STORITVE STEKLARSTVA MARJAN FRLAN S.P.

Eno najstarejših gradiv, ki jih je naredil človek, je steklo. Nekatere kamnine so se ob pojavih, ki povzročajo visoko temperaturo, kot na primer vulkanski izbruhi, udarci strele in podobno, stopile nato pa hitro ohladile in strdile. Med temi kamninami v naravi je zelo pogosto tudi obsidian, ki nastaja v vulkanih pri visokih temperaturah in je običajno črne barve, v odvisnosti od primesi pa lahko tudi zelen, rdeč ali rjav. V kameni dobi je človek uporabljal obsidian kot orodje za rezanje, nakit ali orožje. Po mnenju zgodovinarjev so steklo začeli proizvajati na območju današnje Sirije in sicer 5000 let pr. n. št. V območju vzhodne Mezopotamije in Egipta so našli posode, steklenice in steklene bisere iz obdobja 4000 let pr. n. št. Okoli leta 1500 pr. n. št. naj bi Egipčani prvi začeli izdelovati votla steklena telesa s tehniko peščenega jedra. V Babilonu so okoli 200 let pr. n. št. iznašli postopek pihanja, kar je bistveno poenostavilo proizvodnjo steklenih izdelkov, saj so lahko steklo oblikovali na mnogo različnih načinov. Ta postopek je ostala do 19. stoletja najpomembnejša tehnika oblikovanja steklenih posod. 

Pihanje stekla je iz Sirije prišlo do Rima in postopoma izpopolnilo stare tehnike. Medtem, ko so prejšnje metode poudarjale barvo in vzorec, so s pihanjem dobili tanko in prozorno steklo. Prve ravne plošče so poskušali narediti s pomočjo kamnitih valjev posutih s peskom, kar je na površini stekla ustvarilo značilne vzorce. Tovrstno steklo še ni bilo primerno za zasteklitev oken. Po propadu Rimskega cesarstva se je razvoj stekla nadaljeval v Islamskem svetu. Zelo znani Bizantinski mojstri so okoli leta 1000 začeli izdelovati barvno prozorno steklo za cerkve. Pred tem so v Siriji v 7. stoletju n. št. iznašli enostaven in cenen način izdelave okenskih stekel. Na drugo stran napihnjenega steklenega balona so pritaknili palico imenovano puntil, odlomili balon od pihalke in ga hitro vrteli okoli puntila. Tako se je ustvarila plošča v obliki prozornega krožnika, ki je imel na mestu odstranitve puntila »krono« - »kronsko steklo«. Ta način izdelovanja okenskih stekel se je ohranil do 19. stoletja. 

Po križarskih vojnah se je umetnost izdelovanja stekla preselila v Benetke. Na izoliranem in dobro zastraženem otoku Murano so razvili proizvodnjo ogledal edinstvene kakovosti. Zato je selitev steklarjev iz otoka bila strogo prepovedana z grožnjo smrti. V 16. stoletju so prvi na svetu proizvedli prozorno brezbarvno steklo imenovano cristallo. Temu je sledila iznajdba mikroskopa in teleskopa okoli leta 1600, kar je privedlo do neslutenega razvoja znanosti in odkritij. Zato velja, da sodobna proizvodnja izvira iz šestnajstega in sedemnajstega stoletja. Steklo so začeli masovno proizvajati šele proti koncu industrijske revolucije. Ključna osebnost in eden izmed očetov modernega raziskovanja stekla je bil nemški znanstvenik Otto Schott (1851-1935), ki je z znanstvenimi metodami preučeval učinke številnih kemijskih elementov na optične in termične lastnosti stekla. Libbey-Owens je leta 1905 patentiral postopek neposrednega vlečenja steklenih trakov iz peči in hlajenje z vodno prho. Trakove so ponovno segrevali in ravnali. Po drugi svetovni vojni pa je v izdelavi ploskega stekla največji pomen dobila flotacijska metoda izdelave ravnih stekel, ki so jo razvili v britanski tovarni Pilkington, in uvedli leta 1959. 

V zadnjih petdesetih letih se tehnološki razvoj pridelave stekla nadaljuje. Tudi v hitro se razvijajoči informacijski tehnologiji je steklo postalo skoraj nenadomestljiv material. V prihodnosti bo steklo ostal pomemben material, saj do sedaj niso odkrili nobene snovi s tako enkratnimi lastnostmi kot steklo, ki bi jo lahko tako mnogostransko uporabili.

KALJENO STEKLO

Večjo oviro pri uresničevanju novih zamisli bi lahko predstavljala le odsotnost varnostne funkcije stekla. Običajno okensko steklo je zelo krhek material. Kljub temu, da prenese velike tlačne napetosti, ima izredno nizko natezno trdnost. Natezne napetosti na površini stekla nastanejo, kadar ga upogibamo ali če na njem nastanejo temperaturne spremembe: nenadna sprememba za 40 do 50 K je dovolj, da se steklo zlomi. Kosi zlomljenega stekla so srpaste oblike in imajo izredno ostre robove. 

Če želimo, da bo steklo bolj trdno in varnejše, moramo zmanjšati število in velikost površinskih lomov. To dosežemo s kaljenjem stekla. Pod pojmom kaljeno steklo razumemo termično utrjeno varnostno steklo, ki ga strokovno-tehnično imenujemo tudi termično prednapeto steklo. Kot je razvidno že iz imena, dosežemo prednapetost s toplotno obdelavo stekla, ki poteka tako, da obe površini stekla najprej segrejemo do določene temperature, nato pa ju hitro ohladimo. Posledica je povečana gostota molekul na površini in redkejša v sredini stekla. Rezultat povečane gostote pa je zmanjšanje števila oziroma velikosti površinskih razpok. Kaljenje je učinkovito le v primeru, če se med ohlajanjem ustvari dovolj velika temperaturna razlika med površino in notranjostjo. 

Zaradi značilne razporeditve napetosti kaljenega stekla, ga po kaljenju ne moremo več obdelovati (na primer rezati, brusiti, vrtati,…). Vsak tak poseg bi namreč lahko povzročil porušitev napetostnega ravnovesja in steklo bi se zlomilo. To pomeni, da smemo termično obdelavo izvesti šele potem, ko so končane vse druge vrste obdelave. Kaljena stekla so lahko vsa od debeline 4 mm do 19 mm. 

Po preteku določenega časa (po nekaj urah ali nekaj letih) se lahko kaljeno steklo brez vidnih zunanjih vplivov zlomi. Omenjeni pojav imenujemo spontani lom. Povzročitelj je molekula NiS (nikljev sulfid), ki ima negativni temperaturni raztezek. Ko se molekule stekla med ohlajanjem skrčijo, se molekula nikljevega sulfida razširi. Če je molekula na sredini stekla (v polju nateznih napetosti), nastane lokalna napetost, ki lahko preseže natezno trdnost stekla in steklo se zlomi. Ta pojav je sicer zelo redek. Spontanega loma ne smemo zamenjevati z lomom, ki nastane zaradi mehanskih vplivov oziroma poškodovanja robov pri premeščanju in namestitvi stekla. Vedeti moramo, da se kaljeno varnostno steklo kljub povečani trdnosti lahko zlomi, vzrok pa je navadno neustrezno ravnanje.

LAMELIRANO STEKLO

Lamelirano steklo je izumil francoski kemik Eduard Benedictus leta 1903. Je varnostno steklo, ki je sestavljeno iz več plasti stekel površinsko zlepljenih skupaj s prozorno polimerno folijo. Folija je vstavljena med dve plasti stekel, nato se s pomočjo gretja in tlaka iztisne ves zrak ter zlepi stekla skupaj. Poznamo več vrst folij, najbolj pogosto se uporablja PVB (polyvinyl butyral) – debelina ene plasti 0,38 mm, EVA (ethylen vinyl acetate) – debelina ene plasti 0,4 mm. Vstavi se lahko več plasti folij, odvisno od namena uporabe takšnega stekla. Za varnostno steklo, je priporočljiva minimalna debelina 0,76 mm folije (dve plasti), saj lahko v primeru loma steklo prereže folijo, če je le-ta pretanka. Bistvo polimerne folije je, da v primeru loma stekla, ostanejo kosi zlepljeni na vmesni foliji, onemogočen je preboj vrženih predmetov, za ustvarjanje odprtine je potreben izdaten čas, itd. Prav tako ima folija tudi to dobro lastnost, da ne prepušča UV svetlobe ter nudi zvočno zaščito.

Lamelirana stekla se uporabljajo tam, kjer obstaja nevarnost poškodovanja ljudi ob lomu stekla, za zaščito pred vandalizmom ali strelnim orožjem. Uporablja se na primer za izložbe v trgovinah, zasteklitev balkonov, pohodna stekla, stopniščne in balkonske ograje, predelne stene, nadglavne zasteklitve (nadstreške in strehe), bazene, neprebojna stekla, itd.

Folija, ki jo uporabljamo pri nas, je EVASAFE. EVASAFE je edina med EVA folijami, ki ima certifikat za uporabo v lameliranih varnostnih steklih. Z razliko od PVB folije ima to dobro lastnost, da ne absorbira vlage in je primerna za uporabo tam, kjer je steklo izpostavljeno vremenskim vplivom.