szkło

HISTORIA SZKﾅ、

HISTORIA SZKŁA

Małgorzata Cygan Instytut Sztuki pwsz Tarnów 2016

DLACZEGO SZKŁO? Jak sprawdzili angielscy badacze, aż 15 z 20 najważniejszych odkryć naukowych dokonano dzięki produktom ze szkła - m.in. lunecie, przez którą Galileusz oglądał góry na Księżycu i dojrzał satelity Jowisza, szklanej kuli, którą posłużył się Joseph John Thompson przy odkrywaniu elektronu, czy też pryzmatowi, za pomocą którego Isaak Newton rozszczepił białe światło na jego kolorowe składowe. Bez szkła nie byłoby też sekstansu - przyrządu nawigacyjnego, który umożliwił wielkie odkrycia geograficzne, czy też precyzyjnego chronometru zbudowanego przez Harrisona w 1714 r.

4000 r p. n. e.

Szkło jest pierwszym tworzywem sztucznie wytworzonym przez człowieka. Około 4000 roku w Mezopotamii i Egipcie były już znane sposoby wytapiania szkła i wytwarzania wyrobów szklanych przez kształtowanie masy na rdzeniu glinianym.

1650 r. p. n. e.

Około 1650 roku wytwarzanie wyrobów szklanych osiągnęło w Egipcie wysoki poziom. Nauczono się spajać szkła różnobarwne i zdobić tym sposobem wyroby szklane, kształtować za pomocą wytłaczania w formach, szlifować i rytować szkło.

100 r. p. n. e.

Okna z szybami zaczęły pojawiać się około 100 roku n.e. Przez ponad 1000 lat pozostawały jednak towarem luksusowym. Nawet kiedy w Rzymie szkło miało powszechne zastosowanie, dla zwykłych śmiertelników nie było w ich zasięgu.

30 r. p. n. e.

Około 30 roku wynaleziono sposób wydmuchiwania szkła za pomocą piszczeli.

Rozpoczął się wyrób szkieł dmuchanych.

I w.

W I wieku wytwórczość szkła przeniosła się z Egiptu oraz Syrii do Rzymu, a następnie, wraz z rozszerzeniem wpływów Cesarstwa Rzymskiego, do Hiszpanii, Galii, Nadrenii.

VI w.

W VI wieku upadek Zachodniego Cesarstwa Rzymskiego spowodoawał zanik szklarstwa w Europie.

Wytwórczość przeniosła się do Bizancjum i tu nastąpił rozkwit szklarstwa.

IX w.

W IX wieku powstał w Republice Weneckiej (na wyspie Murano) nowy ośrodek szklarstwa, którego rozwój wzmógł się w 1204 r. po upadku Bizancjum. Rozkwit szklarstwa trwał do XVII w.

1000 r.

Po roku 1000 w Europie z przezroczystego szkła lub kryształu wykonywano fragment kuli i kładziono płaską stroną na karcie księgi, co dawało powiększone litery.

Nazywano je kamieniami do czytania.

1330 r.

W 1330 roku zaczęto wyrabiać okrągłe szybki okienne roztaczane, oprawiane w ołowiane ramy. Tego rodzaju okna rozpowszechniły się w średniowieczu i stanowią swoisty rys ówczesnej architektury.

1507 r.

W 1507 roku wenecjanin Gallo ulepszył sposób wyrobu luster szklanych. Wyrób luster rozwinął się w Wenecji, a następnie w Niemczech i Flandrii

1608 r.

Teleskop został prawdopodobnie wynaleziony przez holenderskiego wytwórcę okularów Hansa Lippersheya w 1608 roku. Galileusz wykonał własny teleskop w 1609 roku. Jako pierwszy człowiek obserwował pierścienie Saturna i cztery księżyce Jowisza.

1905 r.

W 1905 roku M. Owens i W. Bock skonstruowali pierwszy automat do wydmuchiwania butelek.

2012 r.

W 2012 roku w laboratorium Davida Muellera z amerykańskiego Cornell University stworzono zupełnie przez przypadek najcieńsze szkło na świecie. Ma tylko dwa atomy grubości i nie sposób go zobaczyć gołym okeim. W laboratorium pracowano nad grafenem, który jest najcieńszym materiałem na świecie (ma zaledwie atom grubości. W pewnym momencie na grafenie, który tworzono na miedzianej folii umieszczonej w piecu kwarcowym, zauważono “brud”. W toku dalszych badań okazało się, że ów “brud” składa się z tego samego, co szkło, a więc jest tlenkiem krzemu. Badacze są zdania, że do powstania “tafli” doprowadził wyciek powietrza w piecu, przez który miedź zaczęła reagować z kwarcem, który także składa się z tlenu i z krzemu.

CZYM JEST SZAKŁO? Szkło to substancja, o właściwościach mechanicznych zbliżonych do ciała stałego, powstałego w wyniku przechłodzenia stopionych surowców, głównie minerałów i innych surowców nieorganicznych takich jak: czysty piasek kwarcowy, soda i wapień. Brak uporządkowanej struktury w przestrzeni zbliża szkło do cieczy, natomiast sztywność i kruchość do ciał stałych.

Możemy rozróżnić kilka rodzajów szkieł: szkło potasowe szkło sodowe szkło kwarcowe szkło ołowiowe

WYTRZYMAŁOŚĆ Nie myślimy o szkle jak o najwytrzymalszym materiale na świecie. Bywa ono automatycznie kojarzone z kruchością. Występuje jednakże w wielu odmianach, niektóre są tworzone właśnie z myślą o niewrażliwości na pęknięcia.Zestaw naukowców z Japonii stworzył szkło twarde niemal jak stal. Według twórców może ono zapoczątkować nową generację niezwykle wytrzymałych paneli wykorzystywanych w budownictwie, motoryzacji czy np. astronautyce. Nowe, twarde szkło zostało stworzone przy wykorzystaniu tlenku glinu – próbowano już tego w przeszłości, lecz dotychczasowe próby skutkowały niechcianymi reakcjami między materiałem a jego pojemnikiem, co skutkowało formowaniem się kryształów i w konsekwencji blokowaniem eksperymentu. Japończycy zaś, aby zmieszać składniki bez wykorzystania jakiegokolwiek pojemnika wykorzystali gaz, co dało efekt w postaci przezroczystego szkła stworzonego w 50% z tlenku glinu.

Szkło nie przewodzi ciepła ani elektrycznosci

ODPORNOŚĆ Szkło jest materiałem o dużej odporności chemicznej nie jest jedynie odporne na działanie kwasu fluorowodorowego.

KWAS FLUOROWODOROWY INNE KWASY, ZASADY

JAK BARWIMY SZKŁO? Szkło barwne powstaje poprzez dodawanie do masy szklanej odpowiednich tlenków metali. szkło fioletowe zawiera związki manganu szkło czerwone zawiera koloidalne cząsteczki złota. szkło żółte zawiera związki kadmu i siarki szkło zielone zawiera związki żelaza i chromu szkło niebieskie zawiera związki kobaltu

SZKŁO OPAKOWANIOWE Sektor opakowaniowy stanowi ok. 60% całkowitej produkcji szkła w Europie. Produkowane są przede wszystkim butelki, słoiki i inne szklane opakowania, przydatne w różnych dziedzinach życia.

25%

20% 15%

10% 5%

Państwa europejskie produkujące największe ilości szkła opakowaniowego

HISZPANIA

FRANCJA

WŁOCHY

NIEMCY

WIELKA BRYTANIA

INNE

PRODUKCJA SZKﾅ、 STﾅゞCZKA SZKLANA

TOPIENIE SZKﾅ、

FORMOWANIE SZKﾅ、

GORĄCA OBRÓBKA POWIERAZCHNIOWA

CHŁODZENIE, ODPRĘŻANIE

USZLACHETNIANIE NA ZIMNO

SZKŁO PŁASKIE stanowi ok. 22% tonażu całkowitej produkcji szkła. Szkło płaskie wytwarza się jedną z trzech technologii: ciągnienia, wylewania (float), walcowania SZKŁO FLOAT to podstawowy rodzaj szkła, nazywany potocznie „szkłem zwykłym”. Jest gładkie, przeźroczyste i charakteryzuje się lekko zielonkawą barwą, widoczną szczególnie na oszlifowanych krawędziach. Szkło płaskie produkowane tą metodą ze względu na prawie idealnie gładką powierzchnię, brak zniekształceń i wad optycznych znajduje zastosowanie głównie w budownictwie i motoryzacji, natomiast szkło o bardzo małej grubości wykorzystuje się między innymi w produkcji wyświetlaczy dotykowych.

SZKŁO PŁASKIE CIĄGNIONE jest produkowane metodą maszynowego ciągnienia masy szklanej; jest najtańsze, ale może zawierać pęcherze i odpryski, a wskutek minimalnych różnic grubości powstają zniekształcenia obrazu. Szkło płaskie stosuje się do szklenia okien, drzwi, szklarni i wszędzie tam, gdzie niewielkie zniekształcenia optyczne nie mają istotnego znaczenia.

SZKŁO LANE WALCOWANE surowe i wzorzyste otrzymuje się przez walcowanie masy szklanej, a następnie pocięcie jej na płyty. Charakteryzuje się zmniejszoną przejrzystością i rozpraszaniem światła na nieregularnie gładkiej powierzchni.

Szkło wzorzyste ma na jednej płaszczyźnie wytłoczony wzór (np. ornamentowy). Szkło walcowane stosuje się do szklenia okien i drzwi w przypadku potrzeby ograniczenia przejrzystości oraz do szklenia ścianek działowych (dekoracyjne rozdzielanie pomieszczeń).

Nadaje się do wyginania i hartowania

SZKŁO W ARCHITEKTURZE Niewiele materiałów doczekało się takiego uświęcenia, tylu symbolicznych znaczeń i jednocześnie, po stuleciach, takiej wszechobecności jak szkło. Przez wieki zapewniało ono dzięki swym fizycznym właściwościom nie tylko światło i ciepło, ale stawało się – jak w gotyckich świątyniach nośnikiem najdonioślejszych znaczeń. Do realizacji wyobrażeń o szklanych pałacach i szklanych świątyniach zbliżali się niekiedy w swoich utopijnych projektach wielcy wizjonerzy. W 1851 roku powstała największa szklana konstrukcja w dotychczasowych dziejach architektury. Nikt jeszcze nie przypuszczał, że to kuriozum na stałe wejdzie do podręczników historii budownictwa i na stałe zmieni jego oblicze. Pałac stał się manifestem nowej, rodzącej się architektury czasów nowoczesnych.

Trzeba było poczekać jeszcze kilkadziesiąt lat, by szkło stało się nie tylko możliwym, ale i rzeczywistym składnikiem budowli. Konieczna była do tego prawdziwa rewolucja w architekturze. A ta nastąpiła dopiero w pierwszych dziesięcioleciach zeszłego wieku, przynosząc światu kierunki, które nazywamy funkcjonalizmem i modernizmem, do dziś w dużej mierze kształtujące oblicze współczesności. Dopiero po katastrofie II Wojny Światowej przemysł szklarski się rozwinął. Pisma architektoniczne tamtego okresu zaroiły się od reklam informujących o coraz doskonalszych efektach prac wielkich laboratoriów i różnych firm budowlanych. Rosła powszechna fascynacja szkłem..

Masowa produkcja spowodowała spadki cen materiału.Szkło stało się obowiązującym materiałem stylu międzynarodowego, a ten - obowiązującym stylem modernizującej się Ameryki i odbudowywanej za amerykańskie pieniądze Europy. Lśnienie szklanej architektury szybko stało się nie tylko symbolem nowoczesności, ale i ulubionym fetyszem wielkiego biznesu.

Nocą budynki oddają światło swych wnętrz, za dnia – chłoną łapczywie światło do wnętrz rozdając je odbite w gładkich elewacjach. Festiwal szkła trwa. Szklane prostopadłościany propagowane w latach 50. i 60. przez Miesa i jego spadkobierców zaczęły być nudne. Nikomu nie znudziło jednak szkło. Zmieniło się tylko z przejrzystej tafli w wielki ekran odbijający otoczenie. Na chwilę, w epizodzie postmodernizmu, główną rolę zagrało szkło refleksyjne.

Upatrywano w nim materiału zdolnego zapewnić budynkom lub ich partiom niewidoczność, swoiste zakłamanie obrazu przestrzeni przez multiplikację wizerunku otoczenia. Ale to tylko epizod w najnowszej historii szklanych domów.

Ostatnie dziesięciolecie przyniosło nam powrót do podstawowej, jak się wydaje, cechy szkła - przejrzystości, triumfalnie wróciło szkło nierefleksyjne. Architektura najnowsza coraz częściej odwołuje się do tak zwanych form bimorficznych, chętnie przejmując obłe kształty znane z dotąd natury. Nie rezygnuje przy tym ze szkła - wręcz przeciwnie: nadaje mu nowe formy dostosowane do obłości.

FUNKCJE SZKﾅ、 BUDOWLANEGO OCHRONA PRZED OGNIEM OCHRONA PRZED Sﾅ＾ﾅイEM OCHRONA PRZED HAﾅ、SEM IZOLACJA CIEPLNA

WŁÓKNA SZKLANE Włókna szklakne stanowią 6-7% tonażu produkcji przemysłu szklarskiego. Powstają one w procesie rozciągania stopu danego szkła w pasma o jednolitej średnicy, pokryte specjalną powłoką o niekończącej długości lub w formie włókien ciętych i odcinkowych. Jeżeli mówimy o zastosowaniu włókna szklanego, to trzeba sobie jasno powiedzieć, że jest ono teoretycznie nieograniczone. Ogólną tendencją na rynku materiałów wzmacnianych jest odchodzenie od dotychczas powszechnej stali na rzecz włókna szklanego. Wygrywa ono konkurencję przede wszystkim dzięki temu, że jest dużo tańsze. Innym istotnym atutem jest fakt, że, w przeciwieństwie do stali, nie ulega korozji. Równie ważną jego zaletą jest lekkość; dzięki niej włókno szklane jest składnikiem wielu produktów codziennego użytku. Wykorzystuje się jego zalety konstrukcyjne, odporność na ogień i działanie chemikaliów, łatwość formowania.

ZASTOSOWANIE WŁÓKNA SZKLANEGO Włókno jest już wykorzystywane w takich branżach produkcyjnych jak: przemysł stoczniowy motoryzacyjny budowlany chemiczny elektrotechniczny, AGD i RTV drogownictwo telekomunikacja górnictwo rolnictwo sport, rekreacja światłowaody inne

SZKŁO SPECJALNE Szkła specjalne obejmują ok. 6% całkowitej produkcji szkieł.

ZASTOSOWANIE: szkło do produkcji telewizorów i monitorów szkło do produkcji oscyloskopów szkło oświetleniowe optyczne laboratoryjne borokrzemianowe naczynia żaroodporne szkło dla przemysłu elektronicznego szkło artystyczne

RECYKLING SZKŁA Recykling stłuczki szklanej pozwala ograniczyć zużycie surowców (piasku, wapienia, sody, etc.) oraz wody (nawet o 50%) i energii (o około 30%). Tym samym obniżona zostaje także emisja zanieczyszczeń do atmosfery (każda zebrana tona stłuczki to 220 kg dwutlenku węgla mniej w powietrzu).

Około 30% opakowań szklanych zostaje przerobiona na stłuczkę i ponownie przetopiona w polskich hutach szkła.

Dla porównania: na świecie przerabia się w ten sposób średnio 80-90% słoików i butelek.

Jedna szklana butelka poddana recyklingowi to oszczędność energii, pozwalająca na 4-godzinną pracę 100-watowej żarówki. Energia zaoszczędzona w procesie recyklingu jednej szklanej butelki pozwoliłaby też na 25-minutową pracę komputera, 20-minutową pracę telewizora czy 10-minutową pracę zmywarki do naczyń.

Każda wprowadzona do obiegu tona stłuczki szklanej to oszczędność 800 kg piasku, 250 kg sody, 180 kg mączki wapiennej.

Odpady szklane stanowią 7-10% wszystkich śmieci składowanych na wysypiskach. Wykorzystywanie szkła pochodzącego z recyklingu przyczynia się więc do zmniejszenia objętości wysypisk śmieci.

NIEMCY

FRANCJA

PAŃSTWA WIODĄCE POD WZGLĘDEM RECYKLINGU SZKŁA AUSTRIA IRLANDIA POLSKA NORWEGIA

19%

49%

55%

87%

88%

90%

OPRACOWANIE GRAFICZNE: Małgorzata Cygan Instytut Sztuki PWSZ Tarnów 2016 ŹRÓDŁA: www,ippc.mos.gov.pl/ippc/custom/szklo.pdf www,pl.wikipedia.org/wiki/Szk%C5%82o ciekawostki,49/najciensze-szklo-swiata-ma -dwa-atomy-grubosci,98810,1,0.html www.whatnext.pl/naukowcy-tworza-szklo-wytrzymale-stal/ www.oostdam.pl/recykling-szkla/ www.pilkington.com/europe/poland/polish/ products/bp/byapplication/commercial/default.htm www.portalwiedzy.onet.pl/39635,haslo.html