Proces technologiczny szkła.
Na proces technologiczny składa się wiele operacji i czynności, podczas których należy utrzymywać odpowiednie warunki temperatury, atmosfery i ciśnienia gazów. Temperatura to czynnik decydujący o skuteczności topnienia, atmosfera wpływa na czystość, ciśnienie zaś na jednorodność masy szklanej. Do zespołu operacji i czynności procesu technologicznego należą: sporządzanie zestawu szklarskiego, topnienie, formowanie wyrobów, odprężanie uformowanych wyrobów oraz wykończanie.
Operacja sporządzania zestawu szklarskiego obejmuje:
— odważanie surowców,
— mieszanie surowców,
— brykietowanie (formowanie w postaci kostek za pomocą niewielkiej ilości wody),
— dostarczenie zestawu do pieców hutniczych.
Czynności topnienia polegają na przekształceniu za pomocą temperatury zestawu szklarskiego w bezpostaciową masę szklaną w wyniku:
— odwodnienia zestawu szklarskiego,
— topnienia krzemionki (surowca szkłotwórczego),
— gromadzenia się pęcherzyków gazów CO2, SO2, O2, jako produktów reakcji chemicznych,
— klarowania masy szklanej, czyli usuwania pęcherzyków gazów,
— ujednorodnienia masy przez mieszanie i stopniowe ochładzanie.
Topnienie, w zależności od rodzaju otrzymywanego szkła, przebiega w temperaturze 900-1200°C i w dużym stopniu decyduje o jego jakości. Masa szklana w wyniku tych czynności osiąga odpowiednią ciągliwość (lepkość) i temperaturę do wytwarzania wyrobów szklanych.
Formowanie wyrobów szklanych odbywa się w wyniku wydmuchiwania, wytłaczania, prasowania, ciągnięcia, walcowania i odlewania. Kształtowanie wyrobów odbywa się ręcznie, mechanicznie lub automatycznie. Metody wydmuchiwania i wytłaczania są powszechnie stosowane do produkcji naczyń, przyrządów szklanych, galanterii, którym można nadać rozmaite kształty i uzyskać różne wielkości. Metody ciągnięcia i walcowania służą głównie do wytwarzania szkła płaskiego.
Odprężanie uformowanych wyrobów ma na celu usunięcie znacznych naprężeń wewnętrznych w szkle, powstających przy gwałtownym ochładzaniu podczas kształtowania wyrobów szklanych. Wyroby są ponownie ogrzewane do optymalnej temperatury (410-730°C), bliskiej temperaturze mięknienia, a następnie wolno pod kontrolą ochładzane do temperatury otoczenia. Następuje ujednolicenie właściwości i struktury szkła w całej grubości wyrobu.
Wykończanie wyrobów szklanych to wiele procesów, które mają zapewnić ostateczne cechy użytkowe wyrobu. Uzyskuje się je przez szlifowanie brzegów, polerowanie powierzchni, ewentualne zdobienie wyrobu.
Niektóre wyroby szklane, zwłaszcza szkło stołowe i galanteryjne, w końcowych etapach produkcji są poddawane zdobieniu, aby w efekcie otrzymać produkt gotowy o najwyższych wartościach estetycznych:
• rzeźbienie to najstarsza metoda zdobienia szkła, polegająca na wykonaniu głębokich żłobin, tworzących określoną kompozycję, za pomocą tarcz szlifierskich lub przez zmianę kształtu pierwotnego, podobnie jak rzeźbienie drewna lub kamieni;
• rytowanie (grawerowanie) jest szczególną odmianą rzeźbienia; tą metodą można uzyskać znacznie bardziej precyzyjne desenie i dekoracje poprzez bardzo małe i płytkie żłobiny, zwane rysami;
• w trawieniu wykorzystuje się właściwości kwasu fluorowodorowego, który rozpuszcza (trawi) szkło; powierzchnię wyrobu pokrywa się warstwą ochronną z parafiny (wosku pszczelego, stearyny, kalafonii) i w niej wydrapuje elementy dekoracji, a następnie cały wyrób zanurza się w kwasie HF; w ten sposób powstają trwałe linie i ornamenty; trawienie ma również zastosowanie przy usuwaniu ostrych krawędzi żłobin po rzeźbieniu i rytowaniu;
• matowanie, to zabiegi zmierzające do wytworzenia warstwy rozpraszającej równomiernie światło i wywołania zjawiska nieprzezroczystości; szkło traci połysk i staje się matowe;
• malowanie polega na pokrywaniu powierzchni wyrobów szklanych barwnymi rysunkami wykonywanymi farbami i złotem;
• iryzowanie to metoda pozwalająca na uzyskiwanie mieniących się barwami tęczy powierzchni szkła; efekty takie otrzymuje się poprzez osadzanie ogrzanych soli cyny i tytanu na powierzchni wyrobów, w wyniku czego tworzy się cienka warstwa dość odporna na ścieranie;
• łuszczenie klejem, tzw. „kwiaty mrozu” — uprzednio zmatowioną powierzchnię pokrywa się stopionym klejem, który całkowicie wypełnia minimalne ryski i wgłębienia; podczas wysychania następuje kurczenie się kleju, który pęka i odrywa się z odpryskami szkła.
W zależności od rodzaju elementów zdobniczych wyroby szklane zostały podzielone i zaklasyfikowane do odpowiednich klas dekoracji.