食品容器・ガラス容器の斎藤容器
【コラム】ガラスってなに？主な特徴や種類、環境への貢献について解説！
「そもそもガラスって何からできているの？」「どのような特徴があるか知りたい」という方に向けて、本記事ではガラスの特徴や原料について解説します。また、ガラスの種類や環境問題にどのような影響を与えているのかも併せて説明しているので、ぜひご覧ください。
そもそもガラスとは、物質の状態を表す言葉で、固体ではあるものの物質そのものは結晶化していないことが大きな特徴です。通常、高温の液体物を冷却すると、温度の下がる過程で原子配列が規則的になり、結晶化します。しかし、液体物が高い粘土の場合、温度の下がる過程で結晶化が間に合わず、非晶質として固まります。こうしてできたものが、ガラスと呼ばれる個体です。
また、ガラスは一般的な物質と異なり、原子配列が不規則なことも特徴と言えるでしょう。
・ガラスの特徴
＜高い透明度＞
ガラスは高い透明度をもった物質で、非晶質であることから光を通しやすい性質があります。結晶化した物質には可視光を散乱させる特性がありますが、ガラスには結晶粒界がないため、ガラス越しでも肉眼と変わらない視覚を確保することが可能です。
また、物質の透明度を高めるには、可視光の吸収や散乱を防がなければなりませんが、ガラスはどちらも満たしているため、窓や容器などあらゆる場面で活用されています。
＜加工がしやすい＞
加工のしやすさもガラスの特性の一つです。ガラスは熱する温度を調整することで、粘度を自在に操れるように変化します。高温になるほどやわらかくなるので、吹く・伸ばす・プレスするなどの方法でさまざまな形に加工することが可能です。また、加工方法によって独特な風合いが出ることもガラスの魅力と言えるでしょう。
＜経年劣化しにくい＞
ガラスは、経年劣化しにくい物質としても知られています。紫外線の影響を受けにくいほか、酢など酸性の液体に侵される心配がありません。また、酸化物であることから高温にも強く、気候の影響を受けにくいのも特徴です。衝撃を与えたり加熱したりしない限り、半永久的に使用できます。
＜熱を伝えにくい＞
ガラスは熱を伝えにくい特性があることから、部分的に加熱をした際には、熱い部分と冷たい部分に分かれることが特徴です。熱の伝わりにくさを数値化すると、コンクリートとほぼ同じになると言われており、熱伝導率の低さがわかります。なかでも、耐熱ガラスは通常のガラスよりも熱耐性が高いことから、保存容器や食器として使用されています。
ガラスは、複数の材料を混ぜ合わせてから高温で溶かすことで作り出されます。元となる原料は、性質の異なる3種類の鉱物です。さらに、染料や強化に必要な素材を溶かし合わせることで、さまざまな色を作り出しています。
ここでは、ガラス作りに必要な主な原料を紹介するので、それぞれの特徴を確認してみてください。
・ケイシャ
ケイシャ（珪砂）は「石英」という石を砕いたもので、ガラスの主成分であるシリカの別名です。石英には二酸化ケイ素が含まれており、公園の砂場など身近なところにもたくさん存在しています。キラキラと光っている無色の砂粒を見つけたら、石英である可能性が高いでしょう。石英は水晶と同じ成分でできているため、大きく結晶化して透明度が高いものは水晶として区別されます。結晶の形が不明瞭で白濁したものは、石英としてガラスの主原料に使われます。
・ソーダ灰
ソーダ灰は塩の一種です。炭酸ナトリウムを高温で焼き、水分を完全に飛ばして「無水塩」の状態にしたものです。昔は草木を燃やして出た灰からソーダ灰を作っていましたが、現在は塩から作られたものを使用します。
ソーダ灰は石けんや入浴剤などの日用品のほか、麺作りに使用する「かん水」、こんにゃくの凝固剤など、さまざまな用途で活用されています。
・石灰石
石灰石は、「方解石」（ほうかいせき）と呼ばれる炭酸カルシウムを含んだ石灰岩から取得される鉱物です。細かく粉状にして作られた石灰石を混ぜることで、ガラスの透明性や耐久度を高める効果があります。そのため、ガラス以外にも骨材やセメント、鉄鋼などに使用されています。身近なところでは、チョークや畑の土壌改善の資材として使用されています。
ガラスは、原料の配分や加工方法によってさまざまな種類を作り出すことが可能です。ここでは、主なガラスの種類を4つ紹介します。
・ソーダガラス
ソーダガラスは名前の由来の通り、原料に炭酸ナトリウムを使用して作られており、世界で初めて誕生したガラスと言われています。強度があるうえ軽いことから、食器や瓶などに加工されており、身近なところでよく見かけるでしょう。また、高い透明度を活かして窓ガラスにもよく使用されています。
・クリスタルガラス
クリスタルガラスは鉛ガラスとも呼ばれ、透明度が高くて重量もあります。原料に酸化鉛を含んでいるため、指で弾いたときに金属音が響くのが特徴です。鉛を加えることで光の屈折率を高め、さらに表面に装飾模様を施すことでキラキラとした輝きを放ちます。高級食器として知られる切子グラスや装飾品、贈りものとしても人気のガラスです。
・セミクリスタル
セミクリスタルは、クリスタルガラスの鉛含有量をやや少なくしたガラスです。高い透明度をもち、色ガラスとして使用されることもあります。固体化するまでの時間がなだらかなことから、加工しやすい特性があります。
・耐熱ガラス
耐熱ガラスはその名の通り、熱耐性に優れた性質が特徴です。二酸化ケイ素の割合が高いことから、約2,000°Cまでの高温に耐えられます。また、薬品や熱による劣化に強く軽量なことから、実験用のガラス器具や照明器具、調理器具などに用いられているのもこのタイプです。
SDGsへの取り組みが広く行われている近年、ガラスは環境に優しい素材として注目されています。以下で、理由を見ていきましょう。
・「カレット」を利用したリユースとリサイクル
使用済みのガラス瓶は回収されたのちに細かく砕かれ、「カレット」と呼ばれる原料として生まれ変わります。カレットは新たな瓶の材料や土壌改良材、建物の建材、断熱材などに再利用されるため、素材が無駄になりません。
・最も環境にやさしい容器の一つ「リターナブル瓶」
瓶製品は、ワンウェイ瓶とリターナブル瓶に分けられます。ワンウェイ瓶が使い捨てであるのに対し、リターナブル瓶はリユース・リサイクルが可能です。何度も繰り返し利用できるリターナブル瓶は、環境に優しい容器として利用が広がっています。
・ガラス瓶とSDGsとのかかわり
ガラス瓶は、持続可能でよりよい世界を目指す国際目標（SDGs）への取り組みを支えることが可能です。天然素材を繰り返し使用することで、資源を無駄にせず製造コストを下げるなど、社会全体で環境や資源を大切にする気持ちを育みます。その結果、「環境」「経済」「社会」の3つの機能を循環することにつながり、SDGsに大きく貢献する素材と言えるでしょう。
ガラスは天然素材でできており、劣化に強く、透明度が高いことから生活のあらゆる場面に使用されています。また、耐久性や軽量性にも優れ、加工が容易なことも特徴です。リユース・リサイクルできる環境に優しい素材のため、SDGsを支える素材として今後ますます注目されるでしょう。
