強化ガラスと化学強化ガラス
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Toughened glass, chemically strengthened glass, laminated glass… What's the difference? Read all about it.
ガラスについて話すとき、ほとんどの人はそれを一つの物として捉えています。そうです、ガラス！それが何なのか、何に使われるのか、みんな知っていますよね？
実際、ガラスは最も用途が広く、多様な素材の一つです。例えば、キッチン用品に使われるガラスの種類は、ガラス張りの高層ビルに使われるガラスの種類とは異なります。用途や状況によって、必要なガラスの種類は異なります。
圧力、熱、あるいは過酷な天候に耐えなければならないガラスを見れば、このことがはっきりと分かります（言葉遊びではありません）。シャンパングラスに使われるガラスでは到底及ばないことは言うまでもありません。用途に適した特殊なガラスが必要なのです。
特に頑丈に製造されるガラスには様々な種類があります。この記事では、そのうちの2つ、強化ガラス（または強化ガラス）と化学強化ガラスについて見ていきます。
これら2種類のガラスは、外面がより強固になるように加工されています。どちらの場合も、外面は圧縮され、内部、つまり「コア」にはそれに応じた張力がかかります。しかし、化学構造が異なり、用途も異なります。
What is chemically strengthened glass?
スマートフォンでこの記事を読んでいる方は、おそらく化学強化ガラスの画面をご覧になっていることでしょう。化学強化ガラスは薄く加工できるため、スマートフォンの画面、コピー機、一部の医薬品機器に最適です。
素人目には、この製造工程はSFの世界のようです。焼きなましされたガラス板を、溶融硝酸カリウムの入った浴槽に沈めます。すると「イオン交換」と呼ばれる現象が起こります。
学校で習ったように、イオンとは電荷を帯びた原子または分子のことです。浴槽内のカリウムイオンは、ガラス内のナトリウムイオンよりも大きいです。カリウムイオンはガラスの隙間に入り込み、隙間を埋めて強度を高めます。
強化ガラスと同様に、ガラスの表面は圧縮され、中心部は張力状態にあります。しかし、強化ガラス（あるいは低品質の強化ガラス）とは異なり、このガラスは反りやその他の光学的な歪みを生じません。
スマートフォンの画面を見てください。使用中に欠けたり汚れたりしているかもしれませんが、ガラス自体は非常に透明で丈夫です。
化学強化ガラスは製造後でも切断可能ですが、切断面から20mm以内の領域が弱くなる傾向があります。表面に深い傷が付くと、同様の強度低下が起こります。
化学強化ガラスと強化ガラスの違いは何ですか?
強化ガラスは、製造プロセスと用途の両方において化学的に強化されたガラスとは異なります。
まず、加工するガラスは、化学強化よりも強化の方が厚くなければなりません。これは、強化工程中にガラスにかかる内部応力のためです。薄すぎると、炉内でガラスが割れてしまう可能性があります。
第二に、強化ガラスは安全ガラスの一種です。破損した場合でも、怪我の原因となるようなギザギザの破片ではなく、小さな粒子に砕け散ります。
一方、化学強化ガラスは、フロートガラスのように、細長くギザギザした破片に砕けます。安全ガラスとして使用するには、合わせガラスにする必要があります。
Thirdly and finally, toughened glass can't be cut or drilled without shattering. This means the glass has to be cut to the right size
before going into the furnace. By contrast, chemically strengthened glass can be cut after processing.
これらの特性を総合すると、強化ガラスは化学強化ガラスとは異なる用途で使用されます。強化ガラスは、工業環境や高度なセキュリティが求められる場所でよく使用されます。また、フロントガラスやシャワーのドアにも使用されています。
化学強化ガラスは化学浴で処理されますが、強化ガラスは炉で処理されます。炉ではガラスは高熱にさらされます。炉から取り出されたガラスは、冷風を吹き付けられて急速に冷却、つまり「急冷」されます。
この劇的な温度変化によりガラスの表面と端が圧縮され、超強力な外層と、それを補う張力を持つガラスの芯が形成されます。
合わせガラスはどうですか?
合わせガラスは、極度の熱、圧力、そして環境条件に耐えられるように作られた3つ目のタイプのガラスです。その堅牢性を理解するために、ハリケーンが発生しやすい地域の窓ガラスや、ガラス製の歩道、階段、その他歩行を目的とした建築構造物に使用されているガラスを例に挙げましょう。
これは一種のガラスサンドイッチ構造で、少なくとも2枚のガラス板と、その間に挟まれたプラスチック製の中間層で構成されています。この中間層が外側のガラス板を接着し、危険な破片に割れるのを防ぎます。
強化ガラスと合わせガラスの決定的な違いは、その割れ方です。強化ガラスのシャワードアを叩き割ると、たくさんの小さな破片に砕け散ります。しかし、合わせガラスのフロントガラスを叩き割っても、粉々に砕けることはありません。その代わりに、蜘蛛の巣のような模様がスクリーン全体に広がります。
強化ガラスや化学強化ガラスと同様に、合わせガラスの特性は製造工程によって決まります。シート状のガラスはプラスチック製の中間膜にテープで貼り付けられ、高温のシリコンバッグに密封され、オーブンで加熱されます。
炉の高熱によって層が結合されます。この工程にかかる時間はガラスの厚さによって異なりますが、通常は3～4時間かかります。
About us
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safety glass specialists. Our range includes everything from standard toughened panes to laminated glass. From switchable smart glass to coloured glass. And from sandblasted, etched and frosted glass to mirror glass.
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