صنعت شیشه‌سازی (Glass industry)

اطلاعات اولیه

شیشه‌های معمولی که در زندگی روزمره بکار می‌روند عمدتا شامل سیـلیس ، کـربنـات کـلسیم ( یا آهک ) و کربنات سدیم و زغال کک است ( گاهی از فلد سپار و دولومیت نیز استفاده می‌شود ). معمولا این مواد را به صورت پودر یا دانه‌هایی به قطر 0.2 تا 2 سانتی‌متر ، مصرف می‌کنند. البته برای تهیه شیشه‌های مرغوب و کریستال ، از سیلیس تقریبا خالص (کوارتز) استفاده می‌شود. در شیشه‌های معمولی حدود ½ درصد آلومین و 0.08 درصد اکسید آهن ( III ) نیز وجود دارد.

تاریخچه

صنعت شیشه‌سازی در ایران سابقه بسیار طولانی دارد که به حدود پیش از 2000 قبل از میلاد می‌رسد. کشف یک ظرف شیشه‌ای زرد رنگ صدفی با زینتی شبیه به خطوط شکسته موج‌دار که در یکی از قبرستانهای لرستان پیدا شده ، یک گردن‌بند شیشه‌ای حاوی دانه‌های آبی رنگ متعلق به 2250 سال پیش از میلاد ، در ناحیه شمال غربی ایران و قطعات شیشه‌ای مایل به سبز که در کاوشهای باستان شناسی لرستان ، شوش و حسنلو بدست آمده است، نشان دهنده سابقه تاریخی صنعت شیشه‌سازی در ایران است.

سیر تحولی و رشد

کشف بطریهای گردن دراز که دهانه آن با نقره مسدود شده بود در قرن 12 میلادی ، قالبهای ساخت وسایل شیشه‌ای در نیشابور ، نشان دهنده شتاب بیشتر صنعت شیشه‌گری در اوایل رواج اسلام در ایران است که به تدریج با رونق صنعت شیشه‌سازی در ایتالیا ، راه زوال را در پیش گرفت که تا قرن هفدهم میلادی ادامه یافت. از آن پس ، رونق و بازسازی این صنعت دوباره شروع شد و به مدد مهارت ایرانیان در رنگ آمیزی شیشه ، شتاب چشمگیری پیدا کرد. از آن جمله ، می‌توان ساختن انواع محصولات مختلف شیشه‌ای از ابریق گرفته تا گلدان ، بطری و … در شیراز ، اصفهان و قم در قرنهای دوازدهم و هجدهم میلادی را برشمرد. اما از آن زمان به بعد ، بی‌لیاقتی و غفلت دولمتردان وقت باعث شد صنعت شیشه‌سازی در ایران افت کند.

مراحل مختلف تهیه شیشه

1. تهیه مواد اولیه و تبدیل آنها به پودر با دانه‌بندی بین 0.1 تا 2 میلی‌متر
2. توزین هر یک از مواد اولیه به نسبتهای مورد نظر و مخلوط کردن آنها همراه با 4 تا 5 درصد آب و انتقال مخلوط به کوره
3. ذوب کردن مخلوط در کوره و تهیه خمیر شیشه
4. بی‌رنگ کردن خمیر شیشه و خارج کردن گازها
5. تبدیل به فرآورده‌های مورد نیاز بازار و صنایع
6. نپختن شیشه : قرار دادن شیشه داغ در کوره‌هایی که دمای کمی دارد (برای کاهش شکنندگی شیشه).

فرآورده‌های مختلف شیشه‌ای

در حال حاضر صنایع شیشه سازی عمدتا در پنج شاخه اصلی مصرف در ایران فعالیت دارد.

1. ساختمان سازی
2. صنایع غذایی
3. تهیه لوازم خانگی
4. صنایع خودرو سازی
5. صنایع دارو سازی و آزمایشگاه

انواع مهم فراورده‌ههای شیشه‌ای

• شیشه جام
  این نوع شیشه برای مصرف در پنجره ، قاب عکس و غیره تهیه می‌شود و دارای سطح کاملا صاف است. در مرحله تولید با عبور خمیر شیشه بین دو غلطک صاف افقی ، عمودی و یا عبور از روی قلع مذاب به دستگاه برش و کوره پخت هدایت می‌شود.
  
  
• انواع بطری شیشه‌ای
  برای تهیه بطری ، خمیر شیشه را از بالای ماشین قالب زنی توسط قیچی مخصوص به صورت لقمه‌هایی در آورده و به قسمت قالب زنی وارد می‌کنند و از پایین هوا در آن می‌دهند تا شکل مطلوب به خود بگیرد. برای تهیه انواع لیوان ، استکان ، لوله چراغ نفتی و فانوس مانند تهیه بطری شیشه‌ای عمل می‌شود ولی بجای دمیدن هوا ، از قالب ویژه استفاده می‌شود.
  
  
• شیشه‌های ایمنی بدون تلق
  این نوع شیشه‌ها برای ویترینها و شیشه‌های عقب و کناری خودرو تهیه می‌شوند. پس از مراحل برش و شکل دهی ، در پرسهای مخصوص ، آنها را در کوره الکتریکی تا °650C گرم کرده بطور ناگهانی سرد می‌کنند تا بر اثر تبلور جزئی ، بر مقاومت آنها افزوده می‌شود.
  
  
• شیشه ضد گلوله
  این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلی متری و دو لایه تلق ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلا ، هوای بین لایه‌‌ها را خارج کرده و ضخامت شیشه و تلق را به هم می‌جشبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه می‌دارند تا لایه‌ها کاملا به همدیگر بچسبند.
  
  
• الیاف شیشه‌ای
  این نوع الیاف ، با عبور خمیر شیشه از منافذ باریک یک قسمت غربال مانند ، تهیه می‌شوند. از این نوع الیاف در تهیه پارچه ، پتو ، و لحاف و عایق بندی دستگاه‌های حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی ، صحافی و غیره استفاده می‌شود.
  
  

شیشه‌های مخصوص

• شیشه‌ها نشکن :
  این نوع شیشه‌ها دارای ضریب انبساط بسیار کم‌اند. و در مقابل تغییر ناگهانی دما یا ضربه ، مقاومت زیادی دارند. از این رو ، از آنها برای تهیه ظروف و وسایل آزمایشگاهی و اخیرا ظروف آشپزخانه استفاده می‌شود.
  
  برای تهیه این نوع شیشه‌ها ، به جای Na₂O , CaO از Zr₂O₃ , Al₂O₃ , B₂O₃ استفاده می‌کنند که بنام شیشه‌های پیرکس ، ینا و کیماکس شهرت دارند.
  
  
• شیشه‌های بلور :
  این نوع شیشه‌ها بسیار ظریف و مشابه به کریستال‌اند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آنها کمتر است. دارای 75 درصد سیلیس ، 18 درصد و 7 درصد Cao اند.
  
  
• شیشه‌های سرب‌دار :
  این نوع شیشه‌ها از شیشه‌های معمولی شفافتر و سنگی‌ترند و ضریب شکست بالاتری دارند و دارای سه نوع‌اند:

• کریستال
  که بسیار شفاف ، سنگین ، صدادار و قابل تراش است و نور را در خود می‌شکند و طیف رنگی می‌دهد. از این رو ، در تهیه گلدان ، لوستر و … به کار می‌رود. دارای 53 درصد سیلیس ، 11 درصد و 35 درصد pbo است.
  
  
• اشتراس
  که سنگ نو نیز نامیده می‌شود و از آن جواهرات مصنوعی درست می‌کنند دارای 40 درصد سیلیس 7 درصد و 52 درصد pbo است.
  
  
• فلینت
  که در تهیه عدسی دوربینهای عکاسی و اسباب دقیق فیزیکی بکار می‌رود. دارای 20 تا 54 درصد سیلیس ، 5 تا 12 درصد و 34 تا 80 درصد سرب است.
  
  
• شیشه ضد پرتوها :
  این نوع شیشه ، شامل یک قسمت و چهار قسمت pbo اند، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده و جلوی اثرات زیان بار آنها را می‌گیرد.
  
  
• شیشه جاذب نوترون :
  این نوع شیشه‌ها با افزایش اکسید کادمیم (cdo) به شیشه معمولی تهیه می‌شوند و به عنوان حفاظ در مقابل تابشهای نوترونی بویژه در ارتباط با راکتورهای اتمی کاربرد دارند.
  
  
• شیشه شفاف در مقابل IR : این نوع شیشه با اضافه کردن مقدار زیادی آلومین Al₂O₃ به شیشه معمولی حاصل می‌شود و در دستگاههای طیف نمایی و طیف نگاری IR مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  
  
• شیشه ضد اسید فلوئوریدریک :
  می‌دانیم که بعضی مواد شیمیایی مانند HF بر شیشه اثر می‌کند. این تاثیر در واقع به واکنش سیلیسی موجود در شیشه با فلوئورید هیدروژن است که تولید اسید می‌کند. از این خاصیت در حکاکی و نقاشی روی شیشه استفاده می‌شود. اگر مقدار کافی فسفات آلومینیم که ساختار سیلیکات آلومینیم را دارد در ساختار شیشه وارد شود. شیشه بدست آمده ، مقاومت قابل توجهی در برابر HF از خود نشان می‌دهد. علت این است که HF بر فسفات آلومینیم اثر ندارد.

شیشه های رنگی

برای برخی مصارف ویژه ، تهیه شیشه‌های رنگی ضرورت دارد برای این کار عمدتا از اکسید فلزات استفاده می‌شود برای مات یا شیری کردن شیشه فلوئوریت کلسیم ، کریولیت ، اکسیدآنتی‌موان (III) ، فسفات کلسیم ، سولفات کلسیم و دی اکسید قلع استفاده می شود. زیرا این موارد رسوبهای کلوئیدی در خمیر شیشه تولید می کنند که پس از سرد شدن آن می شوند.

مباحث مرتبط با عنوان

• الیاف شیشه‌ای
• برشکاری شیشه
• ساختار شیشه
• سیـلیس
• شیشه
• شیشه بلوری
• شیشه جاذب نوترون
• شیشه جام
• شیشه رنگی
• شیشه ضد اسید فلوئوریدریک
• شیشه ضد پرتو
• شیشه ضد گلوله
• شیشه شفاف در مقابل IR
• شیشه نشکن
• صنعت شیشه‌سازی در ایران

-*عدسی دوربین عکاسی

• کریستال
• کوارتز