Glass industry

It is a division of the ceramics industry, and consists of three areas: plate glass, glass products such as bottles and bulbs, and glass fiber. Plate glass is available in three types: ordinary plate, float plate, laminated plate, tempered plate, and multi-layer plate. Plate glass has three main uses: architecture, automobiles, and other industrial uses. Float plate is used for architecture, while laminated plate and tempered plate are used for automobiles. Laminated plate is made by sandwiching a plastic film between two sheets of glass, so it will not shatter even if it breaks, and tempered plate is tempered to be 3 to 5 times stronger than float glass, and these types of plate glass are also called safety glass. Multi-layer plate is made by sandwiching air between two sheets of glass to increase the insulating effect.

In Japan's flat glass industry, an oligopoly has been established in which the domestic market is dominated by three companies: Asahi Glass, Nippon Sheet Glass, and Central Glass. This situation is also common in Europe and the US, where an oligopoly continues to exist with Corning in the US and Pilkington and Saint-Gobain in Europe, as well as their affiliates. This is due to the fact that the manufacture of flat glass requires huge capital for facilities and equipment, it presupposes the accumulation of expertise, making it difficult for new entrants, and it requires close ties with sales channels. In Japan, with the exception of laminated and reinforced sheets for automobiles, the majority of flat glass is sold to wholesalers who have exclusive contracts with flat glass manufacturers, who then sell it to large-scale users such as retailers and construction companies. Exclusive wholesalers have cooperatives in nine regions across the country and form a national federation, and retailers also have cooperatives at the prefectural level and their national federations. The ties between these sales routes and flat glass manufacturers are strong, and are a major reason why the industry has maintained its oligopoly.

The glass industry is very diverse, with the main products being bottles, tableware, laboratory glass, thermos bottles, glass tubes, optical glass, craft glass, light bulbs, and cathode ray tubes. Beer bottles and other bottles, as well as cathode ray tubes, are mass-produced industrially using automated machines, but other glass products are made in small-scale factories with small-scale production facilities, such as cat jars (pots used for melting glass, shaped like a cat's body). The productivity of these small and medium-sized enterprises is significantly lower than that of large-scale industries such as plate glass and automated bottle manufacturing, and the working conditions are poor, including working with high temperatures.

In the glass fiber field, several companies, including Asahi Glass and Nippon Rayon (now Unitika), began producing long and short fibers in the 1950s and 1960s. Long fibers were used as materials for FRP (fiber reinforced plastics) and industrial materials, while short fibers were used as glass wool for residential insulation, heat retention, cold retention, and sound absorption. As a result, wood was used less in constructing the hulls of small ships and mud walls disappeared from homes, bringing about major changes in the materials field.

Japan's glass industry began in the early Meiji period with the establishment of the Government-run Kogyosha in Shinagawa to meet the rapidly increasing demand for glass that accompanied changes in lifestyles. The company later changed its name to Shinagawa Glass Manufacturing (the factory building is now preserved at the Meiji Village Museum in Inuyama City, Aichi Prefecture), but failed in its attempt to manufacture plate glass.

In 1906 (Meiji 39), Toyo Glass Manufacturing Co., Ltd. was established with the introduction of European capital and technology, and Japan's first purely Western-style glass factory emerged. Mechanical bottle production was also attempted, but it was unsuccessful.

The first plate glass was put on the market in 1904 by Shimada Magoichi, an apprentice at Shinagawa Glass. Full-scale production of plate glass began in 1907 with the establishment of Asahi Glass Co., Ltd., run by the Iwasaki family. The success of plate glass production here owes much to the foreign engineers and workers from Toyo Glass. The plate glass manufacturing technology at the time was the cylindrical method (a cylinder is blown using an iron rod, cut lengthwise, heated and softened in a furnace, and flattened), and Asahi Glass initially operated using an artificial glass blowing method introduced from Belgium, but in 1913 (Taisho 2) they introduced a rubber-type mechanical glass cylinder blowing machine from the United States and production began in earnest. Asahi Glass continued to operate aggressively even in the post-World War I recession, and in the Showa era, with the adoption of new technologies such as the Fulkol process, a sheet-drawing method that replaced the cylindrical process, Japan's sheet glass production ranked third in the world after Belgium and the United States in 1933-1934 (Showa 8-9). However, production stagnated during World War II due to wartime mobilization, and by the end of the war, most of the production facilities had been lost. During the post-war reconstruction, production increased along with the increased demand for architectural sheet glass, and in 1951 (Showa 26) it exceeded the pre-war peak. During the period of high economic growth from 1955 onwards, buildings were constructed one after another, and the demand for safety glass grew rapidly with the development of the automobile industry, and the sheet glass industry developed in tandem with this. In terms of technology, in addition to the traditional sheet-drawing methods of the Colburn process, the Fulkol process, and the roller-type Ford process, the float process from the UK was newly introduced. This was said to be a revolutionary technology, as it allowed the production of glass that was as smooth as polished glass without any fire-finishing. In Japan, production using the float method began at Nippon Sheet Glass in 1965, and at Asahi Glass the following year.

The economic downturn following the oil crisis (1973) and the slump in new construction forced a decline in plate glass production, but after 1980, the market for glass products such as safety glass for automobiles and cathode ray tubes for televisions expanded. Furthermore, in the 1990s, with the development of advanced technologies in electronics and optoelectronics, new types of glass with higher precision and functionality than had been previously imagined began to appear. In the optics field, these include optical fibers, microlenses, and optical waveguides; for electronics, IC photomasks, glass magnetic disks, and display substrate glass; and in precision machinery, high-purity quartz glass, zero-expansion crystallized glass, and press-molded aspheric lenses. In the new energy field, glass for solar cells, for medical applications, artificial bones and artificial dental roots, and for architectural applications, light-controlling glass and crystallized glass building materials have been produced. The emergence of these new types of glass is due to technological innovations in manufacturing technologies such as high purification technology, ultra-rapid cooling technology, ultra-precision processing technology, and composition control technology, and these technological innovations were made possible by the introduction of computers. As for plate glass for architectural use, it is no longer shipped as float glass as in the past, and instead high-added-value products such as laminated glass and light-controlling glass are now the norm.

In the 21st century, the Japanese glass industry has kept pace with new developments in electronic technology and has begun to provide high-performance products that meet these demands. In particular, FPDs (flat panel displays) require strict characteristics, and Asahi Glass, which has accumulated technology and rich experience in this field, has a 90% share of the world's substrate glass for PDPs (plasma display panels). In LCD (liquid crystal display) substrate glass, Japanese manufacturers Asahi Glass and Nippon Electric Glass have nearly 50% of the market share, following Corning (USA). Synthetic quartz glass is also indispensable for lenses for exposure devices in steppers, the main equipment in semiconductor manufacturing, and substrates for photomasks. A variety of high-performance glasses for electronic devices have been manufactured, such as glass for semiconductor lasers, and powdered glass used for hermetic sealing, coating, insulation, and formation of circuit boards for electronic components, and their share of sales has increased. Organic EL (electroluminescence) and FED (field emission display) have appeared as FPDs, and Japanese manufacturers are expected to be the main suppliers of substrate glass for these as well.

Additionally, in the field of glass for solar cells, there is expected to be great demand for cover glass and TCO (transparent conductive oxide) glass substrates, which are manufactured by Asahi Glass, Nippon Sheet Glass, etc. HOYA, a major domestic manufacturer of eyeglass lenses, has advanced into the electro-optics field and now holds the top global share for glass substrates for hard disk drives.

[Masataka Baba]

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

窯業の一部門で、板ガラス、瓶・管球などのガラス製品、ガラス繊維の3分野からなる。板ガラスは、普通板、フロート板、合わせ板、強化板、複層板などの種類がある。板ガラスの用途は、建築、自動車、その他産業用の三つがおもなものである。建築用にはフロート板が用いられ、自動車用には合わせ板、強化板が使われる。合わせ板というのは、2枚のガラスの間にプラスチック膜を挟んだもので、割れても飛散せず、また強化板は焼入れで強度がフロートの3～5倍あり、これらの板ガラスは安全ガラスともいわれる。複層板というのは、2枚のガラスの間に空気を挟み、断熱効果を高めたものである。

　日本の板ガラス工業は、旭硝子(あさひガラス)、日本板硝子、セントラル硝子の3社によって国内市場が占められる寡占体制が確立されている。このような状態は欧米でも共通しており、アメリカではコーニング社、ヨーロッパではピルキントン社、サン・ゴバン社の2社およびその系列を中心とした寡占状態が続いている。これは、板ガラスの製造が、設備・装置に莫大(ばくだい)な資金を要すること、熟練の蓄積を前提としており新規参入を困難にしていること、販売ルートとの緊密な結び付きを必要としていること、などの理由によるものである。日本では、自動車用合わせ板・強化板などを除き、板ガラスの大部分は、板ガラス・メーカーと特約した卸商に販売され、卸商はさらに小売商、建築業者などの大口需要家に販売している。特約卸商は全国9地域で協同組合をもち、全国的な連合会を形成しており、また、小売商も府県単位での協同組合とその全国連合組織をもっている。このような販売ルートと板ガラス製造会社との結び付きは強固であり、寡占状態を維持している大きな理由ともなっている。

　ガラス製品分野では、その製品は多種多様で、瓶、食器、理化学用ガラス、魔法瓶、ガラス管、光学ガラス、工芸ガラス、電球バルブ、ブラウン管などがおもなものである。ビール瓶などの瓶類やブラウン管などは、自動化された機械によって大量に大工業的に製造されるが、ほかのガラス製品は、猫壺(ねこつぼ)（形がネコのからだに似た、ガラス溶融に用いる壺）のような小規模な生産設備を備えた町工場でつくられている。このような中小企業の生産性は板ガラスや自動製瓶の大工業に比べて著しく低く、また高熱作業など労働環境も劣悪な状態にある。

　ガラス繊維分野は、1950年代、1960年代に旭硝子、日本レイヨン（現、ユニチカ）など数社で長繊維、短繊維が生産されるようになった。長繊維はFRP（繊維強化プラスチック）の素材や工業用材料に、また、短繊維はグラスウールとして住宅用断熱材や保温、保冷、吸音材として使用された。その結果、小型の船舶では船体をつくるのに木材が使われることが少なくなり、住宅では土壁が消えるなど材料分野で大きな変化がおきた。

　日本のガラス工業は、明治初期、生活様式の変化とともに著しく増したガラス需要に対応するため品川におこされた官営興業社に始まる。のちに改称して品川硝子製造所（この工場建物は現在愛知県犬山(いぬやま)市の博物館明治村に保存されている）となった同社は、板ガラスの製造を試みたが失敗した。

　1906年（明治39）には、ヨーロッパの資金と技術を導入した東洋硝子製造株式会社が設立され、日本で初めて純西洋式硝子工場が出現し、機械的製瓶も行われたが、成功しなかった。

　最初の板ガラスは品川硝子の伝習生であった島田孫市(まごいち)によって1904年市場に出された。板ガラスの本格的生産は、1907年に岩崎一族の経営による旭硝子株式会社の設立に始まる。ここでの板ガラス生産の成功は、東洋硝子の外国人技師、職工に多くを負っている。当時の板ガラス製造技術は円筒法（棒状の鉄パイプによって円筒を吹き、これを縦に切って炉内で加熱軟化して展延する）であり、旭硝子は当初ベルギーから人口吹法によるものを導入して操業を行ったが、1913年（大正2）にはアメリカからラバース式機械的ガラス円筒吹揚機を導入し、生産は本格化した。旭硝子は第一次世界大戦後の反動不況のなかでも積極経営を続け、昭和年代に入って円筒法にかわる板引法のフルコール法などの新技術の採用などにより、1933～1934年（昭和8～9）には日本の板ガラス生産はベルギー、アメリカに次いで世界第3位を占めるに至った。しかし、第二次世界大戦中は戦時動員によって生産は停滞し、終戦時には生産設備のほとんどを失っていた。戦後復興のなかで建築用板ガラスの需要増とともに生産も増加し、1951年（昭和26）には戦前最高水準を上回った。1955年以降の高度経済成長期には、ビル建築が相次ぎ、さらには自動車工業の発展とともに安全ガラスの需要が急成長し、板ガラス工業はこれと歩調をあわせて発展した。技術的には、従来からの板引法であるコルバーン法、フルコール法、それにローラー式のフォード法に加えて、新たにイギリスからフロート法が導入された。これは、火造りのままで磨き板ガラスのように滑らかな板ガラスを製造でき、革命的技術といわれたものである。日本ではフロート法による生産は1965年に日本板硝子で、翌年旭硝子で開始された。

　オイル・ショック（1973）以降の不況、新建築の低迷とともに板ガラス生産も減退を余儀なくされたが、1980年以降、自動車向け安全ガラス、テレビ用ブラウン管などのガラス製品の市場が広がった。さらに1990年代に入ると、エレクトロニクス、光エレクトロニクス等の高度技術の展開とともに、これまでのイメージをはるかに超えた高精度化、高機能化したニューガラス群が出現するようになった。オプティクス（光学）領域では、光ファイバー、マイクロレンズ、光導波路、エレクトロニクス用にはICフォトマスク、ガラス磁気ディスク、ディスプレー用基板ガラスなど、精密機械関連では、高純度石英ガラス、ゼロ膨張結晶化ガラス、プレス成形非球面レンズなどがそれである。また、新エネルギー分野では、太陽電池用ガラス、医療用では、人工骨、人工歯根、建築向けには、調光ガラス、結晶化ガラス建材などがつくられるようになった。これらニューガラス群の出現の背景には、高純度化技術、超急冷技術、超精密加工技術、組成制御技術など製造技術の技術革新があり、コンピュータの導入によってこの技術革新は可能になった。建築用の板ガラスについても、かつてのようにフロートガラスとして出荷されることは少なくなり、合わせガラス、調光ガラスなど高付加価値のものが中心をなすようになった。

　日本のガラス工業は21世紀に入ると、電子技術の新展開に歩調を合わせて、その求めに応じた高機能の製品を提供するようになった。とくにFPD（フラットパネルディスプレー）については厳しい特性が求められ、この分野で技術の蓄積と豊かな経験をもつ旭硝子はPDP（プラズマディスプレー・パネル）用基板ガラスで世界の90％のシェアを有している。LCD（液晶）用基板ガラスではコーニング社（アメリカ）に次いで、旭硝子と日本電気硝子の日本メーカーが50％近いシェアをもっている。また、半導体製造の主役装置であるステッパーの露光装置用レンズやフォトマスク用基板として合成石英ガラスは不可欠であり、半導体レーザー用ガラス、電子部品の気密封止、被覆、絶縁、回路基板の形成などに用いられる粉ガラスなど、電子デバイス用の多様な高機能ガラスが製造されるようになり、売上高に占める比率を高めている。FPDとしては有機EL（エレクトロルミネセンス）、FED（電界放射ディスプレー）などが登場しているが、この基板ガラスにおいても日本のメーカーが主要な供給元として見込まれる。

　このほか、太陽電池用ガラスの分野ではカバーガラス、TCO（透明電導性酸化物）ガラス基板などで今後大きな需要が見込まれ、旭硝子、日本板硝子などが製造している。メガネレンズの国内主要メーカーであるHOYA(ホーヤ)は、エレクトロオプティクスの分野に進出し、ハードディスクのガラス基板で世界トップのシェアをもつに至った。

［馬場政孝］

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例