Kes leiutas värvilise klaasi. Klaasi ajalugu. Tööstuslik klaasi tootmine

✪ Tavaline lugu – klaas – esimene lugu

✪ Antiikklaas.

✪ Tavaline lugu – klaas – teine ​​lugu

Subtiitrid

Klaasi tekkimine

Looduslikult toodetud klaasi, eriti vulkaanilist klaasi (obsidiaani), on lõikeriistade valmistamiseks kasutatud juba kiviajast. Kuna selline klaas oli haruldane, sai sellest sagedane kaubaartikkel. Arheoloogilised allikad näitavad, et tehisklaasi toodeti esmakordselt Süüria rannikul, Mesopotaamias või Vana-Egiptuses. Klaasile soodsate kliimatingimuste tõttu on suurem osa vanimaid klaasnõusid leitud Egiptusest, kuid on võimalik, et osa neist esemetest imporditi Egiptusesse. Vanimad klaasesemed pärinevad kolmandast aastatuhandest eKr. e. Need on klaashelmed, mis võivad olla juhuslikult pärit metalli või keraamika valmistamise protsessist.

Hilispronksiajal Egiptuses ja Lääne-Aasias (näiteks Megiddos) tegi klaasitootmise tehnoloogia järsu hüppe. Selle perioodi arheoloogiliste leidude hulka kuuluvad värvilised klaasiplokid ja anumad, mis on mõnikord inkrusteeritud poolvääriskividega. Egiptuse ja Süüria klaasi valmistamiseks kasutati soodat, mida saab hõlpsasti paljude puiduliikide, eriti mererannas kasvavate halofiilsete taimede söest. Varasemad anumad valmistati plastiliste klaaskiudude keerutamisel ümber liiva- ja savivormi, mis oli löödud metallvardale. Pärast seda, klaasi korduvalt kuumutades, tagasid nad selle sulatamise üheks anumaks. Värvilise klaasi triibud võiks seejärel kanda esialgse kuju peale, luues nii kaunistusi. Seejärel hallitus hävitati ja saadud anumast eemaldati varras.

15. sajandiks eKr. e. klaasi hakati masstootma Väike-Aasias, Kreetal ja Egiptuses. Eeldatakse, et looduslikest materjalidest klaasi tootmise tehnoloogiad olid hoolikalt kaitstud saladus ja neid tehnoloogiaid kasutati ainult kõige võimsamate riikide valitsejate õukonnas. Mujal seisnes klaasitootmine kokkupandava klaasi töötlemises, sageli valuplokkidena. Sellised valuplokid leiti näiteks Ulu-Buruni laeva vrakilt tänapäeva Türgi rannikult.

Klaas oli jätkuvalt luksuskaup ja klaasi valmistamine näis kaduma koos hilise pronksiaja tsivilisatsioonidega. 9. sajandil eKr. e. Süürias ja Küprosel taaselustati klaasi valmistamine ning leiti tehnoloogiad värvitu klaasi tootmiseks. Esimene teadaolev "käsiraamat" klaasi tootmiseks pärineb aastast 650 eKr. e. on tahvelarvutid, mis sisalduvad Assüüria kuninga Ashurbanipali raamatukogus. Egiptuses ei jätkatud klaasi valmistamist enne, kui kreeklased tõid selle Ptolemaiose kuningriiki. Hellenismi perioodil arenes edasi klaasitehnoloogia, mis võimaldas toota suuremõõtmelisi klaasnõusid, eelkõige lauanõusid. Eelkõige töötati välja tehnoloogia mitme värvi klaasi segamiseks, nii et saadi mosaiikne struktuur. Just sel perioodil hakati värvitut klaasi väärtustama rohkem kui värvilist ja vastavalt täiustati selle tootmistehnoloogiaid.

Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, et sel viisil on klaasi keevitamine võimatu. Soojust, mida isegi väga suur tuli annab, ei piisa liiva ja sooda sulami moodustamiseks; peale selle on ka muid tehnoloogilisi omadusi, mis on selges vastuolus selle klaasitootmise päritolu versiooniga.

Märkmed

1. Ekspeditsioon iidses Anatoolias. Reisimärkmed ja arheoloogilised fotod. Klaasi ajalugu: iidne klaasitöö Bodrumi muuseumis
2. Christine Lilyquist (1993). "Granuleerimine ja klaas: kronoloogilised ja stiililised uuringud valitud saitidel, ca. 2500–1400 e.m.a.” . Ameerika idamaade uurimiskoolide bülletään. 290/291: 29-94.

Enne ekraanile ilmumist muudeti see artikkel optilisteks signaalideks ja edastati kiudoptilise kaabli kaudu kiirusega ~201 000 km/s. Kaabli aluseks on kiud, mis on valmistatud kõige õhemast klaasist, mis on 30 korda läbipaistvam kui puhas vesi. Tehnoloogia tegi kättesaadavaks Corning Incorporated. 1970. aastal patenteeris ta 1970. aastal, kasutades üle maailma teadlaste aastatepikkuse uurimistöö tulemusi, kaabli, mis suudab edastada suurel hulgal teavet pikkade vahemaade taha.

Kui loete nutitelefonist, ärge unustage tänada Steve Jobsi, kes 2006. aastal küsis Corning Inc. iPhone'i jaoks õhukese, kuid vastupidava ekraani väljatöötamiseks. Tulemus – Gorilla Glass – domineerib nüüd mobiilseadmete turgu. Viienda põlvkonna Gorilla Glassiga nutitelefonide ekraanid ei pragune pärast kukkumist 80% juhtudest (testseadmed kukkusid 1,6 meetri kõrguselt - sellel tasemel hoiavad inimesed tavaliselt telefoni - kõvale pinnale).

Ja see pole veel kõik. Ilma klaasita oleks maailm tundmatu. Tänu temale said inimkonnale kättesaadavaks klaasid, lambipirnid ja aknad. Kuid vaatamata klaasi kõikjalolevusele on teadusringkondades endiselt arutelu selle mõiste määratluse üle. Mõned peavad klaasi tahkeks, teised vedelaks. Paljud küsimused on endiselt vastuseta: näiteks miks üks klaasitüüp on teisest tugevam või miks on teatud klaasisegudel just sellised optilised ja struktuursed omadused. Lisage siia veel olemasolevad klaasitüüpide andmebaasid, millest ühes on hetkel teada üle 350 000 tüübi, mis võimaldab luua tohutul hulgal erinevaid segusid. Tulemuseks on tõeliselt huvitav uurimisvaldkond, mis toodab regulaarselt hämmastavaid uusi tooteid. Klaasil on olnud inimkonnale tohutu mõju ja võib kindlalt väita, et klaas kujundab meie tsivilisatsiooni näo.

"Oleme klaasi kasutanud tuhandeid aastaid, kuid me ei saa ikka veel aru, mis klaas on," ütles klaasiekspert ja UCLA uurimisrühma liige Mathieu Boschi. Klaas saadakse reeglina mitme aine segu kuumutamisel ja seejärel kiirel jahutamisel. Näiteks kasutatakse lameda aknaklaasi valmistamiseks liiva (ränidioksiidi), lupja ja soodat. Räni tagab läbipaistvuse, kaltsium annab tugevuse ja sooda vähendab sulamistemperatuuri. "Kiire jahutamine takistab klaasi kristalliseerumist," ütleb Iowa osariigi ülikooli klaasiteadlane Steve Martin.

Klaasi peetakse kristalliseerumise vältimise tõttu amorfseks aineks, mitte tahkeks või vedelaks. Klaasi aatomid püüavad taastada kristallstruktuuri, kuid nad ei saa seda teha, kuna need jäätuvad selle valmistamise käigus paigale. Võib-olla olete kuulnud, et iidsete katedraalide akende klaas voolab aja jooksul alla ja muutub seetõttu põhjas paksemaks. See väide on ekslik: iidsed tootmistehnoloogiad lihtsalt ei võimaldanud isegi klaasi valmistada. Kuid see on endiselt liikumises, kuigi väga aeglaselt. Möödunud aastal ajakirjas Journal of the American Ceramic Society avaldatud uuringu tulemused näitasid, et toatemperatuuril kuluks iidse katedraali klaasil ühe nanomeetri aine liigutamiseks umbes miljard aastat.

Inimesed on tsivilisatsiooni algusest peale valmistanud tööriistu obsidiaanist ja muud tüüpi vulkaanilisest klaasist ning esimene kunstlik klaas valmistati Mesopotaamias veidi üle 4000 aasta tagasi. Tõenäoliselt saadi see keraamilise glasuuri valmistamise kõrvalsaadusena. Varsti laenasid selle tehnoloogia iidsed egiptlased. Corningi klaasimuuseumi tegevdirektor Carol White väidab, et esimesed klaasobjektid olid mosaiikklaasi loomiseks helmed, võlud ja oksad. Sageli anti neile mineraalide abil mõne muu materjali välimus.

“Teise aastatuhande alguses eKr hakkasid käsitöölised valmistama väikeseid anumaid nagu vaase. Arheoloogid on leidnud protsessi kirjeldavaid kiilkirjatahvleid, kuid need on kirjutatud salakeeles, mille eesmärk oli varjata tootmise saladusi,” lisab White.

Rooma impeeriumi tõusu ajaks oli klaasitootmine muutunud oluliseks majandusharuks. Kirjanik Petronius jutustab loo käsitöölisest, kes ilmus keiser Tiberiuse ette väidetavalt hävimatu klaasitükiga. "Kas keegi veel teab, kuidas sellist klaasi teha?" - küsis Tiberius meistrimehelt. "Ei," vastas käsitööline, rõhutades oma tähtsust. Tiberius andis ette hoiatamata korralduse vaesel mehel pea maha raiuda. Kuigi Tiberiuse motiivid pole täpselt teada, võib oletada, et selline leiutis võis hävitada impeeriumi klaasitööstuse.

Esimene suurem uuendus klaasitootmises toimus esimesel sajandil eKr, kui Jeruusalemma ümbruses hakati klaasi puhuma. Peagi mõtlesid roomlased välja, kuidas muuta klaas enam-vähem läbipaistvaks: nii tekkisid esimesed klaasaknad. Klaasi tajumises toimus oluline nihe, kuna seda oli varem hinnatud vaid dekoratiivsete omaduste tõttu. Klaasi imetlemise asemel hakkasid inimesed sellest läbi vaatama. Järgnevate sajandite jooksul tootsid roomlased klaasi tööstuslikus mastaabis ja lõpuks levis see kogu Euraasias.

Sel ajal teadust kui sellist ei eksisteerinud ja klaasi lehvitas salapära. Näiteks neljandal sajandil pKr lõid roomlased kuulsa Lycurguse pokaali, mis muudab värvi rohelisest punaseks sõltuvalt valguse nurgast. Kaasaegsed uuringud on näidanud, et pokaali uskumatu omadus on tingitud hõbeda ja kulla nanoosakeste olemasolust.

Keskajal hoiti Euroopas ja araabia maades klaasi valmistamise arenenud saladusi. Kõrgkeskajal hakkasid eurooplased tootma vitraaže. Carol White'i sõnul mängisid majesteetlikud klaasimaalid kirjaoskamatu elanikkonna katekismuse uurimisel tohutut rolli. Pole ime, et vitraažaknaid kutsutakse ka vaeste piibliteks.

Kuigi aknaklaasid pärinevad Rooma ajast, olid need siiski kallid ja raskesti kättesaadavad. Kuid kõik muutub 1851. aasta maailmanäituse jaoks mõeldud Crystal Palace'i ehitamisega. Crystal Palace oli näitusesaal, mille klaaspind oli 93 000 ruutmeetrit. m - neli korda rohkem kui sajand hiljem ehitatud ÜRO peakorter New Yorgis. "Crystal Palace näitas inimestele aknaklaaside väärikust ja ilu, see mõjutas arhitektuuri ja tarbijate nõudlust," ütleb toonitud akendele ja muudele klaastoodetele spetsialiseerunud ettevõtte SageGlass direktor Alan McLenaghan. 1936. aastal põles Crystal Palace maha, kuid mõni aasta hiljem muutus aknaklaas soodsamaks tänu Briti firmale Pilkington, mille töötajad leiutasid tehnika, kuidas luua kuumpoleeritud klaasi, valades sulaklaasi massi sulatina kihile.

13. sajandil, ammu enne aknaklaaside üldlevinud levikut, lõid esimesed klaasid tundmatud leiutajad. Leiutis aitas kirjaoskamatuse vastu võidelda ja pani aluse läätsede edasisele täiustamisele, mis võimaldas näha asju, mida varem polnud teada. 14. sajandi alguses laenasid veneetslased Lähis-Ida ja Väike-Aasia käsitööliste saavutusi ning täiustasid läbipaistva klaasi nimega "crystallo" loomise protsessi. Üks tehnika hõlmas kvartskivide hoolikat sulatamist koos soolalembeste taimede tuhaga, mis andis õige ränidioksiidi, mangaani ja naatriumi vahekorra, mida tol ajal muidugi ei kahtlustatud. Tähtis oli hoida klaasi valmistamise reeglid saladuses. Vaatamata kõrgele staatusele, mis kõigil klaasitootjatel oli, oli Veneetsia vabariigi piiri ületamise eest nende jaoks karistuseks surmanuhtlus. Veneetslased olid klaasituru liidrid järgmised 200 aastat.

Omatoodangu klaasi kasutades lõid veneetslased ka esimesed peeglid. Kõigi nende välimusega kaasnevate muutuste kirjeldamiseks pole piisavalt sõnu. Varasemad peeglid olid valmistatud poleeritud metallist või obsidiaanist, need olid väga kallid ega peegeldanud valgust nii tõhusalt. Uued peeglid tegid võimalikuks teleskoobid ja muutsid kunsti revolutsiooniliselt: nende abiga töötas Itaalia skulptor Filippo Brunelleschi 1425. aastal välja lineaarse perspektiivi. Inimeste teadvus on muutunud. Kirjanik Ian Mortimer pakkus isegi välja, et enne klaaspeeglite tulekut ei tajunud inimesed end eraldiseisvate unikaalsete indiviididena, individuaalse identiteedi kontseptsiooni ei eksisteerinud.

Klaasil on lai valik rakendusi. 1590. aasta paiku leiutas Hans Jansen ja tema poeg Zachary mikroskoobi, mille toru otstes oli kaks läätset, mis andis üheksakordse suurenduse. Hollandlane Anthony Van Leeuwenhoek on astunud järjekordse sammu edasi. Olles suhteliselt haritud pudukaupmehe õpipoiss, kasutas Anthony sageli kangalõngade lugemiseks suurendusklaasi ning arendas selle käigus välja uusi viise läätsede poleerimiseks ja lihvimiseks, mis võimaldas pilti suurendada 270 korda. 1670. aastal avastas Leeuwenhoek oma läätsede abil kogemata mikroorganismide olemasolu: bakterid ja protistid.

Inglise teadlane Robert Hooke täiustas Leeuwenhoeki mikroskoopi. Ta on kuulsa teose Micrographia autor, esimene mikroskoopilist maailma käsitlev raamat, millel on üksikasjalikud graveeringud seninägematutest kujutistest, nagu näiteks käsna tekstuur või kirbukujutised. "Kaunistatud läikiva musta turvisega, õhuke ja korralikult ehitatud," kirjutas Hooke kirpude kohta. Vaadates läbi mikroskoobi korgipuu koort, mille struktuur meenutas kärgesid ja kloostrirakke, võttis Hooke kasutusele mõiste "puur". Need edusammud vapustasid teadust ja viisid muu hulgas mikrobioloogia ja haiguste iduteooria tekkeni.

Klaaskatseklaaside ja -pipettide ilmumine laboritesse üle maailma võimaldas mõõta ja segada erinevaid aineid ning avaldada neile kõikvõimalikke mõjutusi. Klaastööriistad aitasid kaasa keemia ja meditsiini arengule ning võimaldasid ka aurumasina ja sisepõlemismootori ilmumist.

Samal ajal kui mõned teadlased askeldasid mikroskoopide ja keeduklaasidega, pöörasid teised pilgu taeva poole. Pole täpselt teada, kes teleskoobi leiutas, kuigi esmakordselt mainiti seda seadet Hollandis 1608. aastal. Teleskoop sai kuulsaks tänu Galileole, kes täiustas olemasolevat disaini ja asus uurima taevakehi. Jupiteri satelliitide vaatlemise käigus jõudis ta järeldusele, et maailma geotsentrilisel mudelil pole mõtet, mistõttu tekkis katoliku kirikuga rahulolematus. 1616. aasta inkvisitsioonikomisjon jõudis järeldusele, et väide heliotsentrismi kohta oli "filosoofilisest vaatenurgast absurdne ja absurdne ning pealegi formaalselt ketserlik, kuna selle väljendid on paljuski vastuolus Pühakirjaga". Nagu näete, võib klaas viia patuni.

Klaasi mõju meie elule ei nõrgene. Tulevikku silmas pidades loodavad teadlased teha sama olulise läbimurde, kasutades klaasi tuumajäätmete neutraliseerimiseks, ohutute akude loomiseks ja biomeditsiiniliste implantaatide kujundamiseks. Insenerid arendavad kõrgtehnoloogilisi puuteekraane, kameeleonklaasi, turvaklaasi.

Kui näete järgmine kord klaasobjekti, mõelge sellele, kas pole imelik, et maast ja tulest sündinud materjal, mis on tiigina seotud jääkattega, pidevalt aatomipuhastustules, muudab inimese elu palju lihtsamaks ja soodustab edasiminekut . Vaadake hoolikalt mitte läbi klaasi, nagu tavaliselt, vaid otse sellele ja pidage meeles, kui palju nähtusi jääks inimsilmale kättesaamatuks, kui meil poleks käepärast materjali, mis ise on vaevumärgatav.

Siiani pole kindlalt teada, kuidas klaas leiutati. Selle materjali leiutamisega on seotud palju legende, kuid ainult üks neist tundub suhteliselt usutav.

Selle versiooni järgi on tegemist kogemata avastatud materjaliga, millest on saanud ühe iidseima käsitöö – keraamika valmistamise – kõrvalsaadus. On teada, et sajandeid tagasi põletati savi, et anda sellele tugevust liivaaukudes. Tollal kasutati lõket tavaliselt pilliroogu või kuiva põhku. Kõrgete temperatuuride mõjul suhtles liiv peamiste põlemisproduktidega, mille tulemusena tekkis läbipaistev kiiresti tahkuv mass. Teine levinud versioon klaasi päritolust on vase sulatamisel kõrvalsaaduse tekkimine.

Mõned teadlased järgivad kolmandat versiooni. Nende arvates tekkis klaas kõrge temperatuuriga kokkupuutel liiva ja Aafrika soodaga. Selle legendi järgi valmistasid foiniikia kaupmehed oma toitu rannikuliivale asetatud Aafrika soodast valmistatud koldes. See klaasi päritolu versioon kuulub antiikajaloolasele Plinius Vanemale.

Iidse klaasitootmise alused

Klaasil on väga iidne ajalugu. Enamik teadlasi on jõudnud järeldusele, et see materjal loodi kogemata kuus tuhat aastat tagasi. Ekspertide arvamused selle esinemiskoha kohta on aga mõnevõrra erinevad. Erinevatel andmetel on klaas pärit Vahemere idaosast, Mesopotaamiast või Foiniikiast.

Esimesed klaasipuhujad olid kahtlemata egiptlased: just nemad lõid klaastooteid spetsiaalsetes savianumates. Sel ajal leiutati ka fritimismeetod: kuumad klaasitükid kasteti külma vette, jahvatati tolmuks ja sulatati uuesti. Seda klaastoodete valmistamise meetodit on kasutatud sajandeid. Seda fakti kinnitavad arheoloogiliste väljakaevamiste tulemusena leitud frittimisriistad. Sel ajal oli klaasi tootmiseks vaja kahte ahju: ühte neist kasutati esmaseks sulatamiseks, teise abil sulatati fritte.

Kuidas antiikajal klaasi valmistati

Klaasi valmistamiseks kasutatud iidsed ahjud ehitati alumiiniumoksiidist ja kividest. Nende ainus puudus oli suur küttepuude tarbimine. See pole üllatav, sest ahju sees oli vaja hoida püsivalt kõrget töötemperatuuri - kuni 1200 kraadi ja läbitungimiseks oli vaja ahi sulatada 1450 kraadini.

Klaasi valmistamisel kasutati toorainena soodat, erinevate taimede tuhka ja liiva. Paljud sajandid tagasi õppisid käsitöölised tegema mitte ainult valget, vaid ka valget. Nendel aegadel oli tavaks kasutada värvainetena mitmesuguseid metallurgiaräbu, näiteks mangaani, vase ja koobalti ühendeid. Muinasahi oli madal võlv, mille alla pandi savinõud klaasi sulatamiseks. Ümberkaudsed metsad olid selliste ahjude kütuseks, nii et kui need täielikult maha raiuti, tuli kamin teise kohta viia. Klaasi sulatamine oli iidsetel aegadel väga töömahukas ja aeganõudev protsess, mille tulemusena olid klaastoodete hinnad väga kõrged.

Kõige ilusam iidne klaas

Klaasipuhumistööstuse õitseaeg algas Rooma impeeriumiga. Kuid pärast suure riigi kokkuvarisemist arenes klaasitootmine väga aeglaselt. Seejärel jagati klaasipuhumisäri kaheks: lääne- ja idasuunaks.

Klaastoodete valmistamise meetodid jäid pikka aega samaks, täiustati ainult tehnikat. Esimesed muudatused klaasi loomise tehnikas ilmnesid I aastatuhande lõpus. Pärast mitmeid katseid õnnestus osaliselt muuta toorainet, kuid säilitada klaastoodete kõrge kvaliteet. Euroopa meistrid asendasid sooda kaaliumkloriidiga, mis saadi okas- ja pöögipuude tuha leostumisel. Pärast tooraine väljavahetamist on Vahemere ja Euroopa toodetel veelgi rohkem erinevusi.

Klaasipuhumise täiustamine

Lehtklaasi tootmise juhtpositsioon kuulub Saksa klaasipuhuritele. Üheteistkümnendal sajandil tekkis neil idee puhuda õõnes silinder, lõigata ära selle põhi ja seejärel rullida materjal õhukeseks leheks, andes sellele ristkülikukujulise kuju. Itaalia meistrid hakkasid seda tehnikat kasutama alles XIII sajandil. Loomulikult ei saa keskaegse klaasi kvaliteeti võrrelda tänapäevase klaasiga, kuid samu aineid kasutatakse klaastoodete valmistamisel tänapäevani. Sel ajal oli klaasi hind väga kõrge, mistõttu seda kasutati paleede, kirikute ja aadlimajade akende klaasimiseks. Olles omandanud täiustatud klaasitootmise tehnoloogia, hakkavad Euroopa meistrid esmakordselt valmistama vitraaže, mille loomiseks kinnitatakse värvilised klaasitükid metallisulamitega kokku. Keskaja lõpuks sai Veneetsiast klaasipuhumise tootmise keskus. Klaasitööstus saavutas siin uskumatu populaarsuse, mõne aasta jooksul töötas Veneetsias üle kaheksa tuhande klaasipuhuri. Kuid üsna pea oli Veneetsia klaas sunnitud andma teed kristallile, mida esialgu valmistasid ainult inglise klaasipuhurid. Ajalooliste faktide kohaselt leiutas kristalli George Ravencroft, kes võttis esimesena kasutusele arenenumad toorained. Kaaliumkloriidi asemel kasutas leiutaja pliioksiidi, mille tulemusena saadi ilus klaas, millel on täiuslikud peegeldavad omadused. Pealegi oli kristalli lihtne detailida ja peenelt graveerida, tänu millele leidis selline klaas end peagi konkurentsist välja.

Tööstuslik klaasi tootmine

Klaasi tööstuslik tootmine algas suhteliselt hiljuti - alles üheksateistkümnendal sajandil. Klaastoodete automaattootmise rajaja oli Otto Schott, kelle põhitegevuseks oli erinevate ainete mõju uurimine klaasi füüsikalistele omadustele. Schott on teinud palju uurimistööd koos prof Ernst Ebbiga. Teine teadlane, kes andis suure panuse klaasitootmise automatiseerimisse, oli Friedrich Simmens. Just tema lõi ainulaadse ahju, võimaldades klaasitootmise mahtu mitu korda suurendada. Mõni aasta hiljem leiutas Michael Owens masinad klaaspudelite tootmiseks. See uuendus saavutas kiiresti populaarsuse: 1920. aastaks töötas USA-s juba üle 200 seda tüüpi masina. Üks olulisemaid klaasitootmise meetodeid oli ahjust vertikaalne tõmbamine. Sellise leiutise autor oli Belgia teadlane Foucault. Tema kaasmaalane Emile Bischerois otsustas seda tehnikat täiustada, tehes ettepaneku lasta klaas rullide vahele, et saada ühtlane võrk. Tõelise revolutsiooni klaasitootmises tegi firma Pilkington, kes töötas välja floatmeetodi: sulatusahjust satub klaasimass sulatinaga anumasse, misjärel see jahutatakse ja suunatakse lõõmutamiseks. Selle meetodi peamine eelis on sama paksuse tagamine kogu klaaslehe perimeetri ulatuses. Lisaks ei vajanud Pilkingtoni klaas täiendavat töötlemist, kuna sellel puudusid erinevad defektid, mis on iseloomulikud muul viisil valmistatud toodetele.

Klaasitootmine Venemaal

Klaasiäri Venemaal tekkis palju varem kui kõigis Euroopa riikides. Siin on valmistatud peeneid klaasnõusid alates 9. sajandist. Klaasitootmine oli eriti populaarne Peeter I ajal. Tol ajal ei valmistatud mitte ainult aknaklaase ja nõusid, vaid ka

Ammu enne tänast peeti klaasi valmistamist töömahukaks protsessiks, mis sarnaneb kunstiteose loomisega. Sel põhjusel oli selle hind väga kõrge. Tiberiuse valitsusajal lõi üks meistritest turvaklaasi, kuid keisri käsul ta hukati, kuna see avastus võib põhjustada klaasi maksumuse järsu languse.

Tänaseks on kõik muutunud ja sel alal töötavad teadlased püüavad klaasi võimalikult odavalt teha.

Arheoloogilised leiud näitavad, et esimene klaas valmistati Lähis-Idas umbes 3000 eKr. Alguses oli klaasitootmine aeglane ja kallis. Iidsetel aegadel oli klaas luksuskaup ja seda said endale lubada vaid vähesed.

Vanimad klaasesemed on helmed ja ripatsid, mis loodi Vana-Egiptuse dünastia-eelsel ajastul. Egiptlased teadsid ka klaasmosaiike. Mitmevärvilisi klaasplaate kuumutati kuni sulatamiseni ja seejärel venitati, et saada õhukesed ja väga pikad ribad, mis sageli kujutasid lihtsaid hieroglüüfe. Need tööd paistsid silma oma hämmastava põhjalikkuse poolest, kuid samal ajal ei püüdnud egiptlased kunagi saavutada klaasi läbipaistvust.

Indiast, Koreast ja Jaapanist on leitud klaasesemeid, mis pärinevad aastast 2000 eKr. Väljakaevamised näitavad, et Venemaal teadsid nad klaasitootmise saladusi rohkem kui tuhat aastat tagasi.

Arvatakse, et kunstlik klaas avastati juhuslikult, teiste käsitööde kõrvalsaadusena. Sel ajal toimus savitoodete põletamine tavalistes liiva sisse kaevatud süvendites ning kütuseks oli põhk või pilliroog. Põlemisel tekkinud tuhk ehk leeline kõrgel temperatuuril kokkupuutel liivaga andis klaasja massi.

Mõned peavad klaasi vase sulatamise kõrvalsaaduseks. Ja Vana-Rooma ajaloolane Plinius vanem (79 - 23 eKr) kirjutas, et võlgneme klaasi foiniikia merekaupmeestele, kes parklates toitu valmistades tegid rannikuliival lõket ja toetasid potte lubjatükkidega. luues seeläbi tingimused klaasi tekkeks.

Tõepoolest, klaasi valmistamise tooraineks olid liiv, lubi ja leelised - orgaanilised (taimetuhk) või anorgaanilised (sooda). Värvainetena kasutati metallurgilisi räbu: vase, koobalti ja mangaani ühendeid.

Tänapäeval on klaasi valmistamise peamiseks tooraineks kaltsiumdioksiid - SiO2, mis on valge kvartsliiv. Selle peamine eelis võrreldes teiste ainetega on see, et kaltsiumdioksiid võib kristallide moodustumise protsessist mööda minna sulaolekust tahkesse olekusse. See võimaldab seda kasutada erinevat tüüpi prillide loomiseks. Kvartsil on liiga kõrge sulamistemperatuur, mistõttu igas klaasitsehhis toodetakse 50-80% SiO2 sisaldavat klaasi. Sulamistemperatuuri alandamiseks lisatakse klaasimassile erinevaid abiaineid: lubi, naatriumoksiid, alumiiniumoksiid.

Eelmisel sajandil eKr e. klaasitootmine arenes intensiivselt Rooma impeeriumis. Selge poliitiline ja majanduslik korraldus, kiire ehitus, ulatuslikud kaubandussuhted – kõik see lõi tingimused Rooma valdustes Vahemere ääres ja Lääne-Euroopas asuva klaasitööstuse õitsenguks. Keiser Augustuse valitsusajal eksporditi klaastooteid Prantsusmaale, Saksamaale ja Šveitsi. Roomlased hakkasid esimest korda kasutama klaasi arhitektuurilistel eesmärkidel – eriti pärast läbipaistva klaasi avastamist, lisades klaasimassi mangaanoksiidi, mis juhtus umbes 100 eKr. eKr e. Aleksandrias. Aleksandria oli sel ajal ka klaasnõude tootmise keskus. Maailmakuulus Portlandi vaas (kahekihilisest läbipaistmatust klaasist) on Aleksandria käsitööliste ehk kõige kuulsam meistriteos.

Keskajal, pärast Rooma impeeriumi kokkuvarisemist, pidurdus tehnika liikumine ja klaasipuhumisoskuse saladused, mistõttu ida- ja läänepoolsed klaasnõud omandasid järk-järgult üha rohkem individuaalseid erinevusi. Aleksandria jäi klaasitootmise keskuseks idas, kus valmistati elegantseid klaasnõusid.

Esimese aastatuhande lõpuks olid klaasitootmise meetodid Euroopas oluliselt muutunud. Esiteks mõjutas see tootmiseks kasutatava tooraine koostist. Arvestades raskusi sellise segu komponendi nagu sooda kohaletoimetamisega, asendati see puidu põletamisel saadud kaaliumkloriidiga. Seetõttu hakkas Alpidest põhja pool valmistatud klaas erinema Vahemeremaades, näiteks Itaalias, valmistatud klaasist.

11. sajandil valdasid lehtklaasi tootmist Saksa ja 13. sajandil Itaalia meistrid. Esmalt puhusid nad õõnsa silindri, seejärel lõikasid selle põhja maha, lõikasid ja rullisid ristkülikukujuliseks leheks. Sellise lehe kvaliteet ei olnud kõrge, kuid kordas praktiliselt täielikult tänapäevaste aknaklaaside keemilist koostist. Nende klaasidega olid klaasitud kirikute ja aadlike aadlike losside aknad. Samal perioodil jõudsid õitsele ka vitraažaknad, milles kasutati värvilisi klaasitükke.

Keskaja lõpus sai Veneetsiast Euroopa klaasitootmise keskus. Sel ajalooperioodil kündis Veneetsia kaubalaevastik kogu Vahemere vetes, mis aitas kaasa uusimate tehnoloogiate (eriti idast) kiirele ülekandmisele viljakale Veneetsia maale. Klaastoodete valmistamine oli Veneetsia tähtsaim käsitöö, millest annab tunnistust ka klaasipuhujate arv selles linnas – üle 8000 inimese. 1271. aastal anti välja erimäärus, millega seadustati mõned protektsionistlikud meetmed klaasitootmise huvide kaitseks, keelati välismaa klaasi import, välismaiste käsitööliste töölevõtmine ja klaasitootmise tooraine väljavedu välismaale.

13. sajandi lõpul oli Veneetsias üle tuhande klaasahju. Nende ööpäevaringsest tööst tingitud sagedased tulekahjud sundisid linnavõimu aga tootmise lähedalasuvale Murano saarele viima.

See meede andis teatud garantiid ka Veneetsia klaasi tootmise saladuse hoidmisel, kuna käsitöölistel ei olnud õigust saare territooriumilt lahkuda.
15. sajandi teisel poolel töötasid Murano saare klaasimeistrid välja uue tehnoloogia eriti läbipaistva klaasi valmistamiseks, kasutades kvartsliiva ja merevetikatest valmistatud kaaliumkloriidi. 16. sajandi lõpuks oli saare 7000 elanikust 3000 klaasitööstusega seotud.

17. sajandil läks juhtpositsioon klaasitootmistehnoloogia arendamisel järk-järgult Inglise meistrite kätte, eelkõige tänu George Ravencrofti 1674. aastal uue kristallitootmismeetodi leiutamisele. Tal õnnestus saada parem klaasikompositsioon kui Itaalia meistritel. Ravencroft asendas kaaliumkloriidi suure kontsentratsiooniga pliioksiidiga ja tootis hästi peegeldava klaasi, mis sobib väga hästi sügavaks lõikamiseks ja graveerimiseks.

Ka Prantsusmaa ei jäänud klaasitootmise arendamisest kõrvale. 1688. aastal kehtestati Pariisis uus peegelklaasi tootmise protsess, mille optilised omadused selle ajani olid jätnud soovida. Sulaklaasi mass valati spetsiaalsele lauale ja rulliti tasaseks. Seejärel algas mitmeetapiline pinna poleerimine, esmalt krobeliste malmketaste, seejärel erineva fraktsiooniga abrasiivse liivaga ja lõpuks viltketastega. Tulemuseks oli enneolematute optiliste omadustega peegelpind. Sellisest klaasist saadi kvaliteetsed peeglid, mille tagakülg oli kaetud hõbedakihiga. Prantslased meelitasid andekaid Veneetsia käsitöölisi, kel olid head professionaalsed oskused ja teadmised käsitöö saladustest. Prantsuse võimud pakkusid Veneetsia meistritele palju stiimuleid: näiteks Prantsusmaa kodakondsus pärast kaheksa aastat töötamist ja peaaegu täielik maksuvabastus.

Kuid alles 19. sajandi lõpus hakkas klaasitootmine käsitööst arenema masstööstuslikuks tootmiseks. Kaasaegse klaasitootmise üheks "isaks" võib nimetada saksa teadlast Otto Schottit (1851 - 1935), kes uuris aktiivselt teaduslike meetoditega erinevate keemiliste elementide mõju klaasi optilistele ja termilistele omadustele. Klaasi optiliste omaduste uurimisel tegi Schott koostööd Jena professori ja Carl Zeissi firma kaasomaniku Ernst Ebbiga (1840-1905). Teine märkimisväärne tegelane, kes aitas kaasa klaasi masstootmisele, oli Friedrich Simmens. Ta leiutas uue ahju, mis võimaldas toota pidevalt palju rohkem klaasi kui varem.

19. sajandi lõpus leiutas Ameerika insener Michael Owens (1859–1923) automaatse pudelite valmistamise masina. 1920. aastaks oli USA-s kasutusel ligikaudu 200 Owensi masinat. Peagi levisid sellised masinad Euroopas laialt. 1905. aastal tegi belglane Furko klaasitööstuses järjekordse revolutsiooni. Ta leiutas meetodi, kuidas ahjust vertikaalselt tõmmata püsiva laiusega klaaslehte. 1914. aastal täiustas tema meetodit teine ​​belglane Emile Bischeroy, kes tegi ettepaneku venitada klaaslehte kahe rulli vahel, mis lihtsustas oluliselt edasise klaasi töötlemise protsessi.

Ameerikas töötati sarnane klaaslehe joonistamise protsess välja mõnevõrra hiljem. Seejärel täiustati tehnoloogiat Ameerika firma "Libbey-Owens" toel ja seda hakati 1917. aastal kasutama kommertstootmises. Ujukmeetodi töötas välja 1959. aastal Pilkington. Selle protsessi käigus voolab klaas sulatusahjust horisontaaltasapinnal lameda lindi kujul läbi sulatina vanni edasiseks jahutamiseks ja lõõmutamiseks.

Selle meetodi eelisteks võrreldes kõigi eelmistega on stabiilne klaasi paksus, klaasipinna kõrge kvaliteet, mis ei vaja täiendavat poleerimist, optiliste defektide puudumine klaasil ja kõrge protsessi tootlikkus. Saadud klaasi suurim suurus on tavaliselt 6 x 3,21 m ja lehe paksus võib olla 2 kuni 25 mm.

Praegu toodetakse maailmas umbes 16 500 miljonit tonni lehtklaasi aastas. Kuidas klaasi valmistamise protsess tänapäeval välja näeb? Enne kui elegantne peegel, keemiliste elementide komplektist ilmub ilus vaas või hele klaasmööbel, peavad need ained läbima rea ​​protseduure. Klaasi või peegli loomisel sulatatakse ennekõike madala sulamistemperatuuriga aineid tohututes vannides, mis mahutavad kuni tuhat tonni klaasi. Seejärel lisatakse sinna kvartsliiva, mis sulab edukalt 1000 kraadi juures. Kuid seda protsessi ei saa pidada lõpetatuks: saadud klaasimass on vaja degaseerida. Selleks kuumutatakse seda spetsiaalsetes regenereerimisahjudes temperatuurini 1400-1600 kraadi. Pinnale jõudmise käigus aitavad gaasid kaasa klaasi ühtlasele segunemisele.

Klaasitootmisahi töötab pidevalt. Ühest küljest söödetakse sinna koostisained, mille segamise tulemusena tekib klaas. Järk-järgult muutuvad need sulaklaasi massiks ja seejärel sisenevad spetsiaalsele konveierile, millel klaas jahutatakse ja lõigatakse soovitud suurusega lehtedeks. Selleks, et luua mitte tavaline klaas, vaid peegel, katavad meistrimehed külmutatud klaasi mööda konveieri liigutamise käigus selle esmalt õhukese hõbedakihiga, seejärel vasekihi ja lõpuks lakiga. Ühe minutiga sellisest töötlemisest on võimalik luua 2,5 meetri pikkune peegel ja kuu ajaga valmistab selline ahi peegli pindalaga 40 000 ruutmeetrit. m.

Kujutage ette, et naasete koolist ja teie korteri akendel pole prille. Majast puudu ja klaasnõud. Tahad oma üllatunud nägu peeglist vaadata, aga ka teda pole korteris. Jah, ja te poleks palju muid kasulikke asju avastanud, kui klaasi poleks korraga leiutatud. Selles loos räägin teile, kuidas klaasi ajalugu alguse sai.

Aga kuidas on lood klaasi leiutaja nimega? Aga mitte kuidagi. Fakt on see, et selle lõi loodus ise. Ammu, miljoneid aastaid enne esimese inimese ilmumist, oli klaas juba olemas. Ja see moodustati esmalt punasest kuumast ja seejärel jahtunud laavast, mis pääses vulkaanidest pinnale.

Seda looduslikku klaasi nimetatakse nüüd obsidiaaniks. Aga nad ei saanud näiteks aknaid klaasida mitte ainult sellepärast, et siis aknaid polnud, vaid ka seetõttu, et looduslik klaas on määrdunudhall, mille kaudu pole absoluutselt midagi näha.

Kuidas siis tarbimiskõlblik klaas tekkis? Võib-olla on inimesed õppinud seda pesema? Paraku on looduslik klaas määrdunud mitte väljast, vaid seestpoolt, nii et isegi kõige kaasaegsemad pesuvahendid ei aita siin.

Selle kohta, kuidas inimesed valmistasid esimest korda kaasaegse klaasi lähedase klaasi, on mitu legendi. Nad kõik on väga sarnased ja
räägitakse, et rändurid, kellel polnud kolde jaoks kive käepärast, kasutasid selle asemel naturaalset soodatükke. Pealegi juhtus see kõrbes või veehoidla kaldal, kus oli tingimata liiv. Ja tule mõjul sulasid sooda ja liiv, moodustades klaasi. Inimesed uskusid nendesse legendidesse pikka aega. Kuid üsna hiljuti selgus, et see kõik pole tõsi, sest tule soojusest sellise sulami jaoks ei piisa.

Inimesed hakkasid oma kätega klaasi valmistama rohkem kui 5000 aastat tagasi Egiptuses. Tõsi, ka siis ei olnud see läbipaistev, kuid tänu sellele, et liiva sisse sattus võõraid lisandeid, oli sellel roheline või sinine toon. Tasapisi õppis Ida sellest lahti saama. Kaevamiste põhjal otsustades olid esimesed klaasesemed helmed. Veidi hiljem hakkas nõusid katma klaas. Ja õppida, kuidas seda ise klaasist valmistada, kulus veel 2000 aastat.

Klaasitootmise saladuse väljaselgitamiseks saatis Veneetsia valitsus 13. sajandi alguses erilised inimesed itta. Altkäemaksu ja ähvarduste abil said veneetslased selle saladuse kätte.

Nad asutasid oma tootmist ja said klaasi veelgi läbipaistvamaks muuta, kui arvasid veidi lisada juhtima.

Alguses valmistati klaasi aastal Veneetsia. Kohalikud võimud kartsid väga, et keegi saab teada tootmise saladuse, mistõttu oli ala, kus need töökojad asusid, alati sõdurite poolt sisse piiratud. Ükski töölistest ei julgenud linnast lahkuda. Iga sellise katse eest ei mõistetud surma mitte ainult klaasimeister ise, vaid ka kogu tema perekond.

Lõpuks otsustati kolida töötoad Murano saarel. Sealt oli raskem põgeneda ja raske oli ka sinna pääseda.

Aastal 1271 Veneetsia veskid õppisid valmistama klaasist läätsi, mille järele algul polnud suurt nõudlust. Aga sisse 1281 arvasid, et sisestavad need spetsiaalselt kujundatud raamidesse.

Nii tekkisid esimesed prillid. Alguses maksid need nii palju, et olid suurepärane kingitus isegi kuningatele ja keisritele.

Viieteistkümnenda sajandi lõpus, mil Veneetsiasõppisid klaasist nõusid valmistama, said Murano tooted üle maailma nii populaarseks, et nende kohaletoimetamiseks tuli ehitada lisalaevu.

Kuid klaasi täiustamine jätkus hiljem. Aeg on kätte jõudnud ja inimesed tulid ideele katta see spetsiaalse kompositsiooniga - amalgaamiga, nii et ilmusid peeglid.

Meie riigis Klaasi tootmine algas tuhat aastat tagasi, väikestes töökodades. Ja 1634. aastal ehitati Moskva lähedale esimene klaasitehas.