Sticla lustruită termic (cunoscută și sub denumirea de sticlă float , sticlă flux) este sticlă obținută prin turnarea masei de sticlă topită („metoda flotant”) pe un strat de metal topit cu punct de topire scăzut, de obicei staniu , dar plumbul și alte aliaje cu topire scăzută erau anterior folosit. Această metodă oferă o sticlă de grosime uniformă și o calitate ridicată a suprafeței. [unu]
Ferestrele moderne sunt realizate din sticlă flotată. Cea mai mare parte a sticlei flotante este sifon, dar prin aceasta metoda sunt produse si cantitati mici de sticla borosilicata . [2] Ochelarii pentru afișaje cu ecran plat sunt de asemenea produși prin această metodă. [3] Procesul de plutire este cunoscut și sub denumirea de „Procesul Pilkington”, numit după Compania Pilkington , care a inițiat această tehnologie (inventată de Sir Alistair Pilkington) în anii 1950 la fabrica lor din St. Helens, Marea Britanie .
Până în secolul al XVI-lea, geamurile erau realizate prin tăierea unor discuri mari de sticlă lucrată manual. Plăcile mari de sticlă au fost obținute prin metoda cilindrică - prin suflarea unui cilindru mare de sticlă și apoi aplatizarea peretelui acestuia într-o placă. Majoritatea geamurilor secolului al XIX-lea au fost obținute prin metoda cilindrică. „Cilindrul” avea 180-240 cm lungime și 25-36 cm în diametru, ceea ce limita dimensiunea maximă a plăcilor de sticlă rezultate, motiv pentru care ferestrele trebuiau împărțite în mai multe părți printr-un cadru.
Primele evoluții în automatizarea producției de sticlă au fost brevetate de inginerul englez Henry Bessmer în 1848. [4] Sistemul său a format o panglică de sticlă modelând-o cu role. Acesta a fost un proces costisitor, deoarece a necesitat șlefuirea și lustruirea ulterioară a sticlei. Dacă ar fi posibil să turnați sticlă pe o suprafață perfect netedă, acest lucru ar face posibilă obținerea de sticlă perfect netedă și, prin urmare, ar reduce costul acesteia. El a încercat să formeze sticla turnând pe suprafață staniu topit, unul dintre puținele lichide care are o densitate mai mare decât cea a sticlei și este stabil la punctul de topire al sticlei. S-au obținut brevete pentru această metodă, [5] dar tehnologia era imposibil de implementat în acel moment.
Înainte de introducerea procesului de float, s-au realizat foi mari de sticlă prin turnarea sticlei topite pe o placă de oțel, urmată de șlefuirea și lustruirea sticlei pe ambele părți, ceea ce a crescut foarte mult costul sticlei. Începând cu începutul anilor 1920, au fost dezvoltate linii în care o bandă continuă de sticlă trecea printr-o serie de mașini de șlefuit și lustruit.
Sticla de calitate scăzută a fost obținută prin tragere verticală din topitură, a cărei bandă era ținută și trasă peste marginile benzii cu role. Pe măsură ce s-a răcit, paharul a fost tăiat în foi. Grosimea unei astfel de foi de sticlă era neuniformă, iar calitatea suprafeței era slabă. Cu toate acestea, acest proces de fabricare a sticlei a fost folosit mulți ani după inventarea procedeului de plutire.
Între 1953 și 1957, Sir Alistair Pilkington și Kenneth Bickerstaff au dezvoltat un procedeu de fabricare a sticlei prin sticlă care curge liber pe suprafața unei băi de staniu topit. [6] Succesul acestui proces depinde de un echilibru atent al cantității de sticlă care curge pe suprafața băii de staniu topit sub propria greutate. [7] Vânzările semnificative de sticlă produsă prin noua metodă au început în 1960.
Sticla float folosește de obicei formula de sticlă de sodă cu punct de topire scăzut (conține nisip, carbonat de sodiu, dolomit, calcar, sulfat de sodiu etc.) În sticlă pot fi introduși și aditivi pentru colorare și conferire de proprietăți speciale. Culet și deșeuri, deșeurile sunt introduse și în taxa de reciclare. Sarcina este încărcată în cuptor și încălzită până la 1500 °C. Un cuptor tipic are 9 m lățime, 45 m lungime și conține peste 1200 de tone de sticlă. După topire, temperatura se stabilizează în jur de 1200 °C pentru o compoziție uniformă.
Sticla topită este introdusă într-o baie de tablă topită (aproximativ 3-4 m lățime, 50 m lungime, 6 cm adâncime). [8] Un mecanism special controlează cantitatea de sticlă alimentată pe suprafața băii.
Staniul este un material potrivit pentru o cadă, deoarece are o densitate mare, rămâne lichidă într-o gamă largă de temperaturi și nu se amestecă cu sticla. Staniul se oxidează în aer la SnO 2 . Dioxidul de staniu se lipeste de sticla. Pentru a preveni acest lucru, spațiul de deasupra băii este suflat cu exces de presiune cu gaze protectoare - azot și hidrogen.
Banda de sticla, plutind pe suprafata baii, formeaza suprafete netede (sus si jos) si este nivelata in grosime. Pe măsură ce sticla se deplasează prin baia de staniu, se răcește de la 1100°C la aproximativ 600°C când foaia poate fi ridicată de pe suprafața topită pe role. Prin ajustarea vitezei de rotație a rolelor, este posibil să se obțină sticlă de sticla cu o scădere a grosimii sale și, prin urmare, să se regleze grosimea foii de sticlă rezultată.
Foaia de sticlă trece apoi printr-un tunel de aproximativ 100 de metri unde se răcește lent pentru a preveni solicitările interne care ar putea cauza crăparea sticlei. Sticla răcită din tunel este tăiată în foi prin mecanisme.
Până în prezent, cea mai mare parte a sticlei utilizate în viața de zi cu zi și în construcție este obținută prin metoda plutirii. O astfel de sticlă combină o serie de proprietăți utile - calitate înaltă a suprafeței, preț scăzut și o astfel de sticlă poate fi formată în orice formă folosind căldură. Acești ochelari sunt utilizați în:
Majoritatea sticlelor specializate: sticlă călită , sticlă mată, sticlă laminată, sticlă insonorizată sunt obținute din sticlă float prin prelucrare ulterioară.
În 2009, piața globală a sticlei (excluzând Rusia și China) a fost dominată de Asahi Glass , NSG / Pilkington , Saint-Gobain și Guardian Industries . Alte companii includ Sise Cam AS, PPG , Central Glass, Hankuk (HanGlas), Zeledyne și Cardinal Glass Industries. [9]