。
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- 硬木炭（スティック）は、練炭よりも高温で速く燃えるため、このタイプの炭が入手できる場合は、より良い選択となります。 ^{[5] X研究ソース}
6木炭に火をつけます。木炭のパッケージを読んで、直接着火できるかどうか、または着火剤が必要かどうかを確認できます。炎が均等に広がるようにします。
7 炭が熱くなるまで待ちます。炭が薄い灰色になり、オレンジ色に光っているときは、熱くなっています。グリルの近くに立つだけで、放射される熱を感じることができます。
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- それでも十分な温度が得られない場合は、通気口に空気を送りながらキャップを交換してみてください。
9ガラスが溶けた後、金属工具を使用して慎重にガラスを取り外し、形を整えます。オーブン法では非常に高い温度に達することができないため、溶融ガラスは窯で作られたガラスよりも硬く、成形が難しくなる可能性があります。ガラスは、中空の管、金型、またはその他のツールを使用して従来の方法に従って成形されます。広告する

ヒント

使用する珪砂または添加物が粗粒の場合、乳鉢と乳棒またはグラインダーを使用して粉砕することができます。粒子が細かいほど早く溶けます。
古いガラスを粉砕し、珪砂を加えて溶かしてリサイクルガラスを作ることができます。まず、古いガラスや「スクラップガラス」に、新しく作るガラスを弱める可能性のある不純物がないか検査し、気泡がないかどうかを確認する必要があります。
- ガラスを研磨するときは、破片を誤って吸い込まないようにマスクを着用してください。
純粋なシリカ砂の代わりにビーチサンドを使用することもできますが、その結果得られるガラスは不透明、変色、または品質の低下を招く可能性があります。最も白く、最も細かく、最も均一な砂を使用するようにしてください。

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警告する

高熱源の周囲で作業する場合は注意してください。子供やペットの周りでガラスを作ろうとしないでください。
非常に熱い火を消すために水を使用すると、火は大きくなるだけです。たとえば、摂氏 2000 度で燃える火は、水を水素と酸素の原子に分解するのに十分な熱であり、大量の熱エネルギーを放出します。非常に熱い火を起こすには、土や砂を入れた大きなバケツを用意するのが最適です。 ^{[7] XResearchソース}
- クラス D 消火器には塩化ナトリウム (食塩) が含まれており、金属の火災を消火するために使用されます。

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