Povijest proizvodnje stakla

Kvaliteta ovog stakla je bila niska, jaka odstupanja u debljini i neravnost bili su neizbježni.

Za proizvodnju kvalitetnijeg stakla izrađivale su se staklene ploče postupkom lijevanja, koje su se izlijevale u formi dvostruko većoj od kasnije potrebne debljine stakla, te su se nakon hlađenja brusile i polirale, sve dok se ne bi postigla željena kvaliteta i debljina. Ovo staklo je bilo skupo te je u graditeljstvu imalo podređenu ulogu. Prozorska stakla su se u većoj količini počela koristiti u 17.stoljeću u Engleskoj pri gradnji dvoraca, kako bi se demonstriralo bogatstvo.

Početkom 20.stoljeća razvile su se nove metode, skoro istovremeno u Belgiji i SAD-u, i to Fourcaultovim postupkom i Libby-Owenovim postupkom, kojima se ravno staklo počelo proizvoditi u većim količinama.

Ovim postupcima se staklo u jednom kontinuiranom procesu valjcima izvačilo direktno iz taljevine i hladilo u području hlađenja. Brzinom procesa se mogla podešavati debljina staklenih ploča. Kvaliteta valjanog stakla je bila dovoljna za uporabu na prozorima, ali se svejedno nisu mogle izbjeći razlike u debljini i neravnine.

Stakla pred koja su se postavljali veći zahtjevi u pogledu transparentnosti i ravnosti morala su se i dalje izrađivati postupkom lijevanja s naknadnim brušenjem i poliranjem.Ovaj proces su od 1930.godine optimirali Ford i Pikington..

Taljeno staklo se opet u kontinuiranom procesu skidalo s valjaka te se nakon postupka hlađenja automatski brusilo i poliralo s obje strane. Ovim postukom se lijevano staklo proizvodi i danas, a često se preko valjaka izrađuju i ornamentiranja.

Sva stakla koja su se do 50-tih godina koristila u graditeljstvu, izrađivala su se gore navedenim postupkom. Valjano ravno staklo, koje se uglavnom koristilo kao prozorsko staklo, bilo je jeftino, tanko ali neravno.

Polirano lijevano staklo, koje se koristilo kao zrcalno staklo, bilo je deblje i transparentno, ali puno skuplje.

Postupak izrade float-stakla kojeg je razvio Pilkington (1952.) predstavljalo je revolucionarnu ekonomičnu proizvodnju velikih količina visokovrijednog ravnog stakla .

Uobičajeni postupak lijevanja se i dalje razvijao: Staklo nakon taljenja više ne ide na valjke, već najprije pliva u kositrenoj kupelji (engl. floating).

Tako nastaju dvije idealne, paralelne površine, a zatim se staklena traka na kraju kositrene kupelji uvodi direktno u proces hlađenja. Kontrolirani proces hlađenja je od presudnog značenja u industrijskoj proizvodnji.

Float-staklo je bazni proizvod za skoro sve vrste visokovrijenog stakla kao što je termički prednapeto (sigurnosno) staklo, višeslojno sigurnosno staklo te izolacijsko staklo s funkcijom termoizolacije, zvučne izolacije i zaštite od solarnog zračenja.

Tijelo 1

Zbog brzog gubitka topline na površini i zbog relativno male toplinske provodljivosti stakla, površina stakla se znatno brže hladi od jezgre. Pri tome nastaje temperaturni profil u obliku parabole (stanje 1). Na taj način površina teži povući se relativno prema jezgi, ali je jezgra u tome sprečava. To za posljedicu ima vlačno naprezanje na rubovima i kompenzacijsko tlačno naprezanje u jezgri.

Dok se ploče i dalje hlade naprezanja ostaju konstantna tako dugo dok je i temperaturni profil konstantan (stanje 2). Na kraju postupka hlađenja, kada i površina i jezgra imaju jednaku temperaturu (stanje 3), nestaje istezanje a time i naprezanje.

Tijelo 2

Raspodjela temperature je za vrijeme cijelog postupka hlađenja identična s temperaturom prvog tijela. I ovdje privremeno nastaju vlačna naprezanja na rubovima i tlačna naprezanja u jezgri.

Ona popuštaju relativno brzo (pretpostavka je da je početna temperatura odabrana dovoljno visoko). Na taj način je poprečni presjek unatoč padu temperature i dalje bez naprezanja (stanje1)

To stanje se zadržava i kod prekoračenja prijelazne temperature (stanje 2). Nakon toga se ponašanje već očvrslog stakla može približno odrediti kao elastično. Ako pretpostavimo da jezgra ima temperaturu T=Tg, onda površina zbog paraboličnog tijeka temperature ima nižu temperaturu.

Na kraju postupka hlađenja i jezgra i površina imaju vrijednosti okoliša TR (stanje 3). Površina se mogla zbog slobodnog istezanja skupiti za manju vrijednost od jezgra.

Kako istezanje mora ostati konstantno preko poprečnog presjeka ( tijelo ostaje ravno) nastaje poznati profil naprezanja u obliku parabole.

]]>