Szkło

Pierwsze wyroby ze szklą pochodzą prawdopodobnie z Babilonii i Egiptu. Szklane paciorki znalezione w Ur (sumeryjskie miasto) datuje się na 2450 lat p.n.e. W Egipcie już w XV wieku p.n.e. wyrabiano wazy, naczynia do balsamów itp. Egipcjanie wynaleźli też metodę prasowania szkła w otwartych formach. Między III a I wiekiem p.n.e. Fenicjanie wyrabiali piszczele do dmuchania szkła, co ułatwiało wyrób szklanych naczyń. Do tego czasu szkło formowano przez wygniatanie, lepienie na rdzeniach lub wielokrotne zanurzanie rdzenia w masie szklanej. Pierwsze szkła były zabarwione wskutek obecności tlenków żelaza i miedzi w surowcach. W I wieku n.e. Rzymianie rozwinęli technologię wytwarzania szkła – umieli już otrzymywać szkło przezroczyste (szyby i naczynia). Wytwarzali też szkło artystyczne – specjalnie barwione, z dodatkiem okruchów złota, a także szkło nawarstwiane. Po upadku cesarstwa rzymskiego, szklarstwo rozwijało się jeszcze w Bizancjum, ale nastąpił spadek zarówno poziomu technicznego, jak i artystycznego wytwarzanego szlda.

Dopiero pod koniec XIII wieku założono huty w Wenecji, które odgrywały przodującą rolę aż do XVII wieku. Wenecjanie otrzymywali idealnie przezroczyste szkło, wynaleźli też metodę srebrzenia luster rtęcią. Produkowano szkło okienne bezbarwne i kolorowe. Zwłaszcza Francja słynęła z budowli o wspaniałych witrażowych oknach.

Dalszy postęp w technice otrzymywania szklą wiąże się z uruchomieniem w Anglii pieców opalanych węglem. Następnym krokiem było maszynowe odlewanie szkła taflowego. Poprzednio otrzymywane szkło miało nierówną powierzchnię i wymagało ręcznego szlifowania i polerowania. Chociaż szkło nie było już tak bardzo luksusowym produktem, to jednak właściciele domów w Anglii musieli płacić podatek, jeżeli ich domy miały więcej niż sześć okien. Podatek od okien został wprowadzony w stosunku do wszystkich prywatnych budynków i obowiązywał aż do 1851 r. Zamurowane otwory okienne są wciąż typowym widokiem w wielu starych domach.

Początek nowej ery, która przyniosła wiele rodzajów szkła, m.in. szkło hartowane, wzmocnione dwu- i trzywarstwowe, symbolizował wzniesiony w 1851 roku na Wystawę Światową w Londynie pawilon Crystal Pałace (Pałac Kryształowy), w którym Joseph Paxton zastosował żeliwną konstrukcję szkieletową i wielkie, przeszklone powierzchnie.

Surowcami do produkcji szklą są przede wszystkim: piasek szklarski (kwarcowy), boraks, skalenie sodowo–potasowe, surowce będące źródłem tlenków metali zasadowych (soda i inne), wapienie – źródło tlenków wapnia, magnezu, ołowiu, tynku i innych. Surowcami barwiącymi są: tlenek miedzi – barwa niebieska i zielona, tlenek żelaza – żółta, bursztynowa, niebieskozielona, związki kobaltu – ciemnoniebieska, związki złota – różowa do purpurowej. Poza tym stosuje się dodatki odbarwiające, przyśpieszające topienie i klarowanie masy szklanej. Mieszaninę surowców szklarskich (o składzie zależnym od rodzaju szklą, jakie się chce otrzymywać) wytapia się w piecu szklarskim w temperaturze 1400-1500°C, a następnie schładza do temperatury odpowiedniej do wybranej metody formowania. Może to być wydmuchiwanie automatyczne za pomocą sprężonego powietrza (np. bańki żarówek), dmuchanie za pomocą piszczeli (szkło artystyczne), wyciąganie masy szklanej pionowo w górę lub poziome jej ciągnienie po powierzchni roztopionego metalu (szkło płaskie), walcowanie (np. płaskie szkło wzorzyste), wytłaczanie w prasach (naczynia stołowe, szkło optyczne), ciągnienie (rurki) i rozwłóknianie strugi masy szklanej (na przykład wata szklana). Wyroby ze szkła poddaje się następnie obróbce: odprężaniu, zdobieniu, hartowaniu (podgrzanie do 650°C i gwałtowne studzenie sprężonym powietrzem; takie szkło jest bardziej wytrzymałe, a stłuczone rozpryskuje się na drobne kawałki o zaokrąglonych, nie kaleczących krawędziach). Specjalnym rodzajem szkła jest tzw. szkło bezpieczne -szkło klejone (kuloodporne), składające się z wielu warstw szkła sklejonych specjalną folią lub żywicą, dzięki czemu po rozbiciu kawałki pozostają przyczepione do wytrzymałej warstwy spajającej. Szkło zbrojone jest szkłem walcowanym z wtopioną siatką metalową. Szyby z takiego szkła są mocniejsze, a oprócz tego stanowią barierę ochronną przed nadmiernym nasłonecznieniem i dlatego są często stosowane w klimacie gorącym.

Szkło przepuszcza w 90% promieniowanie widzialne; specjalne szkło kwarcowe przepuszcza również ultrafiolet. Jest złym izolatorem cieplnym (oprócz specjalnego szkła piankowego) i dlatego jest wskazane stosowanie w budynkach szyb dwu- lub trzywarstwowych.

Szldo otrzymywane z naturalnych surowców jest produktem zdrowym i nie szkodzącym środowisku. Może też podlegać procesowi recyklingu. Nie wszędzie jednak przywiązuje się do tego należytą uwagę, a szklane butelki i słoiki są po prostu wyrzucane na hałdy innych śmieci.