Szkło – mamy z nim do czynienia na każdym kroku. Jest nieodłącznym elementem produktów, z których korzystamy na co dzień. Czy jednak zastanawialiśmy się kiedyś, skąd się wzięło i jaka jest jego historia? Czy zdajemy sobie sprawę z tego, jak przebiega produkcja szkła? Nie? A więc od początku...
Szkło znane jest ludzkości od dawien dawna. Archeolodzy, badający jego historię, twierdzą, że zaczęto je produkować już w Mezopotamii. Szkło tworzone dawną metodą nie miało wszędzie równej grubości. Twórcy witraży zwykle przycinali jego fragmenty tak, aby grubsza, stabilniejsza część znajdowała się u dołu. Technikę wytwarzania cienkich szyb okiennych udoskonalono w XIV wieku w Normandii. Gomółki (pojedyncze szyby okienne) rzemieślnicy wytwarzali poprzez ich wydmuchiwanie. Szkło wydmuchiwało się za pomocą piszczeli szklarskiej, a następnie spłaszczano i wczepiano do końców żelaznego pręta – był to tzw. przylepiak.
Robotnik musiał jak najszybciej obracać przylepiak, tak aby bańka szkła rozkładała się jak wachlarz o średnicy ok 1-2 metra. Z płaskich tafli szkła, które były odpowiednio przycięte, wytwarzano małe okna, które miały zastosowanie głównie w kościołach. Jako ciekawostkę można podać, że szklarz był w stanie wykonać tą metodą ok. tuzina szyb dziennie – to dlatego szyby w średniowieczu były rzadkim dobrem luksusowym. Równie znaną metodą wytwarzania szyb była technika polegająca na wydmuchiwaniu bańki w kształcie walca. Po stworzeniu tzw. cholewy, odcinano końce, a powstały cylinder rozcinano wzdłuż tak, aby po rozprostowaniu otrzymać taflę szkła.
Bardziej nowatorskie metody prasowania szkła wprowadzono dopiero w XX wieku. W 1913 roku belgijski technolog Émile Fourcault opatentował metodę (metoda Fourcault) produkcji szkła w postaci pionowej cienkiej wstęgi wyciąganej z wanny. W 1916 roku amerykański inżynier Gregorius opatentował bezdyszowy sposób ciągnienia szkła płaskiego, znany jako metoda Pittsburgh. Do połowy XX w. takie szkło masowo wykorzystywane było w szkleniu okien i drzwi. Wadą tego typu szkła jest jego falistość – zniekształcenie powierzchni łagodnymi wgłębieniami i wypukłościami, co pociąga za sobą również i deformację oglądanego przez taką szybę obrazu. Z tego względu obecnie produkcja szkła okiennego tą metodą została niemal całkowicie zaniechana (chyba że taki efekt ma stanowić walory dekoracyjne).
Przełomem w produkcji szkła płaskiego było wynalezienie w roku 1952 przez Sir Alastaira Pilkingtona metody float (zwanej też procesem Pilkingtona). Po raz pierwszy uzyskano wysokiej jakości szkło w sposób ciągły i w pojedynczym procesie. Wcześniej szkło płaskie musiało być szlifowane i polerowane dla uzyskania akceptowalnych powierzchni. Proces float znacznie poprawił wszystkie aspekty produkcji szkła. Zmniejszył koszty, zwiększył wydajność, poprawił jakość produktu i ograniczył wpływ produkcji na środowisko. To był rewolucyjny przełom technologiczny. Stopiona masa szklana wypływa z pieca wprost do wanny flotacyjnej ze stopioną cyną i rozpływa się po niej, formując idealnie płaską powierzchnię szkła. Ta metoda produkcji ciągłej wstęgi szkła została opatentowana przez firmę Pilkington 10 listopada 1959 roku.
» Produkcja szkła w pigułce
Głównym zestawem do produkcji szkła są: piasek szklarski, węglan sodu, wapień, dolomit, tlenek glinu oraz substancje pełniące role barwników. Po dokładnym zmieszaniu substancji trafiają one do pieca wannowo-zmianowego, gdzie osiągają temperaturę 1500°C. Dodatek stłuczki powoduje obniżenie temperatury topnienia zestawu szklarskiego. Aby zapewnić mu odpowiednią gęstość, temperatura szkła obniżana jest do 1200°C.
Stopione szkło przepływa następnie do wanny flotacyjnej z roztopionym metalem (najczęściej jest nim cyna). Wszystko odbywa się w ochronnej atmosferze, tak aby nie doszło do utlenienia. Jako że szkło ma mniejszy ciężar właściwy niż metal, unosi się na powierzchni roztopionej cyny – dzięki temu staje się idealnie gładkie. Palniki gazowe, które znajdują się nad taflą, dodatkowo niwelują ewentualne niedoskonałości powierzchni, czyli następuje tzw. proces polerowania ogniem.
» Zobacz, jak wygląda proces produkcji szkła float (materiał wideo)
Grubość tafli szkła uzależniona jest od prędkości przepływu szkła przez wannę flotacyjną. Temperatura szkła jest stopniowo zmniejszana i na końcu wanny wynosi ok. 600°C – szkło w takiej temperaturze wyciągane jest za pomocą specjalnych wałków i ulega stopniowemu schłodzeniu (odprężenie szkła). Na końcu wstęga szkła zostaje pocięta na kawałki za pomocą specjalnych noży.
Podsumowując: ze szkłem w najróżniejszej postaci mamy styczność praktycznie w każdej dziedzinie życia, więc warto o nim cokolwiek wiedzieć. Chodź dawniej szkło było formą luksusu, to w dzisiejszych czasach jest to nieodłączny element naszego życia. Może warto też docenić fakt, że to, co kiedyś było dostępne wyłącznie dla elit, mamy dziś na wyciągniecie ręki...
