با دنیای شیشه‌گری بیشتر آشنا شویم!
در این بخش می‌خواهیم شما را با فرآیند ساخت ظروف شیشه‌ای آشنا کنیم. شیشه یک ماده شفاف و مقاوم است که از مواد طبیعی مانند شن، سودا و آهک ساخته می‌شود. این مواد پس از مخلوط شدن، در کوره‌های مخصوص با دمای بسیار بالا حرارت می‌بینند تا به مایع غلیظی تبدیل شوند.
هنرمندان و کارگران ماهر سپس این مایع داغ را با استفاده از روش‌های مختلف به شکل‌های گوناگون درمی‌آورند. برخی از ظروف با دمیدن و برخی دیگر با قالب‌گیری ساخته می‌شوند. پس از شکل‌گیری، ظروف به آرامی سرد می‌شوند تا کاملاً محکم و بادوام شوند.
محصول نهایی می‌تواند شامل انواع بطری، لیوان، گلدان و ظروف تزئینی باشد که هر کدام کاربرد و زیبایی خاص خود را دارند. این ظروف نه تنها برای استفاده روزمره مناسب هستند، بلکه می‌توانند جلوه‌ای خاص به دکوراسیون منزل شما ببخشند.
شیشه، این ماده شفاف و کاربردی، در ساخت بسیاری از محصولات در زمینه‌های مختلف مانند ساختمان‌سازی، تولید ظروف، امور پزشکی و داروسازی، تجهیزات آزمایشگاهی، لوازم خانه، صنایع غذایی و خودروسازی به کار می‌رود.
شیشه در آغاز به شکل طبیعی در سنگ‌های آتشفشانی سرد شده، با رنگ‌های گوناگون کشف شد و انسان از آن استفاده کرد. ساخت مصنوعی و دست‌ساز شیشه برای اولین بار در مصر و بین‌النهرین و بیشتر برای ساخت جواهرات انجام شد.
هنر-صنعت شیشه‌گری در ایران، پیش از دوره هخامنشیان رواج داشته است. در این مقاله می‌خواهیم به دنیای کارخانه تولید ظروف شیشه‌ای قدم بگذاریم و با چگونگی ساخت شیشه آشنا شویم.
شیشه چیست؟
شیشه یک ماده شفاف و سخت است که از مواد طبیعی مانند شن، خاکستر سودا و آهک تولید می‌شود. این مواد پس از حرارت دادن در کوره و ذوب شدن، به ماده جدیدی تبدیل می‌گردند. شیشه در حالت مذاب، مانند مایعات جاری است، اما پس از سرد شدن، مانند جامدات محکم و شکل‌پذیر می‌شود. در واقع شیشه نه کاملاً جامد است و نه کاملاً مایع، بلکه حالتی بینابینی دارد. به همین دلیل، مولکول‌های آن مانند مایعات نامرتب هستند، اما مانند جامدات سخت و پایدارند. شیشه گرما و برق را از خود عبور نمی‌دهد و با بیشتر مواد شیمیایی واکنش نشان نمی‌دهد. این ماده معدنی در حالت مایع، شکل مشخصی ندارد و می‌توان آن را به هر قالبی ریخت و پس از سرد شدن به صورت جامد درآورد.
مواد اولیه برای ساخت ظروف شیشه ای در کارخانه
یکی از مواد اصلی برای درست کردن ظروف شیشه‌ای، ماده‌ای معدنی به نام سیلیس است که به آن کوارتز هم می‌گویند. هرچه این ماده خالص‌تر باشد، شیشه‌های تولید شده شفاف‌تر و باکیفیت‌تر خواهند بود. اما اگر ناخالصی در سیلیس زیاد باشد، رنگ شیشه تغییر می‌کند و به سمت سبزی و کدری می‌رود.
برای اینکه شیشه محکم و مقاوم شود، علاوه بر سیلیس از موادی مثل اکسید منیزیم و اکسید آلومینیوم هم استفاده می‌کنند. همچنین برای کم کردن هزینه تولید، از کربنات سدیم (خاکستر سودا) و اکسید کلسیم در ترکیب شیشه استفاده می‌شود تا نقطه ذوب خمیر شیشه پایین‌تر بیاید. با این کار، انرژی کمتری برای ذوب نیاز است و هزینه تولید کاهش پیدا می‌کند. در شیشه‌های معمولی، حدود نیم درصد آلومین و ۰٫۰۸ درصد اکسید آهن نیز وجود دارد.
در پایان، در فرآیند ساخت شیشه از ماده‌ای به نام کولت هم استفاده می‌شود. کولت در واقع شیشه‌های بازیافتی است که دوباره به چرخه تولید بازمی‌گردد.
شیشه چگونه ساخته می‌شود؟
ساخت شیشه در چهار گام اصلی انجام می‌شود.
مرحلهٔ اول، ذوب مواد است. در این مرحله، مواد اولیه با اندازه‌های مشخص با هم مخلوط شده و در کوره‌ای مخصوص، تحت دمای بسیار بالا (حدود ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) قرار می‌گیرند. این کار ادامه پیدا می‌کند تا مواد کاملاً ذوب شده و به حالت مایع و آماده برای قالب‌گیری درآیند.
در مرحلهٔ دوم، شیشه مذاب پالایش می‌شود. هدف از این مرحله، خارج کردن حباب‌های هوا و گاز از داخل مواد مذاب و نیز بیرنگ کردن آن است. برای اینکه شیشه نهایی کیفیت و شفافیت خوبی داشته باشد، باید تمام این حباب‌ها از بین بروند. موادی مثل اکسید ارسنیک، آنتیموان، سولفیت سدیم و کلرور سدیم برای کمک به پالایش به کار می‌روند. در پایان این مرحله، هرگونه ناخالصی از شیشه مذاب حذف می‌شود.
سومین مرحله، یکنواخت کردن ترکیبات است. این کار باعث می‌شود مواد تشکیل‌دهنده به طور یکسان در همه جای خمیر شیشه پخش شوند. اگر شیشه به خوبی یکنواخت نشود، ممکن است در برابر فشارها مقاوم نباشد و دچار مشکل شود.
در نهایت، مرحلهٔ کاهش دما انجام می‌گیرد. از آنجا که برای پالایش بهتر، شیشه باید در دمای حدود ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد نگه‌داری شود و در این دما نمی‌توان آن را شکل داد، باید به تدریج دمای آن کاهش یابد تا امکان شکل‌دهی فراهم شود. این کاهش دما باید به صورت کنترل‌شده باشد تا از ایجاد تنش‌های ناخواسته در شیشه جلوگیری شود. سپس شیشهٔ نیمه‌سرد شده به آرامی درون قالب‌های مختلف ریخته می‌شود تا شکل مورد نظر را پیدا کند. در این مرحله همچنین می‌توان مواد رنگی، تزئینی یا دیگر افزودنی‌ها را به شیشه اضافه کرد.
افزودنی‌های و مواد لازم برای تولید انواع ظروف شیشه ای رنگی
برای ساخت لیوان و ظروف شیشه‌ای رنگی، علاوه بر مواد اصلی شیشه، از مواد افزودنی خاصی هم استفاده می‌شود. این مواد که معمولاً اکسید فلزات هستند، به مخلوط شیشه اضافه می‌شوند تا رنگ‌های گوناگون ایجاد کنند.
– برای به دست آوردن شیشه قرمز، اکسید طلا به آن اضافه می‌شود.
– شیشه‌های زرد و زرشکی با استفاده از اکسید منگنز ساخته می‌شوند.
– برای تولید شیشه آبی، از اکسید کبالت کمک گرفته می‌شود.
– اکسید مس و نیکل هم می‌توانند رنگ‌های آبی، بنفش و حتی مشکی را در شیشه به وجود آورند.
– شیشه سبز نیز با افزودن اکسید آهن تولید می‌شود.
شیشه را می‌توان بارها بازیافت کرد و دوباره از آن استفاده نمود. وقتی شما در بازیافت شیشه‌های استفاده شده مشارکت می‌کنید، به کاهش مصرف انرژی در کارخانه‌ها و کم شدن آلاینده‌های هوا کمک بزرگی کرده‌اید.