Termiskt polerat glas (även känt som floatglas , flow glass) är glas som erhålls genom att hälla smält glasmassa ("float method") på ett lager av smält lågsmältande metall, vanligtvis tenn , men bly och andra lågsmältande legeringar var tidigare Begagnade. Denna metod ger glas med jämn tjocklek och hög ytkvalitet. [ett]
Moderna fönster är gjorda med floatglas. De flesta floatglas är soda, men små mängder borosilikatglas produceras också med denna metod. [2] Glasögon för platta bildskärmar tillverkas också med denna metod. [3] Floatprocessen är också känd som "Pilkington Process", uppkallad efter Pilkington Company , som banade väg för denna teknologi (uppfann av Sir Alistair Pilkington) på 1950-talet vid deras fabrik i St. Helens, Storbritannien .
Fram till 1500-talet tillverkades fönsterrutor genom att man skär stora skivor av handgjort glas. Stora glasplattor erhölls med den cylindriska metoden - genom att blåsa en stor glascylinder och sedan platta till dess vägg till en platta. De flesta av 1800-talets fönsterrutor erhölls med den cylindriska metoden. "Cylindern" var 180-240 cm lång och 25-36 cm i diameter, vilket begränsade den maximala storleken på de resulterande glasplåtarna, varför fönstren måste delas i flera delar av en ram.
De första utvecklingarna inom automatisering av glasproduktion patenterades av den engelske ingenjören Henry Bessmer 1848. [4] Hans system bildade ett glasband genom att forma det med rullar. Detta var en dyr process, eftersom det krävde efterföljande slipning och polering av glaset. Om det var möjligt att hälla glas på en perfekt slät yta, skulle detta göra det möjligt att erhålla perfekt slät glas och därigenom minska dess kostnad. Han gjorde försök att forma glas genom att hälla smält tenn på ytan, en av få vätskor som har en densitet som är större än glasets och är stabil vid glasets smältpunkt. Patent erhölls för denna metod, [5] men tekniken var omöjlig att implementera vid den tiden.
Innan floatprocessen introducerades gjordes stora glasskivor genom att hälla glassmält glas på en stålplatta, följt av slipning och polering av glaset på båda sidor, vilket kraftigt ökade kostnaden för glaset. Med början i början av 1920-talet utvecklades linjer där ett kontinuerligt band av glas passerade genom en serie slip- och polermaskiner.
Lågkvalitetsglas erhölls genom vertikaldragning från smältan, vars tejp hölls och drogs över tejpens kanter med rullar. När det svalnade skars glaset i ark. Tjockleken på en sådan glasskiva var ojämn och ytkvaliteten var dålig. Emellertid användes denna glastillverkningsprocess i många år efter uppfinningen av flytprocessen.
Mellan 1953 och 1957 utvecklade Sir Alistair Pilkington och Kenneth Bickerstaff en process för att tillverka plåt av fritt flytande glas över ytan av ett bad av smält tenn. [6] Framgången för denna process beror på en noggrann balansering av mängden glas som flyter över ytan av det smälta tennbadet under dess egen vikt. [7] En betydande försäljning av glas producerat med den nya metoden började 1960.
Floatglas använder vanligtvis formuleringen av lågsmältande sodaglas (innehåller sand, natriumkarbonat, dolomit, kalksten, natriumsulfat etc.) Tillsatser kan också införas i glaset för att färga och ge speciella egenskaper. Skult och avfall, avfall införs också i avgiften för återvinning. Laddningen laddas i ugnen och värms upp till 1500 °C. En typisk ugn är 9 m bred, 45 m lång och rymmer över 1200 ton glas. Efter smältning stabiliseras temperaturen runt 1200 °C för jämn sammansättning.
Smält glas matas in i ett smält tennbad (ca 3-4 m brett, 50 m långt, 6 cm djupt). [8] En speciell mekanism styr mängden glas som matas till badets yta.
Tenn är ett lämpligt material för ett badkar, eftersom det har hög densitet, förblir flytande över ett brett temperaturområde och inte blandas med glas. Tenn oxideras i luften till SnO 2 . Tenndioxid fastnar på glaset. För att förhindra detta blåses utrymmet ovanför badet med övertryck med skyddsgaser - kväve och väte.
Glastejpen, som flyter på badets yta, bildar släta ytor (topp och botten) och jämnas ut i tjocklek. När glaset rör sig genom tennbadet svalnar det från 1100°C till cirka 600°C när plåten kan lyftas från den smälta ytan till rullarna. Genom att justera rullarnas rotationshastighet är det möjligt att uppnå glasdragning med en minskning av dess tjocklek och därigenom reglera tjockleken på den resulterande glasskivan.
Glasskivan färdas sedan genom en cirka 100 meter lång tunnel där den svalnar långsamt för att förhindra inre spänningar som kan få glaset att spricka. Det kylda glaset från tunneln skärs till skivor med hjälp av mekanismer.
Hittills erhålls det mesta av glaset som används i vardagen och konstruktionen genom floatmetoden. Sådant glas kombinerar ett antal användbara egenskaper - hög ytkvalitet, lågt pris, och sådant glas kan formas till vilken form som helst med hjälp av värme. Dessa glasögon används i:
De flesta av de specialiserade glasen: härdat glas , frostat glas, laminerat, ljudisolerat glas erhålls från floatglas genom efterföljande bearbetning.
Under 2009 dominerades den globala glasmarknaden (exklusive Ryssland och Kina) av Asahi Glass , NSG / Pilkington , Saint-Gobain och Guardian Industries . Andra företag inkluderar Sise Cam AS, PPG , Central Glass, Hankuk (HanGlas), Zeledyne och Cardinal Glass Industries. [9]