تاریخ این گمان را می دهد که ده هزار سال پیش از میلاد مسیح در کشور مصر یا سوریه، یک نوع شیشه ساخته شده است. 300 سال پیش از میلاد مسیح در مصر، شیشه گران از ماسه و سود، شیشه می‌ساختند. اکنون در موزه بریتانیا، قدیمی‌ترین ظروف شیشه‌ای را می‌توان دید که 70 سال پیش از میلاد در رم ساخته و اکنون نگهداری می شوند. بعدها در سده‌های 11 و 12 میلادی، مسلمانان در تکمیل هنر شیشه سازی تلاش نمودند. در سده 13 میلادی اروپائیان، شیشه‌های رنگی را جهت تزئین کلیساها ساختند. در اوایل سده 19 ماشین شیشه‌سازی ساخته شد و صنعت شیشه سازی رونق گرفت.
امروزه، با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، شیشه جایگاهی والا پیدا کرده و در مصارف گوناگون در خدمت انسان است. این ماده، نه تنها در تولید ظرفهای خوراکی ما کاربرد دارد، بلکه در وسایل نقیله از جمله اتومبیل، هواپیما و غیره کاربرد دارد. از دیگر موارد مصرفی شیشه می توان در عدسی عینک، وسایل شیشه‌ای، درب ها و پنجره ها، صنایع ساختمانی و ... نام برد.
مراحل ساخت شیشه ساختمانی
1. دسته بندی مواد اولیه:
اجزای اصلی شامل ماسه سیلیس، اکسید کلسیم، سودا و منیزیم در مقدارهای استاندارد مشخص و با همدیگر مخلوط می شوند. شیشه بازیافتی نیز به آن اضافه می شود. استفاده از شیشه بازیافتی مصرف انرژی را کاهش می دهد. ترکیب مواد توسط دستگاه های مخصوص بررسی می شود تا همه چیز دقیق و درست باشد.
2. ذوب مواد خام در کوره:
مواد خام ترکیب شده از یک سیلو به یک کوره منتقل می شود و در آنجا مذاب می شوند. درجه حرارت در کوره تا 1600 درجه سانتیگراد می رسد.
3. ریختن شیشه مذاب روی قالب حلبی:
سپس شیشه مذاب که دمایی حدود 1000 درجه سانتیگراد دارد را روی یک قالب قلع مذاب می ریزند. از این طریق شیشه ای با ضخامت بین 5 تا 6 میلی متر است. با استفاده از ماشین‌های رولی، می‌توان ضخامت شیشه را در محدوده 1.9 میلی‌متر تا 19 میلی‌متر نیز افزایش داد. شیشه و قلع از لحاظ ساختار شیمیایی با هم متفاوت هستند و به این دلیل به یکدیگر نمی چسبند.
4. خنک شدن شیشه مذاب:
هنگامی که شیشه را از قالب که حدود 600 درجه دما دارد خارج می کنیم، فرایند خنک شدن شیشه آغاز می شود. پس از آن به وسیله غلتک ها از روی شیشه رد می شوند و سطح آن را کاملا صاف می کنند. با فرایند آنیل کردن شیشه، تنش های داخلی را اصلاح کرده و امکان برش و کار کردن با آن را به روشی قابل پیش بینی فراهم می کند و صافی شیشه را تضمین می کند.
5. بررسی کیفیت و برش خودکار:
پس از خنک شدن، شیشه تحت بررسی های کیفی دقیق قرار می گیرد. سپس به ورق هایی با اندازه های متفاوت برش داده و برای حمل و نقل آماده می شوند.
انواع کوره جهت تولید شیشه
جهت تولید شیشه در کارخانجات از دو نوع کوره استفاده می‌شود:
- کوره بوته‌ای: این نوع کوره توانایی تولید 2 تن خمیر شیشه و تولید شیشه در مقدار کم در جهت حفاظت از کوره در برابر احتراق مناسب است. کوره‌های بوته‌ای از جنس خاک رس و پلاتین می‌باشند.
- کوره مخزنی: این نوع کوره از جنس بلوک‌های نسوزی هستند که مواد از سر مخزن بزرگ وارد کوره می‌شود. دمای کوره‌ها با گاز یا برق افزایش می‌یابد و گرم می‌شوند. برای کاهش دمای دیواره کوره‌ها و همچنین جهت جلوگیری از ذوب و پوساندن آن، از لوله‌های خنک آب که در اطراف کوره قرار داده می‌شود استفاده می‌کنند. بعد از بی‌رنگ کردن و خارج کردن هوا و گاز موجود داخل شیشه برای کاهش شکننده بودن و مقاوم شدن آن به کوره دیگر با دمای بسیار پایین‌تر منتقل می‌گردد. با انجام برخی فرایندها تاب و موج شیشه را رفع می‌کنند. بعد از انجام مراحل تولید شیشه، شیشه تولید شده و آماده انتقال به بازار مصرفی می‌باشد.
مراحل مختلف تولید شیشه
در طی ساخت شیشه از ترکیبات، تثبیت کننده ها و مواد خام گوناگونی از جمله سیلیس، دی اکسید بور، پنتا اکسید فسفر استفاده می گردد اما به طور کلی ترکیبات اصلی شیشه عبارتند از: ماسه، آهک و کربنات سدیم. اکنون جهت آشنایی شما با فرآیند تولید این ماده، در زیر به بررسی مراحل ساخت شیشه می پردازیم:
- تهیه مواد اولیه و تبدیل آن‌ها به پودرهایی با دانه‌های 0.1 تا 2 میلی‌متری.
- مخلوط کردن مواد به نسبت‌های مورد نیاز با 4 تا 5 درصد آب و انتقال مخلوط به کوره برای ایجاد ترکیب شیمیایی شیشه.
- ذوب کردن مخلوط در کوره جهت ایجاد خمیر شیشه.
ویژگی ها و انواع شیشه
ویژگی‌های شیشه عبارت‌اند از:
- شیشه در برابر گرما و سرما به‌راحتی قابلیت انقباض و انبساط را دارد.
- انتقال صدا در شیشه بستگی به ضخامت شیشه و نوع اتصال آن به پنجره دارد. اگر از ترکیب لاستیک و فریم استفاده شود صدا کمتر عبور می‌کند.
- وقتی نوری به شیشه می‌تابد مقداری از آن بازتاب، مقداری جذب و بقیه وارد فضا می‌شود . ضریب انتقال در شیشه‌های مختلف متفاوت است.
- ضخامت شیشه از 4 میلی متر کمترین تا بیشترین ضخامت 19 میلی متر می رسد.
انواع شیشه عبارتند از :
- شیشه ضد آتش یا پیرکس
- شیشه مسلح
- شیشه لمینت
- شیشه دوجداره یا مضاعف
- شیشه کریستال
- شیشه نشکن
- شیشه رفلکس
- شیشه سودولایم
- شیشه بوروسیلیکاتی
- شیشه فتوکرومیک
- شیشه اپال
- شیشه سیلیسی
