When was toughened glass invented? The story of glass tempering
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Join us as we tell the fascinating story of toughened glass. It all started in a Roman glassblower's workshop…
強化ガラスについて知るために、ガラス業界で働く必要はありません。今日では、耐火ドアからスマートフォンのスクリーンプロテクターまで、あらゆるものに使用されています。
Sure, you're probably not
thinking
about toughened glass as you scroll through social media or tap out a text. But it's there – and you'd be worse off without it. Toughened glass is the magic material that keeps our iPhones intact, our bus shelters safe and our huge glass skyscrapers upright.
しかし、昔からそうだったわけではありません。現代ではどこにでも見られる強化ガラスですが、本当に欠かせないものになったのはここ1世紀ほどのことです。
どうしてこんなに時間がかかったのでしょう？さあ、お茶を淹れましょう。この話はすごいんです。
Prince Rupert's drops
Toughened glass is a bit like electricity. We discovered it before we knew what it
was.
Just as some Greek bloke was
conducting experiments with static electricity in 600 BC, so our 17th-century forbears were playing around with toughened glass in the form of disposable novelties.
これらの新奇なものは、バタヴィアの涙、オランダの涙、あるいはプリンス・ルパートの雫などと呼ばれていました。これは、これらの珍品を初めて英国宮廷に紹介したライン公ルパートにちなんで名付けられました。
プリンス・ルパートの雫は、涙かオタマジャクシのように見えました。それは球根状のガラスの塊で、細い尾に向かって細くなっています。
ここまでは、ガラス製造工程の廃棄物であることは明らかです。しかし、プリンス・ルパートの雫が科学者の注目を集めたのは、カエルの赤ちゃんのように見えたからではありません。実際には、そこには興味深い秘密が隠されていました。
球根状の先端は古いブーツのように頑丈で、木槌で思い切り叩いてもほとんど反応しない。
これだけでもすごいことだった。ガラスを軽蔑するだけで粉々に砕けてしまう時代に、事実上壊れないガラスの物体は、正真正銘の科学的驚異だったのだ。
しかし、それは壊れないというわけではなかった。なぜなら、細い尾端を折ってしまうと、まるで空中に消え去るように、全体が無数の小さな破片に砕け散ってしまうからだ。
チャールズ国王、王立協会、そしてローマ人
ご想像のとおり、このパーティートリックは17世紀の人々にとって非常に驚くべきものでした。チャールズ2世も驚愕し、このマジックを目撃した彼は王立協会に調査を依頼しました。
17 世紀のトップクラスの科学者たちが集まり、あらゆる知識とリソースを結集して、おそらく皆さんもすでに理解していることを発見しました。
プリンス・ルパートの雫は、冷水で急速冷却された熱いガラスの塊に過ぎませんでした。おそらく偶然発見されたのでしょうが、ローマ時代からガラス業界では常識だったのかもしれません。
発見の経緯は、お察しいただけると思います。不器用なガラス吹き職人が、花瓶やパイプ、装飾品などを作るために、息を切らしながら作業していました。不器用な彼は、溶けたガラスの破片を足元のバケツに落としてしまいました。
あの不器用なガラス吹き職人は、意図せずして強化ガラスを発明した。非常に高温のガラスを急速に温度を下げることで、材料の分子構造を変化させたのだ。ガラスは圧力を受け、非常に強くなったものの、取り扱いを誤ると爆発的に砕け散る危険性があった。
しかし、当時はこれらの特性は完全には理解されていませんでした。プリンス・ルパートの滴の仕組みに実用的な用途があることに誰かが気づくまで、19世紀まで待たなければなりませんでした。
フランソワ・ロワイエ・ド・ラ・バスティとリキッドテンパリング法
フランソワ・バルテルミー・アルフレッド・ロワイエ・ド・ラ・バスティーの生涯について、私たちが知っていることはたった3つです。1つ目は、彼が驚くべき名声を持っていたこと。2つ目は、彼がパリを拠点としていたこと。そして3つ目は、彼が世界初の工業用ガラス強化プロセスを開発したとされていることです。
バスティーの方法は、ガラスをほぼ融点に達するまで加熱し、その後加熱した油またはグリースの浴槽で急冷するというものでした。
結果として得られた材料は従来のガラスよりもはるかに強度が高く、さらに重要なのは、オタマジャクシのような形状にする必要がなかったことです。
バスティーを現代ガラス強化の父と呼んでも過言ではありません。配合に多少の調整はあるものの、今日でも同様の強化プロセスが用いられています。
Bastie first received a patent for his method in England in 1874. In a later US patent, he espouses the benefits of his new glass in no uncertain terms:
この方法で作られた器は、激しい衝撃や熱湯、さらには火災にも効果的に耐え、縁が欠けることもありません。この技法は、あらゆる装飾を施した器の製造に応用できることは明らかです。
進取の気性に富んだ人々はバスティーの発明を採用し、それをさらに発展させました。その後も更なる工程と特許が続き、1877では、熱いガラスを油ではなく型で冷却する方法も開発されました。
強化ガラスの工業化
20世紀は急速な革新の時代でした。わずか100年の間に、世界は人類を月に送り込み、マイクロチップを発明し、高速で手頃な価格の自動車によって交通手段に革命をもたらしました。
そして、強化ガラス製造業をニッチな企業から業界の大企業へと変貌させたのは、自動車の台頭でした。
バスティーが1900年代後半に強化ガラスの先駆者となったとき、彼が車のフロントガラスを念頭に置いていたことは決してありませんでした。188年に取得した米国特許からわかるように、彼は主に「食卓用サービス用品」の製造に注力していました。
実際、彼はこれらの品物の装飾方法について、丸々1段落を割いて説明しています。「着色したり、金メッキしたり、あるいは任意の色の金属でコーティングしたり、あるいはガラス質の顔料で模様や花を印刷したりすることもできた」などと述べています。
しかし、自動車が道路を占領し、強化ガラスの製造が発達するにつれて、急成長する自動車産業が注目し始めました。
Henry Ford was among the first to use tempered glass in car production. In 1937, motivated by safety concerns, he
mandated the use of toughened glass for the side and rear windows of all Ford cars.
ちなみに、フロントガラスにはすでに合わせガラスが使用されていました。このタイプの安全ガラスは、1919年にはフォードの自動車に導入されていました。
1950年代までに、強化ガラスはあらゆるアメリカ車に標準装備されました。他の業界もすぐにその流れを引き継ぎました。例えば建築家たちは、強化ガラスによって大規模で構造的に堅牢なガラス建築の建設が可能になることに気づき、こうして巨大なガラスの高層ビルの時代が始まりました。
今日の強化ガラス
今日では、強化ガラスやその他の安全ガラスはどこにでも見られます。その強度と安全性の高さから、英国ではほぼすべての新築建物に採用が義務付けられています。
しかし、ここに辿り着くまでには、長い道のりがありました。現代の強化ガラスは、ローマの不器用なガラス吹き職人、アメリカの自動車業界のパイオニア、そしてパーティーの出し物を産業へと発展させたある進取の気性に富んだフランス人の努力なしには、決して実現できなかったでしょう。
ToughGlaze は、この魅力的な物語の中で小さな役割を果たすことを誇りに思っており、ガラスが今後どこへ向かうのか楽しみにしています。
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