ガラスの種類と特長【通販モノタロウ】

ガラスの種類と特長

ガラスは大昔から人類が利用してきた身近な素材の一つです。一見シンプルに見えるガラスですが、化学成分、用途、製造方法など様々な方法で分類されており、数え方によってはその数は数千種類にも及びます。窓やコップといった日用品に用いられるごく一般的な物から放射線遮蔽性能を持つ高機能ガラスまで、それぞれが異なる特質や性能を持ち、私たちの生活のあらゆる場面で活用されています。ガラスの多くは二酸化けい素（SiO2）を主成分とする「ケイ酸塩ガラス」に分類され、実用的には主にソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスという4つの基本的なタイプに分けられます。これら4種で全ガラスの約95％を占めており、以下でそれぞれの特徴について詳しく見ていきましょう。

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ソーダ石灰ガラス（ソーダガラス）

ソーダ石灰ガラスは窓ガラスやコップ、びんなどの日用雑貨に使用される現在もっとも広く使用されているガラスです。ソーダガラス・ソーダライムガラスなどとも呼ばれます。二酸化けい素、酸化カルシウム、酸化ナトリウム（または酸化カリウム、またはその両方）が主成分です。「ソーダ」の名称は原料に使用される炭酸ナトリウムのことを指しています。

炭酸ナトリウムを使用すると融点が1000℃程度まで下がるため、容易に加工することができるのが特徴です。この時、炭酸ナトリウムを加えることでケイ酸ナトリウムが発生し水溶性となるので、防止のために炭酸カルシウムを添加しています。

また、安価なのも大きな特徴で、食器・ビンなどの日用雑貨や、板ガラスなどの資材によく使用されるのはこの理由のためです。

鉛ガラス（クリスタルガラス）

鉛ガラスは、水晶のように澄んだ透明性をもつガラスで、その見た目の美しさからクリスタルガラスとも呼ばれます。鉛ガラスは、二酸化けい素、酸化カリウム、酸化鉛から成り、ソーダ石灰ガラスなどに比べて透明度と屈折率が高いことが特長です。酸化鉛が多く含まれているほど透明度が高く、澄んだ打音のガラスが得られます。酸化鉛が20％以上含まれたガラスをクリスタルガラスと呼び、それ以下の含有率のものは、セミクリスタルガラスと呼ばれます。

一般には、鉄分などの不純物の除去や他の添加物など、組成を微調節しながら成分が決定されるガラスです。見た目上、無色透明であるよりもわずかに青みがかっているとより透明感が高い印象を受けるため、アルカリ金属酸化物などで青色を添加する場合もあります。

鉛ガラスは、その見た目の美しさから、半貴石として数々の工芸品や芸術品にも利用されています。切子グラス（カットグラス）、ワイングラス、シャンデリア、ジュエリーなどがその代表的な例です。また、テレビのブラウン管などの産業用の用途でも使用されます。

ホウケイ酸ガラス（耐熱ガラス／硬質ガラス）

ホウケイ酸ガラスとは、熱膨張率が低いガラスです。

ホウケイ酸ガラスは二酸化ケイ素を多く含むガラスで、ホウ酸、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化アルミニウムなどから構成されます。温度の急上昇／降下に対して強い耐性を持つのが特徴で、耐熱ガラス・硬質ガラスと呼称されるケースも多いです。硬質ガラスの「硬質」とは、素材の硬度ではなく熱衝撃への耐性の高さを表しています。

JISにより、2段階の等級に分けられているのもホウケイ酸ガラスの特徴です。熱膨張係数×10-7/℃が35以下、アルカリ溶出量が0.1ml/g以下のものをJR-1、熱膨張係数×10-7/℃が55以下、アルカリ溶出量が0.20ml/g以下のものをJR-2と表します。

ホウケイ酸ガラスは、その耐熱性・耐食性の高さから化学実験器具や調理用の容器としてよく使用されており、身近なところにもありふれたガラス素材のひとつです。

ホウケイ酸ガラスの等級（JIS R-3503）と主なブランド

等級	記号	熱膨張係数×10^-7/K	アルカリ溶出量（ｍl/g）	アルカリ溶出量（μg/g）	主なブランド名	SHIBATA製品　材質マーク例
ホウケイ酸ガラス-1	JR-1	35以下	0.10以下	31以下	HARIO、DURAN、PYREX	H
ホウケイ酸ガラス-2	JR-2	55以下	0.20以下	62以下	DUROBAX、硬質ガラス	D, F
ソーダ石灰ガラス	JR-3	95以下	2.00以下	620以下	並質ガラス	N