Jdi na obsah Jdi na menu
 


historie a současnost výroby skla

2. 12. 2005

HISTORIE

Už v pravěku lidé vyráběli hroty šípů z přírodní formy skla, které se říká obsidián. Původ vlastní výroby skla není znám, ale je známo, že tuto techniku používali lidé kolem roku 3000 př.n.l. Kolem roku 1500 př.n.l. vyráběli Egypťané láhve a vázy. Roztavili sklo a z něj vytahovali tenké proužky, kladli je na železnou tyč a ovinovali je kolem jádra z hlíny a písku. Někdy toto jádro naopak do roztaveného skla ponořovali.Kolem roku 100 př.n.l. došlo k revoluční změně ve výrobě skla. Objevilo se vyfukování skla. Železná trubka se jedním koncem namočila do roztaveného skla a to se druhým koncem vyfukovalo ven. Sklo se mohlo foukat do formy a tím se utvořil jeho tvar. Sklo také teče, ale strašně pomalu, je to vidět na starých domech, kde je sklo na oknech často tlustší dole než nahoře.Důležitou podmínkou pro výrobu skle ve středověku byl dostatek dřeva,vody a křemičitého písku…Tyto podmínky velmi dobře splňovaly oblasti Krušných,Jizerských,Orlických hor a Šumava. Výroba skla nejenom na našem území byla zpočátku doménou církve a především mnichů Benediktýnů, kteří vyráběli skla do oken kostelů a klášterů. První zmínky o této výrobě jsou již z 9. století. Ve 13. století vznikají první světské sklárny v pohraničních lesích. Zpočátku hutě vyráběly jednoduché okenní terčíky, později perličky a duté sklo. Při výrobě skla byla velká spotřeba dřeva, jednak na ohřev pecí a pak na výrobu salajky (potaše) - základní suroviny pro výrobu skla - proto se skláři stěhovali za dřevem dál do hor.První písemná svědectví  o sklářských hutích. První písemná svědectví o sklářských hutích na našem území jsou již ve 14. století. Dochovali se kupní smlouvy a nepřímé názvy některých městeček a vesnic, které se ve velké míře zachovali do dnešních dnů – Skláře, Sklená huť, Staré hutě. Ve středověku se sklovina na našem uzemí tavila podle receptu mnicha Theophila ze dvou dílů bukového popela a jednoho dílu křemičitého písku. Sklovina byla bezbarvá, slabě žlutá, hnědá nebo zelená. Použitím oxidu kovů se sklovina zbarvila do modra. Za vlády císaře Karla IV se začali používat do oken kostelů barevné vitráže (první zmínka 1276). Sklářští mistři byli lidé svobodní bez poddanských závazků k majiteli. Od roku 1497 byli přijímáni mezi rytíře a za vlády Rudolfa II dokonce mohli získat šlechtický titul.Podmínky pro výrobu skla v Čechách byly velmi dobré, proto se skláři dostali do situace přebytku svých výrobků na domácím území. Měli možnost výrobu snížit, nebo vyrobené zboží vyvážet do sousedních zemí. Skláři se rozhodli pro druhou možnost – vývoz. Kolem roku 1430 se skleněné perličky ze šumavských hutí vyvážely přes Norimberk až do Španělska.

Sklářská píšťala byla vynalezena ještě před změnou letopočtu a stala se základním sklářským nástrojem nezměněným až do dnešní doby. Tímto vynálezem, který se zřejmě právem přičítá Féničanům, se výroba skla mnohonásobně zrychlila, zjednodušila a zlevnila. Tekutou sklovinu nabíral sklář na dutou píšťalu a střídavým foukáním a vyvalováním na mramorové desce z ní vytvářel baničku. Baňka byla stále nahřívána, aby zůstala vláčnou, nabírala se na ní další sklovina a tvarovala se různými nástroji a pomocí formy a byla pak základem každého foukaného výrobku. Baňku můžeme vrstvit různě barevným sklem, roztáčet do okenního terče nebo fouknout do dvoudílné dřevěné formy, která určí její tvar.Nejstarší sklářské pece byly jednoduché objekty kruhového půdorysu zbudované z kamene a jílu. Mívaly zaklenutou horní část, která vznikla dusáním kvalitních a žáruvzdorných jílů. Ve 13. století měly hutě jednoduché dřevěné přístřešky. Mezi nálezy jsou i zlomky technické keramiky - zlomky pánví, mísovité nádoby na tavení skla, malé pánvičky na tavení malého množství skla jiné, například modré barvy, používané k plastické výzdobě nádob. Nářadí starých sklářů v 13. století není známo, byly nalezeny jen malé fragmenty sklářských píšťal. Ve 14. století se půdorysy tavící pece mění na podkovovitý, později až na obdélný tvar. Zdokonalováním konstrukce tavící pece chtěli skláři dosáhnout co nejlepšího teplotního režimu, který ovlivňoval délku tavby a výši teplot a tím následnou kvalitu skla. I přes tyto změny technologický proces foukání skla zůstává ve svém základním principu po staletí stejný, avšak probíhá na vyšší technologické úrovni.

SKLO

Sklo je čirá hmota na umělecké a užitkové zpracování. Fyzikové dospěli k překvapivému zjištění, že sklo nepatří mezi látky skupenství pevného, ale musíme ho považovat za  tuhou kapalinu,s význačnou lámavostí světla,mající značnou tvrdost,ale i velkou křehkost vůči nárazu.Ve slabých vrstvách resp.vláknech je dostatečně pružné aby bylo možno jej dokonce navinovat a spřádat. Vyznačuje se 1. amorfním stavem, 2.naprostou stejnorodostí ve hmotě, 3.tuhostí a tvrdostí za obyčejných teplot, 4.propustností světla, 5.malou elektrickou a tepelnou vodivostí, 6. odolností vůči vlivům vzduchu,vody,ale i jiných chemických látek.Základními surovinami na výrobu skla jsou křemičitý písek, soda, potaš a vápenec. Suroviny se mísí a taví v pecích na sklovinu, která se tvaruje buď ručně sklářskou píšťalou, a nebo se provádí zvětší části strojově, lisuje se, válcuje a vylévá. Výrobky se ochladí a zdobí broušením, řezáním, rytím, leptáním, malováním a zlacením. Dříve byly  považovány za skla jen ty hmoty, které vznikly tavením křemene a různých kovových kysličníků, dnes je známo,že je lze získat i za nepřítomnosti kysličníku SiO2 ,jako např. skla borátová a fosfátová,stejně tak i tavením samotného kysličníku SiO2 lze získat sklo křemenné aniž by bylo potřeba použití kysličníků kovových.Stanoviti obecně platnou definici skla je tudíž nemožné,stejně tak nelze udávat jakýkoliv chemické vzorce,označující to či ono sklo za chemickou sloučeninu.

Hlavní součástí technických skel je kysličník křemičitý SiO2 u kterého se obsah pohybuje ovšem podle druhů skla asi od 60% do 75%, u několika speciálně odolných skel až do 80%,druhou součástí sklovin jsou alkalie,jimiž rozumíme kysličníky sodný NaO2  a draselný K2 O u několika mála optických skel i kysličník lihnatý LI2O.

 

Poznáváme několik druhů skla:
• lehce tavitelné sodnaté (vhodné na foukaní)
• tvrdé draselné (vhodné na řezaní a broušení – křišťál)
• měkké olovnaté (vhodné na lití do forem a na výrobu optického skla)

Mimo uměleckého skla se vyrábí sklo:
• technické (okenní tabule, obkládačky)
• užitkové (poháry, vázy, lustry)
• optické (skla do brýlí a optických přístrojů)

 

VÝROBA

Sklářství se dělí na výrobu ruční, při níž sklář používá svého sklářského nářadí a sklářských forem a na výrobu strojovou, která může býti poloautomatická,anebo posléze samočinná.Každý výrobek, ať je získán jakýmkoli způsobem,musí být zbaven všech škodlivých vnitřních napětí,aby mohl býti člověku užitečným. Vkládá se proto do zvláštních pecí zv. chladicích, v nichž se vyhřívá na teploty blízké bodu měknutí skla,kdy napětí skla vyrovnává.Pozvolným a rovnocenným chlazením,jehož doba se řídí jednak druhem skla,jednak jeho velikostí  a hmotou (optická skla se mnohdy chladí i několik měsíců,brusný křišťál několik dní,obyčejné duté,nebo tabulové sklo několik hodin)Další úprava polotovaru z huti se řídí již vždy druhem výrobku.Tabulové sklo ruční výroby je nutno vyrovnávati v rovnacích pecích,strojové vychází již hotovo,lité zrcadlové sklo je nutno brousiti

 

1. ZAKLÁDÁNÍ

Automatická výroba – tímto způsobem se vyrábí hromadně užitkové i obalové sklo. Základem foukaných tvarů je foukací stroj, do kterého se dávkuje sklovina a na jednotlivých stanicích se rozfukuje. Další metodou je lisování skla na lisech. V některých případech (automatická výroba kalíšků) se oba způsoby kombinují.Vstupní surovinou při zakládaní je sklářská sázka. Je složená z více komponentů : písku, hydrátové potaše, vápenné sody, minia, ledku draselného, kysličníku amonného.Sklářská sázka se dostává ze zásobníku do násypky zakládače, odkud padá přes píst obdélníkového přůřezu. Píst se pohybuje pomocí výstředníků a tažných pružin. Zdvih pístu a počet zdvihů pístu je možno plynule regulovat.

2. TAVENÍ

V technické praxi se obvykle tavení rozděluje na 3 hlavní stádia:
1. Vlastní tavení – první etapa pochodu tavení, končící vymizením posledních zbytků pevných látek. Tuto etapu rozdělujeme ještě na období chemických reakcí a období rozpouštění zbytku pevných látek vytvořených dříve v tavenině.
2. Homogenizace – odstranění plynných uzavřenin a vyrovnávání složení taveniny v celé hmotě.
3. Ochlazení skloviny – na pracovní teplotu, při které se sklo dá odebírat k tvarování.
Vstupní surovinou je sklářská sázka, její hmotnost pro tavení závisí na vyráběném sortimentu výrobků – odběru skloviny. Postup výroby – pro tavení skloviny slouží plamenný regenerativní tavící agregát, který je vytápěný zemním plynem a předehřátým vzduchem. Vzduch se předehřívá v regenerátoru se stojatými komorami. Zemní plyn je přiváděn z doregulovací řady tlakem 50 kPa.
Při tavení paralelně anebo                                Reakce při tavení skla (teplota v °C):

 následně probíhají tyto děje                             500-800 - K2CO3 + SiO2 – K2SiO3 + CO2
• zahřátí sázky na tavící teplotu                            500-600 - Pb2O3 – 3 PbO + 0,5 O2
• reakce mezi jednotlivými složkami                    600-700 - tvorba olovnatých křemičitanů
• čeření                                                                  700-900 - tavení olovnatých křemičitanů
• chemická homogenizace taveniny                      879 - tavení PbO
• ochlazení skloviny na pracovní teplotu              891 - tavení K2CO3

     

Při jednotlivých fázích výrobního procesu vzniká odpad:
• zakládání – 0,2% sklářské sázky tvoří rozprach při zakládání
• tavení – spaliny vznikající spalováním nového sortimentu, praskáním na tažné dráze
• tvarování – trubice při natahování nového sortimentu, praskáním na tažné dráze
• pukaní + zapalování – konce trubic
• třídění – trubice mimo tolerance, jsou vzhledovými chybami

Použitelný odpad:
• rozprach při zakládání – odevzdává se do kovošrotu
• spaliny – využívají se na ohřev spalovacího vzduchu v regenerátorech
• trubice mimo tolerance, konce trubic – vracejí se ve formě střepů do sklářské sázky

Nepoužitý odpad:
• využívají se na všechny odpadové látky vznikající při výrobě

 

Barvy skla:

Závislost výsledku zabarvení závisí na chemickém složení sklářského kmene např:

Za běžných podmínek je sklo bezbarvé,nebo slabě žlutozelené,popřípadě modrozelené,což je způsobeno přítomností železnatých sloučenin.Dosažení barvy je závislé i na stupni oxydace příslušného kovu.Sloučeniny železa dvojmocného(Fe..) barví sklo modrozeleně, trojmocného(Fe...)žlutě až červenohnědě,kysličníky manganu barví žlutě,hnědě až fialově,chromu trávozeleně,kobaltu intenzivně modře,niklu fialově až šedohnědě,antimonu slabě žlutě,mědi dvojmocné(Cu..)modrozeleně,měď jednomocná(Cu.) červeně ,koloidní stříbro barví žlutě,koloidní zlato rubínově(zlatý rubín),selen růžově a ve spojení s kadmiem sytě červeně,slučeniny uranu žlutozeleně se známou fluoreskující zelenou,sloučeniny síry barví žlutě,hnědě až černě apod.Jedinečného zbarvení dosáhnemevzácnými zeminami(didym,praseodym,neodym,cer,vanadium, apod.

NiO – barví sodné sklo červenohnědě, draselné fialově, borosilikátové hnědě,  boraxové        žlutě, olovnaté sklo temně červeně. Barvení skloviny a zvláště dosažení přesného odstínu barvy vyžaduje značných teoretických i praktických zkušeností.

Typy skla

Chemicky nejjednodušší je křemenné sklo z roztaveného SiO2. Propouští ultrafialové paprsky, má výbornou chemickou tepelnou odolnost. Vysoká tavicí teplota 1800°C se využívá na výrobu laboratorních potřeb a speciálních žárovek.
Tabulové sklo (1.8-10mm) -  má podobné složení jako lahvové sklo, jen obsah hořčíku je trošku větší.
z velkokapacitní vanové tavicí pece vytéká pás skla přes lázeň z roztavených kovů – většinou cínu, kde se vyleští. Tento způsob se u nás používá od roku 1958 a nazývá se float - plavené sklo barevné sklo.(Tabulová zakalená skla, drátěná skla, polozrcadlová skla, zrcadlová skla, ledová skla, bezpečnostní, bezpečnostní, neprůstřelná, signální)

Optické sklo - se dělí na jemné optické (přístrojové) sklo, polooptické (skla do brýlí), protisluneční a ochranná skla a filtry. K jejich výrobě se používá řada speciálních kysličníků barya, zinku, olova a titanu  a výrobních metod.

Vodní sklo - vznikne pokud ke křemennému sklu přidáme alkalické sloučeniny (sody, potaše), které působí jako tavivo. Čímž klesne tavicí teplota SiO2, avšak zhorší se vlastnosti. Slouží k ohnivzdorným nátěrům, jako pojivo do tmelů a slévárenských písků.
Francouzské sklo - se vyrábí tavením sklářského písku se sodou a vápencem. Je nejlevnější, snadno tavitelné, proto nejrozšířenější. Vyrábějí se z něho láhve,je i sklo lisované a stavební.
Český křišťál vzniká tavením písku s potaší a vápencem. Je tvrdší, hůře tavitelné, lesklé a stálé, takže se hodí pro výrobu chemického a stolního skla.
Anglické sklo - se připravuje tavením písku s potaší a oxidy olova Je měkké, má vysoký lesk a lom světla (optické sklo). Vybroušené kaménky se vsazují do bižuterie jako „štras“.
Vzniklo původně náhradou polodrahokamů skleněnými kompozicemi. Základem jsou tyče, tyčinky a trubice s přebohatou barevnou škálou, které se různými technikami zpracovávají dále na perly, kameny a korálky z nichž se zhotovuje ozdobná bižuterie. Do tohoto oboru patří i světoznámé železnobrodské figurky. 
Obsahuje-li sklo okolo 25% oxidu olovnatého (PbO), mluvíme o olovnatém křišťálu, který se zdobí bohatým broušením. Skla s vysokým podílem PbO vynikají lomem a barevným rozptylem světla.
Skla boro-křemičitá -  mají část sklotvorného SiO2 nahrazenu oxidem boritým. Přísada oxidu hlinitého zvyšuje jejich pevnost a zlepšuje zpracovatelnost skloviny. Boro-silikátová skla jsou žáruvzdorná a chemicky odolná. Slouží jako sklo laboratorní a varné pro domácnost.
Skla horninová -  vznikají tavením krystalických hornin s alkáliemi. Z čediče a znělce se vyrábějí tmavá skla na pivní láhve. Tavený čedič je surovinou pro výrobu dlaždic s vysokou odolností v oděru a rour odolných vůči kyselinám. Čedičová vlákna vynikají tepelnou a zvukovou izolací.Suroviny na výrobu lahvového skla: 50% písek ( křemen nebo kysličník křemičitý), 16% soda (uhličnan sodný), 12% vápenec (uhličnan vápenatý), 18% odpadkové sklo (drcené střepy) a 4% ostatní látky. Zahřívá se to při teploťě 1500 stupňů celsia a sklo roztavené v červenou žhavou hmotu se vpravuje v dávkách do stroje na výrobu lahví.
Bezpečnostní sklo – plochá bezpečnostní skla jsou dvojího druhu a)skla jednovrstvá tzv. přechlazená,nebo také tvrzená, b)tvrzená ze dvou tabulí skla zrcadlového,nebo taženého,povlečených na vnitřních plochách tenkými vrstvami vazných látek, a mezi ně se vkládá folie(vzájemného spojení se dosáhne slisováním)

Ohnivzdorné sklo - snadno vzdoruje silným tepelným rozdílům.Tato vlastnost je způsobena nízkým koeficientem tepelné roztažnosti.Přidává se oxid bóru.

Skelné vlákno – vyrábí se ze skla pomocí roztavené skloviny při teplotách vyšších jak 1000°C. vyznačuje se vysokou pevností v tahu (vyšší než ocelové vlákno). Používá se na výrobu bytových textilií, sklolaminátů, izolačního materiálu, využití nachází ale i v přenosové rozhlasové a televizní technice.

 

 

 

Zušlechťování skla
Broušení – se používá v mnoha odvětvích sklářského průmyslu. V užitkovém skle kromě obrušování výrobků i k výbrusu řezů, hran a ploch. Jako brusný materiál slouží buď volná zrna karbidu křemíku a elektrokorundu nebo brusiva vázaná ve formě brusných kotoučů. Nejvýkonější jsou kotouče diamantové Zdůrazňuje čirost, lesk, lom a rozklad světla především u silnostěnného křišťálu. Řezy se leští směsí kyseliny fluorovodíkové a sírové. Kaménkový reliéf vybroušený až po leštění zůstává matný.
Rytí (gravírování) -  patří spolu s jednoduchým matným brusem k nejjemnějším technikám zdůrazňujícím křehkost tenkostěnných nápojových souprav z tvrdého českého křišťálu.
Rytina se provádí menšími kotouči, aby vyniklo jemné a přesné zpracování detailů.

 Leptání a matování - Kyselina fluorovodíková a její soli mají schopnost leptat sklo. Toho se využívá k jemnému matování, liniovému leptu nebo dekorativnímu odleptávání skla. Matovat dále lze pomocí pískování. Vzor vyrytý na plochách pokrytých kyselinovzdorným voskem se zahloubí ponořením do lázně. Ručně s čárovými motivy přenáší vzor do vosku pantograf nebo gilošovací stroj. Leptáním ploch se sklo též matuje.
 Lazurování – je jednou z nejstarších malířských technik.Vzniká vypálením směsi okru se solemi.Na čirou sklenici nebo vázu se nanese barvicí směs. Při vypalování v peci zbarvují soli stříbra sklo žlutě, sloučeniny mědi žlutozeleně, černě a červeně (podle prostředí v peci). Lazurované výrobky se převážně dekorují rytinou. Červená lazura je vynálezem významného sklářského technologa F.Egermanna z Nového Boru (1777 – 1864).

Malba skla – se provádí sklářskými barvami, což jsou buď smalty (nízkotavitelná olovnatá skla), nebo preparáty drahých kovů (zlato, platina). využívá k vytvoření barevných vzorů prášků lehce tavitelných skel s terpentýnovou silicí Malířské barvy se nanáší ručně, stříkáním nebo sítotiskem a vypalují při teplotách cca 490 – 560 °C. Nejběžnějším dekorem jsou květinové motivy kombinované se zlatem.Zlacení je založeno na spojení částic zlata jemně rozptýlených v organickém pojivu, které se po nanesení (štětcem nebo razítkem) v peci spálí. Zrcadla a vakuový prostor termosky se pokovují redukcí stříbra z dusičnanu stříbrného.

Dekorace laserem- Tato velice moderní technologie umožňuje pomocí jednotlivých bodů vyrýt - vygravírovat libovolné motivy do průhledných materiálů, jako je sklo nebo umělá hmota. Při tomto procesu nedochází k porušení povrchu gravírovaného materiálu. Vygravírovaný motiv se nachází uvnitř hmoty a to tak, že neexistuje žádný otevřený styk mezi motivem a okolním prostředím. Z tohoto důvodu nemůže dojít ke znečištění vygravírovaného motivu kontaminací s vnějším prostředím. Pomocí této metody lze uvnitř skla či umělé hmoty realizovat jak dvojrozměrné, tak i třírozměrné motivy.

Optický dekor -  vzniká fouknutím baňky do žebrované nebo jinak reliéfně zdobené formy, reliéf však dalším rozfouknutím ztrácí svou plastičnost a místy je patrný jen opticky. U pece se sklo také zdobí natavováním tažených vláken, štípaných lístků, křidélek, hřebínků atd.

Spékání a ohýbání-ztavovaní kousků skla, ohýbání zatepla

Pískování -  je poměrně stará metoda dekorování, zejména skla a to ať již plochého či užitkového. Tato metoda byla hojně rozšířena a používána v období secese. V současné době si tato technologie nalézá cestu zpět na výsluní, například v bytové architektuře (výplně do dveří či oken ), ale i v reklamě. Pískování je vlastně proces, při kterém dochází k povrchovému narušení pískovaného předmětu (omatování), ať už je to sklo nebo keramika či jiný materiál. Na pískovaný předmět se aplikuje vykrývací šablona, ve které je vyřezán dekor nebo logo, které se má pískovat a přes tuto šablonu se pod tlakem tryská abrazivo (písek), které zamatuje to, co není kryto šablonou.

Slovníček pojmů:

Amorfní látky:pevné látky nemající pravidelné uspořádání atomů (iontů) na dlouhou vzdálenost.Typické amorfní látky jsou skla a kaučukovité polymerní látky.

Potaš: minulosti se tak označovala zásaditá žíravina s různým obsahem K2CO3 . Prastarým výrobním postupem samozřejmě nebylo možno dosáhnout 100% koncentrace této sloučeniny v potaši, proto právě podle koncentrace K2CO3 dělíme potaš na několik druhů s obsahem K2CO3  od 30 do 90%. Ačkoliv je tato látka známa již několik století, její hlavní použití se dodnes téměř nezměnilo. Je jím a vždy jím byla výroba skla. V minulosti však méně kvalitní druhy potaše byly používány např. i k bělení a praní prádla nebo vydělávání koží. Pro označování směsí obsahujících K2CO3  máme ovšem u nás hned několik názvů, které někdy i označují speciální druhy potaše, jindy pouze potaš obecně. Těmi druhými jsou hlavně draslo, flus, salajka.

Ledek draselný: Dusičnan draselný se v přírodě vyskytuje v zemích teplého klimatu (některé oblasti SSSR, Indie, Ceylon, Iran, Egypt, Španělsko, Mexiko). Vznikl oxydační fermentací dusíkatých organických sloučenin a reakcí výsledných produktů s alkalickými složkami půdy. Přírodního ledku se po příslušné rafinaci používalo (a částečně ještě používá) k výrobě černého prachu. Např. v Anglii byl do nedávna jediným zdrojem dusičnanu draselného indický ledek.

 

 

Komentáře

Přidat komentář

Přehled komentářů

Help

(Help, 25. 9. 2016 14:23)

pro referát potřebuju čistě vzorec výroby skla, našel jsem toto: :
Na2CO3 + 4 SiO2 – Na2O -> SiO2 + 3 SiO2 + CO2, nevím jestli je to dobře, z tohoto si nejsem uplně jist jestli to jde i takto, díky

Skvělí

(Laurinqa, 27. 5. 2013 20:15)

Tak takovejhle článek jsme fakt hledala .
Jseš mc čikovná a moc děkuju :))))

Díky

(Ketty, 26. 4. 2008 13:58)

díky za referát moc si mi pomohla !!!

prosba

(Marian Slezarik, 7. 4. 2008 14:48)

e-mail > Slezarik@seznam.cz

prosba

(Marian Slezarik, 7. 4. 2008 14:47)

Prosim Vas o anglicky text tohoto cisla. Potrebuji to pro pratele. Dekuji, M.S.umelecky sklar