ガラス

結晶にならない固体

ガラスの主な原料はケイ砂（二酸化ケイ素）だ。二酸化ケイ素だけだと溶かすのに非常に高い温度が要るので、ソーダ灰や石灰を混ぜて溶けやすくする。これを炉で千数百℃に熱してどろどろの液にする。

ふつうの物は、液から固まる時に原子が規則正しく並んで結晶になる。ガラスは粘りが強いので、原子が並び切る前に固まり、液のときのばらばらな並びのまま固体になる。結晶の粒の境目が無いので光が散らず、透き通って見える。

窓に使う板ガラスは、溶けたガラスを溶けたスズの上に流して作る。ガラスはスズより軽いので浮かんで広がり、重さと表面の張力で両面が平らになる。これをフロート法という。冷ます時は、外と中で縮み方がずれてゆがみが残らないよう、ゆっくり温度を下げる。

何に使われ、何が難しいか

原料の配合を変えると、性質を作り分けられる。光の曲がり方を細かく揃えればカメラのレンズになる光学ガラスに、不純物を極限まで減らせば光を遠くまで運ぶ光ファイバーになる。熱で伸び縮みしにくい配合にすれば、ディスプレイや半導体の基板に使える。糸状に引き伸ばしたガラス繊維は、樹脂に混ぜて強くするのに使う。

弱点は、表面の小さな傷からひびが走って割れることだ。表面を急に冷やしたり、表面の原子をより大きな原子と入れ替えたりして表面を押し縮めておくと、傷が広がりにくくなる。これが強化ガラスだ。ディスプレイ用の基板は、広い面積で厚さのむらや泡、異物を無くさなければならず、溶かし方と形の作り方が品質を決める。

• 技術図鑑光ファイバーは、どうやって光を遠くまで運ぶ？

日本の会社が担う所

AGCはガラスの開発にマテリアルズ・インフォマティクスを使っている。日本電気硝子はガラスを軸に研究開発をしている。HOYAは交換レンズ向けの光学ガラスを開発している。

半導体のパッケージでは、ガラスを基板の芯に使う開発が進む。大日本印刷は、ガラスに貫通する電極を作る「TGVガラスコア基板」の試作ラインを設けた。住友電気工業は、光ファイバー向けに損失のとても小さいガラスを開発している。

• 会社図鑑AGC（5201）
• 会社図鑑日本電気硝子（5214）
• 会社図鑑HOYA（7741）

有報に書いている会社

有価証券報告書の「研究開発活動」または「事業の内容」に、この技術を書いている上場会社の一部。会社名の下は有報の原文の一文。

• ソフトバンク（9434）「具体的には、窓ガラス等の建物材質が電波に与える影響を高精度に推定する手法が国際的な報告書(ITU-R報告P.2554-0)として発行されたほか、高仰角のマルチパス環境における電波伝搬推定法が国際勧告(ITU-R勧告P.1409-4)として発…」研究開発活動
• 住友電気工業（5802）「光通信関連分野では、光ファイバ・ケーブルの伝送容量向上や長距離化に向け、超低損失ガラス、新タイプの細径光ファイバや高耐曲げ性・高耐側圧性の光ファイバ、1本の光ファイバ中に複数のコアを有するマルチコア型光ファイバ、次世代技術である中空コア光フ…」研究開発活動
• キヤノン（7751）「FPD露光装置においては、第6世代ガラス基板向け「MPAsp-E1003H」により、ディスプレイパネルの使用用途拡大に貢献しています。」研究開発活動
• 旭化成（3407）「…に向け、感光性ポリイミド「パイメルTM」や感光性ドライフィルム「サンフォートTM」、プリント配線板用ガラスクロスなど先進・独自の技術による高付加価値製品の展開を進めています。」研究開発活動
• AGC（5201）「…開発を大幅に効率化するマテリアルズ・インフォマティクス(MI)については、当社でも早くから取り組み、ガラス開発や環境対応型フッ素系溶剤AMOLEA®の開発などに活用してきました。」研究開発活動
• TOPPANホールディングス（7911）「…欠ですが、現在主流のシリコンインターポーザーは大型化に課題があるため、シリコンに代わる材料として大型ガラス基板をベースとしたインターポーザー技術の確立が期待されております。」研究開発活動
• 大日本印刷（7912）「(3) エレクトロニクス部門次世代半導体パッケージ向け材料の開発を加速するため、久喜工場に「TGV(ガラス貫通電極)ガラスコア基板」のパイロットラインを新設しました。」研究開発活動
• LIXIL（5938）「ビルサッシでは、個別防火商品を拡充するため、防火性能とクリアな眺望性を両立する「耐熱強化ガラス仕様」のラインアップを強化しました。」研究開発活動
• セイコーエプソン（6724）「Host(SoC ※10)から入力される2K映像データに対応し、外付けメモリなしで自動車のフロントガラス曲面に合わせた歪み補正や、Local Dimmingによる映像解析と表示内容に合わせたバックライト制御が可能で、HUDやその他の車載ディ…」研究開発活動
• 日本酸素ホールディングス（4091）「当連結会計年度も引き続きAGC株式会社横浜テクニカルセンターのガラス溶融炉で、アンモニア-酸素燃焼技術の実証試験を継続し、技術実装の可能性検証を実施しております。」研究開発活動
• 積水化学工業（4204）「売上のトップライン引き上げに資するA型新製品は、住・インフラ複合材分野では、独自素材(ガラス長繊維補強硬質ウレタン樹脂発泡体)を欧州市場向けに最適化した欧州鉄道用まくらぎを上市した。」研究開発活動
• 東洋製罐グループホールディングス（5901）「…化3紙製品の製造販売分野における主要な研究課題環境対応・水平リサイクルを目指した紙容器や紙蓋の開発4ガラス製品の製造販売分野における主要な研究課題環境対応・CO2削減を目的とした材料研究及び用途開発、燃焼システムの開発意匠・性能向上・コーテ…」研究開発活動
• HOYA（7741）「映像関連製品においては、各種収差を抑えた光学特性を有する交換レンズ向けの光学ガラスの開発に取り組んでおります。」研究開発活動
• クラレ（3405）「・PVBフィルムは、自動車・建築向け合わせガラス用中間膜の高付加価値品の開発を進めており、新たな価値を顧客に提案しています。」研究開発活動
• 島津製作所（7701）「…業では、ターボ分子ポンプ、油圧ギヤポンプ、コントロールバルブ、パワーパッケージ、工業炉、液送ポンプ、ガラスワインダ、動釣合試験機(バランシングマシン)、ヘリウムリークディテクタ、高速スパッタリングシステム、磁気探知機/磁力計、水中光無線装置…」研究開発活動
• 熊谷組（1861）「今回の認定で、ドレスウッド柱に適用可能とされた難燃処理木材は、リン酸系、ホウ酸系、リン酸・ホウ酸系の薬剤含侵処理木材及びガラス系塗料を塗布する木材である。」研究開発活動
• 東洋紡（3101）「「新の創出」で取り組んでいる炭素繊維、ガラス繊維と熱可塑性樹脂繊維を複合したハイブリッドヤーンである“CfC yarn”、“GfC yarn”は国内外の複数の開発提案を受け、取組みを進めています。」研究開発活動
• 日本電気硝子（5214）「6【研究開発活動】当社グループ(当社及び連結子会社)は、「ガラスの持つ無限の可能性を引き出し、モノづくりを通して、豊かな未来を切り拓きます。」研究開発活動
• リンテック（7966）「(2) 産業工業材料分野産業用途や建築物向けに機能性粘着素材の研究開発を進めており、特に屋内外サイン、ガラス装飾、車両マーキングなどに使用されるビジュアルマーキングフィルムの開発を推進しています。」研究開発活動
• RYODEN（8084）「(1)FAシステムFAシステムでは、国立大学法人信州大学とバイオミメティクス(生物模倣)のレーザー加工技術に関する共同研究開発、東海大学とレーザーを用いたガラス表面の機能性付与加工に関する共同研究開発を行っています。」研究開発活動
• メイコー（6787）「また、ガラス及びセラミックコア材を使用した構造開発も推進中となります。」研究開発活動
• 日本航空電子工業（6807）「センサ共通の課題である非晶質材料(主にガラス材料)の耐久性向上に向け、東京大学との産学連携研究として、破壊特性に関する解析技術の確立に取り組みました。」研究開発活動
• 浜松ホトニクス（6965）「従来は、組織・細胞をガラス標本にして顕微鏡で観察する手法が主流でしたが、近年ではガラス標本をスキャンして高精細な画像データに変換し、観察・保存・共有を可能にする「デジタル病理」への移行が世界的に急速に進んでおります。」研究開発活動
• 三菱製紙（3864）「さらに不織布技術の応用として、ガラス繊維など無機繊維を用いる湿式不織布と無機顔料素材の塗工技術とを最適に組み合わせることにより高い耐熱性、断熱性を持つ耐熱シート・耐熱ボードを開発しています。」研究開発活動
• セントラル硝子（4044）「…化学研究所、機能化学研究所、New-STEP研究所の3研究所体制で新たに研究開発を推進しております(ガラス事業の研究開発は化学の一分野と捉えて、基盤化学研究所(松阪)でこれまで通り行うと同時に、ガラスと化学のコア技術を益々融合させてまいりま…」研究開発活動
• ウシオ電機（6925）「その中で、近年は微細化と高速伝送・電力効率改善を目的として、従来の有機基板より強度と電気特性に優れたガラス基板技術の研究が進んでいます。」研究開発活動
• 新東工業（6339）「機能性粉末分野では、当社グループのコア技術である溶融金属の水アトマイズ技術を深耕し、粒径2μmと微細かつ球状の金属ガラス磁性材料を開発・市場投入し、電子部品の半導体メモリ用途、民生機器用途の磁性材市場で高評価を得ています。」研究開発活動
• 三洋化成工業（4471）「…る永久帯電防止剤、樹脂用の顔料分散剤、モデル用合成木材といったプラスチック関連製品ならびに化学繊維やガラス繊維、炭素繊維などの各種繊維用の薬剤などを開発しております。」研究開発活動
• オーエスジー（6136）「…が一般的となっておりますが、当社では切削加工への切り替えを希望する顧客に対応するため、セラミックス・ガラス加工用超硬ドリル「DIA-MXD」を製品化し、硬脆材加工用工具シリーズ「6CxOSG」とともに、差別化製品として高い加工精度及び加工安…」研究開発活動
• イトーキ（7972）「環境配慮に関する取り組みとしては、日立製作所およびトクヤマとの協同研究により、太陽光パネル由来の板ガラスをオフィス家具にアップサイクルする実証を行い、CO2排出量を最大50%削減できる可能性を確認しました。」研究開発活動

• 技術図鑑先端パッケージは、チップをどうつなぐ？