صنعت شیشه‌ سازی

اطلاعات اولیه

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

تاریخچه

صنعت شیشه‌ سازی ، در ایران سابقه بسیار طولانی دارد که به حدود پیش از 2000 قبل از میلاد می‌رسد. کشف یک ظرف شیشه‌ ای زرد رنگ صدفی با زینتی شبیه به خطوط شکسته موج ‌دار که در یکی از قبرستان های لرستان پیدا شده ، یک گردن ‌بند شیشه‌ای حاوی دانه‌ های آبی رنگ متعلق به 2250 سال پیش از میلاد ، در ناحیه شمال غربی ایران و قطعات شیشه‌ای مایل به سبز که در کاوش های باستان شناسی لرستان ، شوش و حسنلو بدست آمده است ، نشان دهنده سابقه تاریخی صنعت شیشه ‌سازی در ایران است.

سیر تحولی و رشد

کشف بطری های گردن دراز که دهانه آن با نقره مسدود شده بود در قرن 12 میلادی ، قالب های ساخت وسایل شیشه‌ ای در نیشابور ، نشان دهنده شتاب بیشتر صنعت شیشه‌ گری در اوایل رواج اسلام در ایران است که به‌ تدریج با رونق صنعت شیشه‌ سازی 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 چشم گیری پیدا کرد. از آن جمله ، می‌توان ساختن انواع محصولات مختلف شیشه‌ ای از ابریق گرفته تا گلدان ، بطری و … در شیراز ، اصفهان و قم در قرن های دوازدهم و هجدهم میلادی را برشمرد.

مراحل مختلف تهیه شیشه

تهیه مواد اولیه و تبدیل آنها به پودر با دانه‌بندی بین 0.1 تا 2 میلی‌متر

توزین هر یک از مواد اولیه به نسبت های مورد نظر و مخلوط کردن آن ها همراه با 4 تا 5 درصد آب و انتقال مخلوط به کوره

ذوب کردن مخلوط در کوره و تهیه خمیر شیشه

بی‌ رنگ کردن خمیر شیشه و خارج کردن گازها

تبدیل به فرآورده‌ های مورد نیاز بازار و صنایع

نپختن شیشه ( قرار دادن شیشه داغ در کوره ‌هایی که دمای کمی دارد ، برای کاهش شکنندگی شیشه)

فرآورده ‌های مختلف شیشه ‌ای

در حال حاضر ، صنایع شیشه‌ سازی عمدتا در پنج شاخه اصلی مصرف در ایران فعالیت دارند:
ساختمان سازی
صنایع غذایی
تهیه لوازم خانگی
صنایع خودرو سازی
صنایع دارو سازی و آزمایشگاه

انواع مهم فراورده‌ های شیشه ‌ای

شیشه جام

این نوع شیشه ، برای مصرف در پنجره ، قاب عکس و غیره تهیه می ‌شود 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

برای تهیه بطری ، خمیر شیشه را از بالای ماشین قالب ‌زنی توسط قیچی مخصوص به صورت لقمه‌ هایی در آورده ، به قسمت قالب ‌زنی وارد می‌کنند و از پایین ، هوا در آن می ‌دمند تا شکل مطلوب به خود بگیرد. برای تهیه انواع لیوان ، استکان ، لوله چراغ نفتی و فانوس ، مانند تهیه بطری عمل می ‌شود ، ولی بجای دمیدن هوا ، از قالب ویژه استفاده می ‌شود.

شیشه ‌های ایمنی بدون تلق

این نوع شیشه ‌ها برای ویترین ها و شیشه‌ های عقب و کناری خودرو تهیه می‌شوند. پس از مراحل برش و شکل ‌دهی ، در پرس های مخصوص ، آنها را در کوره الکتریکی تا °650C گرم کرده ، به طور ناگهانی سرد می‌کنند تا بر اثر تبلور جزئی ، بر مقاومت آن ها افزوده می ‌شود.

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 خلاء ، هوای بین لایه‌‌ ها را خارج کرده ، ضخامت شیشه و تلق را به هم می ‌چسبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه می ‌دارند تا لایه‌ ها کاملا به همدیگر بچسبند.

الیاف شیشه ‌ای

این نوع الیاف ، با عبور خمیر شیشه از منافذ باریک یک قسمت غربال مانند ، تهیه می ‌شوند. از این نوع الیاف ، در تهیه پارچه ، پتو و لحاف و عایق ‌بندی دستگاه‌ های حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی ، صحافی و غیره استفاده می‌شود.

شیشه ‌های مخصوص شیشه ‌ها نشکن
این نوع شیشه ‌ها دارای ضریب انبساط بسیار کم‌ اند 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 می‌ شود.

برای تهیه این نوع شیشه‌ ها ، به جای Na2O و CaO از Zr2O3 ، Al2O3 و B2O3 استفاده می‌کنند که به نام شیشه ‌های پیرکس ، ینا و کیماکس شهرت دارند.

شیشه‌ های بلور

این نوع شیشه ‌ها بسیار ظریف و مشابه به کریستال ‌اند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آن ها کمتر است. دارای 75 درصد سیلیس ، 18 درصد و 7 درصد Cao اند.

شیشه ‌های سرب‌ دار

این نوع شیشه‌ها از شیشه ‌های معمولی شفاف تر و سنگی‌ ترند و ضریب شکست بالاتری دارند و دارای سه نوع‌اند:

کریستال:

که بسیار شفاف ، سنگین ، صدادار و قابل تراش است و نور را در خود می ‌شکند و طیف رنگی می‌دهد. از این رو ، در تهیه گلدان ، لوستر و … به کار می‌ رود. 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 به کار می ‌رود. 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 است، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیو اکتیو را جذب کرده ، جلوی اثرات زیان ‌بار آن ها را می‌ گیرد.

شیشه جاذب نوترون

این نوع شیشه ‌ها با افزایش اکسید کادمیم ( CdO ) به شیشه معمولی تهیه می‌شوند و به‌عنوان حفاظ در مقابل تابش های 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 دستگاه های طیف نمایی و طیف نگاری IR مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شیشه ضد اسید فلوئوریدریک

بعضی مواد شیمیایی مانند HF بر شیشه اثر می ‌کنند. 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 به دست 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 شیشه‌ های رنگی ضرورت دارد. برای این کار ، عمدتا از اکسید فلزات استفاده می‌شود. برای مات یا شیری کردن شیشه ، فلوئوریت کلسیم ، کریولیت ، اکسید آنتیموان (III) ، فسفات کلسیم ، سولفات کلسیم و دی ‌اکسید قلع استفاده می شود، زیرا این مواد ، رسوب های کلوئیدی در خمیر شیشه تولید می کنند که پس از سرد شدن ، سبب شیری شدن آن می ‌شوند.

منبع: دانشنامه رشد