Ko je izmislio staklo i gdje se to dogodilo? Kada se pojavilo prvo staklo?
Prije nego što je došlo do nas u obliku u kojem ga sada poznajemo, staklo je prešlo dug put od nekoliko hiljada godina.
Kuće naših predaka, starih ljudi, uopšte nisu imale staklo. Svjetlost je prodirala kroz uske prolaze u stijenama ili stenovitim pećinama.
Ali pronalazak stakla nije privilegija čovjeka. Uzorci ovog materijala pokazani su ljudima... po prirodi. Prirodne čaše nastale su od lave koja se izlila tokom... Staklo je bilo mutno i tamne boje. Danas ga znamo kao opsidijan.
Pronalazači stakla
Povijest ovog materijala toliko je daleka u vremenu da se više puta mijenjala u svjetlu arheoloških otkrića i još uvijek se smatra kontroverznom. Egipat, Mediteran, Afrika i Drevna Mesopotamija tvrde da su vodeća u proizvodnji stakla.
Primjeri egipatskog stakla su staklene glazure na pločicama od fajanse Jesserove piramide, koja je nastala u 27. vijeku prije nove ere. e. Postoje i raniji primjeri - nakit od fajanse star oko 5.000 godina. 
U početku je staklo Egipćana imalo mutnu plavičastu ili zelenkastu nijansu, ovisno o tome gdje je pijesak kopao za njegovu proizvodnju i koje nečistoće je sadržavao. Ljudi su naučili da prave bezbojno staklo mnogo kasnije, verovatno u 1. veku nove ere: počeli su da koriste mangan za beljenje.
U Mezopotamiji su arheolozi pronašli pečat staklenog cilindra star otprilike 4.500 godina. Posude za tamjan su jedan od čestih nalaza naučnika prilikom iskopavanja teritorije Starog Babilonskog kraljevstva.
Proizvodnja antičkog stakla
Sve više istraživača sklono je vjerovanju da je staklo nastalo samostalno na nekoliko mjesta odjednom. Kako se to dogodilo još uvijek je misterija. Staklo je bilo toliko vrijedan materijal da se čuvalo u najstrožoj tajnosti. Do nas je stiglo samo malo informacija.
Dakle, Egipćani su topili pijesak i sodu u glinenim posudama na otvorenom plamenu. Nakon što su sastojci sinterirani, bačeni su u ledenu vodu kako bi se razbili. Dobijeni komadi - frite - mljeveni su u prašinu, a zatim ponovo otopljeni. Tehnologija se zvala fritting i koristila se nekoliko stoljeća.
Još jedna zanimljivost je da su prvi stakleni proizvodi bili potpuno oblikovani - pečati, male posude, perle. To je zbog nesposobnosti drevnih ljudi da naprave ravno staklo - oni su jednostavno izduvali razne oblike iz staklene mase.
Ravno, bezbojno staklo se masovno pojavilo u evropskim zemljama tek u 13. veku. Međutim, tokom iskopavanja u Pompejima, naučnici su otkrili uzorke ravnog stakla, što znači da je tehnologija odavno poznata.
Kako je staklo osvojilo svijet?
Prvi stakleni prozor pojavio se u grčkom kupatilu u Pompejima. Njegova veličina je bila metar puta jedan i po metar. Nešto kasnije, mali prozori pojavljuju se u svečanim salama grčkog plemstva. Štaviše, samo sa južne strane. Ali ovo je za muškarce. U to vrijeme na ženskoj polovini kuće uopšte nije bilo prozora.
Najveći procvat staklo je doživjelo u Starom Rimu. Tu se prozor pojavljuje u obliku u kojem ga sada poznajemo – postavljen u metalni okvir. Najčešće se izrađuju od bronze. U isto vrijeme pojavila su se i prva „ženska“ ogledala, namijenjena ženama iz reda rimskog plemstva.
Staklo je doživjelo mnogo veći procvat u srednjem vijeku u Veneciji. Štaviše, proizvodi se u većini različite vrste- kao prozorsko staklo, ogledala i fino stakleno posuđe. Upravo je Venecija u 16. – 17. vijeku postala gotovo svjetski proizvođač stakla.
U isto vrijeme u kućama obični ljudi staklo je ostalo nedopustiv luksuz. Uloga prozorskog stakla ovdje je obična bikova bešika, koja je bila razvučena preko malih drvenih okvira.
U Rusiji se staklo počelo naširoko koristiti za vrijeme vladavine dinastije Romanov. Tada su počeli ukrašavati ulaze u obliku obojenih vitraža, pa čak i fasade zgrada. Izgrađena je prva fabrika stakla sredinom 17. veka veka u Voskresensku. Ovdje počinju izrađivati stakleno posuđe od stakla i ukrašavati palače plemstva staklom u boji.
At ruski car Petra I u Rusiji već posluje šest tvornica stakla. Međutim, među običnim ljudima prozorsko staklo i dalje zamjenjuju nauljeni papir i mjehurići.
sviđa mi se
35Ovaj članak opisuje povijest nastanka stakla i razvoj staklarstva u svijetu od vremena Drevni Egipat do danas. Posebna pažnja fokusira se na metode proizvodnje prozorskog stakla koje se koriste u različito vrijeme.
Poreklo stakla
Proizvodnja staklenog lima počela je prije oko 2000 godina. Ali prije njegove pojave, već su postojale osnovne tehnike rada sa rastopljenim staklom i razne tehnike izrade jednostavnih staklenih proizvoda u obliku perli, posuda i narukvica.
Pojava drevnog staklarstva datira otprilike iz 3. milenijuma prije Krista. e. Do ovog perioda stvarali su drevni majstori novi materijal- staklo. Stvaranje stakla je kolosalno naučno i tehnološko dostignuće po obimu njegovog otkrića, njegovo pojavljivanje u istoriji tehnike i kulture može se porediti sa otkrićem metala, keramike i metalnih legura.
Kako, gdje, kada i ko je počeo da pravi vještačko staklo? Postoje različite verzije ovog pitanja. staklo - vještački materijal, koju je stvorio čovjek, ali su poznata i prirodna stakla - opsidijani, koji nastaju u magmatskim topljenjima na visokim temperaturama tokom vulkanskih erupcija i pada meteorita. Obsidijani su prozirna crna stakla koja su vrlo čvrsta i otporna na koroziju i korištena su u davna vremena kao alat za rezanje. Neki vjeruju da su upravo opsidijani potaknuli čovjeka na stvaranje njihovih umjetnih analoga, ali područja distribucije prirodnih i umjetnih naočala ne poklapaju se. Najvjerovatnije je da su se ideje o staklu razvile u bliskoj vezi s proizvodnjom keramike i obradom metala. Možda su drevni majstori u ranim fazama proizvodnje stakla vidjeli analogije u svojstvima stakla i metala, koja su određena tehnološkim metodama obrade stakla. Prepoznavši staklo kao slično metalu (duktilnost kada je vruće, tvrdoća kada je hladno), drevni su ljudi stvorili priliku da prenesu tehnike obrade metala na izradu stakla. Na taj način su posuđeni lončići za topljenje staklene mase, kalupi za livenje proizvoda, te tehnološke metode vruće obrade (lijevanje, zavarivanje). Ovaj proces se odvijao postepeno, posebno u prvim fazama, staklo i metal su toliko različiti u prirodi.
Najraniju „teoriju“ o poreklu stakla predložio je rimski naučnik Plinije Stariji u prirodnjačkoj istoriji:
“Jednom davno, u vrlo dalekim vremenima, feničanski trgovci su preko Sredozemnog mora prevozili teret prirodne sode iskopane u Africi. Za noć su sletjeli na pješčanu plažu i počeli da pripremaju hranu za sebe. Zbog nedostatka kamenja pri ruci, vatru su okružili velikim komadima sode. Ujutro, dok su grabljali pepeo, trgovci su otkrili divan ingot koji je bio tvrd kao kamen, izgoreo vatrom na suncu i bio čist i providan poput vode. Bilo je staklo."
Ova priča nije baš pouzdana, čak je i sam Plinije počinje riječima “fama est.....” ili “prema glasinama...”, jer nastajanje stakla na temperaturi vatrenog plamena na otvorenom prostoru ne može doći. Najvjerovatnija je pretpostavka njemačkog naučnika Wagnera, koji pojavu stakla povezuje sa proizvodnjom metala. U procesu topljenja bakra i željeza nastajale su šljake koje su se pod utjecajem topline mogle pretvoriti u staklo. Sada je teško tačno utvrditi kako je staklo izumljeno, ali bez sumnje je ovo otkriće bilo slučajno.
Najstariji proizvodi imali su samo staklasti sloj na površini fajanse, a pronađeni su u grobnici faraona Džosera (III dinastija Starog kraljevstva u Egiptu, 2980-2900 pne). Uzorci stakla u obliku ingota koji datiraju iz 22.-21.st. BC e., otkriveno tokom iskopavanja u regiji Drevne Mesopotamije.
Proizvodnja stakla u starom Egiptu i Mesopotamiji
Najranije arheološki poznate staklarske radionice datiraju iz sredine 2. milenijuma prije Krista. e. Treba napomenuti da je prvo dobijen sam materijal (staklo), a zatim je uočena njegova novost i otkrivena svojstva. Tehnike obrade novog materijala biraju se u odnosu na njegova svojstva: istezanje, savijanje, uvijanje. Tek su s vremenom odabrane i prilagođene druge tehnike: lijevanje, prešanje, valjanje.
Istorija staklarstva počinje izradom perli. Novi materijal našao je svoju primjenu u neindustrijskoj sferi, a proizvodi od njega izjednačeni su s vrijednostima plemenitog kamenja i dragulja. Staklene perle kraljice Hatšepsut, koja je vladala Egiptom 1525-1503, smatraju se najstarijim staklenim predmetima. BC e. i stakleni pehar s hijeroglifskim natpisom s imenom faraona Tutmozisa III, koji datira iz Novog kraljevstva.
Sredinom 2. milenijuma pne. e. staklarstvo se u svojim glavnim karakteristikama razvijalo gotovo istovremeno u različitim centrima drevne civilizacije Egipat i Mesopotamija. Jedini izvor na osnovu kojeg se može suditi o formiranju i početnim fazama Povijest stakla i njegovo porijeklo su gotovi proizvodi: perle, umetci, posude. Prema naučnicima, perle su Egipćanima služile kao amajlije.
Od sredine 8. veka. BC e. set pronađenih nalaza se širi, a perlama i posudama dodaju se prstenovi, narukvice, ritualni i toaletni pribor, koji su se počeli nalaziti ne samo na području Mediterana, već i na Kavkazu i zapadna evropa. Dekorativnost i složenost pronađenih proizvoda značajno se povećavaju. Tehnika izrade proizvoda postaje sve složenija, uz kalupljenje, namotavanje i livenje, savladali su i druge tehnike rada sa rastopljenim staklom: sečenje, graviranje, brušenje, poliranje i prešanje u oblicima različitih dezena i materijala. Tehnike obrade staklene mase pratila je i složenost alata i radioničke opreme.
Izum postupka puhanja stakla
Do početka rimskog perioda staklarstvo je akumuliralo veoma veliko proizvodno iskustvo i znanje kako bi napravilo istinsku revoluciju u oblasti tehnologije proizvodnje staklenih proizvoda.
Prvom „revolucijom“ u proizvodnji stakla smatra se izum puhanja stakla. Proces puhanja proizvoda od rastaljenog stakla započeo je najvažnijim izumom - staklenom cijevi za puhanje sirijskih majstora između 27. godine prije Krista. e i 14. ne e. Sa otkrićem procesa puhanja stakla, Sirija je stotinama godina postala najveći centar za proizvodnju stakla. Izum puhanja doveo je do rađanja nove kvalitete i činio osnovu ne samo drevnog, već i savremenim metodama izrada staklenih predmeta, a potom i prozorskog stakla
Duvanje je ranije bilo pomoćna operacija, u Rimsko vrijeme počela se koristiti kao samostalna tehnika. Nakon sakupljanja staklene taline na staklenu cijev za puhanje, majstor je početnu zalisku puhao u drveni kalup i dobijao razne proizvode od šupljeg stakla u obliku vrčeva, tegli i čaša za flaše. Uz jednostavan pribor za jelo, majstori su izrađivali i ukrasne unikatne predmete ukrašene nitima i staklenim preklopima u boji.
Prvo prozorsko staklo
Prvo prozorsko staklo, zaista ravno staklo, pojavilo se mnogo kasnije, u starom Rimu. Otkriven je tokom iskopavanja u Pompejima i datira iz godine erupcije Vezuva, 79. nove ere. e. Prozorsko staklo je proizvedeno livenjem na ravnu kamenu površinu. Naravno, kvalitet stakla se veoma razlikovao od modernog stakla. Ovo staklo je bilo obojeno u zelenkaste tonove i mat (tada se još nije znalo napraviti bezbojno staklo), sadržavalo je veliki broj mjehurića, što je ukazivalo na nisku temperaturu kuhanja, i bilo je prilično debelo (oko 8-10 mm) . Ali, ipak, ovo je bio prvi slučaj upotrebe stakla u arhitekturi, što je dalo značajan poticaj dalji razvoj proizvodnja stakla i distribucija stakla širom Evrope.
Crown process
Druga revolucija u staklarstvu dogodila se početkom 2. stoljeća, kada su sirijski majstori izmislili tehnologiju proizvodnje ravnog stakla koja je bila potpuno nova za ono vrijeme - krunska, ili kako su je u Rusiji zvali, lunarni metod. Ova ideja je možda nastala izduvavanjem velikih ravnih ploča. Staklo je napravljeno puhanjem velikih mehurića, koji su u sledećoj fazi odvojeni od staklene cevi za puhanje i pričvršćeni za drugu cev - pontijum. Nakon intenzivne rotacije na pontonu, originalni radni komad je pod utjecajem centrifugalnih sila postao tanji i pretvorio se u ravan okrugli disk (vidi sliku). Prečnik ovog diska mogao je doseći 1,5 m. Nakon hlađenja, iz njega su izrezani kvadratni komadi stakla. pravougaonog oblika. centralni dio Disk je imao zadebljanje - oznaku sa pontika, koja se zvala "bikovo oko". Ovaj dio diska u pravilu nije korišten i pretopljen je, međutim, u nekim srednjovjekovnim građevinama ovi okrugli dijelovi su još uvijek sačuvani (vidi sliku).
Ova tehnologija je omogućila da se dobije staklo prilično dobrog kvaliteta za ono vreme, praktično bez izobličenja. Nije iznenađujuće da je ova tehnologija trajala do sredine 19. stoljeća. Tako je poznati i jedan od najstarijih proizvođača stakla na svijetu, engleska kompanija Pilkington, tek 1872. godine potpuno prestala s korištenjem krunskog procesa.
Međutim, postojao je i problem - ograničenja veličine. Koristeći krunski proces bilo je nemoguće proizvesti staklo velikih dimenzija. Stoga, dugi niz godina u različite zemlje U Evropi su se pokušavali poboljšati ova tehnologija, što je dovelo do stvaranja nove metode proizvodnje stakla - metode puhanja cilindra.
Proizvodnja prozorskog stakla cilindričnom metodom
Općenito, ova metoda je bila vrlo slična procesu krune, ali je u ovom slučaju stakloduhač sakupljao staklo iz lonca u nekoliko faza i naduvao radni komad (pelet) u obliku cilindra uz konstantnu rotaciju. Da bi formirao cilindrični oblik, majstor je ljuljao radni komad u posebnoj pravokutnoj jami. Nakon što se radni komad stvrdne, konusni krajevi se odvajaju posebnom zagrijanom kukom. Zatim se unutar ohlađenog cilindra vrši uzdužni rez i ispravlja se u ravne listove u posebnim „peći za ravnanje“, gdje se cilindri postepeno zagrijavaju dok njihova glina ne omekša na ravnim podlogama i zaglađuje u lim na kojem je pričvršćen drveni blok. gvozdena šipka. Krajem 19. stoljeća zračne pumpe su počele da se koriste za izduvavanje cilindara, a ubrzo se pojavila metoda mehaničkog izvlačenja cilindara (vidi sliku).
Aplikacija više efikasan metod proizvodnja prozorskog stakla omogućila je povećanje veličine limenog stakla i smanjenje količine otpadnog stakla. Tako, postavljene 1910. godine u jednoj od engleskih fabrika u Pilkingtonu, vazdušne mašine američkog inženjera Džona H. Lubersa omogućile su proizvodnju staklenih cilindara dužine do 13 m i prečnika do 1 m.
Proizvodnja prozorskog stakla metodom izvlačenja taline
William Clark iz Pittsburgha bio je prvi koji je predložio metodu za proizvodnju staklenog lima izvlačenjem taline sa slobodne površine. Godine 1857. predstavio je engleski patent, prema kojem se formiranje ravnog lima vrši polaganim vertikalnim izvlačenjem sjemena s površine taline. U narednih 50 godina pokušavali su riješiti glavni problem - sužavanje staklene trake pri rastezanju, ali svi pokušaji su bili neuspješni.
Godine 1871. belgijski pronalazač F. Vallin dobio je francuski patent (br. 91787) za proizvodnju prozorskog stakla mehaničkim izvlačenjem stakla. Za kontinuirano snabdijevanje talinom, predložio je sistem lonaca koji su bili međusobno povezani cijevi, tako da se staklena talina iz jedne posude prelijevala u drugu. Metalna ploča (sjeme) spuštena je u posljednji veliki ovalni lonac, koji je bio zatvoren u cijevi. Do formiranja ravnog lima došlo je kada se ova ploča pomerila prema gore. Cijev je također sadržavala zračne cijevi na bočnim stranama stakla sa otvorima za hlađenje stakla. Stakleni lim je bio podržan valjcima prekrivenim azbestnom tkaninom. Istezanje stakla može se dogoditi u dva smjera: okomitom i horizontalnom. U potonjem slučaju osiguran je poseban metalni valjak. Wallin je bio briljantan izumitelj i predložio je gotovo sve osnovne elemente mehaničkog crtanja, koji će se u 20. stoljeću koristiti u svim metodama crtanja stakla. U vrijeme kada su peći za kupanje bile nepoznate, on je uveo sistem lonca za topljenje stakla, u kojem se talina bistrenog stakla dovodila odozdo kroz cijevi iz jednog lonca u drugi, u glavni, iz kojeg se staklo izvlačilo. Ovaj sistem neprekidnog snabdevanja talinom postao je osnova za pojavu peći za topljenje stakla za kade. Godine 1890. Wallin je osnovao kompaniju u Giforsu za proizvodnju prozorskog stakla mehaničkim izvlačenjem.
Godine 1905. belgijski inženjer Emile Fourcault predložio je vlastiti metod vertikalnog rastezanja stakla. Gde najstariji način(VVS) koristi se šamotni čamac iz čije pukotine pod utjecajem hidrostatskog tlaka izlazi stalan mlaz stakla. Brzina vučenja može se podesiti prema dubini uranjanja čamca. Staklena traka iz čamca ulazila je u komoru okna, gdje su se s obje strane nalazile cijevi hlađene vodom, a zatim je prolazila duž valjaka u peć za žarenje. Kako bi se spriječilo sužavanje trake, na rubovima trake postavljeni su valjci za formiranje perli i cijevi za hlađenje. Debljina staklene trake određena je brzinom izvlačenja i temperaturom u zoni crtanja („bulb“). Prve Fourcauld mašine za crtanje stakla postavljene su u Belgiji i Češkoj 1913. godine. Produktivnost 11 mašina instaliranih na jednoj peći za kupanje iznosila je 250 tona stakla dnevno.
Proces izvlačenja stakla omogućio je proizvodnju jeftinog prozorskog stakla sa vatrom poliranim površinama. Glavni nedostatak vučenog stakla nastaje tokom oblikovanja (izvlačenja) i povezan je sa narušavanjem ravnosti stakla. Takva kršenja vode do optički efekat sočiva i izobličenje slike. Crtano (mašinski izrađeno) prozorsko staklo imalo je široku primjenu u građevinarstvu za zastakljivanje prozora i staklenika.
Proizvodnja prozorskog stakla lijevanjem i brušenjem
Kao što je gore spomenuto, i postupak krunice i metoda puhanja cilindra, i metoda Air Force, imali su niz nedostataka povezanih ili s prisutnošću optičkih defekata i izobličenja, ili s nemogućnošću dobivanja velikih listova stakla. Stoga, kao alternativa sa početkom XIX veka u Evropi je takođe korišćen drugi način proizvodnje livenjem i naknadnim žarenjem livenog valjanog stakla. U njemu je lonac od rastopljenog stakla izlivan direktno na sto za izlivanje i kotrljan valjcima. Za žarenje je korištena posebna peć s nekoliko redova polica, što je omogućilo povećanje kapaciteta utovara. Valjano staklo se može izraditi bilo koje potrebne veličine i debljine od 3-6,5 mm. Ova metoda je korištena za izradu stakla u boji i prozirnog uzorka, kao i velikih listova nepoliranog prozorskog stakla. Staklo u boji s uzorcima bilo je posebno popularno za zastakljivanje prozora u crkvama i katedralama.
Nakon toga, s pojavom potrebe za kvalitetnijim staklom, abrazivna obrada staklenih površina počela se koristiti u završnoj fazi. U to vrijeme, to je bio radno intenzivan, dugotrajan i višestepeni proces koji je uključivao pomicanje posude od rastopljenog stakla, livenje i valjanje u listove, žarenje, brušenje i poliranje. Vrijeme obrade stakla je bilo oko 17 sati.
Početkom 20. vijeka, rast automobilske industrije podstakao je razvoj efikasnijih metoda visoke propusnosti za proizvodnju poliranog stakla. Jedan od pionira ove metode bila je i kompanija Pilkington, koja je 1923. godine zajedno sa Ford Motorsom razvila i pokrenula kontinuirani proces proizvodnje valjanog stakla. Staklena talina je topljena u kupelji peći i prolazila kroz drenažni uređaj u kontinuiranom toku kroz šahtove hlađena vodom i presovana do zadate debljine. Glavni problem je bio dobivanje visokokvalitetne taline u peći za kupanje. Godine 1925. ova metoda je dopunjena jednostranom mašinom za brušenje i poliranje. Sljedeći korak ka automatizaciji proizvodnje bio je razvoj strojeva za dvostrano brušenje i poliranje stakla. Nakon mnogo eksperimentiranja i teškog rada na montaži, prva linija za proizvodnju poliranog stakla pokrenuta je u tvornici Pilkington u Doncasteru (UK) 1935. godine. Neprekidna staklena traka, duga 300 m, kretala se brzinom od 66 m/sat i istovremeno je obrađivana sa obe strane ogromnim ravnim brusnim diskovima. Uvođenje ove tehnologije bio je najznačajniji razvoj u dugoj istoriji proizvodnje poliranog stakla.
Skuplje polirano staklo imalo je dobar optički kvalitet i uspješno se koristilo za zastakljivanje zgrada, izloga, transport i izradu ogledala. Ali proces proizvodnje poliranog stakla oduvijek je karakteriziran visokim energetskim intenzitetom, visokim operativnim i kapitalnim troškovima. Otpad stakla tokom brušenja i poliranja dostigao je 20%. Na primjer, proizvodna linija dvostranog kontinuiranog brušenja i poliranja kompanije Pilkington u Cowley Hill-u (UK) 1944. godine, uključujući peć za staklo, lehr, mašine za brušenje i poliranje, protezala se na više od 430 m. Savremenici su s ponosom primijetili ili žaljenje što je proizvodna linija bila 21 m duža od najvećeg oceanskog broda u to vrijeme, Queen Mary.
Sredinom 20. stoljeća pojavila se potreba za korištenjem novih, jednostavnijih i jeftinijih metoda za proizvodnju visokokvalitetnog stakla.
Prelazak na nove metode proizvodnje prozorskog stakla - float proces
Zasluge za stvaranje revolucionarne metode proizvodnje poliranog stakla (float proces) pripadaju Sir Alastairu Pilkingtonu.
Lionel Alexander Bethin (Alastair) Pilkington rođen je 1920. godine, a nakon što je završio školu u Sherborneu upisao je Trinity College, Cambridge, gdje je stekao prvu diplomu iz mašinstva. Tokom rata napustio je univerzitet i pridružio se Kraljevskoj artiljeriji. Učestvovao u neprijateljstvima u Grčkoj i na Kritu. Nakon što je pušten iz zarobljeništva na kraju rata, vratio se u Kembridž da nastavi studije i odlučio da nastavi karijeru kao građevinski inženjer. U martu 1947. postavljen je za tehničkog pomoćnika u tvornici pločastog stakla Pilkington, a dvije godine kasnije postao je direktor proizvodnje u tvornici Doncaster. Godine 1952. Alastair se vratio u St. Helens i pod njegovim vodstvom započeo je eksperimentalni rad na razvoju float procesa. Kao rezultat svojih prvih eksperimenata, predložio je korištenje taline metala za formiranje i transport staklenih traka. Godine 1953. u prvoj probnoj fabrici proizveden je uzorak float stakla širine 300 mm. Godine 1955. nova pilot fabrika proizvodi float staklo širine 760 mm, a odbor Pilkingtona donio je hrabru i riskantnu odluku da izgradi float-linije širine 2540 mm. Kompanija se nadala uspjehu, ali je u isto vrijeme shvaćala da će u slučaju neuspjeha finansijski gubici iznositi milione funti. S druge strane, uspješno lansiranje linije garantiralo je značajan i revolucionaran iskorak u tehnologiji ravnog stakla kroz dugu povijest proizvodnje stakla.
Linija za proizvodnju plovka predstavljena je u Cowley Hillu (UK) 6. maja 1957. godine. Mnogi tada nisu vjerovali u novi proces i govorili su da ova linija neće proizvoditi ni 1 m² stakla. Samo 14 meseci kasnije dobijeno je prvo visokokvalitetno float staklo (float-glass) debljine 6,5 mm, a 20. januara 1959. godine kompanija Pilkington je zvanično objavila saopštenje za javnost u kojem je uvela float proces u sljedeće riječi:
"Proces plutanja je najosnovniji, revolucionarni i najvažniji napredak u proizvodnji stakla u 20. stoljeću"
U skladu sa float metodom koju je razvila kompanija Pilkington, talina stakla iz staklenog bazena na temperaturi od 1100°C prenosi se u kontinuiranoj vrpci iz staklene peći na površinu rastaljenog lima. Traka se drži na dovoljno visokoj temperaturi da se uklone svi nedostaci i nepravilnosti na staklenoj površini. Budući da je površina rastopljenog metala savršeno glatka površina, staklo dobija „vatreno poliranu“ sjajnu površinu koja ne zahtijeva dalje brušenje i poliranje. Eksperimentima je ustanovljeno da se masa rastaljenog stakla ne širi beskonačno po površini rastopljenog kalaja. Kada su sile gravitacije i površinske napetosti izbalansirane, traka dostiže ravnotežnu debljinu od oko 7 mm. Za dobijanje staklenih traka različitih debljina kreirane su metode koje se zasnivaju na regulaciji viskoznosti stakla u zoni formiranja i veličine vlačne sile. Ako je potrebno dobiti staklenu traku debljine veću od 7 mm, onda se ona komprimira bočnim limiterima koji ne vlažu.
Na početku rada nastao je problem odabira rastaljenog metala, koji bi trebao biti u tekućem stanju u temperaturnom rasponu od 600 do 1050 °C, imati niske vrijednosti tlaka pare, a vrijednost gustine trebala bi biti veća od stakla. Istraživanja su pokazala da lim, koji gotovo da nema interakcije sa staklom, ispunjava sve ove zahtjeve i potpuno je dostupan i jeftin proizvod. Ali kositar se na visokim temperaturama oksidira kisikom da nastane oksidna jedinjenja. Stoga, kako bi se spriječila oksidacija površine taline kalaja, potrebno je stvoriti inertnu atmosferu dušika s malim dodatkom vodika u kupatilu za plutanje. Nakon oblikovanja, staklena traka se hladi na 620°C i transportuje u peć za žarenje.
Staklo se sastoji od 70% kvarcnog peska, a sadrži i sodu i kreč.
Najdeblje staklo na svijetu korišteno je u Sidnejskom akvariju, njegova debljina je 26 centimetara.
Staklu je potrebno više od milion godina da se razgradi.
Prirodno staklo je postojalo prije mnogo hiljada godina; Ovo je ohlađena lava koja je iscurila iz vulkana tokom erupcije. Ali ovo vulkansko staklo je neprozirno i ne može se koristiti za, na primjer, zastakljivanje. Drevni ljudi su koristili opsidijan za rezne alate.
Naučnici nazivaju Stari Egipat mjestom rođenja prvog stakla koje je napravio čovjek. Naučnici ne znaju sa sigurnošću ko je prvi dobio sastav stakla, a kako je došao na takvu ideju, postoje samo teorije.
Najstarije pronađeno stakleno posuđe datira iz 3. milenijuma prije Krista. Ovo su staklene perle. U to vrijeme još nisu znali kako napraviti prozirno staklo, kakvo mi danas poznajemo. U pravilu su se bakar, željezo i kobalt miješali sa staklenim proizvodima, a tada je boja proizvoda imala zelenkastu ili plavkastu nijansu. Prvi stakleni proizvodi su bile perle. Kasnije su posuđe počeli prekrivati staklom.
Ali oni su počeli da duvaju oblik staklenog proizvoda mnogo kasnije, tokom perioda Rimskog carstva. Tada se staklo počelo koristiti za zastakljivanje kuća vrlo bogatih Rimljana, a pojavile su se i staklene ploče za ukrašavanje i oblaganje zidova. U isto vrijeme nastao je mozaik. Umjetnost pravljenja stakla postala je raširena u starom Rimu, tamo su izgrađene staklene peći, uz pomoć kojih se staklo topilo na potrebnu temperaturu. Jedan od najpoznatijih antičkih staklenih predmeta iz Rimskog carstva može se nazvati Portland vaza. Čuva se u Britanskom muzeju.
U Evropi se staklo počelo proizvoditi tek u srednjem vijeku. Istovremeno se promijenio sastav sirovina za proizvodnju sode potaša ili kalijevog karbonata, dobivenog sagorijevanjem drva.
Umjetnost izrade stakla dobila je poseban razvoj u Veneciji u 13. vijeku. Majstori dodani u rastopljeno staklo mala količina olovo, koje je venecijansko staklo učinilo providnijim. Gradske vlasti su sve staklene peći preselile na ostrvo Murano zbog velikog broja požara u gradu. A 1454. godine Venecija je donijela zakon o smrtnoj kazni zbog otkrivanja metode izrade venecijanskog stakla. Proizvodi od muranskog stakla bili su cijenjeni širom Evrope i bili su veoma skupi. A sada u nekim nakitima možemo naći upravo takvo staklo.
IN savremeni svet Staklo se koristi i za uređenje interijera i kao građevinski materijal, na primjer, u izgradnji nebodera i drugih arhitektonskih objekata, te u mnogim drugim područjima ljudske djelatnosti.
Mnogo prije danas izrada stakla se smatrala radno intenzivnim procesom, sličnim stvaranju umjetničkog djela. Iz tog razloga, njegova cijena je bila vrlo visoka. Za vrijeme vladavine Tiberija, jedan od majstora stvorio je nelomljivo staklo, ali je po naredbi cara pogubljen, jer je ovo otkriće moglo uzrokovati nagli pad vrijednosti stakla.
Danas se sve promijenilo, a naučnici koji rade u ovoj oblasti nastoje da staklo učine što jeftinijim.
Arheološki nalazi ukazuju da je prvo staklo napravljeno na Bliskom istoku oko 3000. godine prije Krista. U početku je proizvodnja stakla bila spora i skupa. U antičko doba staklo je bilo luksuzni predmet koji su samo rijetki mogli priuštiti.
Najstariji stakleni predmeti su perle i privjesci, nastali u preddinastičkoj eri u starom Egiptu. Egipćani su takođe poznavali staklene mozaike. Raznobojne staklene ploče zagrijavale su se dok se nisu spojile, a zatim su se rastezale kako bi se dobile tanke i vrlo dugačke trake, koje su često prikazivale jednostavno hijeroglife. Ove radove odlikovala je zadivljujuća pažnja u svom izvođenju, ali u isto vrijeme Egipćani nikada nisu nastojali postići prozirnost stakla.
Stakleni predmeti koji datiraju iz 2000. godine prije Krista pronađeni su u Indiji, Koreji i Japanu. Iskopavanja pokazuju da su u Rusiji poznavali tajne proizvodnje stakla prije više od hiljadu godina.
Vjeruje se da je umjetno staklo otkriveno slučajno, kao nusproizvod drugih zanata. Tada su se proizvodi od gline pekli u običnim jamama iskopanim u pijesku, a slama ili trska su služile kao gorivo. Pepeo koji je nastao tokom sagorevanja – odnosno alkalija – pri kontaktu visoke temperature sa peskom dao je staklastu masu.
Neki smatraju staklo nusproizvodom topljenja bakra. I starorimski istoričar Plinije Stariji (79. - 23. pne.) pisao je da staklo dugujemo feničanskim morskim trgovcima, koji su, pripremajući hranu na parkingu, palili vatru na obalskom pijesku i podupirali lonce komadima kreča. , čime se stvaraju uslovi za formiranje staklene taline.
Zaista, početni materijali za izradu stakla bili su pijesak, vapno i alkalije - organske (biljni pepeo) ili neorganske (soda). Kao boje korištene su metalurške šljake: spojevi bakra, kobalta i mangana.
Danas je glavna sirovina za proizvodnju stakla kalcijum dioksid - SiO2, koji je bijeli kvarcni pijesak. Njegova glavna prednost, u poređenju sa drugim supstancama, je da kalcijum dioksid može preći iz rastaljenog u čvrsto stanje, zaobilazeći proces formiranja kristala. To omogućava da se koristi za kreiranje razne vrste staklo Kvarc ima previše visoke temperature topljenja, tako da svaka staklarska radionica proizvodi staklo koje sadrži 50-80% SiO2. Za snižavanje tačke topljenja, razne Ekscipijensi: kreč, natrijum oksid, glinica.
U prošlom veku pne. e. Proizvodnja stakla se intenzivno razvijala u Rimskom carstvu. Jasna politička i ekonomska organizacija, brza gradnja, razgranati trgovinski odnosi - sve je to stvorilo uslove za procvat staklarske industrije u posjedima Rima na Mediteranu i Zapadnoj Evropi. Za vrijeme cara Augusta proizvodi od stakla izvozili su se u Francusku, Njemačku i Švicarsku. Rimljani su bili ti koji su prvi koristili staklo u arhitektonske svrhe – posebno nakon otkrića prozirnog stakla unošenjem mangan-oksida u staklenu masu, što se dogodilo oko 100. godine nove ere. BC e. u Aleksandriji. Aleksandrija je u to vrijeme bila i centar za proizvodnju staklenih proizvoda. Svjetski poznata Portland vaza (napravljena od dvoslojnog neprozirnog stakla) je možda najpoznatije remek djelo aleksandrijskih majstora.
U srednjem vijeku, nakon raspada Rimskog carstva, prijenos tehnologije i tajni vještina puhanja stakla uvelike je usporen, pa su istočno i zapadno stakleno posuđe postupno dobivalo sve više individualnih razlika. Aleksandrija je ostala centar proizvodnje stakla na istoku, gdje se izrađivalo elegantno stakleno posuđe.
Do kraja prvog milenijuma, metode proizvodnje stakla u Evropi su se značajno promenile. Prije svega, to je utjecalo na sastav sirovina za proizvodnju. S obzirom na poteškoće u isporuci takve komponente mješavine kao što je soda, ona je zamijenjena potašom dobivenom spaljivanjem drva. Stoga se staklo proizvedeno sjeverno od Alpa počelo razlikovati od proizvoda proizvedenih u mediteranskim zemljama, poput Italije.
U 11. veku nemački zanatlije, au 13. veku italijanski majstori ovladavaju proizvodnjom lima. Prvo su puhali šupalj cilindar, zatim su odsjekli dno, isjekli ga i smotali u pravougaoni lim. Kvaliteta takvog lima je bila niska, ali je gotovo u potpunosti replicirala kemijski sastav modernog prozorskog stakla. Ove čaše su služile za zastakljivanje prozora crkava i dvoraca plemića. U istom periodu doživljava procvat i proizvodnja vitraža, u kojima su korišteni komadi obojenog stakla.
Krajem srednjeg vijeka Venecija je postala centar evropskog staklarstva. U tom istorijskom periodu, venecijanska trgovačka flota je plutala vodama cijelog Mediterana, što je doprinijelo brzom prijenosu najnovijih tehnologija (posebno s istoka) na plodnu venecijansku zemlju. Proizvodnja staklenih proizvoda bila je najvažniji zanat u Veneciji, o čemu svjedoči broj puhača stakla u ovom gradu - više od 8.000 ljudi. Godine 1271. izdat je poseban dekret kojim su ozakonjene neke protekcionističke mjere za zaštitu interesa staklarstva, zabranjujući uvoz stranog stakla, zapošljavanje stranih zanatlija i izvoz u inostranstvo sirovina za proizvodnju stakla.
Krajem 13. vijeka u Veneciji je već postojalo više od hiljadu staklenih peći. Međutim, česti požari uzrokovani njihovim 24-satnim radom primorali su gradske vlasti da presele proizvodnju na obližnje ostrvo Murano.
Ova mjera dala je i neke garancije u pogledu čuvanja tajne proizvodnje venecijanskog stakla, budući da zanatlije nisu imale pravo napuštati teritoriju otoka.
U drugoj polovini 15. stoljeća staklari na ostrvu Murano razvili su novu tehnologiju za proizvodnju posebno prozirnog stakla, koja je koristila kvarcni pijesak i potašu od morskih algi. Do kraja 16. stoljeća, 3.000 od 7.000 stanovnika ostrva bilo je uključeno u proizvodnju stakla.
U 17. stoljeću vodstvo u razvoju tehnologije proizvodnje stakla postupno je prešlo na engleske zanatlije, posebno zahvaljujući izumu nove metode proizvodnje kristala Georgea Ravencrofta 1674. Uspio je dobiti kvalitetniji sastav staklene taline od talijanskih majstora. Ravencroft je zamijenio potaš visokokoncentriranim olovnim oksidom i dobio staklo s visokom reflektirajućim svojstvima, koje je bilo vrlo podložno dubokom rezanju i graviranju.
Francuska takođe nije stajala po strani od razvoja proizvodnje stakla. Godine 1688. u Parizu je uspostavljen novi proces proizvodnje ogledalskog stakla, čije su optičke kvalitete do tog vremena ostavljale mnogo da se požele. Istopljeno staklo je izliveno na poseban sto i razvaljano u ravno stanje. Zatim je započeo višestepeni proces poliranja površine, prvo grubim pločama od livenog gvožđa, zatim abrazivnim peskom različitih frakcija, i na kraju diskovima od filca. Rezultat je bila zrcalna površina sa neviđenim optičkim svojstvima. Od takvog stakla izrađivana su visokokvalitetna ogledala koja su sa poleđine presvučena slojem srebra. Francuzi su namamili sposobne venecijanske zanatlije s dobrim profesionalnim vještinama i koji znaju tajne vještina. Francuske vlasti ponudile su venecijanskim zanatlijama mnoge poticaje: na primjer, francusko državljanstvo nakon osam godina rada i gotovo potpuno oslobađanje od poreza.
Ali tek krajem 19. stoljeća staklarstvo se počelo razvijati iz zanatske u masovnu industrijsku proizvodnju. Jedan od “očeva” moderne proizvodnje stakla može se nazvati njemački naučnik Otto Schott (1851 - 1935), koji je aktivno koristio naučne metode za proučavanje utjecaja raznih hemijski elementi na optička i termička svojstva stakla. U oblasti studija optička svojstva Glass Schott se udružio s Ernstom Abbeyjem (1840 - 1905), profesorom iz Jene i suvlasnikom kompanije Carl Zeiss. Druga značajna ličnost koja je doprinijela masovnoj proizvodnji stakla bio je Friedrich Simmens. Izumio je novu peć koja je omogućila kontinuiranu proizvodnju mnogo većih količina taline stakla nego ranije.
Krajem 19. stoljeća američki inženjer Michael Owens (1859–1923) izumio je automatsku mašinu za proizvodnju flaša. Do 1920. oko 200 Owensovih mašina radilo je u Sjedinjenim Državama. Ubrzo su takve mašine postale rasprostranjene u Evropi. Belgijski Fourcaud je 1905. godine napravio još jednu revoluciju u industriji stakla. Izmislio je metodu vertikalnog izvlačenja staklenog lima konstantne širine iz peći. Godine 1914. njegovu metodu je poboljšao drugi Belgijanac, Emile Bicherois, koji je predložio rastezanje staklenog lima između dva valjka, što je uvelike pojednostavilo proces dalje obrade stakla.
U Americi je sličan proces crtanja staklenih ploča razvijen nešto kasnije. Tehnologija je zatim poboljšana uz podršku američke firme Libbey-Owens i počela se koristiti za komercijalnu proizvodnju 1917. godine. Metodu float razvio je 1959. Pilkington. U ovom procesu staklo teče iz peći za topljenje u horizontalnoj ravnini u obliku ravne trake kroz kupku rastopljenog kalaja radi daljeg hlađenja i žarenja.
Prednosti ove metode u odnosu na sve prethodne su stabilna debljina stakla, visoka kvaliteta staklene površine koje ne zahtijevaju daljnje poliranje, odsustvo optičkih defekata na staklu, visoka produktivnost procesa. Najveća veličina dobivenog stakla je obično 6 puta 3,21 m, a debljina lima može biti od 2 do 25 mm.
Trenutno se u svijetu proizvodi oko 16.500 miliona tona ravnog stakla godišnje. Kako danas izgleda proces izrade stakla? Prije nego što se iz skupa kemijskih elemenata pojavi elegantno ogledalo, prekrasna vaza ili lagani stakleni namještaj, ove tvari moraju proći niz postupaka. Prilikom stvaranja stakla ili ogledala, prije svega, u ogromnim kupkama koje sadrže i do hiljadu tona stakla, tvari koje imaju niske temperature topljenje. Zatim se tu dodaje kvarcni pijesak koji se uspješno topi na temperaturi od 1000 stepeni. Ali ovaj se proces ne može smatrati završenim: potrebno je degazirati rezultirajuću staklenu masu. Da bi se to postiglo, zagrijava se u posebnim pećima za regeneraciju na temperaturu od 1400-1600 stupnjeva. Kako se dižu na površinu, plinovi pospješuju ravnomjerno miješanje stakla.
Staklena peć radi neprekidno. S jedne strane, tu se dopremaju sastojci, kao rezultat miješanja koje će nastati staklo. Postupno se pretvaraju u rastopljeno staklo i zatim ulaze u poseban transporter gdje se staklo hladi i reže na listove potrebne veličine. Kako bi stvorili ne obično staklo, već ogledalo, majstori, dok pomiču zamrznuto staklo po pokretnoj traci, prvo ga premažu tankim slojem srebra, zatim slojem bakra i na kraju lakom. U jednoj minuti takve obrade moguće je napraviti ogledalo dužine 2,5 metara, a za mjesec dana takva peć proizvodi ogledalo površine 40.000 kvadratnih metara. m.
Kao što znate, staklo koje koristimo u svakodnevnom životu je umjetni materijal. Ali ima prirodni analog - opsidijan. To je očvrsnuta vulkanska lava ili rastopljena stijena. Korišćen je obsidijan primitivni ljudi za izradu raznih reznih alata, kao i nakita.
Umjetno staklo, o čijoj će povijesti biti riječi u nastavku, u početku se malo razlikovalo od prirodnog stakla. Nije se mogao pohvaliti ni ljepotom ni transparentnošću.
Istorija pronalaska stakla: legende i nagađanja
Antički istraživač Plinije Stariji u svojim djelima daje informacije da se umjetno staklo pojavilo zahvaljujući putnicima koji su kuhali hranu na pješčanoj obali i koristili komad prirodne sode kao postolje za kazan. Sutradan je otkrivena staklena kora na vanjskim zidovima kotla. Plinijeva hipoteza je opovrgnuta tek u 20. veku. Naučnici su dokazali da je nemoguće otopiti staklo na otvorenoj vatri. Međutim, prije nekoliko hiljada godina stanovnici starog Egipta i Mesopotamije naučili su topiti staklo u jamama. Temperatura u ovim primitivnim pećima bila je dovoljno visoka da stvori novi materijal od pijeska, lužine i vapna. Međutim, prvo staklo koje je napravio čovjek najvjerovatnije je zapravo stvoreno slučajno tokom procesa izrade keramike.