Цветное стекло в мире – появление и совершенствование технологий стекольного производства
- История появления стекла
- Технологии листового стекла
- Американское стекло
История появления стекла
Когда и где цветное стекло появилось, довольно интересно. Но, увы, история возникновения стекла весьма расплывчата. Предполагается, что изначально древние люди увидели две формы естественного стекла, образующегося в естественных природных условиях.
При ударе молнии в песок образуются длинные стеклянные трубы – результат оплавления песка под влиянием большой температуры. Нечто подобное было замечено и в тех местах, где над созданием стекла «поработала» раскаленная вулканическая лава – при вытекании из жерла вулкана она оплавляет скальный массив и песок в новое вещество – обсидиан. Кстати, его люди довольно быстро научились использовать для своих нужд – украшали им ножи, делали драгоценности, деньги.
Но о том, чтобы люди самостоятельно научились делать стекло, есть лишь отдаленные упоминания – например, рассказ Плиния, больше похожий на сказку. Якобы финикийские моряки во время кораблекрушения разместили посуду для приготовления еды на содовые блоки, а к утру огонь растопил соду и из ее расплава с песком возникло стекло.
Правда, эта история образования не совсем точна, если смотреть с точки зрения науки. Скорее всего, цветное стекло появилось как плод обжига глиняных изделий на огне месопотамскими или египетскими гончарами.
Шумерами стекловидная глазурь использовалась при расцвечивании конической черепицы, которая красовалась на их огромных храмах. А древние египтяне Нового Царства овладели интересным навыком – они пользовались цветным стеклом спиралевидной формы для изготовления сосудов (факты относятся к 2-му тысячелетию до н.э.)..
Наиболее древнее изделие из стекла известно в виде Египетской цепочки – ее создание относится к периоду 2750-2625 г.г. до н.э. Участники экспедиции Дэвида Шлумбергера обнаружили в 1937 г. 115 фрагментов этого шедевра. Кроме того, в Японии, Индии и Корее были найдены изделия из стекла возрастом примерно 2000 год до н.э.
Что касается методического руководства по стеклопроизводству, то первое такое «пособие» было обнаружено в возрасте 650-е годы до н.э. – записанное на глиняных табличках, оно найдено в библиотеке ассирийского царя Ашурбаниала во время раскопок.
Найдены были фрагменты цветного плоского стекла и в Риме, и в Бени-Хасане (Египет). Ученые делают на этом основании вывод, что существовали и стеклянные витражи – первые попытки их создания во всяком случае. Опять же в Древнем Египте со второго тысячелетия до н.э. и в Древнем Риме с первого века н.э.
Кстати, в это же время в Сибири, по мнению исследователей, изобрели технику выдувания стекла, и с создания стеклодувной трубки в стекольном деле началась новая эра развития. Самое первое цветное стекло попало в мастеровитые руки древних египетских гончаров – они умели окрашивать стеклянную глазурь путем примешивания к песку и соде красящих веществ.
Получалась гамма желтых, фиолетовых, пурпуровых, синих, голубых оттенков. Однако в те времена процесс варки в глиняных емкостях был примитивным, поэтому прозрачное и цветное стекло не обладало достаточной чистотой и первые изделия были окрашенными.
Производство стекла в Древнем Египте началось около 3000 лет до нашей эры. Из стекла делались различные украшения, амулеты. Египет оставался центром стеклоделия вплоть до нашей эры.Стеклоделие было развито также в странах Ближнего Востока, - в Сирии и Финикии, а также в Причерноморье. С древних времен стекло известно в Китае, где в 5-3 вв. до нашей эры стеклянные изделия появляются в большом количестве.В письменных свидетельствах говорится о умении китайцев изготавливать пять цветов стекла. Примерно за 1200 лет до нашей эры уже была известна техника прессования стекла в открытых формах. Этим способом изготовлялись вазы, чаши, блюда, цветные мозаичные украшения. Особенно распространенным было голубое и бирюзовое стекло, окрашенное медью. Зеленое стекло получали окрашиванием медью и железом. Синее стекло, окрашенное кобальтом, появилось в Египте в начале нашей эры.
Египетские стеклоделы плавили стекло на открытых очагах в глиняных горшках. Спёкшиеся куски бросали раскалёнными в воду, где они растрескивались, и эти обломки, так называемые фритты, растирались в пыль жерновами и снова плавили. Фриттование удерживалось ещё долго по истечении средневековья, почему на старых гравюрах и при археологических раскопках мы всегда находим две печи – одну для предварительной плавки и другую для плавки фритт. Необходимая температура проплавления составляет 1450 С, а рабочая температура – 1100 – 1200 С.
Переворот в технологии стеклоделия был вызван эры изобретением метода выдувания полых стеклянных изделий.Выдувательная трубка, это простейшее приспособление, оказалось инструментом, при помощи которого человек с художественным чутьем и даром точной координации движений в результате длительных упражнений достигал высокого совершенства в работе.
С падением Рима и Византии в европейских странах на сотни лет воцарится тусклое бытовое стекло, а возрождение наступит только с подъёмом Венеции, привезшей рецепты варки стекла с Ближнего Востока. Исторические хроники сохранили эту важную дату: 982 год, появление первой венецианской вазы.
Постоянно улучшая качество своих изделий методом проб и ошибок, местные мастера убеждались в том, что расцветка стекла зависит от добавок оксидов и солей различных металлов и что сода, добавленная в расплав, придает ему пластичность, облегчая работу стеклодува. В конце XIII века, понимая ценность стекла и желая оградить его от пожаров, которые случались здесь регулярно, власти государства переносят его производство на расположенный поблизости остров Мурано. Все эти годы стекло остается предметом гордости Венеции и едва ли не главным её товаром. Рецепты мастеров хранятся в строжайшей тайне. Под страхом тюрьмы запрещается вывоз сырья и выезд из города тех, кто тесно связан с его производством.
В XV веке венецианцам удается очистить стекло от примесей и получить прозрачное “кристалло”, на которое наносятся эмаль и узорная позолота , а в XVI - изготовить матовое, аметистовое стекло и алмазные иглы для гравировки.
Со временем цехи по изготовлению стекла открываются во Франции, Испании, Англии. И хотя влияние венецианской школы по-прежнему велико, техника расписного портрета и гравировка на французских и особенно английских изделиях порою её превосходят. В 1291 году Большой Совет Венеции постановил вынести стекловаренные печи за черту города, на маленький остров Мурано, ставший с тех пор самым известным центром изготовления лучших изделий из стекла.
Технологии листового стекла
При этом старались получить не круглый, а продолговатый, очень большой пузырь — холяву. Когда холява затвердевала, ее разрезали вдоль, а затем укладывали на плоскую плиту в специальной печи, и снова разогревали до размягчения. Как только холява становилась достаточно мягкой, надо было быстро ее развернуть и разгладить. После этого из холявы получался большой плоский лист стекла.
Холявный метод изготовления листового стекла продержался до начала ХХ века.
Разновидность холявного метода - способ Любберса — Чемберса. В ванну с расплавленным стеклом опускается конец стеклодувной трубки и, вдувая в нее воздух, медленно поднимается наверх. За трубкой начинает медленно расти толстый стеклянный столб. Он останавливается только тогда, когда достигает высоты тринадцати метров. Стеклянную колонну весом в триста килограммов осторожно опускают на козлы, разрезают на куски и расправляют в плоские листы...
В 1688 году в Париже наладили новый процесс производства зеркального стекла, оптические качества которого, до того времени, оставляли желать лучшего. Расплавленная стекломасса выливалась на специальный стол и раскатывалась до плоского состояния. Затем начинался многоступенчатый процесс полировки поверхности, сперва грубыми чугунными дисками, затем – абразивным песком разных фракций, а в конце – фетровыми дисками. Таким образом были получены первые зеркала.
Метод бельгийского изобретателя Фурко. По этому методу стекло вытягивается не в столб, а в ленту. На поверхности расплавленного стекла плавает так называемая «лодочка», сделанная из огнеупорного материала, в дне которой прорезана узкая щель почти во всю ее длину. Как только на «лодочку» нажимают и заставляют ее немного погружаться в расплавленное стекло, из щели равномерно по всей длине начинает выдавливаться стекло, которое подхватывают приманкой, не дав ему разлиться по лодочке, и поднимают вверх. Края ленты остывают быстрее, чем середина, и потому тянутся более толстыми и прочными и удерживают ленту постоянной ширины. В том месте, где стекло уже затвердело, ленту подхватывает с двух сторон пара вальцов, которые вращаются в разные стороны и подтягивают ленту дальше. Таких пар вальцов не одна, а много, и расположены они точно одна над другой. Проходя через вальцы, лента стекла поднимается прямо вверх, увлекаемая вальцами, всё выше и выше. Пройдя путь в 5 метров, во время которого стекло постепенно остывает, оно, наконец, выходит из машины почти совсем остывшим. От ленты отрезают большие куски стекла и разрезают их на куски требуемых размеров.
Флоат технология заключается в формировании ленты стекла на поверхности расплавленного металла - олова. Таким образом нижняя поверхность ленты получается ровной и гладкой за счет контакта с идеально ровной поверхностью расплавленного металла, а верхняя - за счет сил поверхостного натяжения стекломассы (так называемая огненная полировка). Полученный таким образом лист стекла обладает высокими отличитльными характеристиками.
Американское стекло
Два американских живописца - Джон Ла Фарж и Луис Комфорт Тиффани – первые, кто взяли цветное стекло за предмет экспериментов. Ла Фарж первый из своих коллег стал использовать опаловое переливчатое стекло, и получил впоследствии (24 февраля 1880 года) патент, но он оставался одиноким художником всю свою жизнь.
Тиффани получил не один патент, а несколько (ноябрь 1880 г.). И на основании их стал работать над изменениями того же процесса, что и Ла Фарж. Чуть позже Тиффани начал стекольное производство, и с 1892 начал продажу стекла под маркой «Favrile». Деятельность этого находчивого самородка привела его к тому, что он стал блистательной персоной в среде промышленников, а также создал студию со штатом рабочих более 100 чел.
Год 1887-ой. Стеклянная Компания Kokomo также начинает производство, став через пару лет обладательницей золотой медали на Всемирной парижской выставке - фирмой было представлено опаловое цветное стекло по технологии поочередного нагрева/охлаждения при добавлении химических добавок. Кстати, оно бывает и слоистым – разных цветов и оттенков.