ガラスフュージングでの温度の上げ方｜ガラスフュージングの基礎の基礎「温度の上げ方編」
ガラスフュージングでは電気炉でガラスを加熱して熔着したり曲げたりするわけなのですが「ただ闇雲に温度を上げたり下げたりすれば良い」というわけでは無く、温度を上げる時下げる時にはより効率的に、またガラスが割れたりしないよう、安全なガラスを作るために温度をコントロールする必要があります。
ガラスフュージングを楽しんでおられる方の中には、なんとなく温度の上げ下げをしてる方もおられるかもしれません。
「ゆっくり温度を上げた方が良さそうな気が…」
「徐冷をしないと割れるって聞いたから…」
など、ご自身ではなんの確信もなく温度コントロールしてたりしませんか？
やっぱりなぜ温度をゆっくり上げるのか、なぜここ温度キープするのか、理由が知りたいよね。
というわけで、これから2回にわたりガラスフュージングの温度の上げ下げについてわかりやすく解説したいと思います。
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ガラスフュージング温度の上げ方編
まず今回は『温度の上げ方』について解説いたします。
※『温度の下げ方編』は次回ね。
もちろん、この温度の上げ方は使うガラス、ガラスサイズ、技法、使う電気炉などなどあらゆる条件で変わります。なので全てがこの通りではありません。
ただ、ガラスの持つ特性を元にした基本的な考え方は、全て共通ですのでぜひ参考にしてみてください。
そして今回解説するガラスフュージングでの温度の上げ方は、アメリカのガラスメーカー『ブルズアイ社』がホームページにて全世界に公開している内容です。
ガラスメーカーが焼成に関するデータを提示してくれてるというのはほんとありがたいかぎりですよね。
では、進めていきましょう。
ガラスフュージングでのガラスが割れる原因
ガラスフュージングでの温度コントロールでまず頭に置いておかないといけないのは…
「なぜ電気炉焼成中にガラスが割れてしまうのか」
まずはここをおさらいしておきましょう。
ガラスフュージングでガラスが割れる原因は3つ
・物理的な割れ
・温度差による割れ（熱割れ）
・歪（ひずみ）による割れ
ひとつずつ簡単に解説していきますよ。
物理的な割れ
電気炉に「ガラスを運ぶときに落としちゃった」とか「ぶつけて割っちゃった･･･」
などいわゆる物理的に割っちゃったというやつ。
ま、これはわかりやすいよね。
温度差による割れ（熱割れ）
「冷たいグラスに熱湯を注ぐ」ことを想像してみると分かりやすいです。
もう「わ、割れるっ」って感じ満々ですよねｗ
どういうことかといいますと･･･
冷たいグラスに熱湯を注ぐと最初に熱湯に触れた部分（グラスの内側）が熱で膨張しようとします（熱膨張）。
ところがグラスの外側は熱が伝わるまでは冷たいまま（まだ膨張してない）。
ガラスの内側は熱で膨張してるのに外側はまだ膨張してない･･･
内側の膨張の力に外側が耐えれなくなって･･･パリンっ！
というやつですね。
歪による割れ
これはガラスが溶けて柔らかい状態から、冷めて固いガラスに戻ろうとする時に負荷が掛かって割れちゃうというもの。
「歪みによる割れ」に関しては、次回「温度の下げ方編」で詳しく解説するね。
過去記事でも詳しく解説
フュージングガラスが割れる原因は3つです【重要】
ガラスフュージングにおいてガラスが割れてしまうのには理由があります。割れてしまったガラスがなぜ割れてしまったのかを知ることで、次からの失敗を防ぐことが出来ます。ガラスが割れる3つの原因を紹介いたしました。
温度を上げる時に割れる原因とは･･･
さぁ、今あげたガラスが割れる3つの原因。
ガラスフュージングで温度を上げる時ではどれが該当するのか･･･
それは･･･
温度差による割れ（熱割れ）
そうなんです。電気炉の中で室温からガラスの温度を上げる時に、グラスに熱湯を注ぐのと同じ割れる原因があるんです。
電気炉の棚板にガラスを置いて電気炉のスイッチオン。
電気炉内の温度が上がっていくともちろんガラスの表面から熱くなってきます。
ということはガラスの表面は膨張し始めます。
これに対してガラスの内部や底面にはまだ熱が伝わってなく膨張してません。
もしガラスの外側の膨張が大きく、内部や底部の膨張が追いつかないとすると…
もうわかりましたね。冷たいグラスに熱湯を注ぐことと同じことが電気炉内で起こっちゃうわけです。
どうしたらええねん？
そんなん電気炉でガラスを加熱するのに熱で割れるって言われてもどうせぇっちゅうねん！！
なんて思ってる方もおられるかと…
ガラスの外側と内部や底面の温度差がなるべく発生しないようにゆっくり温度を上げたらええねん。
そうなんです。急激に温度を上げるからガラスの外側との温度差が出ちゃうわけで、ゆっくり加熱してなるべく温度差が出ないようにすれば割れることはないんです。
具体的な温度の上げ方
さぁ、ここからが本番です。
前半で書いた熱割れの原因を考慮しながら具体的な温度を提示していきましょう。
アメリカのガラスメーカー「ブルズアイ社」は自社製造のガラスに関してきちっとしたデータを公開しております。（他のメーカーのガラスは具体的な温度データが公開されてない場合があります。でも考え方は同じなので参考にしてみてください）
熱割れは454℃まで
「ブルズアイガラスの熱割れの可能性があるのは454℃まで」
ガラスの温度が454℃を超えると熱割れすることはありません。
つまり、室温から454℃までは急激に温度を上げると割れる可能性があるということなんです。
「よしわかった！454℃までゆっくり上げればいいのね！！」
ちょっと待った！！
ここでブルズアイ社はもう一歩踏み込んだデータを公開しております。
538℃までをゆっくり上げましょう
ここでブルズアイ社は少し面白い温度提示をしています。
「室温から538℃までをゆっくり上げましょうね」
「おいおい割れる可能性があるのは454℃までって言ったじゃない？」
あわてないあわてない！
皆さんの電気炉のコントローラーなどに出てる温度
これねガラスの温度じゃないんですよ。
これは電気炉内にある熱電対（温度を感じるところ）が検知している温度、つまり電気炉内の空気の温度なんです。そうガラス自体の温度ではないんです。
ガラスの温度は炉内の空気の温度より遅れて温度が上がってきます。
ということは電気炉表記が454℃になっていても実際のガラスの温度はもっと低い可能性があるんです。
そう、ブルズアイ社の言ってる「538℃までをゆっくり上げましょう」というのは、
「電気炉表記538℃までゆっくり温度を上げることにより遅れて上がってくるガラスの温度が熱割れの可能性のある454℃までを超えてくるよ」
ということなんです。
「538℃までゆっくり上げる」覚えておきましょう。
538℃から677℃の間でキープを入れてね
さぁ、これで熱割れ問題はクリアできました。
次にブルズアイ社が提示している温度は538℃〜677℃。
この温度間でキープ時間入れてねというもの。
なぜここでキープが必要なのか？先ほど「538℃までゆっくり…」のところでも書きましたとおり「ガラスの温度は電気炉の表示温度より遅れて温度が上がってくる」というのが関係しております。
例えば…
538℃までゆっくり温度を上げてきて熱割れの可能性のある454℃を超えてきたとしても、ガラスの表面と内部、底部とでは温度が違ったりします。
もちろん小さいガラスパーツや小さめのガラス板などですとそこまで温度差が発生しないので、この温度帯でのキープにこだわる必要はないのですが、大きめのガラス板や、板ガラスにパーツを乗せるなどの複雑な形状、そして石膏や型の中で溶かすなどだと、ガラスの部分部分での温度差はかなり出ます。
もし、ガラス自体温度差のある状態でこの後トップ温度まで上げると…
トップ温度でも温度差が発生し、焼成ムラが出たり無駄にキープ時間をとらなければならなかったりと効率が悪くなっちゃうんです。
なのでこの538℃〜677℃の間でキープを入れて、ガラス自体の温度差を無くして、この後のトップ温度まで上げるの効率を良くして、焼成ムラなども起きないようにしましょうということなんです。
つまり、ここでのキープはトップ温度に上げる前の準備段階ということなんですね。
トップ温度は作りたい形状に合わせて
さぁ、ガラスフュージングの温度の上げ方もラストスパート。
トップ温度までの上げ方。
トップ温度は技法や溶かしたい形状によって変化します。
「フルフュージングでガラスを丸くするのであれば800℃近辺までの温度、お皿を制作するためにモールドに乗せて曲げるのであれば650℃ぐらいからの割と低い温度」みたいに、
フルフューズ、スランプ、サギング、ラッピングなどあらゆる技法によってトップ温度は変化いたします。
もちろん温度を上げるスピードも変わります。
理論上538℃以上になると熱割れはしませんので急速で上げてもガラスが割れることはありません。
でも何でもかんでも早く温度を上げてしまうと、
例えば…
スランプモールドにガラスを沿わせて曲げようとしてるのに早く温度を上げすぎて型に沿わなくなってしまった…
サギングでガラスを溶け落としていったら側面がすごく薄くなってしまった…
なんてことも起こります。
そうなんです。何でもかんでも温度を上げれば良いというわけじゃないですね。
状況に合わせてのコントロールがとても大事になるんです。
なのでご自身の電気炉でどの温度でどんな溶け方をするのかのデータをしっかり取って、思い通りのトップ温度設定ができるようになりましょうね。
ここまで温度の上げ方の基本的な考え方を書いてきましたが、実際にどれくらいのスピードで温度を上げるのか、どの温度でキープするのかなどが気になってることかと思います。
というわけで、最後にブルズアイ社が公開している焼成プログラムの例を上げて解説いたします。
実際の焼成プログラムを紹介します
ブルズアイ社が公開している基本焼成プログラムは…
・使用ガラス：ブルズアイ25cm角の2枚重ね
・使用電気炉：パラゴン社製 GL24 （棚板50〜55cm）
・焼成方法：フルフューズ
この条件での焼成プログラムです。
また、電気炉での焼成プログラムの入力方法は主に海外製だと「1時間に何℃のペースで上げるか」国内製だと「何℃までどれくらいの時間で上げるか」という違いがありますので、両方記載することにいたします。
こんな焼成プログラムだ！（トップ温度まで）1. 1時間に200℃のペースで663℃まで上げる
（663℃まで3時間半かけて上げる）
2. 663℃で1時間キープ
3. 1時間に315℃のペースで810℃まで上げる
（810℃まで30分かけて上げる）
4. 810℃で10分キープ
なるほど。ゆっくり上げたりキープしたり、何か深い理由がありそうですね。
順番に解説していきましょう。
1. 1時間に200℃のペースで663℃まで上げる
（663℃まで3時間半かけて上げる）
ここでは室温から663℃までをゆっくり上げるイメージですね。
そうです、前半で解説した「熱割れ」を防ぐためのプログラムです。
つまり、663℃までゆっくり上げることによって熱割れを防ぎ、ガラス自体の温度も熱割れの可能性がある温度454℃を突破させようという段階です。
2.663℃で1時間キープ
ゆっくり663℃まで上げてきたらここで1時間のキープを入れます。
前半の解説でいくと「538℃〜677℃までの間でキープを入れる」の部分ですね。
つまり、663℃でキープを入れてガラス全体の温度を均等に663℃にして、これから上げるトップ温度までの効率を良くして、トップ温度でのガラスの温度ムラが出ないようにしようという段階です。
えっと、なんで663℃なんですか？
そんな質問が出そうですね。
「538℃から677℃の間でキープを入れる」の中で663℃でキープする理由ですね。
お答えしましょう！
実はブルズアイガラスにおいてこの663℃というのはキーポイントとなる温度。
ブルズアイガラスを重ねて焼成する時、この663℃付近はガラスが柔らかくなり始めていよいよくっ付き始める温度なんです。
バブルスクイーズだって！？バブルスクイーズって聞いたことありますでしょうか。
ガラスフュージングでは2枚のガラスを溶着させると中に気泡ができますよね。
もし、ここで急いで温度を上げたりすると2枚のガラスが溶着するときにガラスの端からくっ付いていきます。
そうすると外側が塞がりますので、ガラスの中に空気が多く閉じ込められちゃうんです。
そう、余分な気泡が増えちゃうことになっちゃうのです。
つまり、この温度（663℃付近）でキープ時間をとることにより、ガラスはゆっくり溶着させて「いきなり端っこが閉じちゃうことなく、中の気泡を追い出すように溶着させていきましょうね」いうことなんです。
まだまだあるぞ663℃
そしてこの663℃には他にもええとこがあります。
ブルズアイガラスの「1215ライトピンク」「1823バーンスカーレットティント」「1831ルビーピンクティント」などのいわゆるピンク系のガラス。
元のガラスは少し青みがかったガラスで、焼成することによりピンクに発色するガラスですね。
焼成後に「あれっ！？ピンクにならなかった（泣）」なんて人もおられるかと思います。
実はこのピンク系の透明ガラスは、この663℃でキープを入れることによって綺麗なピンク色に発色するガラスなんです。
663℃でキープする理由
・ガラスの温度を整える
・ガラスの気泡を少なくする
・ピンク系の透明ガラスの発色をよくする
この663℃、ブルズアイガラスを使う上での重要な温度なんですよ。覚えておきましょう。
3.1時間に315℃のペースで810℃まで上げる
さ、ここからはいよいよトップ温度でフルフューズ。
663℃から810℃まで約30分で上げるというプログラムです。
もちろんこの温度域では急速で温度を上げてもガラスが割れたりすることはありません。
トップ温度で温度ムラが出ないようなスピードでかつ、割と早くトップ温度まで上げるプログラムという感じですね。
4.810℃で10分キープ
やっとトップ温度まで到達いたしました。
今回のガラスサイズ、電気炉、フルフュージングの条件だと810℃10分キープでガラスの端が丸みを帯び、プルンっとした25cm角のガラスプレートが出来ますよということになります。
つまり、トップ温度は自分の作りたいガラスの形状を確定させる段階だと思ってください。
基本10分キープとはなりますが、少しフタを開けての目視がオススメです。
もし、自分の狙い通りの形状になっていたらキープ時間が10分以内でも温度を下げる手順に進んでいいでしょう。
ガラスフュージングで温度を上げる時のポイント
さて、いかがだったでしょうか「ガラスフュージングの基礎の基礎 温度を上げる編」。
ガラスフュージングでの温度を上げる時のポイントは、
・ガラスが温度差で割れないようにゆっくり上げる
・ガラス自体に温度差が出ないようにキープ時間を入れる
・663℃が準備温度として最適（ブルズアイの場合）
・トップ温度は作りたい形状を作る温度
これらのポイントを理解することによって、今回焼成するガラスのサイズや重ね方、ガラスメーカーや電気炉でどのように温度コントロールすればよいかが解ってくると思います。
次回はこのトップ温度からの「温度の下げ方編」をお送りいたします。
さぁ、みんなでガラスフュージングを楽しもう！！
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