Kto wynalazł kolorowe szkło. Historia szkła. Produkcja szkła przemysłowego

✪ Zwykła historia - Szkło - Historia pierwsza

✪ Antyczne szkło.

✪ Zwykła opowieść — szkło — historia druga

Napisy na filmie obcojęzycznym

Pojawienie się szkła

Naturalnie produkowane szkło, zwłaszcza wulkaniczne (obsydian), było używane od epoki kamienia do narzędzi skrawających. Ponieważ takie szkło było rzadkością, stało się częstym przedmiotem handlu. Źródła archeologiczne wskazują, że sztuczne szkło po raz pierwszy wyprodukowano na wybrzeżu Syrii, w Mezopotamii lub w starożytnym Egipcie. Większość najstarszych wyrobów szklanych została znaleziona w Egipcie, ze względu na sprzyjające warunki klimatyczne dla szkła, ale możliwe, że część z tych przedmiotów została sprowadzona do Egiptu. Najstarsze obiekty szklane pochodzą z III tysiąclecia p.n.e. mi. Są to koraliki szklane, które mogły przypadkowo pochodzić z procesu wytwarzania metalu lub ceramiki.

W późnej epoce brązu w Egipcie i Azji Zachodniej (np. Megiddo) technologia produkcji szkła dokonała gwałtownego skoku. Znaleziska archeologiczne z tego okresu obejmują sztabki i naczynia z kolorowego szkła, niekiedy inkrustowane kamieniami półszlachetnymi. Do produkcji szkła egipskiego i syryjskiego używano sody, którą łatwo pozyskiwać z węgli wielu gatunków drewna, zwłaszcza roślin halofilnych rosnących nad brzegiem morza. Najwcześniejsze naczynia były robione przez przędzenie ciągliwych włókien szklanych wokół formy z piasku i gliny, nabitej na metalowy pręt. Następnie, poprzez wielokrotne podgrzewanie szkła, zapewnili jego stopienie w jedno naczynie. Następnie na oryginalny kształt można było nałożyć paski kolorowego szkła, tworząc w ten sposób ozdoby. Następnie pleśń została zniszczona, a pręt został usunięty z powstałego naczynia.

Do XV wieku p.n.e. mi. szkło było masowo produkowane w Azji Mniejszej, Krecie i Egipcie. Przyjmuje się, że technologie wytwarzania szkła z naturalnych materiałów były pilnie strzeżoną tajemnicą, a technologie te były stosowane tylko na dworze władców najpotężniejszych państw. Gdzie indziej produkcja szkła polegała na przetwarzaniu prefabrykowanego szkła, często w postaci wlewków. Takie sztabki znaleziono na przykład we wraku statku Ulu-Burun u wybrzeży współczesnej Turcji.

Szkło nadal było towarem luksusowym, a produkcja szkła wydawała się zanikać wraz z cywilizacjami późnej epoki brązu. W IX wieku p.n.e. mi. W Syrii i na Cyprze odrodziło się szklarstwo i znaleziono technologie produkcji szkła bezbarwnego. Pierwszy znany „podręcznik” do produkcji szkła pochodzi z 650 roku p.n.e. mi. są tablice znajdujące się w bibliotece asyryjskiego króla Asurbanipala. W Egipcie produkcja szkła nie została wznowiona, dopóki Grecy nie sprowadzili go do królestwa Ptolemeuszy. Okres hellenistyczny to dalszy rozwój technologii szkła, który umożliwił produkcję szkła wielkogabarytowego, w szczególności zastawy stołowej. W szczególności opracowano technologię mieszania kilku kolorów szkła tak, aby uzyskać mozaikową strukturę. W tym okresie szkło bezbarwne zaczęło być cenione bardziej niż szkło kolorowe, w związku z czym ulepszono technologie jego wytwarzania.

Eksperymentalnie ustalono, że spawanie w ten sposób szkła jest niemożliwe. Ciepło, które wytworzy nawet bardzo duży ogień, nie wystarczy do utworzenia stopu piasku i sody; poza tym istnieją inne cechy technologiczne, które stoją w wyraźnej sprzeczności z tą wersją pochodzenia szkła.

Uwagi

1. Wyprawa w starożytnej Anatolii. Notatki z podróży i zdjęcia archeologiczne. Historia szkła: starożytne szkło praca w Bodrummuzeum
2. Christine Lilyquist (1993). „Granulacja i szkło: dochodzenia chronologiczne i stylistyczne w wybranych zakładach, ok. 2500-1400  p.n.e.” . Biuletyn Amerykańskich Szkół Badań Orientalnych. 290/291: 29-94.

Przed pojawieniem się na ekranie ten artykuł został przekonwertowany na sygnały optyczne i przesłany z prędkością ~201 000 km / s przez kabel światłowodowy. Kabel oparty jest na włóknach wykonanych z najcieńszego szkła, które jest 30 razy bardziej przezroczyste niż czysta woda. Technologia została udostępniona przez Corning Incorporated. W 1970 roku, korzystając z wyników wieloletnich badań naukowców z całego świata, opatentowała kabel zdolny do przesyłania dużej ilości informacji na duże odległości.

Jeśli czytasz na smartfonie, nie zapomnij podziękować Steve'owi Jobsowi, który w 2006 roku poprosił Corning Inc. opracować cienki, ale wytrzymały ekran dla iPhone'a. Rezultat - Gorilla Glass - dominuje teraz na rynku urządzeń mobilnych. Ekrany smartfonów ze szkłem Gorilla Glass piątej generacji nie pękają po upuszczeniu w 80% przypadków (urządzenia testowe spadały z wysokości 1,6 metra – na tym poziomie ludzie zwykle trzymają telefon – na twardą powierzchnię).

I to nie wszystko. Bez szkła świat byłby nie do poznania. Dzięki niemu okulary, żarówki i okna stały się dostępne dla ludzkości. Ale pomimo wszechobecności szkła, w środowisku naukowym wciąż toczy się dyskusja na temat definicji tego pojęcia. Niektórzy uważają szkło za ciało stałe, inni za ciecz. Wiele pytań wciąż pozostaje bez odpowiedzi: na przykład, dlaczego jeden rodzaj szkła jest mocniejszy od drugiego lub dlaczego niektóre mieszanki szkła mają właśnie takie właściwości optyczne i strukturalne. Dodaj do tego istniejące bazy danych rodzajów szkła, z których jedna zawiera ponad 350 000 obecnie znanych rodzajów, co pozwala na tworzenie ogromnej liczby różnych mieszanek. Rezultatem jest naprawdę interesujący obszar badań, w którym regularnie powstają niesamowite nowe produkty. Szkło wywarło ogromny wpływ na ludzkość i można śmiało powiedzieć, że szkło kształtuje oblicze naszej cywilizacji.

„Używamy szkła od tysięcy lat, ale nadal nie rozumiemy, o co chodzi w szkle” – powiedział Mathieu Boschi, ekspert od szkła i członek zespołu badawczego UCLA. Z reguły szkło uzyskuje się przez podgrzanie, a następnie gwałtowne schłodzenie mieszaniny kilku substancji. Na przykład piasek (dwutlenek krzemu), wapno i soda są używane do tworzenia płaskich szyb okiennych. Krzem zapewnia przezroczystość, wapń zapewnia wytrzymałość, a soda obniża temperaturę topnienia. „Szybkie chłodzenie zapobiega krystalizacji szkła” – mówi Steve Martin, naukowiec zajmujący się szkłem z Iowa State University.

To właśnie ze względu na zapobieganie krystalizacji szkło uważane jest za substancję amorficzną, a nie stałą lub płynną. Atomy szkła dążą do odtworzenia struktury kryształu, ale nie mogą, ponieważ zastygają w miejscu podczas jego wytwarzania. Być może słyszałeś, że szkło w oknach starożytnych katedr z czasem spływa, przez co staje się grubsze u podstawy. To stwierdzenie jest błędne: starożytne technologie produkcyjne po prostu nie pozwalały na wytwarzanie nawet szkła. Ale nadal jest w ruchu, choć bardzo powoli. Wyniki badania opublikowanego w zeszłym roku w Journal of the American Ceramic Society wykazały, że w temperaturze pokojowej przemieszczenie jednego nanometra materii zajęłoby szkłu starożytnej katedry około miliarda lat.

Ludzie wytwarzali narzędzia z obsydianu i innych rodzajów szkła wulkanicznego od zarania cywilizacji, a pierwsze wykonane przez człowieka szkło zostało po raz pierwszy wyprodukowane w Mezopotamii nieco ponad 4000 lat temu. Pozyskiwany był prawdopodobnie jako produkt uboczny przy wytwarzaniu szkliwa ceramicznego. Wkrótce ta technologia została zapożyczona przez starożytnych Egipcjan. Carol White, dyrektor wykonawczy Muzeum Szkła Corning, twierdzi, że pierwszymi szklanymi przedmiotami były koraliki, amulety i gałązki, które posłużyły do ​​stworzenia szkła mozaikowego. Często za pomocą minerałów nadano im wygląd innego materiału.

„Na początku drugiego tysiąclecia pne rzemieślnicy zaczęli wytwarzać małe naczynia, takie jak wazony. Archeolodzy znaleźli tabliczki z pismem klinowym opisujące ten proces, ale zostały one napisane w tajemnym języku, mającym na celu ukrycie tajemnic produkcji” – dodaje White.

Do czasu powstania Cesarstwa Rzymskiego szklarstwo stało się ważną gałęzią gospodarki. Pisarz Petroniusz opowiada historię rzemieślnika, który pojawił się przed cesarzem Tyberiuszem z kawałkiem rzekomo niezniszczalnego szkła. „Czy ktoś jeszcze wie, jak zrobić takie szkło?” – spytał Tyberiusz rzemieślnika. – Nie – odparł rzemieślnik, podkreślając swoją wagę. Tyberiusz bez ostrzeżenia nakazał ścięcie biedaka. Chociaż motywy Tyberiusza nie są na pewno znane, można przypuszczać, że taki wynalazek mógł zniszczyć przemysł szklarski imperium.

Pierwsza poważna innowacja w szklarstwie miała miejsce w I wieku pne, kiedy to wokół Jerozolimy zaczęto dmuchać szkło. Wkrótce Rzymianie wymyślili, jak sprawić, by szkło było mniej lub bardziej przezroczyste: tak pojawiły się pierwsze szklane okna. Nastąpiła znacząca zmiana w postrzeganiu szkła, które wcześniej ceniono tylko ze względu na swoje właściwości dekoracyjne. Zamiast podziwiać szkło, ludzie zaczęli przez nie patrzeć. W ciągu następnych stuleci Rzymianie produkowali szkło na skalę przemysłową, które ostatecznie rozprzestrzeniło się w całej Eurazji.

W tym czasie nauka jako taka nie istniała, a szkło było wachlowane aureolą tajemnicy. Na przykład w IV wieku ne Rzymianie stworzyli słynny kielich Likurga, który zmienia kolor z zielonego na czerwony w zależności od kąta padania światła. Współczesne badania wykazały, że niesamowita właściwość kielicha wynika z obecności nanocząstek srebra i złota.

W średniowieczu w Europie i krajach arabskich utrzymywano zaawansowane tajniki szklarstwa. W epoce późnego średniowiecza Europejczycy rozpoczęli produkcję witraży. Według Carol White majestatyczne obrazy na szkle odegrały ogromną rolę w badaniu katechizmu przez niepiśmienną ludność. Nic dziwnego, że witraże nazywane są także bibliami dla ubogich.

Chociaż szyby okienne sięgają czasów rzymskich, nadal były drogie i trudne do zdobycia. Ale wszystko zmienia się wraz z budową Kryształowego Pałacu na Wystawę Światową w 1851 roku. Kryształowy Pałac był halą wystawienniczą o przeszklonej powierzchni 93 000 metrów kwadratowych. m. - cztery razy więcej niż siedziba ONZ w Nowym Jorku, zbudowana sto lat później. „Kryształowy Pałac pokazał ludziom godność i piękno szyb okiennych, wpłynął na architekturę i popyt konsumentów”, mówi Alan McLenaghan, dyrektor SageGlass, firmy specjalizującej się w przyciemnianych szybach i innych produktach szklanych. Crystal Palace spłonął w 1936 roku, ale kilka lat później szkło okienne stało się bardziej przystępne dzięki brytyjskiej firmie Pilkington, której pracownicy wynaleźli technikę wytwarzania szkła polerowanego na gorąco poprzez wylewanie roztopionej masy szklanej na warstwę roztopionej cyny.

W XIII wieku, na długo przed wszechobecnością szyb okiennych, pierwsze okulary stworzyli nieznani wynalazcy. Wynalazek pomógł w walce z analfabetyzmem i położył podwaliny pod dalsze udoskonalanie soczewek, które umożliwiły dostrzeżenie rzeczy wcześniej nieznanych. Na początku XIV wieku Wenecjanie zapożyczyli osiągnięcia rzemieślników z Bliskiego Wschodu i Azji Mniejszej i udoskonalili proces tworzenia przezroczystego szkła zwanego crystallo. Jedna technika polegała na ostrożnym topieniu kamyczków kwarcowych wraz z popiołami roślin kochających sól, co zapewniało prawidłowy stosunek krzemionki, manganu i sodu, czego oczywiście w tamtych czasach nie podejrzewano. Niezbędne było utrzymanie w tajemnicy zasad wytwarzania szkła. Pomimo wysokiego statusu, jaki posiadali wszyscy producenci szkła, karą za przekroczenie granicy Republiki Weneckiej była dla nich kara śmierci. Wenecjanie byli liderami na rynku szkła przez następne 200 lat.

Wykorzystując szkło własnej produkcji Wenecjanie stworzyli również pierwsze lustra. Brakuje słów, aby opisać wszystkie zmiany, jakie pociągnęło za sobą ich pojawienie się. Wcześniej lustra były wykonane z polerowanego metalu lub obsydianu, były bardzo drogie i nie odbijały tak skutecznie światła. Nowe lustra umożliwiły teleskopy i zrewolucjonizowały sztukę: z ich pomocą włoski rzeźbiarz Filippo Brunelleschi opracował perspektywę liniową w 1425 roku. Zmieniła się świadomość ludzi. Pisarz Ian Mortimer zasugerował nawet, że przed pojawieniem się szklanych luster ludzie nie postrzegali siebie jako odrębnych, unikalnych jednostek, koncepcja indywidualnej tożsamości nie istniała.

Szkło ma szerokie zastosowanie. Około 1590 r. Hans Jansen i jego syn Zachary wynaleźli mikroskop z dwoma soczewkami na końcach tubusu, dający dziewięciokrotne powiększenie. Holender Anthony Van Leeuwenhoek zrobił kolejny krok naprzód. Jako stosunkowo wykształcony uczeń handlarza pasmanterią, Anthony często używał szkła powiększającego do liczenia nici tkaniny, a w tym procesie opracował nowe sposoby polerowania i szlifowania soczewek, które umożliwiły powiększenie obrazu 270 razy. W 1670 za pomocą swoich soczewek Leeuwenhoek przypadkowo odkrył istnienie mikroorganizmów: bakterii i protistów.

Angielski naukowiec Robert Hooke ulepszył mikroskop Leeuwenhoeka. Jest autorem słynnego dzieła Micrographia, pierwszej książki o świecie mikroskopowym ze szczegółowymi rycinami niewidzianych wcześniej obrazów, takich jak tekstury gąbki czy wizerunki pcheł. „Zdobiony lśniącą czarną zbroją, cienki i schludnie zbudowany” – napisał Hooke o pchłach. Patrząc na korę drzewa korkowego przez mikroskop, którego struktura przypominała plastry miodu i komórki klasztorne, Hooke ukuł termin „klatka”. Te postępy zaszokowały naukę i doprowadziły między innymi do pojawienia się mikrobiologii i teorii chorób zarodkowej.

Pojawienie się szklanych probówek i pipet w laboratoriach na całym świecie umożliwiło pomiar i mieszanie różnych substancji oraz wystawianie ich na wszelkiego rodzaju wpływy. Szklane narzędzia przyczyniły się do rozwoju chemii i medycyny, a także umożliwiły pojawienie się silnika parowego i spalinowego.

Podczas gdy niektórzy naukowcy bawili się mikroskopami i zlewkami, inni zwracali wzrok w niebo. Nie wiadomo na pewno, kto wynalazł teleskop, chociaż pierwsza wzmianka o tym urządzeniu została znaleziona w Holandii w 1608 roku. Teleskop stał się sławny dzięki Galileuszowi, który ulepszył istniejącą konstrukcję i zaczął badać ciała niebieskie. W trakcie obserwacji satelitów Jowisza doszedł do wniosku, że geocentryczny model świata nie ma sensu, co wywołało niezadowolenie z Kościoła katolickiego. Komisja Inkwizycji z 1616 r. stwierdziła, że ​​stwierdzenie o heliocentryzmie było „absurdalne i absurdalne z filozoficznego punktu widzenia, a ponadto formalnie heretyckie, ponieważ jego wyrażenia są pod wieloma względami sprzeczne z Pismem Świętym”. Jak widać, szkło może prowadzić do grzechu.

Wpływ szkła na nasze życie nie słabnie. Patrząc w przyszłość, naukowcy mają nadzieję dokonać równie znaczącego przełomu, wykorzystując szkło do neutralizacji odpadów nuklearnych, tworzenia bezpiecznych baterii i projektowania implantów biomedycznych. Inżynierowie opracowują zaawansowane technologicznie ekrany dotykowe, szkło kameleona, szkło bezpieczne.

Następnym razem, gdy zobaczysz szklany przedmiot, pomyśl o tym, czy to nie dziwne, że materiał zrodzony z ziemi i ognia, związany jak staw pokrywą lodu, stale w atomowym czyśćcu, znacznie ułatwia życie ludzkie i sprzyja postępowi . Przyjrzyj się uważnie nie przez szybę, jak zwykle, ale bezpośrednio na nią i pamiętaj, jak wiele zjawisk pozostawałoby niedostępnych dla ludzkiego oka, gdybyśmy nie mieli pod ręką materiału, który sam w sobie jest ledwo dostrzegalny.

Nadal nie wiadomo na pewno, jak wynaleziono szkło. Istnieje wiele legend związanych z wynalezieniem tego materiału, ale tylko jedna z nich wydaje się względnie prawdopodobna.

Według tej wersji jest to przypadkowo odkryty materiał, który stał się produktem ubocznym jednego z najstarszych rzemiosł - wyrobu ceramiki. Wiadomo, że wiele wieków temu wypalano glinę, aby wzmocnić ją w piaskownicach. W tamtych czasach do rozpalania ognia używano zwykle trzciny lub suchej słomy. Pod wpływem wysokich temperatur piasek wszedł w interakcję z głównymi produktami spalania, w wyniku czego powstała przeźroczysta, szybko krzepnąca masa. Inną powszechną wersją pochodzenia szkła jest powstawanie produktu ubocznego podczas wytopu miedzi.

Niektórzy naukowcy trzymają się trzeciej wersji. Ich zdaniem szkło powstało w wyniku oddziaływania wysokiej temperatury na piasek i sodę afrykańską. Według tej legendy kupcy feniccy gotowali swoje potrawy na palenisku z afrykańskiej sody, ustawionym na nadmorskim piasku. Ta wersja pochodzenia szkła należy do starożytnego historyka Pliniusza Starszego.

Podstawy dawnej produkcji szkła

Szkło ma bardzo starożytną historię. Większość naukowców doszła do wniosku, że materiał ten powstał przypadkowo sześć tysięcy lat temu. Jednak opinie ekspertów dotyczące miejsca jego wystąpienia są nieco inne. Według różnych źródeł szkło pochodziło ze wschodniej części Morza Śródziemnego, Mezopotamii czy Fenicji.

Pierwszymi dmuchaczami szkła byli bez wątpienia Egipcjanie: to oni tworzyli wyroby szklane w specjalnych glinianych naczyniach. W tym czasie wynaleziono również metodę spiekania: gorące kawałki szkła zanurzano w zimnej wodzie, rozdrabniano i ponownie przetapiano. Ta metoda wytwarzania wyrobów szklanych stosowana jest od wielu wieków. Potwierdzają to narzędzia do spiekania znalezione w wyniku wykopalisk archeologicznych. W tym czasie produkcja szkła wymagała dwóch pieców: jeden służył do topienia pierwotnego, przy pomocy drugiego topiono fryty.

Jak robiono szkło w czasach starożytnych

Starożytne piece używane do produkcji szkła budowano z tlenku glinu i kamieni. Jedyną ich wadą było wysokie zużycie drewna opałowego. Nie jest to zaskakujące, ponieważ wewnątrz pieca konieczne było utrzymanie niezmiennie wysokiej temperatury roboczej - do 1200 stopni, a do penetracji konieczne było stopienie pieca do 1450 stopni.

Soda, popioły różnych roślin i piasek były wykorzystywane jako surowce do produkcji szkła. Wiele wieków temu rzemieślnicy nauczyli się robić nie tylko biel, ale także. W tamtych czasach zwyczajowo używano różnych żużli metalurgicznych jako barwników, na przykład związków manganu, miedzi i kobaltu. Starożytny piec był niskim sklepieniem, pod którym umieszczono gliniane naczynia do topienia szkła. Paliwem takich pieców były okoliczne lasy, więc po ich całkowitym wycięciu palenisko trzeba było przenieść w inne miejsce. W starożytności topienie szkła było bardzo pracochłonnym i czasochłonnym procesem, co skutkowało bardzo wysokimi cenami wyrobów szklanych.

Najpiękniejsze antyczne szkło

Rozkwit produkcji szklarskiej rozpoczął się w Cesarstwie Rzymskim. Jednak po upadku wielkiego państwa produkcja szkła rozwijała się bardzo powoli. Następnie działalność szklarską podzielono na dwa kierunki: zachodni i wschodni.

Przez długi czas metody wytwarzania wyrobów szklanych pozostawały takie same, ulepszano tylko technikę. Pierwsze zmiany w technice wytwarzania szkła pojawiły się pod koniec pierwszego tysiąclecia. Po serii eksperymentów udało się częściowo zmienić surowce, ale zachować wysoką jakość wyrobów szklanych. Europejscy mistrzowie zastąpili sodę potasem, który uzyskano przez ługowanie popiołów drzew iglastych i bukowych. Po wymianie surowców produkty śródziemnomorskie i europejskie różnią się jeszcze bardziej.

Poprawa dmuchania szkła

Wiodąca pozycja w produkcji szkła taflowego należy do niemieckich dmuchaczy szkła. W XI wieku wpadli na pomysł wydmuchania pustego cylindra, odcięcia jego dna, a następnie zwinięcia materiału w cienki arkusz, nadając mu prostokątny kształt. Włoscy mistrzowie zaczęli stosować tę technikę dopiero w XIII wieku. Oczywiście jakości szkła średniowiecznego nie można porównywać ze szkłem współczesnym, ale te same substancje są używane do dziś do produkcji wyrobów szklanych. W tamtych czasach koszt szkła był bardzo wysoki, dlatego używano go do oszklenia okien pałaców, kościołów i domów szlacheckich. Po opanowaniu ulepszonej technologii produkcji szkła, europejscy mistrzowie po raz pierwszy zaczynają tworzyć witraże, aby stworzyć, które kawałki kolorowego szkła są mocowane razem ze stopami metali. Pod koniec średniowiecza Wenecja stała się centrum produkcji szkła. Szklarstwo zyskało tu niesamowitą popularność, w ciągu kilku lat w Wenecji pracowało ponad osiem tysięcy dmuchaczy. Jednak bardzo szybko szkło weneckie zostało zmuszone do ustąpienia miejsca kryształowi, który początkowo był wytwarzany tylko przez angielskich szklarzy. Według faktów historycznych kryształ został wynaleziony przez George'a Ravencrofta, który jako pierwszy zastosował bardziej zaawansowane surowce. Zamiast potażu wynalazca zastosował tlenek ołowiu, dzięki czemu powstało piękne szkło o doskonałych właściwościach odblaskowych. Co więcej, kryształ był łatwy w detalowaniu i drobno grawerowany, dzięki czemu takie szkło szybko znalazło się poza konkurencją.

Produkcja szkła przemysłowego

Przemysłowa produkcja szkła rozpoczęła się stosunkowo niedawno - dopiero w XIX wieku. Założycielem zautomatyzowanej produkcji wyrobów szklanych był Otto Schott, którego główną działalnością było badanie wpływu różnych substancji na właściwości fizyczne szkła. Schott przeprowadził wiele badań wspólnie z prof. Ernstem Ebbim. Kolejnym naukowcem, który wniósł wielki wkład w automatyzację produkcji szkła, był Friedrich Simmens. To on stworzył unikalny piec, pozwalający kilkukrotnie zwiększyć wielkość produkcji szkła. Kilka lat później Michael Owens wynalazł maszyny do produkcji butelek szklanych. Ta innowacja szybko zyskała popularność: do 1920 r. w Stanach Zjednoczonych działało już ponad 200 maszyn tego typu. Jedną z najważniejszych metod produkcji szkła było pionowe ciągnienie z pieca. Autorem takiego wynalazku był belgijski naukowiec Foucault. Emile Bischerois, jego rodak, postanowił ulepszyć tę technikę, proponując przepuszczanie szkła między wałkami w celu uzyskania jednolitej wstęgi. Prawdziwej rewolucji w produkcji szkła dokonała firma Pilkington, która opracowała metodę float: z pieca do topienia masa szklana trafia do pojemnika z roztopioną cyną, po czym jest schładzana i wysyłana do wyżarzania. Główną zaletą tej metody jest zapewnienie jednakowej grubości na całym obwodzie tafli szkła. Ponadto szkło Pilkington nie wymagało dalszej obróbki, ponieważ brakowało w nim różnych wad charakterystycznych dla produktów wykonanych inną metodą.

Produkcja szkła w Rosji

Biznes szklarski w Rosji powstał znacznie wcześniej niż we wszystkich krajach europejskich. Od IX wieku wytwarzano tu szlachetne wyroby szklane. Produkcja szkła była szczególnie popularna za Piotra I. W tamtych czasach produkowano nie tylko szkło okienne i naczynia, ale także

Na długo przed dniem dzisiejszym wytwarzanie szkła uważano za pracochłonny proces, podobny do tworzenia dzieła sztuki. Z tego powodu jego cena była bardzo wysoka. Za panowania Tyberiusza jeden z mistrzów stworzył szkło bezpieczne, jednak z rozkazu cesarza został stracony, gdyż odkrycie to mogło spowodować gwałtowny spadek kosztu szkła.

Dziś wszystko się zmieniło, a naukowcy pracujący w tej dziedzinie dążą do tego, aby szkło było jak najtańsze.

Znaleziska archeologiczne wskazują, że pierwsze szkło wykonano na Bliskim Wschodzie około 3000 pne. Początkowo produkcja szkła była powolna i kosztowna. W starożytności szkło było towarem luksusowym i tylko nieliczni mogli sobie na nie pozwolić.

Najstarsze szklane przedmioty to koraliki i wisiorki, powstałe w epoce przeddynastycznej w starożytnym Egipcie. Egipcjanie znali również mozaiki szklane. Wielokolorowe płytki szklane były podgrzewane do stopienia, a następnie rozciągane w celu uzyskania cienkich i bardzo długich pasków, często przedstawiających proste hieroglify. Prace te wyróżniały się niezwykłą starannością wykonania, ale jednocześnie Egipcjanie nigdy nie dążyli do osiągnięcia przezroczystości szkła.

W Indiach, Korei i Japonii znaleziono wyroby szklane pochodzące z 2000 roku p.n.e. Wykopaliska pokazują, że w Rosji tajniki produkcji szkła znali już ponad tysiąc lat temu.

Uważa się, że sztuczne szkło odkryto przypadkowo, jako produkt uboczny innych rzemiosł. W tamtych czasach wypalanie wyrobów glinianych odbywało się w zwykłych dołach wykopanych w piasku, a jako opał służyła słoma lub trzcina. Popiół powstały podczas spalania - czyli zasad - pod wpływem wysokiej temperatury kontaktu z piaskiem dawał szklistą masę.

Niektórzy uważają szkło za produkt uboczny wytapiania miedzi. A starożytny rzymski historyk Pliniusz Starszy (79 - 23 p.n.e.) napisał, że szkło zawdzięczamy fenickim kupcom morskim, którzy przygotowując jedzenie na parkingach, rozpalali ogniska na nadmorskim piasku i podpierali garnki kawałkami wapna, tworząc w ten sposób warunki do powstawania szkła.

Rzeczywiście surowcami do produkcji szkła był piasek, wapno i alkalia - organiczne (popioły roślinne) lub nieorganiczne (soda). Jako barwniki zastosowano żużle hutnicze: związki miedzi, kobaltu i manganu.

Obecnie głównym surowcem do produkcji szkła jest dwutlenek wapnia – SiO2, czyli biały piasek kwarcowy. Jego główną zaletą w porównaniu z innymi substancjami jest to, że dwutlenek wapnia może przejść ze stanu stopionego do stanu stałego, z pominięciem procesu tworzenia kryształów. Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie go do tworzenia różnego rodzaju okularów. Kwarc ma zbyt wysoką temperaturę topnienia, dlatego każdy sklep szklarski produkuje szkło zawierające 50-80% SiO2. W celu obniżenia temperatury topnienia do masy szklanej dodaje się różne substancje pomocnicze: wapno, tlenek sodu, tlenek glinu.

W ostatnim stuleciu p.n.e. mi. W Cesarstwie Rzymskim intensywnie rozwijało się szklarstwo. Przejrzysta organizacja polityczna i gospodarcza, szybka budowa, szerokie stosunki handlowe - wszystko to stworzyło warunki do rozkwitu przemysłu szklarskiego w posiadłościach Rzymu na Morzu Śródziemnym i Europie Zachodniej. Za panowania cesarza Augusta wyroby ze szkła eksportowano do Francji, Niemiec i Szwajcarii. To Rzymianie jako pierwsi zaczęli wykorzystywać szkło do celów architektonicznych – zwłaszcza po odkryciu szkła przezroczystego poprzez wprowadzenie do masy szklanej tlenku manganu, co miało miejsce około 100 roku p.n.e. pne mi. w Aleksandrii. Aleksandria w tym czasie była także ośrodkiem produkcji wyrobów szklanych. Znany na całym świecie wazon Portland (wykonany z dwuwarstwowego nieprzezroczystego szkła) jest prawdopodobnie najsłynniejszym arcydziełem aleksandryjskich rzemieślników.

W średniowieczu, po upadku Cesarstwa Rzymskiego, nastąpiło spowolnienie ruchu technologii i tajników dmuchania szkła, przez co wyroby wschodnie i zachodnie stopniowo nabierały coraz większej indywidualności. Aleksandria pozostała ośrodkiem produkcji szkła na Wschodzie, gdzie wytwarzano eleganckie wyroby szklane.

Pod koniec pierwszego tysiąclecia znacząco zmieniły się metody produkcji szkła w Europie. Przede wszystkim wpłynęło to na skład surowców do produkcji. Ze względu na trudności z dostarczeniem takiego składnika mieszanki, jak soda, zastąpiono go potasem uzyskanym w wyniku spalania drewna. Dlatego szkło produkowane na północ od Alp zaczęło się różnić od szkła wytwarzanego w krajach śródziemnomorskich, takich jak Włochy.

W XI wieku mistrzowie niemieccy, a w XIII wieku mistrzowie włoscy opanowali produkcję szkła taflowego. Najpierw wysadzili pusty cylinder, potem odcięli mu dno, pocięli i zwinęli w prostokątny arkusz. Jakość takiego arkusza nie była wysoka, ale praktycznie całkowicie powtórzyła skład chemiczny nowoczesnych szyb okiennych. Okna kościołów i zamków szlacheckich przeszklone były tymi szkłami. W tym samym okresie rozkwitły także witraże, w których używano kawałków kolorowego szkła.

Pod koniec średniowiecza Wenecja stała się centrum europejskiego szklarstwa. W tym okresie historycznym wenecka flota handlowa orała wody całego Morza Śródziemnego, co przyczyniło się do szybkiego transferu najnowszych technologii (zwłaszcza ze Wschodu) na żyzne weneckie ziemie. Produkcja wyrobów szklanych była najważniejszym rzemiosłem w Wenecji, o czym świadczy liczba dmuchaczy szkła w tym mieście – ponad 8 000 osób. W 1271 r. wydano specjalny dekret, który uprawomocnił niektóre środki protekcjonistyczne w celu ochrony interesów szklarstwa, zakazał importu szkła z zagranicy, zatrudniania zagranicznych rzemieślników oraz eksportu surowców do produkcji szkła za granicę.

Pod koniec XIII wieku w Wenecji było ponad tysiąc pieców szklarskich. Jednak częste pożary spowodowane ich całodobową pracą zmusiły władze miasta do przeniesienia produkcji na pobliską wyspę Murano.

Środek ten dawał też pewne gwarancje w kwestii dochowania tajemnic produkcji szkła weneckiego, gdyż rzemieślnicy nie mieli prawa opuszczać terytorium wyspy.
W drugiej połowie XV wieku hutnicy na wyspie Murano opracowali nową technologię wytwarzania wyjątkowo przezroczystego szkła przy użyciu piasku kwarcowego i potażu z wodorostów. Pod koniec XVI wieku 3000 z 7000 mieszkańców wyspy zajmowało się przemysłem szklarskim.

W XVII wieku przywództwo w rozwoju technologii produkcji szkła stopniowo przeszło na angielskich mistrzów, w szczególności dzięki wynalezieniu przez George'a Ravencrofta w 1674 roku nowej metody produkcji kryształu. Udało mu się uzyskać lepszą kompozycję szkła niż włoscy mistrzowie. Ravencroft zastąpił potaż o wysokim stężeniu tlenku ołowiu i wyprodukował wysoce odblaskowe szkło, które bardzo dobrze nadaje się do głębokiego cięcia i grawerowania.

Francja nie odstąpiła też od rozwoju produkcji szkła. W 1688 r. w Paryżu wprowadzono nowy proces produkcji szkła lustrzanego, którego walory optyczne dotychczas pozostawiały wiele do życzenia. Roztopioną masę szklaną wylano na specjalny stół i rozwałkowano do stanu płaskiego. Następnie rozpoczął się wieloetapowy proces polerowania powierzchni najpierw krążkami żeliwnymi szorstkimi, następnie piaskiem ściernym różnych frakcji, a na końcu krążkami filcowymi. W rezultacie uzyskano lustrzaną powierzchnię o niespotykanych właściwościach optycznych. Z takiego szkła uzyskano wysokiej jakości lustra, pokryte od tyłu warstwą srebra. Francuzi zwabili utalentowanych weneckich rzemieślników o dobrych umiejętnościach zawodowych i znajomości tajników rzemiosła. Władze francuskie zaproponowały mistrzom weneckim wiele zachęt: na przykład obywatelstwo francuskie po ośmiu latach pracy i prawie całkowite zwolnienie z podatków.

Ale dopiero pod koniec XIX wieku szklarstwo zaczęło się rozwijać od rzemiosła do masowej produkcji przemysłowej. Jednym z „ojców” nowoczesnej produkcji szkła można nazwać niemieckiego naukowca Otto Schotta (1851 – 1935), który aktywnie wykorzystywał metody naukowe do badania wpływu różnych pierwiastków chemicznych na właściwości optyczne i termiczne szkła. W dziedzinie badania właściwości optycznych szkła Schott nawiązał współpracę z profesorem z Jeny Ernstem Ebbi (1840-1905), współwłaścicielem firmy Carl Zeiss. Inną znaczącą postacią, która przyczyniła się do masowej produkcji szkła, był Friedrich Simmens. Wynalazł nowy piec, który pozwalał na ciągłą produkcję znacznie większej ilości szkła niż wcześniej.

Pod koniec XIX wieku amerykański inżynier Michael Owens (1859-1923) wynalazł automatyczną maszynę do produkcji butelek. Do 1920 roku w Stanach Zjednoczonych działało około 200 maszyn Owens. Wkrótce takie maszyny stały się powszechne w Europie. W 1905 roku belgijski Furko dokonał kolejnej rewolucji w przemyśle szklarskim. Wynalazł metodę pionowego wyciągania z pieca tafli szkła o stałej szerokości. W 1914 roku jego metodę udoskonalił inny Belg Emile Bischeroy, który zaproponował rozciągnięcie tafli szkła między dwoma wałkami, co znacznie uprościło proces dalszej obróbki szkła.

W Ameryce podobny proces rysowania tafli szkła został opracowany nieco później. Następnie technologia została udoskonalona przy wsparciu amerykańskiej firmy „Libbey-Owens” i zaczęła być wykorzystywana do produkcji komercyjnej w 1917 roku. Metoda float została opracowana w 1959 roku przez firmę Pilkington. W procesie tym szkło przepływa z pieca do topienia w płaszczyźnie poziomej w postaci płaskiej wstęgi przez kąpiel roztopionej cyny w celu dalszego chłodzenia i wyżarzania.

Zaletami tej metody w porównaniu ze wszystkimi poprzednimi są stabilna grubość szkła, wysoka jakość powierzchni szkła niewymagającej dalszego polerowania, brak wad optycznych w szkle oraz wysoka wydajność procesu. Największy rozmiar powstałego szkła to zwykle 6 na 3,21 m, a grubość tafli może wynosić od 2 do 25 mm.

Obecnie na świecie produkuje się rocznie około 16 500 milionów ton tafli szkła. Jak dziś wygląda proces produkcji szkła? Zanim z zestawu pierwiastków chemicznych pojawi się eleganckie lustro, piękny wazon czy jasny szklany mebel, substancje te muszą przejść szereg zabiegów. Tworząc szkło czy lustro, przede wszystkim substancje o niskiej temperaturze topnienia topi się w ogromnych wannach, które mogą pomieścić nawet tysiąc ton szkła. Następnie dodawany jest tam piasek kwarcowy, który z powodzeniem topi się w temperaturze 1000 stopni. Ale tego procesu nie można uznać za zakończony: konieczne jest odgazowanie powstałej masy szklanej. W tym celu jest podgrzewany w specjalnych piecach regeneracyjnych do temperatury 1400-1600 stopni. W procesie dotarcia do powierzchni gazy przyczyniają się do równomiernego mieszania szkła.

Piec do produkcji szkła pracuje w sposób ciągły. Z jednej strony podawane są tam składniki, w wyniku wymieszania jakie szkło powstanie. Stopniowo zamieniają się w stopioną masę szklaną, a następnie trafiają na specjalny przenośnik, na którym szkło jest schładzane i cięte na arkusze o żądanym rozmiarze. Aby stworzyć nie zwykłe szkło, ale lustro, rzemieślnicy, przesuwając zamrożone szkło wzdłuż przenośnika, pokrywają je najpierw cienką warstwą srebra, następnie warstwą miedzi, a na koniec lakierem. W ciągu jednej minuty takiej obróbki można stworzyć lustro o długości 2,5 metra, a za miesiąc taki piec wytwarza lustro o powierzchni 40 000 metrów kwadratowych. m.

Wyobraź sobie, że wracasz ze szkoły, aw oknach Twojego mieszkania nie ma okularów. Brakuje w domu i szkła. Chcesz spojrzeć na swoją zdziwioną twarz w lustrze, ale go też nie ma w mieszkaniu. Tak, i nie odkryłbyś wielu innych przydatnych rzeczy, gdyby kiedyś nie wynaleziono szkła. W tej historii opowiem wam, jak zaczęła się historia szkła.

A co z nazwiskiem wynalazcy szkła? Ale nie ma mowy. Faktem jest, że została stworzona przez samą naturę. Dawno temu, wiele milionów lat przed pojawieniem się pierwszego człowieka, szkło już istniało. I powstało najpierw z rozgrzanej do czerwoności, a potem schłodzonej lawy, która uciekła na powierzchnię z wulkanów.

To naturalne szkło nazywa się teraz obsydianem. Ale nie można było oszklić np. okien, nie tylko dlatego, że wtedy okien nie było, ale też dlatego, że naturalne szkło jest brudnoszary, przez co absolutnie nic nie widać.

Jak więc doszło do tego, że szkło nadało się do konsumpcji? Może ludzie nauczyli się go myć? Niestety, naturalne szkło brudzi się nie z zewnątrz, ale od środka, więc nawet najnowocześniejsze detergenty tu nie pomogą.

Istnieje kilka legend o tym, jak ludzie po raz pierwszy wytwarzali szkło w pobliżu nowoczesnego szkła. Wszystkie są bardzo podobne i
podobno podróżnicy, nie mając pod ręką kamieni do paleniska, używali zamiast tego kawałków sody naturalnej. Co więcej, działo się to na pustyni lub na brzegu zbiornika, gdzie koniecznie był piasek. A pod wpływem ognia soda i piasek stopiły się, tworząc szkło. Ludzie długo wierzyli w te legendy. Ale całkiem niedawno okazało się, że to wszystko nieprawda, bo ciepło z ognia nie wystarcza na taki stop.

Ludzie zaczęli wytwarzać szkło własnymi rękami ponad 5000 lat temu w Egipcie. Co prawda nawet wtedy nie była przezroczysta, ale ze względu na to, że w piasku pojawiły się obce zanieczyszczenia, miała odcień zielony lub niebieski. Stopniowo Wschód nauczył się go pozbywać. Sądząc po wykopaliskach, pierwszymi szklanymi przedmiotami były koraliki. Nieco później szkło zaczęło zakrywać naczynia. I nauczyć się, jak zrobić to samemu ze szkła, zajęło to kolejne 2000 lat.

Aby poznać tajemnicę produkcji szkła, rząd Wenecji na początku XIII wieku wysłał na wschód specjalnych ludzi. Poprzez przekupstwo i groźby Wenecjanie zdobyli tę tajemnicę.

Założyli własną produkcję i byli w stanie sprawić, że szkło będzie jeszcze bardziej przezroczyste, zgadując, że można trochę dodać Ołów.

Początkowo szkło powstawało w Wenecja. Miejscowe władze bardzo obawiały się, że ktoś odkryje tajemnicę produkcji, dlatego teren, na którym znajdowały się te warsztaty, był zawsze odgrodzony żołnierzami. Żaden z robotników nie odważył się opuścić miasta. Za jakąkolwiek taką próbę skazano nie tylko samego szklarza, ale i całą jego rodzinę na śmierć.

W końcu postanowiono się przenieść warsztaty na wyspie Murano. Trudniej było stamtąd uciec i trudno było się tam dostać.

W 1271 Szlifierzy weneccy nauczyli się robić soczewki ze szkła, na które początkowo nie było dużego popytu. Ale w 1281 zgadywałem, aby wstawić je do specjalnie zaprojektowanych ramek.

Tak pojawiły się pierwsze okulary. Początkowo kosztowały tyle, że były wspaniałym prezentem nawet dla królów i cesarzy.

Pod koniec XV wieku, kiedy w Wenecji nauczyły się robić naczynia ze szkła, produkty Murano zaczęły cieszyć się na całym świecie taką popularnością, że trzeba było budować dodatkowe statki, aby je dostarczać.

Ale ulepszanie szkła trwało później. Nadszedł czas, a ludzie wpadli na pomysł, aby pokryć go specjalną kompozycją - amalgamatem, więc pojawiły się lustra.

W naszym kraju Produkcja szkła rozpoczęła się tysiąc lat temu w małych warsztatach. A w 1634 roku pod Moskwą zbudowano pierwszą hutę szkła.