История прошлого и настоящего стекла (стр. 2 )

Большая часть древнейших изделий из стекла была найдена в Египте, благодаря благоприятным для сохранения стекла климатическим условиям, но возможно, что некоторые из этих изделий были ввезены в Египет. Древнейшие стеклянные объекты датируются третьим тысячелетием до н. э. Это стеклянные шарики, которые могли случайно получиться в процессе изготовления металла или керамики.

Новый материал нашел свое применение в непроизводственной сфере, и изделия из него приравнивались к ценностям благородных камней и самоцветов. К древнейшими изделиями из стекла считаются стеклянные бусы царицы Хатшепсут, которая правила Египтом в 1525-1503 гг. до н. э. и стеклянный кубок, имеющий иероглифическую надпись с именем фараона Тутмоса III (Приложение ), относящийся ко времени Нового царства.

В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к 2000 г. до н. э. В Китае в V-III вв. до н. э. стеклянные изделия появляются в большом количестве, в том числе бусы с «глазовидным» узором (Приложение ) и специфическим химическим составом.

В эллинистический период начали производить стеклянные изделия большого размера (столовую посуду) (Приложение ).

       

Изобретение процесса выдувания стекла

Первой «революцией» в стекловарении считается изобретение метода выдувания стекла. Процесс выдувания изделий из расплавленной стекломассы начался с важнейшего изобретения – стеклодувной трубки мастерами между 27 г. до н. э и 14 г. н. э. (Приложение ). Изобретение выдувания привело к рождению нового качества и составило основу не только древнего, но и современного методов изготовления стеклянной посуды, а впоследствии и оконного стекла.

Выдувание – ранее вспомогательная операция, в римское время стало использоваться как самостоятельный прием. После набора стекломассы на стеклодувную трубку мастер выдувал исходную заготовку в деревянную форму и получал различные стеклянные полые изделия в виде кувшинов, банок, кубков флаконов. Наряду с простой посудой мастера выполняли и декоративные уникальные предметы, украшенные нитями и накладом из цветного стекла. В некоторых странах мира такими трубками пользуются в стеклодувных мастерских и сейчас.

Первое оконное стекло

Большими умельцами по части изготовления стекла были римляне, которые первыми начали делать тонкие оконные стекла.

По-настоящему ремесло производства окон бурно расцвело в Древнем Риме. Там и была сделана первая конструкция в мире размером 1 на 1,7 метра. Эта конструкция располагалась под сводами раздевалки бани в Помпеях. Она состояла из бронзовой рамы и матовых стекол. После гибели Римской империи человечество надолго забыло об этом материале.

Оно было обнаружено при раскопках Помпеи и датируется годом извержения вулкана Везувий, 79 г. н. э. Оконное стекло получали методом литья на плоскую каменную поверхность. Конечно, качество стекла при этом сильно отличалось от современного. Это стекло было окрашенным в зеленоватые тона и матовым (бесцветное стекло в то время изготавливать еще не умели), содержало большое количество пузырей, что говорило о низкой температуре варки, и было довольно толстым (около 8-10 мм). Но, тем не менее, это был первый случай применения стекла в архитектуре, что дало значительный толчок к дальнейшему развитию стекловарения и распространению стекла по всей Европе.

«Холявный» процесс

В XI в. немецкие мастера, а в XIII в. – итальянские, освоили холявный метод производства листового стекла, которое использовали для остекления окон церквей и замков знатных вельмож. По этому методу стеклодув с помощью трубки в несколько приемов выдувал «холяву» (сосуд цилиндрической формы).

При этом старались получить не круглый, а продолговатый, очень большой пузырь — холяву. Когда холява затвердевала, ее разрезали вдоль, а затем укладывали на плоскую плиту в специальной печи и снова разогревали до размягчения. Как только холява становилась достаточно мягкой, надо было быстро ее развернуть и разгладить. После этого из холявы получался большой плоский лист стекла.

Но приготовить холяву с тонкими ровными стенками очень трудно. Стекло при выдувании, естественно, стремится принять форму пузыря, шара. А тут надо получить не шар, а цилиндр.

Качество такого листа было невысоким, но практически полностью повторяло химический состав современных оконных стекол.

Венецианское стекло

С XIII в. начала свой отсчет история венецианского стекла, основанная на упорном стремлении венецианцев добиться монополии в европейском стеклоделии. Мастера стали добавлять в расплав небольшое количество свинца, что сделало венецианское стекло еще более прозрачным (Приложение ).

В тот исторический период венецианский торговый флот бороздил воды всего Средиземноморья, что способствовало быстрому перенесению новейших технологий (особенно с Востока) на благодатную венецианскую землю. Производство стеклянных изделий было важнейшим ремеслом в Венеции, о чем свидетельствует количество стеклодувов в этом городе - более 8000 человек.

В 1271 году вышел специальный указ, которым узаконивались некоторые протекционистские меры по защите интересов стекловарения, запрещался импорт иностранного стекла, прием на работу иностранных мастеров и вывоз за границу сырья для изготовления стекла.

В конце XIII века в Венеции насчитывалось уже более тысячи стекловаренных печей. Однако, частые пожары, вызываемые их круглосуточной работой, вынудили городские власти перенести производство на расположенный поблизости остров Мурано.

В 1454 г. в Венеции был издан закон о смертной казни за разглашение тайны получения венецианского стекла. Мастерам и их семьям грозили тюрьмой и смертью за попытки покинуть Венецию. Изделия из муранского стекла ценились в Европе невероятно высоко, считались предметами роскоши и были очень дорогими. Венецианские дожи подносили изделия из стекла в качестве драгоценных подарков важным персонам, посещавшим город.

Эта мера также давала некоторые гарантии в вопросе нераспространения технологии и сохранения тайны производства венецианского стекла. Итальянский Мурано до настоящего времени - центр изготовления штучных изделий из стекла вручную.

Изготовление хрусталя

В в 1635 г. впервые для варки стекла вместо дров начал применять каменный уголь. Для защиты от сажи и гари, получающейся при топке каменным углем, тигли со стеклом стали закрывать. Это заставило повысить температуру для провара стекломассы или найти примеси, которые сделали бы стекло более легкоплавким. Использовав опыт эмальерного дела, стекловары добавили в шихту свинцовые соединение (содержащие оксид свинца) и получили тяжелое, но более мягкое сверкающее чистое стекло, так называемый свинцовый хрусталь.

В XVII в. было сделано открытие, вы­звавшее целый переворот в стекольной промышленности. Чешский плавильщик Михаил Мюллер в 1683 г. впервые сварил твердое (калиево-кальциевое) стекло, которое отличалось замечательной чистотой и не известной ранее прозрачностью в толстостенных изделиях. Это стекло известно под названием "богемский хрусталь" (Приложение ), традиции его изготовления дошли до наших дней. Массивные граненые изделия из богемского хрусталя вытеснили с рынков Европы легкие, хрупкие и нежные изделия с острова Мурано.

В 1674 году англичанин Джордж Равенкрофт запатентовал новый способ производства хрусталя, заменив поташ оксидом свинца, что существенно повысило показатель преломления стекла и усилило декоративные свойства стекла (чистоту, блеск и прозрачность), даже по сравнению с богемским хрусталем. Это стекло отлично поддавалось резке и гравировке и хорошо подходило к простым, конструктивным формам распространившегося тогда художественного стиля классицизма. Но главное достоинство английского свинцового стекла, снискавшее ему европейскую известность – сверкание шлифованных граней, преломляющих лучи света. Кроме того, английскому стеклу свойствен очень мелодичный звон.

В XIX веке английское шлифованное стекло вступает в жесткую конкурентную борьбу с богемским хрусталем. Богемские мастера быстро переняли у англичан технику алмазной шлифовки, однако их калийно-известковые стекла плохо поддавались подобной обработке. В результате в Богемии решили пойти по другому пути и стали развивать производство накладного и цветного стекла, что, в конечном итоге, вернуло богемским мастерам утраченную мировую славу.

Промышленное производство стекла

В конце XIX в. стеклоделие из ремесленного стало перерастать в массовое промышленное производство. Этому способствовали многочисленные научные открытия и исследования. Одним из "отцов" стекольной промышленности можно назвать немецкого ученого Отто Шотта, изучавшего влияние различных химических элементов на оптические и термические свойства стекла.

Другая значительная фигура – Фридрих Симменс, который в 1870 году изобрел новый тип печи – ванную регенеративную стекловаренную печь. Новая конструкция печи позволила увеличить температуру варки, чем существенно повысила качество изготовляемого стекла, а также сократила количество затрачиваемого топлива, т. е. увеличила КПД печи. В отличие от горшковых, ванные печи перерабатывают большие количества стекломассы. Это создает предпосылки механизации производства стекла.

В 1910 году французский ученый Эдуард Бенедиктус изобрел способ производства особо прочного пуленепробиваемого стекла путем помещения специальной полимерной пленки между двух листов стекла. Такое стекло, известное как ламинированное, Бенедиктус запатентовал под названием "Триплекс".

Истинный переворот в стекольной индустрии совершил бельгиец Фурко, в 1905 году начавший вытягивать из печи в вертикальном направлении непрерывное стеклянное "полотно" постоянной ширины. Его технология получила развитие в 1914 году. В конце первой мировой войны другой бельгиец Эмиль Бишеруа разработал технологический процесс, при котором стекло вытягивается из печи между двух роликов. Подобно методу Фурко, этот способ делал последующую полировку стекла более легкой и экономичной.

В конце XIX в. американский инженер Майкл Оуэнс изобрел автоматическую машину для производства бутылки. К 1920 г. в США уже работало примерно 200 машин Оуэнса, широкое распространение они получили и в Европе.

Закаливание стекла

Несколько позже производители стекла открыли, что плоское стекло может быть закалено путем его повторного разогрева до определенной температуры, с последующим быстрым охлаждением.