شیشه شناور

شیشه شناور یک ورق شیشه ایی است که توسط شیشه مذاب شناور بر روی بستری از فلز مذاب ( معمولاً قلع ) ساخته می شود البته در گذشته از فلزاتی چون سرب و آلیاژهایی با نقطه ذوب پایین استفاده می شد. با این روش ورق تولید شده دارای سطح بسیار صاف و ضخامت یکنواخت در طول خود می باشد. امروزه پنجره های جدید از شیشه های شناور ساخته می شوند، ماده اولیه اکثریت شیشه های شناور از جنس شیشه های آهک سوددار می باشند اما مقادیر نسبتاً اندکی نیز به بوروسیلیکات اختصاص می یابد، از این شیشه ها بیشتر در فرایند ذوب شیشه استفاده می کنند نام دیگر فرایند تولید شیشه شناور پیلکینگتون ( Pilkington ) می باشد چراکه تکنیک ساخت این نوع شیشه توسط آقای الستر پیلکینگتون ( Alastair pilkington ) در سال ۱۹۵۰ اختراع شده است.
در گذشته پنجره های شیشه ایی به وسیله دمیدن در بطری های شیشه ایی یا طویل کردن دیسک های شیشه ایی ساخته می شدند. ابتدا بطری ها به قطعات کوچک تر تقسیم شده سپس این قطعات مسطح می شدند و از این صفحات مسطح بزرگ شیشه پنجره بریده می شد الستر پیلکینگتون ( Pilkington ) در بسیاری از منابع معتبر به عنوان مخترع فرایند شیشه شناور شناخته شده است. اگر چه این فرایند اولین بار به نام هنری بسمر ( Henry besseme ) مهندس انگلیسی در سال ۱۸۴۸ به ثبت رسیده است. پیش از توسعهٔ شیشه های شناور ورق های بزرگ شیشه توسط فرایند ریخته گری در داخل یک گودال شیشه ایی بر روی یه سطح آهنی ساخته می شد سپس به وسیله سنگ زنی و پرداخت سطح آن را صاف و شفاف می کردند که فرایند پر هزینه ایی بود. در حال حاضر استانداردترین روش برای تولید شیشه در جهان، فرایند تولید شیشه شناور می باشد، هم اکنون بیش از ۹۰٪ تولیدات شیشه جهان از نوع شناور است یکی از مهم ترین ویژگی این نوع شیشه ها عدم وجود موج یا اعوجاج می باشد.
شیشه مذاب پس از خروج از کوره وارد قسمتی به نام حمام قلع می گردد و در این حمام روی بستری از قلع مذاب پخش شده و توسط غلطک های انتهای حمام تحت کشش قرار می گیرد این حمام قلع ۴تا۶ متر عرض و ۳۰ متر طول دارد برای جلوگیری از اینکه سطح قلع با اکسیژن موجود در هوا اکسید شود بر روی حمام قلع یک گاز محافظ قرار داده شده است، این فضای گازی می بایست به دقت کنترل شود چرا که ترکیبات آن می تواند بر ویژگی های تماس شیشه و قلع تأثیرگذار باشد و همین مسئله به طور مستقیم بر ضخامت ورق شیشه اثر می گذارد. شیشه به صورت نوارهای طویل بر روی قلع شناور می شود در زمانی که اولین تماس شیشه با قلع اتفاق می افتد دمای فلز مایع ۶۰۰ درجه سانتی گراد می باشد قلع تنها فلزی است که در دمای ۶۰۰ درجه سانتی گراد در حالت مایع باقی می ماند. در حین عمل کشش، نوار مذاب شکل ثابتی به خود گرفته و بتدریج که به انتهای حمام می رسد، دمایش کاهش یافته و به صورت ورقه ای سفت و شکل گرفته از روی بستر حمام قلع جدا می شود. بلافاصله پس از خروج از محفظه شناور، غلطکی خاص شیشه را بلند کرده به یک گرمخانه ( annealing lehr ) که در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد قرار دارد وارد می کند که عمل تنش زدایی روی آن در این قسمت انجام می گیرد. ( تا به حال دانشمندان تلاش های زیادی را در جهت قانونمندکردن این فرایند از نظر فیزیک به مرحله اجرا گذاشته اند و تاکنون مقالات متعددی را در زمینه مدلسازی و شبیه سازی حرارتی و سیالاتی آن به طور سربسته ارائه نموده اند ) . پس از مرحلهٔ گرمخانه شیشه بر روی غلطکی در محیط باز تا دمای محیط سرد می شود سپس در ابعاد مشخص برش خورده و بسته بندی می شود و برای نگهداری به انبار انتقال داده می شود. همچنین گاهی پس از مرحله برش به منظور پردازش بیشتر برای تبدیل به شیشه های ایمنی، شیشه رفلکس، شیشه های خود تمیز کن، آینه یا شیشه های دو و چند جداره به واحدهایی با فرایندها ی خاص دیگر منتقل می شوند. ضخامت شیشه های شناور می تواند در بازهٔ ۱٫۵ تا ۲۰ میلی متر ساخت شود. دو روش به منظور به انجام رساندن این فرایند وجود دارد به منظور تولید شیشه شناور نازک، غلطک ها، سرعت و عرض نوار شیشه را کنترل می کنند. به منظور تولید شیشه شناور ضخیم، شیشه در برابر موانع گرافیتی شناور می شود، بنابراین نوار شیشه ضخیم تر جاری می گردد. در نهایت عرض و ضخامت مورد نظر را می توان به دست آورد. از آنجایی که شیشه های شناور انواع مختلفی دارند فرایند تولید شیشه شناور را می توان به پنج مرحلهٔ کلی تقسیم کرد.