Tepelně leštěné sklo (také známé jako plavené sklo , tokové sklo) je sklo získávané litím roztavené skleněné hmoty („metoda plavení“) na vrstvu roztaveného kovu s nízkou teplotou tavení, obvykle cínu , ale dříve se používalo olovo a jiné slitiny s nízkou teplotou tání. použitý. Tato metoda poskytuje sklo jednotné tloušťky a vysokou kvalitu povrchu. [jeden]
Moderní okna jsou vyrobena z plaveného skla. Většina plaveného skla je soda, ale malé množství borosilikátového skla se vyrábí také touto metodou. [2] Touto metodou se vyrábějí i skla pro ploché displeje . [3] Plovoucí proces je také známý jako "Pilkingtonský proces", pojmenovaný po společnosti Pilkington Company , která tuto technologii (vynalezenou sirem Alistairem Pilkingtonem) v 50. letech 20. století zavedla ve své továrně v St. Helens ve Velké Británii .
Až do 16. století se okenní tabule vyráběly řezáním velkých kotoučů ručně vyráběného skla. Velké skleněné desky se získávaly válcovou metodou – foukáním velkého skleněného válce a následným zploštěním jeho stěny do desky. Většina okenních tabulí 19. století byla získána válcovou metodou. "Válec" byl 180-240 cm dlouhý a 25-36 cm v průměru, což omezovalo maximální velikost výsledných skleněných tabulí, a proto bylo nutné okna rozdělit rámem na více částí.
První vývoj v automatizaci výroby skla si nechal patentovat anglický inženýr Henry Bessmer v roce 1848. [4] Jeho systém tvořil skleněnou stuhu tvarováním pomocí válečků. To byl nákladný proces, protože vyžadoval následné broušení a leštění skla. Pokud by bylo možné nalít sklo na dokonale hladký povrch, umožnilo by to získat dokonale hladké sklo a tím snížit jeho cenu. Pokusil se vytvořit sklo litím roztaveného cínu na povrch, jedné z mála kapalin, které mají hustotu větší než sklo a jsou stabilní při bodu tání skla. Na tuto metodu byly získány patenty, [5] ale technologii v té době nebylo možné implementovat.
Před zavedením procesu plavení byly velké tabule skla vyráběny naléváním skleněné roztavené skloviny na ocelovou desku s následným broušením a leštěním skla na obou stranách, což značně zvýšilo cenu skla. Počátkem 20. let 20. století byly vyvinuty linky, kde souvislý pás skla procházel řadou brusek a leštících strojů.
Sklo nízké kvality se získávalo vertikálním tažením z taveniny, jejíž páska byla přidržována a přetahována přes okraje pásky válečky. Při ochlazení se sklo rozřezalo na pláty. Tloušťka takové tabule skla byla nestejnoměrná a kvalita povrchu byla špatná. Tento postup výroby skla se však používal mnoho let po vynálezu procesu plavení.
V letech 1953 až 1957 Sir Alistair Pilkington a Kenneth Bickerstaff vyvinuli proces výroby tabulového skla volným prouděním skla po povrchu lázně roztaveného cínu. [6] Úspěch tohoto procesu závisí na pečlivém vyvážení množství skloviny proudícího po povrchu lázně roztaveného cínu vlastní vahou. [7] V roce 1960 začal významný prodej skla vyráběného novou metodou.
Plavené sklo obvykle používá formulaci sodového skla s nízkou teplotou tání (obsahuje písek, uhličitan sodný, dolomit, vápenec, síran sodný atd.) Do skla lze také přidávat přísady pro barvení a propůjčení speciálních vlastností. Do poplatku za recyklaci se zavádějí také střepy a odpady. Vsázka se vloží do pece a zahřeje se až na 1500 °C. Typická pec je 9 m široká, 45 m dlouhá a pojme přes 1200 tun skla. Po roztavení se teplota ustálí kolem 1200 °C pro rovnoměrné složení.
Roztavené sklo se přivádí do lázně roztaveného cínu (asi 3-4 m široké, 50 m dlouhé, 6 cm hluboké). [8] Speciální mechanismus řídí množství skla přiváděného na povrch lázně.
Cín je vhodným materiálem pro vanu, protože má vysokou hustotu, zůstává tekutý v širokém rozsahu teplot a nemísí se se sklem. Cín oxiduje na vzduchu na SnO 2 . Oxid cíničitý se lepí na sklo. Aby se tomu zabránilo, je prostor nad vanou profukován přetlakem ochrannými plyny – dusíkem a vodíkem.
Skleněná páska, plovoucí na hladině vany, tvoří hladké povrchy (nahoře i dole) a je vyrovnána v tl. Jak se sklo pohybuje cínovou lázní, ochlazuje se z 1100 °C na přibližně 600 °C, kdy lze plech zvednout z roztaveného povrchu na válce. Úpravou rychlosti otáčení válců lze dosáhnout tažení skla se zmenšením jeho tloušťky a tím regulovat tloušťku výsledné skleněné tabule.
Skleněná tabule pak prochází zhruba 100metrovým tunelem, kde se pomalu ochlazuje, aby se zabránilo vnitřnímu pnutí, které by mohlo způsobit prasknutí skla. Vychlazené sklo z tunelu je mechanismy rozřezáváno na tabule.
K dnešnímu dni se většina skla používaného v každodenním životě a konstrukci získává metodou plavení. Takové sklo v sobě spojuje řadu užitných vlastností - vysokou kvalitu povrchu, nízkou cenu a takové sklo lze tvarovat za tepla do libovolného tvaru. Tyto brýle se používají v:
Většina specializovaných skel: tvrzené sklo , matné sklo, vrstvené, zvukotěsné sklo se získává z plaveného skla následným zpracováním.
V roce 2009 globálnímu trhu se sklem (kromě Ruska a Číny) dominovaly společnosti Asahi Glass , NSG / Pilkington , Saint-Gobain a Guardian Industries . Mezi další společnosti patří Sise Cam AS, PPG , Central Glass, Hankuk (HanGlas), Zeledyne a Cardinal Glass Industries. [9]