Proces produkcji szkła jest bardzo długi, chociaż sama technologia jest w miarę prosta, jeżeli weźmie się pod uwagę porównanie z produkcją innych tworzyw sztucznych i metali. W domowych warunkach jest całkowicie niemożliwy, a to z tego powodu, że produkcja szkła wymaga zastosowania bardzo wysokich temperatur, czyli specjalnych pieców do wytapiania szkła, a także narzędzi do jego kształtowania.
Historia szkła w pigułce
Szkło występuje w naturze, co może być zaskakujące. Bryłki szkła o nieregularnych kształtach odnajdywane były w pobliżu wulkanów oraz wyrzucane na nadmorskie plaże. Wysoka temperatura wulkanicznego ognia stapiała piasek, a deszcze lub morskie wody natychmiast powstałą masę ochładzała. W ten sposób powstawało szkło. Nieregularne, często spękane i zanieczyszczone. Jak więc widać, natura sama opracowała technologię produkcji szkła, a człowiekowi pozostało ją tylko udoskonalić.
Legenda mówi, że szkło wynaleziono przypadkowo przez Fenicjan, którzy wytopili kamień w ognisku. Wydaje się jednak mało prawdopodobne, gdyż zwyczajne ognisko nie wytworzy takiej temperatury, by stopił się w nim kamień. Inna legenda z kolei przyczynę powstania pierwszego szkła widzi w uderzeniu pioruna w wysoką skałę, która pod wpływem wysokiej temperatury, powstającej podczas wyładowania zamieniła kamień w bryłę szkła.
Prawdą jest jednak, że użytkowanie szkła datuje się już 3.5 tysiąca lat przed naszą erą, towarzyszy więc ludzkości od zawsze.
Przeczytaj więcej na http://www.domy-ogrody.com/jak-powstaje-szklo.
Surowce potrzebne do produkcji szkła
Podstawowe surowce są niezmienne od lat i większość osób prawidłowo określi, z czego powstaje szkło, szczególnie w zakresie piasku,podstawowego surowca, który zawsze wymienia się na pierwszym miejscu. Surowce podstawowe to:
- piasek
- soda
- wapień
- środki klarujące
- środki barwiące/mącące szkło.
Piasku jest najwięcej, bo aż 3/4 wszystkich surowców, używanych do produkcji szkła. Pozostałe, są używane w zależności od potrzeb, to znaczy konkretnego gatunku szkła, które ma być wyprodukowany. Czasami do surowców, z których powstaje szkło dodawane są jeszcze inne środki chemiczne. Od dodawanych środków chemicznych zależy barwa szkła, jego przezroczystość lub matowość, struktura i odporność na stłuczenia i zarysowania.Między produkcją szkła do produkcji kafli łazienkowych a tego, które musi spełniać najwyższe kryteria jakości i przezroczystości, np.używanego do soczewek kontaktowych jest spora różnica. Ważne jest nie tylko, z czego powstaje szkło, ale również proporcje użytych surowców.
Źródło zdjęcia: http://www.domynaczasie.pl.
Etapy produkcji szkła
Masy szklane produkuje się w hutach szkła, które dysponują odpowiednimi piecami hutniczymi oraz skomplikowaną aparaturą do analizy składu piasku i jego funkcjonalności.
Kolejne etapy produkcji szkła są zawsze takie same, różnice polegają na stosowaniu poszczególnych dodatków lub ich proporcji:
- Etap 1- wytapianie. W specjalnych piecach wytapia się piasek wraz z dodatkami. Ten proces jest najdłuższy, ponieważ w jego trakcie usuwa się również wiele zanieczyszczeń, które wypływają lub osadzają się na dnie
- Po wielotygodniowym procesie wytapiania, oczyszczania i mieszania wyciąga się masę szklaną specjalnymi rurami. Gotowa masa szklana wygląda jak gęsty, lepki klej lub zagęszczony kisiel.
- W zależności od przeznaczenia, formuje się odpowiednie przedmioty. Formowanie odbywa się również w wysokiej temperaturze, która zapewnia odpowiednią elastyczność. Zastygnięta masa nie jest plastyczna, lecz można ją ponownie wytapiać, podobnie jak szklane naczynia przeznaczone do recyklingu.
Formowanie szkła
Odpowiedź na pytanie, jak powstaje szkło jest już znana. A jak powstają szklane przedmioty?
Formowanie szkła to zaawansowana technologia lub …. artystyczne rzemiosło aż do szczytów sztuki użytkowej i zdobniczej. Szklaną masę się prasuje, walcuje, ciągnie i wytłacza w odpowiednich formach. Szkło przeznaczone na szyby wymaga zastosowania odpowiednich walcownic. Przez wieki technologie były odpowiednio doskonalone, by osiągnąć nieskazitelne, idealnie gładkie szyby, z użyciem dodatków, które powodują idealną przezroczystość lub połysk i odporność na zmienne warunki atmosferyczne oraz stłuczenia.
Ręczne manufaktury szkła wytwarzają szkło artystyczne. Żadna maszyna nie zastąpi kunsztu pracy ludzi, którzy wydmuchując i obracając masę szklaną w odpowiednich kierunkach, formują z masy niezwykłe kształty flakonów, mis a nawet małych lub większych szklanych rzeźb lub ich elementów.
Odrębnym procesem jest hartowanie szkła, które minimalizuje ryzyko pękania szkła przy zmiennych temperaturach. Najpierw szkło ogrzewa się do temperatury mięknięcia (600-700 stopni Celsjusza), a później schładza sprężonym powietrzem i pozwala na stopniowe wychłodzenie do temperatury pokojowej.
Zużyte lub stłuczone szkło łatwo poddaje się recyklingowi i jest mniej kosztowne energochłonne niż produkcja szkła z piasku, stąd warto dbać o odpowiednią segregację szklanych produktów wtórnych.
Autor: Piotr Kowalewski, specjalista od technologii produkcji z naturalnych bogactw ziemi.
Artykuł powstał przy wsparciu drewlax.pl:
Źródła:
- http://www.czardomu.pl
- http://home.agh.edu.pl/~lis/wp-content/uploads/2017/02/nom_III-2017-szk%C5%82a.pdf
