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ガラス溶融とは、ガラス片を高温で、通常は窯の中で接合することです。[ 1 ] [ 2 ]これは通常、700 ℃（1,292 °F）から820 ℃（1,510 °F）の間で行われ、[ 3 ] [ 4 ]低温でのタック溶融（別々のガラス片がくっついてはいるものの、それぞれの形状は維持される）から、高温での完全溶融（別々のガラス片が滑らかに融合する）まで、さまざまな段階があります。[ 5 ] [ 6 ]
ガラス溶融技術の正確な起源は確実には分かっていませんが、紀元前2000年頃にはエジプト人がその技術を知っていたという考古学的証拠があります。[ 7 ]この年代は研究者の間では一般的に受け入れられていますが、一部の歴史家は、最も初期の溶融技術は、はるかに多くのガラス職人であったローマ人によって最初に開発されたと主張しています。[ 8 ]ガラス吹き竿が開発されるまで、溶融は、約2000年間、小さなガラス製品を作る主要な方法でした。ガラス吹きは、その効率性と実用性の高さから、溶融に取って代わりました。[ 9 ]
ガラス工芸全般はルネサンス期に復興を遂げたが、フュージングはこの時期にはほとんど無視されていた。フュージングは20世紀初頭、特に1960年代の米国で再び人気を集め始めた。現代のガラスフュージングは広く普及した趣味であるが、この技法は美術の世界でも人気が高まっている。[ 9 ]
異なるガラス片を適切に接合するには、互いに適合している必要があります。熱膨張係数（COE）が同じガラスであれば適合するという考えはよくある誤解です。熱膨張係数はガラスの適合性を示す指標の一つに過ぎず、適合性を決定する要因は他にも数多くあります。適合しないガラスを接合した場合、接合されたガラス片が構造的な完全性を維持できる可能性は低いでしょう。冷却過程でガラス片が割れたり、時間の経過とともに適合しないガラス同士の接触点から応力が発生し、ガラス内部に亀裂が生じ、最終的に破損に至る可能性があります。
一般的に、窯用ガラスメーカーは、自社で製造する他のガラスとの互換性についてガラスを評価します。使用するガラスが互換性があることを確実にするために、多くのガラスフュージング職人は、特定のメーカーのガラスのみを使用するようにしています。[ 10 ]
融着した2つの不適合なガラス片にかかる応力は、対象物を2つの偏光フィルターの間に挟むことで観察できます。これにより、時間の経過とともに応力が発生し、破壊に至る張力領域が明らかになります。[ 11 ]
現代のガラス溶融法のほとんどは、薄いガラス板を重ね合わせる、つまり層状に重ねる工程を含み、多くの場合、異なる色を用いて模様やシンプルなイメージを作り出します。重ね合わせたガラス板は、窯（ほとんどの場合電気式ですが、ガスや薪で加熱することも可能です）に入れられ、一連のランプ（急速加熱）とソーク（特定の温度で保持）によって加熱され、個々のガラス片が結合し始めます。窯を最高温度に保持する時間が長いほど、ガラス板はより完全に溶融し、最終的には元の形状の縁が柔らかく丸くなります。目的の効果が最高温度で得られたら、ガラスの失透を防ぐために、窯の温度を815 ℃（1,499 °F）から573 ℃（1,063 °F）の温度範囲で急速に下げます。その後、ガラスは指定された時間かけてゆっくりと冷却され、焼きなまし工程に不可欠な指定された温度範囲で保持されます。これにより、不均一な冷却や破損を防ぎ、丈夫な完成品が得られます。[ 12 ]
この冷却は通常、3段階に分けて10～12時間かけて行われます。
最初の段階である急速冷却期間は、ガラスを焼きなまし範囲の上限である516 °C (961 °F)に置くことを目的としています。2番目の段階である516 °C (961 °F)での焼きなまし保持は、ガラスの中心部と表面の温度を516 °C (961 °F)で均一にし、それらの領域間の応力を緩和することを目的としています。最後の段階は、すべての領域が一定の温度に達する時間が経過した後、室温への最終的な移動です。窯は2時間かけてゆっくりと371 °C (700 °F)まで下げられ、 371 °C (700 °F)で2時間保持され、再び260 °C (500 °F)まで下げられ、焼成スケジュールが終了します。ガラスは、高温計が室温を示すまで密閉された窯の中に留まります。 [ 12 ]
これらの温度は厳密なルールではないことに注意してください。窯、作品のサイズ、層の数、希望する仕上がり、さらにはガラスのブランドによって、昇温および保持の温度と時間は異なる場合があります。小さなペンダントは非常に速く焼成および冷却できます。たとえば、小さなガラス作品はわずか1時間で焼成できます。[ 12 ]
溶融ガラス技法は、一般的にアートガラス、ガラスタイル、ジュエリー、特にビーズの制作に使用されます。スランピング技法では、皿、ボウル、プレート、灰皿などのより大きく実用的な作品の制作が可能です。実用的な作品の制作には、通常、ガラスを溶融させるための焼成と、それを成形するための2回目のスランピングという、2回以上の別々の焼成が必要です。[ 13 ]
1970年代以降、より多くの愛好家が窯で溶融したガラスを使ってビーズやジュエリーの部品を作ることに注目するようになった。これは、窯で溶融することを目的として製造されたガラスが導入されて以来、特に人気が高まっている。[ 14 ]
窯技術と適合するガラス材料の進歩により、溶融後に熱成形（再加熱して型に沿って成形し、質感、曲線、またはレリーフを作成する）を行うなど、窯成形ガラスのより大規模な用途や建築用途が可能になりました。[ 12 ]複数の層から構成される厚い溶融ガラス板は、熱成形により、浅いレリーフから数センチメートルまでの深さの質感のあるパネルを作成できます。これらは、カウンター、バーカウンター、壁面被覆、間仕切り、手すり、階段の踏板、床材などの内装および建築要素に使用され、厚みが増すことで構造的な強度と耐衝撃性が向上します。[ 15 ]
このような窯成形ガラス部品は、半透明性、テクスチャを通じた光拡散、非多孔性、化学的耐久性などの特性を利用しています。建築分野では、大型の溶融成形および熱成形された部品が、ファサード、装飾スクリーン、モノリシック要素の設置に使用されています。[ 16 ]
