窓ガラス、スマートフォンの画面、薬のボトル、半導体の基板——。ガラスは私たちの生活と産業を支える、あらゆる場所にある素材です。でも「ガラスってどうやって作るの？」と聞かれると、意外と答えられる人は少ないのではないでしょうか。
窓ガラスやガラスコップなどの一般的なガラスの原料は「砂（珪砂）」です。それを1300℃以上の高温で溶かし、形を与え、ゆっくり冷やして固めることでガラスは生まれます。製造には大量のエネルギーが必要なため、いかに環境負荷を下げるかが現代ガラス業界の重要テーマにもなっています。

この記事では、ガラスができるまでの全工程を原料から順番に解説します。さらに、フロート法・オーバーフロー法など製品によって異なる成形方法の違いにも触れます。また、ディスプレイガラスやガラスファイバなどの特殊ガラスを製造する日本電気硝子（NEG）が取り組む省エネ製造の最前線、そして超薄型ガラスや医薬品の容器などの特殊ガラスがどのように作られているかまで、幅広くご紹介します。

一般的なガラスの主成分は「珪砂（けい砂）」と呼ばれる砂です。化学式で書くとSiO₂（二酸化ケイ素）。公園の砂場や海辺の砂と同じ成分ですが、ガラス製造には不純物が少ないものが使われます。
珪砂はガラス全体の組成の60〜80%を占め、ガラスの「骨格」となるネットワーク構造を形成します。耐熱性・耐火性に優れ、化学的にも安定していますが、珪砂だけで溶かそうとすると2000℃程度の高温が必要です。そこで、他の原料を加えることで溶融温度を下げる工夫がされています。
※参考：ガラスの原料と構造 – 東北大学多元物質科学研究所

珪砂の溶融温度を下げるために加えるのが「ソーダ灰（炭酸ナトリウム、Na₂CO₃）」です。一般的なガラス組成では5〜30%を占め、ガラス溶融温度を約1300〜1500℃まで下げることで、エネルギー消費を抑える役割を果たします。
一方、ソーダ灰を加えただけでは水に溶けやすいガラスになってしまいます。これを防ぐために加えるのが「石灰石（炭酸カルシウム、CaCO₃）」です。一般的なガラス組成の5〜20%を占め、ガラスの耐水性・耐久性を高める役割を担います。
この3つの原料がそれぞれの役目を発揮することで、私たちが日常的に使う「ソーダ石灰ガラス」が作られます。

なお、製造工程で出た不要なガラスを砕いた「カレット（再生ガラス）」を原料に混ぜると、溶融がしやすくなりエネルギーの節約にもつながります。廃棄ガラスを有効活用するリサイクルの観点からも重要な原料です。

ガラスの製造は、大きく4つのステップに分けられます。まず全体の流れを確認しましょう。

まず、珪砂・ソーダ灰・石灰石などを計量して均一に混合し、タンク炉と呼ばれる大型の炉（れんが製のプール）に投入します。
炉の中では約1300〜1600℃という高温で加熱されます。これは鉄が溶ける温度（約1535℃）と同程度の超高温です。原料はこの熱によって粘り気のある液状のガラス（ガラス融液）になります。
大型のタンク炉は幅10〜12m、長さ約50mにもなり、24時間365日稼働し続けます（一度止めると炉が壊れるため）。現在は主に天然ガスが燃料に使われることが多いですが、大量のエネルギーが必要となり、CO₂排出量が多いことが課題です。

溶融したガラスをいかに正確・効率よく形にするか——。この「成形」こそが、ガラス製造でもっとも技術力が問われる工程です。
溶融ガラスは温度によって粘り気（粘度）が大きく変わります。一般的なガラスは1300℃以上ではほぼ液体に近い状態ですが、温度が下がるにつれてだんだんと粘り気が増し、700〜1000℃の温度帯で蜂蜜のような柔らかさになります。この温度帯が、ガラスを形づくるのに適した範囲です。ガラスが冷えて固まる前の短い時間に、素早く・正確に形を作る必要があります。プレス成形などでは、金型でガラスを押した後、数秒で粘度が1000倍以上変化することもあるほど、温度管理は繊細です。

成形の方法は製品によって大きく3つに分かれます。

このように、ガラスができるまでの工程の中でも成形は製品の「種類」「精度」「量産性」を決定づける中心的な工程であり、各製法の詳細は次のセクションで解説します。

成形直後の一般的なガラスは500〜700℃の高温です。ここで急激に冷やしてしまうと、表面と内部の温度差によって「歪み（内部応力）」が生まれ、ひびが入ったり割れやすくなったりします。熱いコップに冷水を注いで割れる現象と同じ原理です。
これを防ぐため、「徐冷炉（アニーラー）」と呼ばれる炉を通過させながら、ゆっくりと時間をかけて冷却します。一般的な窓ガラスの場合、約550℃（徐冷点）から約450〜520℃（歪点）の温度帯をゆっくり通過させることで歪みが除去され、丈夫なガラスになります。

徐冷が完了したガラスは、規定のサイズに自動カットされます。その後、傷・気泡・厚みムラなどの品質検査を経て出荷されます。製造工程で出た端材や不良品はカレット（砕いた廃ガラス）として原料に再利用されるため、廃棄物をほぼゼロにできます。

製品の種類や求められる精度によって、成形方法は大きく異なります。主な方法と、ガラス成形の歴史を合わせて見ていきましょう。

1953年にイギリスのピルキントン社が発明し、現在では世界の板ガラス生産の標準方法となっているのが「フロート法」です。
溶融スズ（比重6.5）の上に、1300〜1600℃のガラス融液を流し込みます。スズより軽いガラスは表面に浮かび、重力によって自然に均一な板状に広がります。製造ラインの全長は600m以上、幅は3mにも達します。研磨なしで高品質な平面が得られるのが最大の特徴です。

スマートフォンやタブレットのディスプレイに使われる高精度なガラス基板の製造に用いられるのが「オーバーフロー法」です。
溶融ガラスを特殊な形をした台の上部から溢れ（overflow）させ、両側面を流れ落として板状に成形します。ガラスの表面が金型などに触れずに空気の中で固まるため、研磨不要のナノレベル（1nmは髪の毛の約10万分の1）の平滑面が実現します。重力と張力だけで均一な平面を作り出すのが技術のポイントです。NEGが強みを持つ技術のひとつで、大型薄板ガラスの製造にも対応しています。

医薬品の注射剤を入れるアンプルや試験管など、均一な肉厚の管ガラスを作るのに使われるのが「ダンナー法」です。
溶融ガラスを回転するドラム（スリーブ管）に流し、引き延ばしながら管状に成形します。表面が平滑で、円周方向に肉厚が均一な管を小径から大径まで安定して製造できます。NEGの主要製法のひとつです。

現代の成形技術が確立されるまでには、長い歴史があります。ガラスの成形方法は紀元前1世紀ごろに発明された「吹きガラス（手吹き）」から始まりました。職人が金属の管の先端にガラスを巻き取り、息を吹き込んで膨らませるこの技法は、びんや食器の製造に今も使われています。板ガラスの製造でも、20世紀初頭まで手吹きで風船状にふくらませて切り開く方法や、回転させて円板状に広げる「クラウン法」が主流でした。フロート法が1953年に確立されて以来、製造の自動化・高精度化が飛躍的に進み、現在では人手をほとんど介さずに年間数百万m²の板ガラスが連続生産されるようになりました。

一般的なガラス溶融には1300〜1600℃という超高温を長時間維持する必要があります。主に天然ガス（化石燃料）を燃やして熱を作るため、大量のCO₂が排出されます。しかもタンク炉は24時間365日稼働し続けるため、省エネを進めるのが非常に難しい構造です。
このように、ガラス製造は本質的にエネルギー集約型の産業であり、脱炭素への対応が業界全体の急務となっています。高温・大量エネルギーという課題は、特殊ガラスの製造でも同じです。ここからは、特殊ガラスメーカーであるNEGの脱炭素技術を紹介します。
※参考：ガラス製造業における温室効果ガス排出削減対策 – 環境省

NEGが開発した「NEG Electric Melting Technology（NEMT®）」は、従来の「ガスを燃やして加熱する」方法を根本から変える技術です。
ガラスに電極を挿入し、直接通電することで加熱・溶融します。太陽光・風力などの再生可能エネルギーで発電した電気を使えば、ガラス製造におけるCO₂排出量を最大90%削減することが可能です。
2025年12月には、マレーシアのグループ会社において、世界で初めて全電気溶融炉による医薬品容器用管ガラスの量産が開始されました。「燃やして溶かす」から「電気で溶かす」への転換は、ガラス業界の脱炭素化における大きな一歩です。

NEGのもうひとつの省エネ技術が「Nippon Oxy-Fuel Combustion（NOFC®）」です。1993年に国内で初めて導入して以来、30年以上の実績を持ちます。
通常の燃焼では空気（窒素約78%、酸素約21%）を使いますが、NOFC®では高純度の酸素だけで燃料を燃やします。窒素を含まない分、熱効率が向上し、空気燃焼と比べてCO₂・NOxの排出量を削減できます。また、天然ガスの代わりに「グリーン水素（再生可能エネルギーで作った水素）」を燃料として使う研究・対応も進んでいます。

ここまで、ガラスの製造工程を解説してきました。現代のガラスは、スマートフォンの基板から医薬品容器、次世代半導体の基板まで、多様な用途に対応するために「特殊ガラス」として進化しています。

超薄板ガラスは、フレキシブルデバイス（折りたたみスマートフォンなど）やスピーカーの振動板といった、次世代用途への展開が進んでいます。
NEGが製造する超薄板ガラスの厚さは、最薄でわずか25μm（マイクロメートル）＝0.025mmです。コピー用紙（約0.1mm）の3分の1以下という薄さ。それでもガラスとしての強度・透明性・耐熱性を保ちます。
この驚くべき薄さを実現しているのが「オーバーフロー法」です。前述のとおり、溶融ガラスを特殊な形をした台の上部から溢れさせ、両側面を流れ落として板状に成形する方法ですが、NEGはこの技術を極限まで高精度化することで、25μmという極薄でありながら、表面が平滑で寸法精度の高い超薄板ガラスの量産を可能にしています。

インスリンやGLP-1製剤（近年注目されているバイオ医薬品）を入れるガラス容器には、普通のソーダ石灰ガラスは使えません。薬品との反応を防ぐ高い化学的耐久性が必要だからです。
そこで使われるのが「ホウケイ酸ガラス」です。通常のガラスに酸化ホウ素（B₂O₃）を加えることで耐性が高まり、歪点が約520℃（ソーダ石灰ガラスは約510℃）に達するとともに、pH1〜13程度の広いpH域で化学的に安定します。ダンナー法で均一な肉厚に成形され、バイアル（小型びん）・アンプル・シリンジ・カートリッジなどの医薬品容器として使われます。
NEGはヒ素などの環境負荷物質を含まない環境配慮型のホウケイ酸ガラスを製造し、前述のNEMT®（全電気溶融炉）による量産も開始しました。

AIの進化に伴い、半導体パッケージ（チップを収める基板）には、より多くの信号を高速にやり取りするための高密度な配線が求められています。従来の樹脂基板では熱膨張が大きく、超高密度配線への対応には限界がありました。
NEGは、次世代半導体向けの「ガラスコア基板」を開発しています。ガラスは樹脂より熱膨張が少なく寸法が安定するため、高密度配線に適しています。CO₂レーザーやレーザー改質・エッチング方式による微細な穴あけ加工にも対応し、AIや次世代通信（6G）を支えるキーマテリアルとして注目されています。

ガラスの主原料は、珪砂（SiO₂）・ソーダ灰（Na₂CO₃）・石灰石（CaCO₃）の3種類です。一般的な配合比率は珪砂60〜80%、ソーダ灰5〜30%、石灰石5〜20%で、カレット（砕いた再生ガラス）を加えることもあります。詳細は「ガラスの原料は『砂』だった」セクションをご参照ください。

板ガラスの世界標準製法は「フロート法」です。1300〜1600℃のガラス融液を溶融スズの上に流し込み、浮力で均一な板状に広がらせて成形します。1953年にピルキントン社が発明した方法で、研磨不要で高品質な平面が得られます。各製法の詳細は「ガラスの製造方法を種類別に解説」セクションをご参照ください。

急激に冷やすと、ガラスの表面と内部の間に温度差が生まれ、「歪み（内部応力）」が発生して割れやすくなるためです。一般的な窓ガラスの場合、約550℃（徐冷点）から約450〜520℃（歪点）の温度帯をゆっくり通過させることで歪みが取り除かれます。熱湯を注いだコップが割れるのも同じ原理です。

溶融状態から冷えると、ガラスの分子（SiO₂など）は規則正しい結晶構造にならず「ガラス状態」のままランダムに固まります。この状態では光が散乱せずに通り抜けるため、透明に見えます。金属が不透明なのは、自由電子が光を吸収・反射するからで、ガラスには自由電子がほとんどありません。

製造に1500℃以上の高温が必要なため、CO₂排出量が多いのは事実です。ただし、NEGの全電気溶融炉技術「NEMT®」を再生可能エネルギーと組み合わせることで、CO₂排出量を最大90%削減することが可能です。カレット（再生ガラス）の活用もエネルギー削減に有効です。

組成の調整（例：ホウケイ酸ガラス）と成形方法の組み合わせで多様な特殊ガラスが作られます。NEGでは、例えば超薄板ガラスやディスプレイ基板には「オーバーフロー法」、医薬品容器には「ダンナー法」が使われています。詳細は「ガラスの成形方法を種類別に解説」セクションをご参照ください。

「ガラスができるまで」を振り返ると、以下のポイントが見えてきます。

- 原料: 珪砂（SiO₂）・ソーダ灰（Na₂CO₃）・石灰石（CaCO₃）という身近な鉱物が原料
- 基本工程 :調合→溶融（1500℃以上）→成形→徐冷→切断・検査の4ステップ
- 成形工程の重要性: 製品ごとに異なる温度・粘度・製法を精密管理することで、板ガラス・管ガラス・容器ガラスなど多様な形状を実現する
- 成形方法の多様性: 板ガラスはフロート法、管ガラスはダンナー法、高精度基板はオーバーフロー法など、製品によって最適な製法が異なる
- 環境課題と解決策: 高温製造が避けられないからこそ、全電気溶融炉（NEMT®）・酸素燃焼技術（NOFC®）・水素燃料・カレット活用などで脱炭素化が進む
- 特殊ガラスの可能性: 組成設計・成形・後加工の組み合わせで、0.025mmの超薄型・医薬品グレード・AI半導体向けなど、多様な用途に対応できる

ガラスは「ありふれた素材」ではなく、最先端の技術が詰まった素材です。原料の選定から製品の検査に至るまで、ガラスづくりの一つひとつの工程には、求められる精度や機能を実現するための技術と工夫が息づいています。NEGは70年以上にわたり、特殊ガラスの分野でその可能性を広げてきました。これからもNEGは、社会や産業の変化に応える特殊ガラスを通じて、暮らしと技術の進化を支えていきます。