Ako sa vyrába sklo?

Remeselníci v minulosti používali sklárske píšťaly, fúkali sklo vo valcovitých formách alebo vyrábali korunové sklo. Aj ručná práca však mala svoje úskalia, pretože týmto spôsobom bolo možné vyrobiť len malé množstvo skla a menšie okenné tabule, ktoré sa neskôr takmer výhradne používali ako vitráže v kostoloch.

Dopyt po skle výrazne vzrástol až v 17. storočí. So sklom sa experimentovalo nie len ako s výplňou kostolných okien ale stavitelia hľadali aj spôsob ako uzavrieť otvory budov na honosných meštianskych domoch. Francúzski sklári ako prví vynašli postup valcovania skla, vďaka ktorému bolo možné vyrobiť sklenené tabule s rozmermi 1,2 × 2 metra, čo bolo dlho považované za nemožné.

Do priemyselnej výroby ale sklo preniklo až 20. storočí, kedy sa vo veľkom začali vyrábať sklenené tabule s veľkosťou 12 × 2,5 metra s pomocou takzvanej Lubbersovej a Fourcaultovej metódy. Tie neskôr nahradili novšie metódy, ktoré však stále mali spoločného menovateľa – vysoké náklady a časovú náročnosť. Vyrobené sklenené tabule bolo totiž nutné na oboch stranách zbrúsiť a vyleštiť tak, aby sa docielili opticky dokonalé zrkadlové sklad bez deformácií.

Tavenie skla
Pred tým, ako sa so sklo tvaruje a pracuje sa s ním ako s hotovým materiálom, musí sa roztaviť. Pred začatím tavenia je potrebné presne dodržať pomer surovín – približne 60 percent kremíku, 20 percent uhličitanu sodného a síry a 20 percent vápenca a dolomitu. Všetky tieto suroviny sa rozdrvia vo veľkých miešacích valcoch a následne sa zmiešajú. Zmes, ktorú tvorí približne 80 čistej suroviny a 20 percent recyklovanej sklenenej zmesi sa dávkuje do pece a taví pri 1600 stupňoch Celzia. Vzniká sklo tvorené kriedou, nátronom a silikátom.

Po úprave skloviny plynnými látkami, ktorej sa hovorí rafinácia, sa sklovina naleje do stabilizačnej vane a nechá sa vychladnúť na približne 1200 stupňov, než sa žiaruvzdorným lievikom presunie do cínového kúpeľa k takzvanému plaveniu. Ochladená sklovina sa trvalo dávkuje alebo „plaví“ na povrch cínového kúpeľa; tento postup je možné prirovnať k vani, ktorá preteká kvôli neustálemu prilievaniu vody.

Cín ako nenahraditeľný pomocník
Priemyslové sklo, ktoré sa dnes používa v automobilovom priemysle a v stavebníctve, sa začalo vyrábať postupom známym ako „plavenie.“ K takmer dokonalosti sa tento postup vypracoval v roku 1959 a znamenal revolúciu vo výrobe skla. Než bola vyvinutá metóda plavenia skla, sklenené tabule sa vyrábali ťahaním alebo lisovaním skloviny a následným leštením.

Tak ako už z názvu vyplýva, plavenie umožnilo sklu „plávať,“ pod čím si môžeme predstaviť rovnomerné rozprestretie skloviny na povrchu kúpeľa z roztaveného cínu. Vďaka povrchovému napätiu roztaveného cínu a skutočnosti, že sklo má len polovičnú hustotu než cín, sa sklovina neponorí do cínového kúpeľa, ale pláva na hladine a rovnomerne sa vytvaruje podľa povrchu roztaveného cínu. Týmto postupom sa vytvorí dokonale súmerná plocha, ktorá zabráni deformáciám a zaručuje kryštálovo jasnú priepustnosť svetla. Znížením teploty cínového kúpeľa z približne 1000 stupňov Celzia na 600 stupňov sa viskózna hmota skloviny zmení v pevnú tabulu skla, ktorú je možné v závere procesu plavenia odobrať priamo z povrchu cínového kúpeľa. Cín je tak ideálnym materiálom k tvarovaniu skla, pretože zostáva tekutý po celú dobu procesu tvarovania a vďaka svojmu nízkemu tlaku pary sa neodparuje. Plavenie skla prebieha v ochrannej atmosfére z dusíku s prídavkom vodíku, ktorá bráni oxidácii cínu.

Na konci je nekonečný sklenený pás
Na konci plaveného kúpeľa sa z povrchu roztaveného cínu odoberá nekonečný pás skla so šírkou 3,50 metra. V tejto fáze má pás skla teplotu zhruba 600 stupňov Celzia a je ochladzovaný na izbovú teplotu vo valcovom chladiacom tuneli pomocou presne určeného postupu, ktorý zabráni vzniku trvalého pnutia vo vyrobenom skle. Pás skla má v tejto chvíli, na konci 250 metrov dlhej chladiacej linky, stále teplotu približne 50 stupňov a prechádza laserovou kontrolou, ktorá odhalí chyby, napríklad rôzne neželané prímesy, bublinky alebo zakalené miesta. Chyby sú automaticky zaznamenané a pri neskoršom rezaní odliatkov sú odstránené.

Narezané odliatky sú obvykle 6 metrov dlhé, prípadne o čosi kratšie. Sklo sa reže kolmo k nekonečnému sklenenému pásu. Zrezané sú rovnako obidva boky skleneného pásu – vzniknú tak tabule plaveného skla o rozmeroch 3,21 × 6 metrov, ktoré sa obratom spracovávajú alebo ukladajú do rámov k ďalšiemu spracovaniu. Vyrábajú sa aj väčšie tabule o dĺžke 7 alebo 8 metrov. Bežná linka k plaveniu skla má dĺžku cca 600 metrov a kapacitu zhruba 70 000 metrov štvorcových skla s hrúbkou 4 milimetre.