Из глубины веков: как развивалось производство стекла

Мы уже писали о том, как возникло стекло и как древние мастера применяли его в архитектуре. А сегодня поговорим о технологическом производстве стекла с древности и до наших дней.

glass 1751206 1280


История стекла уходит своими корнями в незапамятные времена.

Самые ранние предметы из стекла находят среди остатков материальной культуры древнейших цивилизаций Древнего Египта и Передней Азии. Стекловидные полупрозрачные или непрозрачные, различно окрашенные шлаки, получавшиеся при оплавлении песка в контакте с щелочной древесной золой, которые древние мастера находили в печах после плавки металла или обжига керамики, вероятно, и явились тем материалом, из которого развилась глазурь, а затем и стекло.

Изготовление глазури было распространено в IV тысячелетии до нашей эры в Месопотамии, Египте, на территории современной Сирии. Уже с конца V тысячелетия до н.э. египетские мастера, покрывая каменные бусы глазурью, окрашенной медными окислами, имитировали бирюзу, которая высоко ценилась в ту пору.

Технология нанесения глазури заключалась в том, что каменную или фаянсовую заготовку покрывали мелкотолченым кварцем, смешанным с некоторым количеством окрашивающих и вяжущих веществ, а затем подвергали обжигу в закрытой камере. Порошкообразный кварц, оплавляясь, образовывал слой глазури.

Техническое открытие глазури было первым шагом на пути, который в дальнейшем привел к производству стекла. Полагают, что стеклянные бусы появились уже в IV тысячелетии до н. э., отдельные находки подтверждают это.

Но самая ранняя мастерская по производству стекла, обнаруженная археологами, относилась к более позднему времени, ко II тысячелетию до н. э., и располагалась в окрестностях древнего города Тель-эль-Амарна в Египте.

Известный египтолог У. М. Флиндерс Питри реконструировал процесс изготовления стекла, относящийся ко временам Аменхотепа IV. По мнению ученого, египтяне около 1400 г. до н. э могли изготавливать прозрачное, но не вполне бесцветное стекло. Оно содержало чистый кремний в виде толченого кварцевого песка или гальки и щелочи древесной золы. Варили такое стекло в глиняных лоточках или горшках емкостью около 0,25 л.

mosiac 89480 1280

Первые стеклянные изделия получали, вероятно, двумя способами.

Первый состоял в том, что из расплава стекла, а он в те времена был достаточно вязким из-за низких температур варки, вытягивали нить и навивали ее на каменную заготовку или сердечник. Сердечник, изготовленный из песка, смешанного с каким-нибудь органическим вяжущим, после остывания изделия выдалбливался, в результате получался стеклянный сосуд. При втором способе заготовку или сердечник многократно погружали в расплавленное стекло, что по сути было процессом нанесения глазури.

Свидетельства о том, что на территории Месопотамии во II-I тысячелетиях до н. э. было высоко развито стеклоделие, содержатся в древнейших письменных источниках, глиняных клинописных табличках, времен XVIII-VIII вв. до н. э. В них приводятся рецепты цветных, прозрачных и позолоченных стекол, излагаются правила подбора топлива, описываются приемы работы с плавильной печью и др.

Красота стекла, особенно цветного, определила его использование на этой стадии для изготовления украшений, небольших флаконов и сосудов, для инкрустации посуды и других предметов.

Уже во II тысячелетии до н. э. изготовляли стекла широкой цветовой гаммы: голубое, синее, аметистовое, пурпурное, рубиново-красное, зеленое, желтое, коричневое, черное и др.

Древние мастера получали цветные стекла, добавляя в шихту различные металлы: медь, кобальт, марганец, сурьму, железо и т. д. Для глушения стекла, превращения его в непрозрачное применяли сурьму, олово, мышьяк, фосфор или медь.

К 1200 г. до н. э. египтяне начали изготовлять литое, а затем и прессованное стекло. Далее в развитии стеклоделия не наблюдалось заметного прогресса вплоть до рубежа нашей эры. Кроме глазурованной плитки, инкрустации стеклом каменных и керамических изделий, бус и небольших сосудов, казалось, не было попыток применить стекло в других изделиях. Стекло еще не родилось как строительный материал.

mosaic 504822 1280

Настоящая революция в технологии стеклоделия произошла только с изобретением процесса выдувания.

Некоторые источники относят это событие к I в. до н. э., другие – к более раннему периоду III в. до н. э. Среди первых изобретателей называют древних вавилонян, древних греков и римлян.

Другое значительное достижение в стеклоделии – совершенствование конструкции печей, что повысило температуру плавки и надежность осветления стекла. В этот период на стекло обратили внимание зодчие; рождение нового строительного материала состоялось.

Считают, что римляне первыми начали применять стекло для остекления окон. Наиболее древнее римское оконное стекло относится к I и II в. н. э. Это голубоватые, зеленоватые или даже коричневые пластины стекла толщиной 3-6 мм с оплавленными краями. В III и IV вв. качество стекла улучшилось. Дошедшие до нас образцы свидетельствуют о том, что это были почти бесцветные или зеленоватые стекла.

Известно, что в средние века и эпоху Возрождения оконные стекла изготавливали тремя способами, суть которых не менялась со времен античности, а технология оттачивалась только за счет новых инструментов.

Первый способ получения плоского (оконного) стекла состоял в том, что расплав стекла раскатывался подобно лепешке на каменной плите. Полученные пластины стекла имели небольшие размеры, их поверхность не отличалась высоким качеством, а толщина была значительна.

Второй способ, «цилиндрический», заключался в том, что из шарообразной стеклянной заготовки на конце трубки выдували длинный цилиндр. После охлаждения дно и верхнюю часть откалывали, а цилиндр разрезали по длине и помещали на глиняную плиту в плавильную печь, где он распрямлялся в лист. Этот способ позволял получать тонкие листы прямоугольной формы, но их поверхность сохраняла следы превращений цилиндрической поверхности в плоскую.

Третий способ позволял получать диски толщиной 2-3 мм и диаметром до 1,5 м. Выдували большой стеклянный шар, который служил заготовкой. Дно его прикрепляли к специальному стержню (понтии), откалывали от выдуваемой трубки, а затем путем вращения превращали в плоский диск.

В истории стеклоделия отразились судьбы народов и цивилизаций.

До начала нашей эры наиболее мощные центры стеклоделия располагались в Египте и Сирии. В VI в. н. э. к ним присоединилась Византия. Здесь в основном вырабатывались цветные стекла для посуды и смальта.

В период Римской империи стекло распространилось по всей ее территории. Образовались новые центры стекольного производства в Европе вплоть до Британских островов. Они быстро и успешно развивались. Их расцвету способствовало изобретение бесцветного стекла «кристалле», которое вначале использовалось для изготовления бус и посуды, линз, а затем оконного стекла и знаменитых венецианских зеркал. В XV в. особую славу приобрели венецианские стеклоделы.

Значительный вклад в развитие производства стекла внесли европейские стеклоделы.

Так, французские мастера нашли способ отливать зеркальные стекла высокого качества при помощи медных плит и последующей прокатки, в также способ травления стекол (начало XII в.). Английский мастер Роберт Манзель впервые применил каменный уголь в качестве топлива для варочной печи (1615 г). Мастер из Богемии Михаил Мюллер изобрел твердое, необыкновенно прозрачное калиево-кальциевое стекло. Чешские ремесленники развили технологию гравировки стекла.

Во второй половине XVII в. немецкий алхимик Иоганн Кункель открыл способ получения «золотого рубина» и опубликовал книгу «Экспериментальное искусство стеклоделия». В XVIII в. в Англии начали производить хрустальные стекла и применять алмазную грань.

wine glasses 2201755 1280

В Древней Руси стекольное производство концентрировалось в основном в юго-западных областях, но в период татаро-монгольского ига стекольные мастерские были разрушены. Производство стекла возродилось только в XVII в. Огромная заслуга в восстановлении стеклоделия в России в этот период принадлежит М. В. Ломоносову. Он не только способствовал организации стекольных заводов, но возродил и развил искусство смальтовой мозаики.

До конца XIX в. стекольное производство было основано на ручном труде.

Только в 1900 г. была сделана попытка механизировать изготовление листового стекла: с помощью сжатого воздуха выдувались стеклянные цилиндры длиной до 12 м диаметром около 0,75 м, которые разрезались по образующей. Дальнейшая обработка листового стекла оставалась такой же, как и при цилиндрическом способе.

Подлинной революцией в стеклоделии явилось изобретение в начале XX в. непрерывного процесса варки и формования листового стекла. Механизация производства всех видов стекла была осуществлена только во второй половине XX в. На этот период приходится и появление новых видов стекла и изделий из него.

Вплоть до 50-х гг. ХХ века практика стеклоделия опережала теоретические знания в этой области. Однако научно-техническая революция в стеклоделии привела к разработке технологии принципиально новых видов продукции из стекла: фотохромных, солнцезащитных, теплозащитных, сверхпрочных и закаленных видов и др.

В 1959 г. в СССР впервые был синтезирован шлакоситалл - одна из разновидностей непрозрачного «стеклофарфора», прочного и экономичного вида стекла, который можно окрашивать керамическими красками в любой цвет и широко применять в воплощении архитектурных замыслов.

greenhouse 1246536 1280

Появилась технология изготовления триплекса – стекла, состоящего из отдельных листов, склеенных прозрачными синтетическими пленками в единый пласт. Для звукоизоляционного остекления стали применять листы стекла с нанесенными на одну из поверхностей прозрачными пластмассовыми пленками для изменения частоты собственных колебаний.

Электрохимеская обработка стекла, напыление пленок, изготовление стекловолокна – все это примеры сложной технологии стеклоделия середины прошлого века.

Современное стекло представляет собой аморфный материал, получаемый из расплавов силикатов, алюминатов или боратов натрия, калия, кальция и ряда других элементов. Характерной чертой неорганических стекол является способность при нагревании до определенной температуры размягчаться, не плавясь. При определенных температурных условиях стекло может кристаллизоваться.

Производство стекла слагается из следующих процессов: подготовка сырьевых компонентов, получение шихты, варка стекломассы, ее охлаждение, формование изделий и их отжиг и в случае необходимости — обработка (термическая, химическая, механическая).

Компоненты, входящие в состав стекла, определяют его физико-механические свойства. Так, окись алюминия повышает химическую и термическую стойкость стекла, механическую прочность. Углекислый калий придает стеклу чистоту, блеск, прозрачность и применяется для производства лучших сортов стекла. Введение окислов кальция, магния, цинка и свинца повышает механическую прочность м химическую устойчивость стекла, увеличивает показатель светопреломления и улучшает внешний вид изделий.

О том, какие возможности открывает перед архитекторами стекло, читайте здесь

 

2018-02-23

ООО "Оргалит"

Торговый знак Интергласс,
юр. Адрес: пр. Пушкина 52,оф 1

E-mail: info@interglass.by
+375 (29) 834-65-65
+375 (44) 744-65-64
+375 (17) 216-96-56
SEOexpert.by - SEO продвижение
iKIT.by - делаем сайты
Производство изделий из стекла под заказ
Copyright © 2016-2021 - INTERGLASS ООО "Оргалит"