Firma Europrofiglass s.r.o. Praha bude na svých webových stránkách postupně uvádět  některé články týkající se skla.Věříme,že si články najdou své čtenáře a s jejich přispěním se případně  poopraví některé nepřesnosti,kterých se dopustí autor.Autor je veden více snahou o popularizaci Českého skla než k vědeckému pojednání.První článek se týká křišťálového skla.

I ostatní články se budou týkat vždy skla s cílem přiblížit problematiku širší veřejnosti.

Začínáme  článkem,který je  laickým pohledem,kde se spíše populární formou vysvětlují některé záležitosti .Případné doplňky odborníků budou zařazeny dle přání autorů  jako doplněk k dané tématice .

Moto   „Ze sklářské praxe „

O P A L I N Y

Opaliny jsou slabě mléčně zakalená skla. Zakalená skla řadíme do skupiny skel rozptylujících světlo. K tomuto rozptylu (difuzi) světla zde dochází přítomností malých částic v základním skle. Tyto částečky mohou být velmi rozdílného původu i vlastností. K zákalu a difusi světla dochází jen tehdy, mají-li přítomné  částice ve skle  jiný index lomu než sklo, které je obklopuje.

U opalinů, kde  je zákal  způsoben převažující fosforečnou složkou jde

o index lomu, který je vyšší než index lomu okolního skla. Apatity (skupina v přírodě se vyskytujícího minerálu apatitu, všeobecného chemického vzorce Ca5F (PO4)2,  v němž fluor bývá isomorfně nahrazen  skupinou OH nebo Cl) mají index lomu nD v rozpětí  1,632   až  1,648 .

Naopak u fluoridových zákalů je zákal způsoben tím, že okolní sklo má vyšší index lomu.  Fluorid vápenatý má index lomu nD  1,4339.

Běžná užitková skla sodno-draselno-vápenatá případně barnatá  mají index lomu nD v rozpětí 1,5   až   1,53. Nejčastěji pak v úrovni  1,51  až  1,52.   

U opalinů je třeba zmínit i určitou terminologii. Někteří autoři uvádějí termín opalin jiní opalín.  Také se setkáváme s tím, že v některé především starší literatuře je opalin nazýván koštěnkou. Jiní sklářští technologové tvrdí, že koštěnky mají sytější zákal než opaliny. Zmiňuji tuto skutečnost proto, že se čtenář může setkat s oběma termíny a spojujícím prvkem mezi opalíny

a koštěnkami je právě to, že se jedná o zákaly způsobené  přítomností fosforu v těchto sklech. Nevylučuje to  však i  případnou přítomnost fluoru.  Vznik názvu opalin je patrně odvozen od minerálu opálu (SiO2  .  n H2O).

A protože název opálové sklo je používán pro syté bílé zákaly, obvykle fluoridové či smíšené zákaly, termín opalin u nás vyvolává pocit, že jde

o slabší intenzitu opálu (skla) ,což odpovídá skutečnosti.

Název koštěnka je patrně odvozen od toho, že k vyvolání zákalu byla a stále se v některých případech  používá kostní moučka do sklářského kmene.

Historici by tuto otázku jistě zodpověděli daleko fundovaněji. Koštěnka totiž v minulosti měla nahradit drahý čínský porcelán, a bez zajímavosti by asi nebylo i hledání, od čeho je odvozen název obce Košťany apod.

- 1     -

Myslím, že  v úvodu bychom si měli pro pořádek ujasnit i termíny - kalení skla – kalená skla, zakalená skla z mého subjektivního  pohledu sklářského technologa.

Z pohledu barvení skla, to je náš případ, můžeme kalením nazvat barvení na bílo. Tady se ale můžeme hned  setkat s dalším  problémem. Termín bílé sklo. Často se za bílá skla označují skla průhledná zvláště plochá (na Šumavě se například sklárny vyrábějící čiré ploché sklo nazývali hutěmi pro výrobu bílého skla). Snad je touto příčinou snaha o oddělení kvalitnějšího  čirého skla užitkového  od méně kvalitního skla plochého či obalového.           

Termín bílé sklo pak přetrvává zvláště při výrobě plochého skla někdy dosud, což je trochu zavádějící pro obecnou veřejnost.

Kalená – zakalená skla mohou být i barevná. Společnou vlastností zakalených

a kalených  skel je to, že tato skla nejsou průhledná, průzračná, transparentní. Mohou být však průsvitná a do této kategorie patří také opaliny, kterým se věnujeme.

A aby toho nebylo v terminologii málo, skláři používají tento termín – kalená skla i pro skla, která nejsou zpravidla barevná, která však mají zvýšenou mechanickou pevnost, které se dosahuje podobně jako v metalurgii – kalením. Kalením se zde rozumí prudké ochlazení celého výrobku podobně jako v metalurgii. Například sklenice s označením Durit – prudké ochlazení v olejové lázni nebo použití prudkého chlazení proudem stlačeného vzduchu – tabulové

i jiné sklo. A k tomu se přidává chemické kalení ( sklo se ponoří například do roztavené lázně KNO3 – brýlová skla apod. )

Vhodnějším termínem pro takto zušlechtěná (upravená) skla je jistě termín skla tvrzená .

Takže ve sklářství není kalení jako kalení jednotného významu.

My se však vrátíme k technologii, kde kalení, zakalení bude znamenat  změnu prostupnosti světla daným sklem.  

Hlavními faktory ovlivňujícími stupeň zakalení skla jsou :

1/Velikost rozdílu mezi indexem lomu látky způsobující zákal  a  indexem lomu základního skla.

2/Velikost a počet zakalujících částic v objemové jednotce skla

3/Druh použitých kaliv , jejich množství , použitá kalicí látka případně směs těchto kalicích sloučenin.

4/Složení základního skla

- 2     -

Vliv velikosti částic na zákal

Velikost částic lze považovat za důležité hledisko z výše uvedených aspektů, protože nám umožní základní orientaci v druzích zakalených skel.

Při velikosti částic nad 20 nm dochází již k slabému rozptylu světla. Sklo se jeví (při tvaru destičky např. 100  x  100  x  10 mm)  v průhledu čiré, při bočním osvětlení a při průhledu boční částí  oko začíná vnímat zakalení . Tyndallův efekt. V praxi se s tím můžeme setkat například u brýlových sklech s UV filtrem. Jsou to skla obsahují do 2 %  CeO2. Při bočním průhledu zaznamenáme zřetelnou opaliscenci , kterou ale průhledově nezaznamenáváme. Nemá ani zřetelný vliv na celkový světelný  prostup skla. Absorpce se projevuje v oblasti UV záření.

Při velikosti částic okolo 200 nm již dochází ke zřetelnějšímu zakalení.

Právě sem řadíme opaliny. Vneseme-li do křemičitanového skla například fosforečnan vápenatý , dochází při jeho určité koncentraci k opaliscenci. Příčinou je  právě přítomnost částeček  Ca3(PO4)2. Při vysokých teplotách se P2O5 ve skle rozpustí , při chladnutí se v komerčních sklech z přesyceného roztoku začnou vylučovat heterogenní partikule dosahující velikosti od 100 nm výše.  

Opaliny mají charakteristickou hru  „barev“ , kterou nazýváme opaliscence. Tato skla s dobrým prostupem světla se jeví v procházejícím světle žlutavými až žlutooranžovými  a ve světle odraženém modravými. Tím se výrobky z tohoto skla mohou stát atraktivními.

Další zvětšování rozměrů částic (nad 200 nm zpravidla posun

k 1000 až  3000 nm) vede k jemnozrnným mléčným opalinům. Tato skla mají při prostupu světla kolem 60 % velmi dobrý rozptyl světla -  využíváno v některých případech v osvětlovacím skle.

Zvětšujeme-li částice stále dál, pak při velikosti částic 10.000 až  15.000 nm získáme již skla neprůhledná – sytě bílá, matná, s hrubozrnným povrchem

a vysokou křehkostí. V praxi téměř nepoužitelná pro výrobu běžných skleněných výrobků.

- 3    -

Vrátíme se ale k tématu – opaliny.

Řekli jsme si, že opaliscenci způsobuje přítomnost částeček, jejichž převážnou složkou je apatit. Zákal vzniká, obsahuje-li běžné sodno-vápenato-draselné sklo nad 1,5 % P2O5.

Tavíme-li skloviny obvyklého základního složení pouze s přídavkem fosforečnanu vápenatého čistého (případně s kostní moučkou) , vznikají skloviny nehomogenní a nestejně zamlžené. Podle zkušeností z praxe je v případě, kdy chceme opalin jednosložkový (fosforečný) je vhodnější než užití Ca3(PO4)2  či kostní moučky použít směs fosforečnanu sodného a vápence.  

Pokud se pak pokusíme zesílit zakalení opalinu pouze dalším přídavkem fosforečných surovin dojdeme k tomu, že takto přesycená skla v teplotách pod 1100°C  umožní rychlé shlukování a růst velikosti krystalů fosforečnanu vápenatého. Sklo se stává křehké a na povrchu dokonce drsné do té míry, že může znemožnit otáčení výrobku ve formě  při ruční výrobě skla v dřevěných formách. Mohli bychom si sice pomoci vnášením PbO, který tento děj mírní, ale z hygienických a ekologických důvodů jsem se těmto sklům v tomto příspěvku snažil  vyhnout. V některých případech, kdy chceme získat výraznější zákal, se nevyhneme staré praktice – vstup fluoru.  Ani fluor není ve skle z hygienického

a ekologického pohledu optimální, ale v některých případech se jeho použití neubráníme, chceme-li dosáhnout zamýšleného zakalení skla.

Sytější opaliny pak vznikají tím, že vnášíme do kmene vedle Ca(PO4) a kostní moučky  zároveň i sloučeniny obsahující fluor ( např. NaF , CaF2 apod.).

V těchto případech již nevzniká zákal pouhým fosforečnanem vápenatým, ale apatity všeobecné formule :  3M3R2O8  .  MA2  , kde :

M je  Ca,Pb, Mn, a jiné dvojmocné prvky

R je   P   ( As nebo V)

A  je  F   (nebo Cl , OH)

V přírodě se vyskytuje tato skupina  minerálů obsahujících fosfor jako fluoroapatit, chlorapatit nebo jako minerály,které obsahují oba halogeny současně.

Ve sklech jsou chloridy k vytvoření sytějších zákalů méně výhodné, protože za teplot nad 800°C dochází k jejich silnému těkání. Pokud bychom místo halogenidů použili hydrohylovou skupinu OH jak výše uvedeno vzniká hydroxyapatit, který je však ze sklářského praktického hlediska nevýznamný.

- 4    -    

Ze sklářského pohledu můžeme rozdělit ještě zákaly do těchto kategorií :

1/Zákal způsobený krystaly

a/Krystalizace ze skloviny

b/Použití kaliv téměř nerozpustných ve sklovině

2/Zákal způsobený vyloučením fáze ve formě kapiček (emulze)

3/Zákal způsobený bublinkami plynů

Opaliny se nám budou řadit do kategorií  2 (zakalení způsobené přítomností fosforu)  a 1 (zakalení způsobené kombinací , kde je přítomen vedle fosforu

i fluor)

Nejprve se pro opaliny  budeme věnovat jednosložkovému kapénkovému zákalu  způsobeného přítomností fosforu ve skle. Takovýto opalin sice bude méně sytý ale z pohledu ekologů nejpřijatelnějším kalivem.

Fosforečnanové kalení je založeno na skutečnosti, že fosforečnany jsou v určitém rozsahu rozpustné v silikátových taveninách. Mají však značný sklon k odmísení v průběhu chladnutí skloviny. Nezbytná je při tom přítomnost oxidu vápenatého v základním skle, protože vyloučenou emulzí je právě fosforečnan vápenatý. K dosažení rovnoměrného zákalu se snažíme udržet velikost částic do 6000 nm. To je lépe dosažitelné, když v praxi používáme raději menší koncentraci P2O5 ve skle (3 až 5 %) a velikost částic „regulujeme“ nabíháním. V některých případech se doporučuje použít i takzvaného dvojího nabíhání.

( dvakrát opakované nahřátí již vychladlého skla na píšťale).

Samostatným použitím pouze fosforečnými kalivy  lze dosáhnout jen slabých až středních zákalů. Krystalizace u fosforečných opalinů  probíhá daleko rychleji než u skel kalených fluoridy. Proto hlavní vadou čistě  fosforečných opalinů je snadný vznik hrubé krystalizace. Krystaly mohou narůst až do velikosti 0,1mm ! sklo je pak prakticky pro běžnou výrobu nepoužitelné. Je matné ,drsné a křehké.  Částečně tomuto jevu můžeme bránit změnou základního složení skla.

Bylo zjištěno, že přísada Al2O3 nebo B2O3 do skla sice poněkud snižuje nežádoucí  krystalizační rychlost, avšak podstatně větší účinek má v tomto směru přítomnost ZnO v základním skle. Protože ale přítomnost ZnO příliš zeslabuje intenzitu zákalu je žádoucí aby vedle ZnO  byl v základním skle

i dostatek CaO, případně BaO či PbO. Dále je důležité u čistě fosforečných opálů udržovat obsah SiO2 pod hranicí 70 %  - jinak nebezpečí cristobalitického odskelnění.

- 5     -

Druhou částí jsou opaliny vzniklé kombinováním kaliv. Nejčastěji se užívá kombinace přítomnosti fosforu a fluoru ve skle. Dvojice těchto prvků nám pak jak výše uvedeno dává i zákaly dvojího druhu. Již zmíněný zákal kapénkový (fosfor) a zákal krystalický (fluor).

Věnujme se  praktickým  příkladům opalinů, a to jak jednosložkových

(zákal pouze přítomnost fosforu), tak smíšeným pro praxi nejběžnějších kombinací , kdy skla – opaliny -  obsahují vedle fosforu ještě fluor.

Uvádím surovinová složení i aditivní výpočty, i když ty se musí brát skutečně jako informativní, protože je lze určit jen velmi přibližně (nelineární průběhy).

Technolog proto musí věnovat pozornost jak dilataci – to především, tak

i ostatním okolnostem důležitým v praxi pro ten který výrobek  zejména podle jeho užití například následné zušlechťování a opětovné vypalování v malířských pecích atd.

Legenda :                

Složení č. 1   =   běžný novoborský „křišťál „  je uveden pro možnost porovnání

Složení č. 2   =   opalin novoborského typu

Složení č. 3   =   opalin  autor snad Ing.Pešek

Složení  č.4   =   opalin  odvozený od opalinu složení 3 při pokusu

o  zjednodušení  vyjmutím  BaO

složení  č.5   =   opalin  Ing.Láznička

složení  č.6   =   oplalin Ing.Láznička

složení  č.7   =   opalin  Ing.Láznička  + úprava viskósní křivky Semerád

složení  č.8   =   opalin   Jablonecko

Surovinové navážky jsou uvedeny v tabulce č.I

- 6      -

Tabulka   č.I

Písek                                   100      100       69         69         72       72         72         100

Soda                                      25        14       10         10         10       10         10             0

Potaš                                     12,5      5,6       6           6           6         8           6            40

Vápenec                               14        15,3     10        10         11      11         14             3

Ledek draselný                     2           0          1           1            0        0            0             0

Borax pentahydrát              1           2,8       1,5        1,5        2        2            2             0

Oxid antimonitý                  0,5         0          0           0           0        0            0             0

Uhličitan  barnatý               0            4,2       3           0           3        0            0             0

Na3PO4    .  10 H2O            0         30,6      20         20         30     30          30           15

Sulfát                                     0           0           0,3        0,3        0        0           0              0

Živec                                      0           0           6            6           0        0           0             0

Suřík                                      0           0           0            0           0        0           0            14

Oxid zinečnatý                    0            0          0             0           0        0          0              3

Oxid arzenitý                       0           0           0             0          0         0          0             1

Přestože výpočty při vstupu  P2O5 nejsou zcela spolehlivé, následující tabulka uvádí vypočtené chemické složení a základní sledované fyzikální vlastnosti.

Zvláště u teplotní roztažnosti upozorňuji na nutnost provedení nejlépe prakticky běžné kroužkové metody zjištění soudržnosti s jinými skly.V případě odchylky pak provést korekci dilatace změnou surovinového složení. Při této změně můžeme reagovat i na to, zda se nám sklo jeví při zpracování jako dlouhé či krátké a korekci dilatace pak provést buď sodou nebo potaší.

Výpočty jsou uvedeny v tabulce  č.II.

- 7      -

Tabulka   č. II

SiO2                               75,2         72,2      71,4      73,1     68,9     69,6    69,4      65,1

CaO                                  5,9           6,1        5,4         5,6       5,9        6        7,6         1,1

K2O                                  7,1           2,8        4,7         4,8       3,9        5,3     4          17,8

Na2O                              11,1        11,6      11,1       11,3     12,9     13,1   13            2,3

B2O3                                0,3           0,7        0,5         0,5       0,7        0,7    0,7          0

Sb2O3                              0,4           0           0             0          0            0       0             0

NO3-                                0,9           0           0,6          0,6       0           0        0             0

P2O5                                0              4,1       3,6          3,7        5,3       5,4     5,4         1,8

BaO                                  0              2,4       2,3           0          2,2       0         0             0

Al2O3                              0               0          0,9           1          0          0         0             0

SO4 2-                             0               0          0,2           0,2       0          0         0             0

As2O3                             0               0           0             0           0          0         0            0,7

PbO                                 0               0           0             0           0          0         0            9,1

ZnO                                 0               0           0             0           0          0         0            2

Hustota (g/cm3)     2,458       2,489    2,484      2,447    2,5      2,468   2,478  2,606

Index lomu nD        1,51         1,513    1,518      1,508   1,515  1,512   1,515   1,518

Teplot. rozt.(.10-7)    92,1         81,2      84,8        83,9     89,7    92,4     89,6     97,3

Log.visk 2   (°C)          1441      1419      1432      1452    1349    1357   1339    1538

„        5                      867        859        865        873       817      818     819      920

„        7,65                677        675        677        682       643      642      648      703

„      13,1                  504        508        507        509       486      484      494      500

Komentář k tabulce :

Opaliny č.2  až  č.7  mají pro další praktické zkoušky určitě význam pro novoborská užitková skla. Lze na to usuzovat právě při porovnání vlastností těchto typů opalinů  s vlastnostmi běžného základního “novoborského“ skla

(v tabulce označeno č.1).

Opalin č.8 je z pohledu sklářského technologa jistě zajímavé řešení, ale jedná se o starou recepturu, surovinová skladba je ekologicky a hygienicky nevhodná, rovněž vlastnosti jsou zásadně odlišné od všech ostatních uvedených skel. Přesto jsem tuto variantu uvedl,jako možnost jiného přístupu k řešení opalinů.

- 8     -

Znovu opakuji , protože to pokládám za důležité  -  přídavky fosforu do skla

a jistě i  dosažení velikosti zakalujících částic neumožní  přesnější výsledky výpočtů, tak aby odpovídaly skutečně naměřeným hodnotám laboratorně.

Toto může být východiskem při dalších řešení v této oblasti. Nám sklářským technologům to poskytuje představu,  jak chemického složení, tak vypočítaných vlastností.

V této části  se budeme věnovat opalinům, ve kterých je zákal způsoben působením dvou  prvků,  a to fosforu i fluoru tak,  jak uvedeno ve stati

o kategoriích zákalů.

Fosforu a jeho vlivu ve skle jsme se věnovali v předchozí části článku. Nyní soustředíme pozornost nejprve na to, jak je to s fluorem ve skle při jeho užití k tavení zakalených a kalených sklech. Zakalením máme na mysli slabší zákaly používané zejména v osvětlovací technice , kalená skla jsou pak skla sytá, neprůhledná - v našem případě bílá. Z uvedeného vyplývá , že u našeho tématu – opaliny – se budeme pohybovat u směsného kalení z pohledu terminologie v oblasti slabě zakalených sklech ,  kdy se přikláním k názoru, že nejslabší zákaly nazýváme opaliny, zřetelnější zákaly jsou koštěnky, ty by ale měly být zakalovány tak, aby  převahu tvořil fosforečný zákal získaný použitím kostní moučky, nevylučuje to ale v některých případech i přítomnost fluoru, jak již uvedeno , po nich alabastry. Následující skla jsou již skla kalená (neprůhledná, velmi slabě průsvitná až neprůsvitná - opaktní) a patří sem  opály, křídy

a emaily.

U zakalení skla smíšeným kalením způsobené přítomností fosforu a fluoru ve skle se budeme pohybovat v oblastech, které budou ležet  někde u pomyslně končících opalinů směrem ke koštěnkám až po alabastry. V jabloneckých recepturách jsem se setkal i s termínem miniopály. Podle složení bylo jasné, že jde o mírně zakalené mléčné sklo, které bychom patrně přiřadili ještě do skupiny koštěnek.  

Vstupem fluoru do skla je nutné se zabývat i vlivem jiných oxidů v těchto sklech majících vliv na výslednou kvalitu i intenzitu zakalení.

a/Oxid hlinitý je běžnou přísadou do skel zakalovaných či kalených fluoridy.

Jeho přídavek je žádoucí z toho důvodu, že zřetelně mírní riziko odskelnění jako u běžných skel  a   další výhodou jeho přítomnosti je omezení ztrát těkáním fluoru. Snížení těkavosti fluoru v přítomnosti Al2O3 si vysvětlujeme tak, že v průběhu tavení se tvoří stálejší komplex  AlF 3-,který teprve při nižších teplotách dává vzniknout zakalujícím částicím Na2F2  a CaF2.

- 9       -

Ještě je třeba uvést, že přítomnost oxidu hlinitého zvyšuje viskozitu skloviny, což vede k jemnější krystalizaci a zvýšení mechanické pevnosti skla.

Přítomnost Al2O3 prokazatelně snižuje i korozivnost fluoridových opálů.

Jeho přítomnost v zakalených i kalených sklech je tedy žádoucí. Do skla je nejvhodněji ho vnášet kryolitem, případně živcem nebo hydrátem hlinitým.

b/Oxid olovnatý (budeme se mu sice raději vyhýbat – toxicita – ekologie -  ale je třeba se o jeho vlivu zmínit, protože je významný).

PbO zvyšuje rozdíl mezi indexy lomu skelné a fluoridové fáze, a to vede k prohloubení zákalu a jeho jakosti.   

c/Oxid zinečnatý -  ZnO má výrazný vliv na optické vlastnosti zakalených

i kalených skel. Jeho přítomností se dosahuje příznivého rozptylu světla při vysoké světelné propustnosti a skla s přítomností oxidu zinečnatého postrádají nežádoucí křídový vzhled.

d/Oxidy alkalických zemin  CaO , BaO  ,  MgO . 

Ze všech uvedených oxidů má příznivější vliv na jakost  zákalů oxid barnatý   - BaO . Příčina je podobná jako je tomu u přídavku PbO .  I BaO výrazně zvyšuje index lomu.  CaO má jen velmi mírný účinek. Při zkouškách částečné náhrady CaO za MgO bylo zjištěno, že zvyšující se dávka MgO má na zákal negativní vliv.

Proto se jeho použití do skel zakalených a kalených nedoporučuje.

e/Oxid boritý  B2O3  -  zeslabuje intenzitu fluoridových opálů (snižuje index lomu) a i když se dá s výhodou kombinovat se ZnO  (vysoce rozptýlené opály s velkým prostupem světla) , nelze považovat jeho použití za zdůvodněné. Osobně však zastávám názor, že přítomnost B2O3 ve většině běžných skel v nízkých koncentracích   (0,2 %  až 1 %)  má příznivý vliv v obecném slova smyslu. Proto bych se jeho přítomnosti nebránil ani u zakalených skel v uvedeném koncentračním rozsahu.

f/Oxidy alkalických kovů  K2O ,  Na2O  jsou uvedeny záměrně na konci této stati. Na zakalení mají nejmenší vliv ze všech výše uvedených oxidů. Snad lze jen podotknout, že skla s převahou K2O (draselná)dávají lepší výsledky, podobně jako je tomu u barevných skel obecně, než skla s převahou Na2O (sodná).

- 10    -

Nyní některé příklady opalinů – až koštěnek či v jablonecké terminologii miniopálů, kde jsou použity dva prvky pro vyvolání zákalu  (fosfor,fluor)

Tabulka   č.III

Legenda :

Č.1  =  běžný novoborský křišťál jako základní sklo opět pro možnost porovnání

Č.2  =  opalin – koštěnka Karlovarská oblast

Č.3  =  opalin – koštěnka  Jablonecko, jedena z variant ( „slonová kost „)

Č.4  =  opalin – koštěnka Jablonecko ( „Izabela“)

Č 5  =  koštěnka až opál   Jablonecko

Č.6  =  opalin - starý  recept z Prácheňské sklárny  na novoborsku

Písek                                         100           65           100        100           100             75

Soda                                           25            11,8          27          19             10             11

Vápenec                                    14              7,5            0             0             10               9

Potaš                                          12,5         10             13          22             19             14

Ledek draselný                           2              3,75          0            0                5               3,8

Borax                                           1               0               0          10                0               0

Oxid antimonitý                        0,5            0               0            0                0               0

Kostní moučka                           0              7,5           26          22               0               7

Fluorokřemičitan sodný           0              2,3             0            6               3               2

Ledek sodný                               0              0                 4            0              0               0

Kryolit                                         0               0                 5            0              0              0

Arzenik                                       0               0                 1            0              1             0,75

UO2                                            0               0                 0,1         0              0              0

Selen                                          0               0                 0,01       0              0              0

Běloba zinková                         0               0                 0             2             0              0

Síra                                             0               0                 0             1             0              0

Fosforečnan vápenatý            0               0                 0             0            10             0

Uvedeným navážkám  vychází  výpočty chemického složení a vlastností  uvedené v tabulce č.IV.

- 11       -

Tabulka  č.IV

SiO2                            75,2          70,2           63,8          63,9            72,2               70,8

CaO                               5,9            8,8              9               7,5              7,9                 8,3

K2O                               7,1            9,2              5,7            9,5            11                  10,6

Na2O                           11,1           8,2            12,4            9,2              4,9                 6,6

B2O3                             0,3            0                 0                2,3              0                    0

Sb2O3                           0,4            0                 0                 0                0                    0

NO3-                             0,9            2,5              1,9              0                2,2                2,2

P2O5                             0               3,7              7,6              6,3             3,3                3

F-                                   0               1,5              1,7               2,3             1,3               1,1

Al2O3                           0                0                 0,8               0                0                   0

As2O3                          0                0                 0,6               0                0,7                0,7

Se                                  0               0                 0,006           0                0                    0

UO2                              0               0                 0,06             0                0                    0

S                                    0               0                  0                 0,6             0                    0

Hustota                  2,458        2,474            2,501           2,51          2,451          2,467

nD                           1,51          1,516            1,5202         1,5208      1,5114       1,5142

Tepl.roztažnost       92,1           89,7              95,1             93,6          81,7            88,2

Log.visk.2                1441        1425             1270            1356          1530          1470

„    „    5                  867          883               794              839             942            908

„    „    7,65            677          698                637              664            740             715

Sytost zákalu lze odhadnout z uváděných koncentrací P2O5 a F -  . Naopak výpočet vlastností lze brát skutečně jako informativní s tím, že pro všechny výpočty byla zvolena stejná metoda.  Všechna složení jsou svým způsobem z pohledu sklářského technologa zajímavá. V této podobě mohou sloužit jako inspirační.

V poslední části se budeme věnovat sklářským surovinám, kterými obvykle vnášíme oba uváděné prvky (P a F).

- 12      -

Suroviny vnášející fosfor.

Nejstarší a dodnes nejčastěji používanou surovinou vnášející fosfor je kostní moučka. Používá se již několik set let. Proto se možná  začalo sklu zakalenému kostní moučkou začalo říkat a říká koštěnka. Zpočátku se používalo kostí zvířat, které se jen nahrubo rozsekaly či rozdrtily. Četl jsem i jednu hrůzostrašnou historku o tom, kdy do kmene byly omylem přidány kosti lidské z rušeného hřbitova. Tavba probíhala normálně ale po nastavení na sejití o půlnoci tavič (šmelcíř) i jeho pomocník (šalíř) spatřili, jak na pracovním pódiu (verštatu) tančí několik kostlivců a jejich tanec ustal až po přivolání faráře, který kostlivcům -  pozůstatku nebožtíků vrátil klid za pomoci kříže a svěcené vody. V těch dávných dobách kremace byla neznámým pojmem. Další záhadou bylo,  že sklo z těchto kostí v popisovaném případu bylo druhý den krásně křišťálové bez jakéhokoliv zákalu. Na pokyn faráře ho však majitel sklárny nechal vybrat (vyšefovat) a toto sklo (šeft) bylo zakopáno na místním užívaném hřbitově. K dalšímu zjevení  kostlivců prý  již nedošlo. Tolik jedna ze sklářských pověstí, která má vztah k používání kostí přidávaných v některých případech do sklářského kmene  před několika stoletími.

V nynější době se kostní moučka  získává ze zvířecích kostí zbývajících po výrobě kostního klihu. Kosti se pálí, čímž se zbaví zbytku uhlíku. Výsledným produktem tohoto postupu je právě kostní moučka. Hmota kostní moučky je složena převážně z fosforečnanu vápenatého, uhličitanu vápenatého a malého množství fluoridu vápenatého.

Další nejčastěji užívanou surovinou vnášející fosfor je fosforečnan sodný.

Jde o bílou šupinkatou látku , která je tvořena krystalickým fosforečnanem sodným ( Na3PO4   .  12 H2O ). Vyrábí se průmyslově  z kyseliny fosforečné

a louhu sodného neutralizací :

2 H3PO4    +   6 NaOH     =   2 Na3PO4     +  6 H2O

Oproti kostní moučce jde o chemicky čistší surovinu.

Používán je někdy i průmyslově vyráběný fosforečnan vápenatý /Ca3(PO4)2/. Základem výroby je opět kyselina fosforečná, která reaguje  s vápenatými solemi či hydroxidem vápenatým /Ca(OH)2/ .  Výsledkem je značně čistý fosforečnan vápenatý - jde o bílý lehký prášek ve vodě nerozpustný, který má hustotu 2,5 g/cm3 při bodu tání 1730°C.

Setkáváme se i s užitím v přírodě těženého apatitu, což je minerál teoretického vzorce Ca5F(PO4)3 . Po zpracování mletím je uváděna zrnitost, kde velikost maximálního zrna je 0,5 mm, střední zrno je 0,165 mm a podíl pod 0,1mm je do 10 %.  Je to levná perspektivní surovina, jediným významnějším problémem je kolísavý obsah železa.

- 13    - 

Ojediněle sklářské receptury obsahují i užití fosforečnanů, a to draselného, barnatého a hlinitého.

Chemická složení nejběžnějších sklářských surovin vnášejících fosfor je uveden v tabulce č.V.   Jde o suroviny, kde je předpokládáno jejich praktické používání k tvorbě fosforečnanových i fosforečnanoflouoridových zákalů.

Tabulka   č.V.

SiO2        %                  1,47                          0                          1,37                         1

Al2O3                           3,47                         0                           1,66                        0,37

Fe2O3                          0,045                       0,011                    0,1               0,04  až  0,5

CaO                            44,86                         0                         55,26                       52,67

MgO                             0,64                         0                         stopy                         1,26

Na2O   +   K2O            0,95                       30                           0,59                         1,1

P2O5                          35,82                       22,48                   38,56                      39,1

F                                  stopy                         0                           0                              2,27

C  +   CO2                      9,9                          0                           0                              0,2

Suroviny vnášející fluor

Nejlevnější , nejčastěji a nejstarší  používanou surovinou vnášející fluor je fluorid vápenatý z přírody známý minerál kazivec (CaF2). Ten má však proměnou kvalitu – zvláště kolísavý obsah železa, a proto skláři raději používají a mají v oblibě kryolit  nebo fluorokřemičitan sodný.

Fluorové suroviny ze zdravotního pohledu i pohledu těkajících škodlivých exhalací  se v praxi snažíme co nejvíce omezovat , snižovat jejich dávky . Perspektivním alespoň částečným řešením se zdá užití kombinovaného kalení

i u sytých zákalů , změna technologie tavení – použití elektrického tavení přímým průchodem elektrického proudu sklovinou při zakryté hladině taveného skla. Filtrace a neutralizace spalin apod. Ve většině skláren již také došlo zcela  k odstranění fluoridových surovin ze základních složení skel, kdy v minulosti byla fluoridovým surovinám přisuzována úloha urychlovačů tavení. Zdá se, že přítomnosti fluoridů jakožto  urychlovačů tavení byl přikládán větší význam, než tomu nakonec skutečně v praxi ve sklárnách bylo.

- 14     -  

Vedle nejběžněji užívaných fluoridových surovin ve sklářství

( kazivec, kryolit, fluorokřemičitan sodný) se můžeme setkat i s dalšími ojediněle používanými surovinami vnášejících fluor jako jsou fluorid hlinitý (AlF3),  fluorid sodný NaF , fluorohlinitan draselný (K3AlF6) , fluorid barnatý BaF2 a snad vzácně  ještě některé další anorganické sloučeniny obsahující fluor.

Z našich tří běžně užívaných surovin se fluorid vápenatý CaF2 získává těžbou

a úpravou přírodního minerálu kazivce a pod tímto názvem je i do skláren dodáván.

Kryolit hexafluorohlinitan sodný ( Na3AlF6)  se vyrábí výhradně uměle (jediné známé a využívané přírodní ložisko kryolitu vhodného pro sklářský průmysl se nacházelo v Grónsku a je již vytěžené) .  

Průmyslová výroba spočívá  v neutralizaci kyseliny fluorovodíkové (HF) hydroxidem hlinitým / Al(OH)3 / za přítomnosti sody (Na2CO3)  :

12  HF     +     2 Al(OH)3    +    3 Na2CO3    =   2 Na3AlF6   +  9 H2O    +    3 CO2    

Fluorokřemičitan sodný  (Na2SiF6) se rovněž vyrábí průmyslově  podle reakce, kterou můžeme vyjádřit chemickou rovnicí  :

H2SiF6       +      2  NaCl      =      Na2SiF6        +    2  HCl

Čistota nejběžněji používaných fluoridových sklářských surovin je uvedena v tabulce č.VI.

Tabulka    č. VI.

CaF2                       96,9                       95,9                0                             0

SiO2                          1,27                       1,36             0,56                    31,8

Al2O3                       0,14                       0                 26,91                      0

Fe2O3                      0,12                       0,27              0,043                    0,007         

CaCO3                      0,72                       0,68              0                           0

BaSO4                      0,02                       1,89              0                           0

S (celkem)               0,001                      0                   0                          0

P2O5                        0,05                        0                   0                          0

CaO  +  MgO           0                              0                   0,22                    0

Na2O                       0                              0                 42,45                 nestanoven

F                           nestanoven       nestanoven      52,62                  60,34

- 15      -

Komentář –

Chemicky nejčistší surovinou, jak vyplývá z přehledu, je fluorokřemičitan sodný. Jeho nevýhodou je očekávané vyšší těkání fluoru, než tomu bude u kazivce

a kryolitu. Již při teplotě 200°C se fluorokřemičitan sodný  začíná rozkládat na NaF  +  SiF4. Taje při 992°C. Další jeho nevýhodou je jasně prokazatelná toxicita. Ve vodě je rozpustný a je zařazen do kategorie ostatních jedů.

Vedle nebezpečí akutní otravy (málo pravděpodobné a spíše záměrné užití smrtonosné dávky), jde o látku nejvíce zodpovědnou za chronické onemocnění způsobené nadbytkem fluoru jeho hromaděním a dlouhodobým vstřebáváním fluoru v lidském těle a rozvoj onemocnění známého pod termínem fluoroza

(zbytňování kostí, kostních vazů, křehnutí kostí  apod. – více v závěru článku). 

Na pomyslném druhém místě čistoty vlastní suroviny je kryolit. Při tom lze očekávat i jeho mírnější těkání oproti fluorokřemičitanu sodného, což vyvozuji z toho, že bod tání kryolitu je 1027°C  a přítomný  hliník tvoří méně těkavý AlF3 oproti fluoridům alkalických kovů. Další jeho výhodou oproti Na2SiF6 je to, že kryolit není zařazen do skupiny jedů.

Na posledním místě z pohledu čistoty je kazivec. Přesto je nejdéle používanou surovinou pro vnášení fluoru. Přírodně těžený kazivec je provázen ostatními minerály zejména křemenem, barytem a vápencem, což z pohledu sklářského technologa je přijatelné. Horší je,že tyto doprovodné  minerály kolísají v jednotlivých dodávkách. Určitě je také nepříjemný  proměnný a poměrně vysoký obsah Fe2O3.

Zahraniční  kazivce jsou na tom lépe, ale zase jsou dražší.

Otázka těkání se jeví také jako složitější. Kazivec má sice nejvyšší bod tání z uvedených surovin  a podle jeho čistoty kolísá od 1418°C do 1443°C. Z toho by bylo možno usuzovat, že bude mít nejmenší ztráty těkáním. K rozkladu ale dochází, podobně jako je tomu u všech fluorových surovin, za teplot podstatně nižších. U kazivce je uváděna teplota rozkladu od 1130°C. Při laboratorních tavbách bylo dokonce zjištěno, že CaF2 vykazoval nejvyšší míru těkání. Těkání je  však ovlivněno celou řadou vlivů, a proto bych tuto informaci nepovažoval jako absolutní skutečnost. Další výhodou kazivce je to, že není pokládán za toxickou látku. Pokud kazivec budeme používat do zakalených skel, měli bychom použít jen kazivec, kde obsah Fe2O3 nepřekračuje 0,15 %.

Sklářský technolog by tedy měl vycházet při určení, kterou surovinu použije, z více pohledů – při malých dávkách potřebného fluoru ve skle – slabé zákaly, kombinované zákaly  bych se neobával použití kazivce. U skel silněji zakalených bude vhodnější kryolit či fluorokřemičitan sodný. Osobně bych volil klidně použití všech tří složek .

- 16     -

Rozhodující by pro mě bylo hledisko požadavků na kvalitu skla pro  ten který konkrétní výrobek.

Při použití fluoru ve sklářství je třeba, ač se nám to sklářským technologům moc nelíbí, zmínit se o negativním vlivu sloučenin fluoru, a to jak na zdraví člověka , tak na přírodu.

Toxikologické a biochemické vlastnosti fluoru jsou dosti složité. V lidském těle je nutná určitá koncentrace fluoru pro správný vývoj kostí a zubů. Proto se v některých případech  setkáváme se záměrným přidáváním fluoru například do kuchyňské soli (vedle jódu) a některých zubních past.

Ale jak praví jedno české přísloví :  „ Všeho moc škodí !“ .

Při náhlém požití větší dávky fluoru dochází k akutní otravě, která se u člověka projevuje bolestmi břicha, zvracením, průjmem, nastávají křeče , třes a často je přerušena i schopnost řeči. Za smrtelnou dávku pro člověka u námi uvedených látek se považuje požití dávky fluorokřemičitanu sodného dosahující nad

4 gramy ( cca  0,05g/kg váhy člověka ).

Zákeřnější a snad i nebezpečnější je chronická otrava rozpustnými sloučeninami fluoru, které jsou vstřebávány dlouhodobě v malých dávkách. Vzniká onemocnění, kterému se říká fluoróza. Denní příjem 20 až 80 mg fluoru vede za 10 až 20 let k těžké kostní fluoróza. K nepříjemným zajímavostem patří to, že v okolí skláren, kde se používají dlouhodobě fluorové sloučeniny při výrobě skla, byla zjištěna fluoróza i u domácích zvířat, a to podle druhu domácího zvířete. Nejnáchylnější k fluoróze jsou kozy a skot, méně citliví jsou pak v tomto pořadí vepři, koně a drůbež. Zvýšenou koncentrací fluoru trpí i včely. Vedle fauny je zřetelný vliv fluoru i na flóru. Proto je tak důležité, aby se technologové zabývali možnostmi snižováním užití fluorových sloučenin  (kombinovaná kalení) , snižování obsahu fluorových sloučenin v emisích ( elektrické tavení, filtry, neutralizace spalin apod.). Při výběru surovin neopomíjet ani hledisko, že fluoridové suroviny rozpustné ve vodě jsou považovány za jedy. Naopak fluorit = kazivec , kryolit a fluorid hlinitý za jedy považovány nejsou.

Přesto při jejich použití může dojít k rozvoji fluorózy. Zejména je rizikový jinak tak oblíbený kryolit a zmatečně může působit to, že není zařazen ani mezi ostatní jedy. Je natolik jemný , že ač není uváděn jako toxický, doporučuji používat všech ochranných pomůcek, jako by šlo o látku zařazenou mezi ostatní jedy s tím, že u kryolitu bych zdůraznil zásadní význam používání protiprašných filtrů -  k fluoróze totiž může dojít i vdechováním prašného kryolitu.

Závěr :

Opaliny jsou skla, která při správném zpracování do skleněných výrobků nových i renesančních tvarů, mohou být komerčně perspektivní. Jejich výhodou je minimalizace používání fluorových surovin ve prospěch neškodných surovin fosforečných.

A to jsem se věnoval jen mléčným (bílým) zákalům. Výzkum v této oblasti by mohl přinést i nové  druhy barevných skel  -  pracovně bych je nazval pastelové opaliny. Vliv zabarvovacích pigmentů ještě nebyl z větší části prakticky odzkoušen. Je to široká oblast, která by si zasloužila naši pozornost. Užití těchto skel by mohlo mít perspektivu, jak v osvětlovacím skle (vysoký rozptyl a vysoká propustnost světla), tak v oblasti skel užitkových či uměleckých.

K tomu by ale bylo třeba spolupráce více sklářských odborníků, například VŠCHT  Praha, VŠCHT Pardubice, Technická univerzita Liberec  apod. (základní výzkum)  spolu se sklářskými podniky  a výtvarníky (praktické užití)  například prostřednictvím nově vzniklého Českomoravského sklářského klastru.

K základním požadavkům na opalinová skla bude jistě krom jiného  patřit

i kvalita skla (nepřítomnost šlír, bublin, kaménků, pnutí) ,kompatibilita s běžnými  skly – jednoduchá úprava dilatace a viskosní křivky podle přání té které sklárny pro konkrétní výrobky, chemická odolnost ,  jeho trvalá reprodukovatelnost atd.

Použitá literatura :  RNDr.Miloš B.Volf , CSc.     =   Chemie skla

M.Cenek  -  L.Jeníček           =   Neželezné kovy                     J.Kocík  -  J.Nebřenský  -  I Fanderlik                    =    Barvení skla

Antonín Smrček – František Voldřich         =    Sklářské suroviny

Archiv autora  

Vypracoval Jiří Semerád

Sklářský technolog firmy    

Europrofiglass  s.r.o.  PRAHA

(Firma je členem Českomoravského sklářského klastru) 

Pánve ve 21. Století

Úvod

1/Tvar nádoby pro tavení skla.

Tavení skla od prvopočátků objevu výroby skla začalo v malých žáruvzdorných nádobkách.Nejdříve jsou to nádoby miskového tvaru,aby teplo mohlo pronikat k surovinám,které tavíme, co největším povrchem na kterém dochází k přímému styku  mezi plamenem vzniklým hořením organického materiálu s těmito  sklářskými surovinami.Tavení skla v nízké vrstvě má své výhody a této metody tam,kde je to možné se užívá dodnes.Nízká vrstva taveného materiálu umožňuje dobré pronikání tepla nízkou vrstvou taveného materiálu.Suroviny,ze kterých se taví sklo špatně vodí teplo.Čím je vrstva těchto surovin větší,tím déle trvá,než se teplo prosadí v celé hmotě a dojde k tavení skla.Nejprve nám při tavení skla vzniká silně viskózní kapalina - sklo,které ale v první fázi svého vzniku ještě obsahuje řadu pevných částeček - neprotavených surovin a také spoustu plynů.Dalším procesem tavení - zvyšováním teploty - dochází k protavování,rozpouštění  pevných částí, snižování viskozity pak umožňuje spoustě plynů/bublinám a bublinkám/ vystupovat k hladině skloviny,kde povrch bublinky propraskne ,plyn odejde do atmosféry  a tím bublinky ze skloviny mizí.

Tento jev odstraňování plynů ze skloviny je podmiňován řadou vlivů.Nejvíce se podílí vliv velikosti bublinky , viskozita skloviny,dráha bublinky,kterou musí bublinka urazit ze svého místa ve sklovině k hladině skloviny a tlak nad hladinou skloviny.My si všimneme,že pokud jsou  teplotní podmínky jakžtakž konstantní,pak jedním z faktorů zda bublinka ve sklovině setrvá či „zmizí „ ,než se sklovina začne zpracovávat do výrobků je dráha bublinky.Čím je tedy nádobka/ miska,pánev,bazén/ hlubší tím je celý proces tavení obtížnější.

K problematice tvaru pánve pro studiové pece 21.století se ještě  vrátíme.Tady jsem chtěl zdůraznit,že miskovitý tvar prvních „nádob" pro tavení skla mělo své logické výhody.

2/Materiály pro výrobu nádob pro tavení skla.

Z pohledu historie byli nádoby pro tavení skla z takzvané hliněné keramiky,kameniny.Lidé zjistili,že některá „hlína"/jíl/ při přidání určitého množství vody se dobře tvaruje a po vysušení a vypálení odolává nádoba

i vysokým teplotám aniž by došlo k porušení tvaru nádoby.Základem pro výrobu prvních nádob /misek a mís/ pro tavení skla byla „kamenina" .Vývoj pak vedl k tomu,že některé „hrnčířské hlíny" byly vhodnější pro výrobu nádob pro tavení skla než jiné.Tak se postupně odděluje materiál pro výrobu nádob pro tavení skla od klasické „hrnčířské hlíny".

Závěr k historickému úvodu

Sklo provází člověka takříkajíc od nepaměti.Pokud vezmeme materiály pak člověk začíná používat nejprve přírodniny.Dřevo,horniny,minerály.

Později - využívání ohně - k těmto přírodním materiálům přibývají materiály člověkem záměrně vyráběné - kamenina,keramika,kovy a také sklo.Ponechme stranou vynalezení tavení skla a podívejme se jenom na tu část,kde budeme sledovat v čem se sklo taví.Protože článek je směřován k tavení skla v pánvích v 21.století zkusme si říci důvod,proč se ještě v dnešní době tavení skla v pánvích vůbec provádí.

Tavení skla v pánvích je prakticky ze všech výrobních procesů tavení skla v současnosti nejméně ekonomické.To přecházím moment ekologie a hygieny práce.Přesto se výroba skla na pánvích i v 21. století stále uplatňuje.Co je toho příčinou ?

Současnost

Tavení v pánvích mělo své historické opodstatnění,jak jsme se zmínili v úvodu.Technologie tavení skla,která celá staletí byla založena na otopu sklářských pecí dřevem neumožňovala dosáhnout takového technického stavu,aby bylo možné tavit velké objemy skla.Jediným přínosem bylo ,že pece se stále prostorově zvětšovaly a umožňovaly používat nádob pro tavení skla/pánví/ stále větších rozměrů.V 18 století se začíná uplatňovat při tavení skla otop nejen dřevem ale nově již i uhlím.Velmi rychle se začíná uplatňovat tavení skla plynem,vznikajícím nedokonalým spalováním uhlí.Děje se tak v takzvaných generátorech a odtud název generátorový plyn.Generátorový plyn již umožňuje stavbu sklářských pecí větších rozměrů do kterých lze umístit nejen více pánví ale tyto pánve mají také čím dál větší rozměry.V této době se při tavení skla již začínají uplatňovat i  agregáty,kde sklo je taveno přetržitě, později nepřetržitě bez použití pánví v bazénech ze žáruvzdorného materiálu.Jde o takzvané denní vany - přetržitý provoz a vanové pece - nepřetržitý provoz.V těchto zařízeních je dosahováno daleko příznivějších ekonomických parametrů,což je dáno zejména nižší spotřebou energie vyjádřenou v penězích  na jednotku utaveného objemu skla.

Přesto se dodnes taví sklo i v pánvích.Příčina je jednoznačně daná ve flexibilitě.Na velkoobjemových tavicích zařízeních - vanách - nelze jednoduše měnit složení skla . To se týká jak skel čirých tak obzvláště skel barevných.

Výroba barevných skel ve velké barevné škále ,která je důležitá ve výrobě bižuterie , užitkového skla i skla uměleckého  zůstane ještě dlouhodobě doménou tavení v pánvích.

Druhou oblastí,kde pánvové pece budou používány ještě nejméně v celém 21.století je výroba takzvaného ateliérového skla.Zruční skláři a umělci tvořící svá díla ze skla si založili a zakládají „Sklářská studia „.

Sklářská studia pro výrobu svého základního materiálu - skla - používají  „Ateliérové „sklářské pece.Jde zpravidla o jednoprostorové tavicí pece otápěné zemním plynem,propan butanem či elektricky pomocí superkanthalových smyček.Ekonomie je dána nákladem na utavení jednoho kilogramu skla a je nejlepší u zemního plynu a nejnáročnější u tavení využitím elektrické energie s nepřímým ohřevem /superkanthalové smyčky/ . Pokusy s tavením skla v pánvi přímým průchodem elektrického proudu ve sklovině  pomocí molybdenových elektrod je sice podmíněně možné,ale má řadu úskalí.V praxi byl tento systém odzkoušen panem Jaroslavem Kojzarem.

Tavení skla ve Sklářských studiích umožňuje výroby zcela nových druhů sklářských výrobků.Tavicí pece jsou osazeny jednou pánví a používají se pánve malých rozměrů.Většinou průměr pánve nepřekračuje hodnotu 60 cm.

Materiál  pánví  - klasické pánve

Klasické pánve se vyrábějí již více než 100 let jak na území dnešní České republiky tak v Německu ale i jinde ve světě.My se budeme věnovat Česku

a Německu kde se pánve dodnes vyrábí a používají ve sklárnách.

U materiálu pro výrobu pánví sledujeme řadu parametrů ,kde nejvíce nás zajímá :

a/Chemické složení

b/Granulometrie

ad.a/Chemické složení.

Pro výrobu pánví se používají kvalitní žáruvzdorné jíly,plavené kaoliny

a pálené lupky.Vysvětleme si nyní z čeho se jednotlivé složky skládají.

Co je to jíl :

Jíl je tvořen takzvanými jílovými minerály.Je to skupina hydratovaných hlinito-křemičitanů  s mikrovrstevnatou strukturou.Jednotlivé vrstvy jsou křemičité/tetraedrické - atomy křemíku jsou obklopeny čtyřmi atomy  kyslíku/ , hlinité /oktaedrické , kde každý atom hliníku je obklopen šesti atomy kyslíku/,při čemž některé atomy hliníku mohou být nahrazeny železem nebo hořčíkem.

Mezi hlavní  jílové minerály patří :

Montmorillonit  Mx+y  (R3+ 2-y , R2+y ) (Si4-x Alx ) O 10 (OH)2  .  n H2O

Kaolinit  Al4 (OH)8 Si4 O10

Berthierin  FeSiO3  .  Fe2(SiO3) 3

Nontronit  Na2SiO3  .  FeSiO3

Glaukonit  (K,Na) (Fe3+,Al,Mg) 2 (Si,Al) 4  O 10  (OH)2

Sepiolit  Mg4Si6O158(OH)2  .  6 H2O

Palygorskit  (Mg,Al) 2 Si4 O10 (OH)   .  4 H2O

A ještě některé další minerály ve stopových množstvích.

Co je pro nás tak důležité,že jsme si jílové minerály nejen vyjmenovali,ale uvedli jsme si i jejich chemická složení. Je to voda respektivě obsah vody nejen volné,ale i chemicky vázané v hydroxylových skupinách OH -  a krystalicky vázaná voda  například Sepiolit má  6 molekul krystalicky vázané vody.Proč se touto vodou zabýváme,když šamotová hmota obsahuje hodně volné vody

/ 15 až 20 %/,která se zde přidává,aby hmota byla tvarovatelná ?

Je to proto , že tato chemicky a krystalicky vázaná voda se neodpařuje běžným způsobem,ale uvolňuje se až nad 100°C.Tedy únik vody nekončí teplotou 100°C ale musíme velmi opatrně zvyšovat teplotu i nad hranicí 100°C,kdy se začne uvolňovat právě tato voda,krystalicky a chemicky vázaná.

K zajímavosti patří,že jíl sám o sobě v přírodě obsahuje značné množství vody. Obsah této fyzikálně vázané vody v přírodě klesá s hloubkou uložení jílového ložiska.Například v hloubce 1 km je obsah vody v jílu ještě okolo 30 %.

Při dosažení hloubek 2 až 4 km je fyzikálně vázaná voda prakticky vytěsněna

a ve vyšších hloubkách pak za vyššího tlaku a teploty začíná přeměna jednotlivých minerálů a dochází k postupnému břidličnatění .

Jak jsem již uvedl voda,která je fyzikálně přítomna je jen jednou z veličin,kterou se budeme zabývat.Nakonec při výrobě pánví je běžně volná voda přítomna ve výrobním procesu,kdy se připravuje materiál pro tvarování pánví,kde jedním z výrobních procesů je i odlévání pánví - odlévá se připravená směs ve formě husté suspenze,kde tvárnost - lití - je dána právě přítomností vody.

Vedle této fyzikální vody ,která se nám bude odpařovat prakticky za každé teploty pochopitelně s tím,že čím je vyšší teplota,tím je odpařování intenzivnější - budeme to probírat při sušení pánví - nebezpečí trhlinek vzniklých rychlým únikem páry , ale  výše uvedený text nám říká,že musíme dbát velké pečlivosti i úniku chemicky vázané vody a vody krystalicky  vázené - nad 100 °C je stálé riziko prasklinek,pokud by teplota rychle rostla a tato voda by se rychle měnila v páru.Tlak unikající páry by mohl způsobit nežádoucí trhlinky ve stěnách pánve.Jinak řečeno i při teplotě 100°C  obsahuje pánev ještě vodu a její odstranění se musí dít pozvolna.

Co je  to  plavený kaolin ?

Plavený kaolin obsahuje minerál kaolinit.

Kaolinit má chemické složení  Al4 (OH)8 Si4 O10 . Opět si povšimněme přítomnosti  chemicky vázané vody.Kaolinit se vyznačuje uvolňováním volných radikálů H+ a suspenze kaolinitu má kyselou reakci pH 5 až pH4.Význam přítomnosti kaolinitu si připomeneme u jednotlivých druhů pánví /kyselé,bazické/.

Co je to lupek ?

Lupek je vrstevnatý jílovec - usazená hornina - sediment,jehož podstatnou část tvoří minerál kaolinit.Jílovec se liší od jílu pevností.Jíl má pevnost nejnižší.Vyšší pevnost mají jílovce a ještě vyšší pevnost lupky a nakonec břidlice.

Vrstevnatý jílovec ,který se vyznačuje lupenitostí vrstviček je lupek.Odtud také je jeho český název.

Vedle vody,která  nám působí některé problémy je to pak zejména přítomnost železa.Železo je součástí jílových minerálů.Proto při výrobě pánví se používají jíly s minimálním obsahem těchto železnatých a železitých minerálů.Aby pánev mohla být považována za vhodnou pro tavení křišťálového skla neměl by obsah  Fe2O3 překračovat hodnotu 1,5 % v pánvové hmotě.

Ad.b/ Granulometrie

Jaká je granulometrie jednotlivých komponentů /jíl,kaolin,lupek/  ?

Granulometrie má rozhodující vliv na kvalitu pánve.Lze zjednodušeně říci,čím menší částečky tím lépe.Představte si pánev,kde by zrnitost byla  5 mm.Mezi takto velkými zrny bude tolik prostoru ,že nasákavost bude velmi vysoká.Sklovina by vnikla do těchto mezírek a koroze by byla obrovská.Naopak,když si představíte pánev,kde velikost zrnek bude

0,1 mm,stěny budou mnohem hutnější a nasákavost zásadně nižší oproti prvotnímu popsanému případu.

Jak je to tedy se skutečnou granulometrií jednotlivých komponentů ?

Jíl - částečky jílu ,jednotlivých minerálů mají velikost cca  0,002 milimetru !

Kaolin - kaolinit - vrstvičky o tlouštce cca 0,7 nm.  /O,7  x 10-9 m/

Lupek -  vrstvičky až 0,1 mm , vlastní minerály patří mezi prachovce cca 0,005 až 0,01 mm .Lupek se ale pálí a drtí a působí v pánvové hmotě jako ostřivo,o čemž později.

Tvar pánví

Tvar pánví se ustálil na lehce kónickém /mírně otevřeném/tvaru válce,

z geometrického pohledu jde o mírně  komolý kužel.

Vedle těchto klasických tvarů se vyrábí dle přání odběratelů i jiné tvary pánví,například oválné nebo i pánve,kde je částečné krytí hladiny skloviny takzvanou kukaní ,které se používají při tavení těkavých sklovin.

My se budeme zabývat těmi nejběžněji používanými pánvemi,mimo jiné mají tu výhodu,že výrobci je mívají pravidelně skladem ihned k dodání a také jsou levnější,než pánve vyráběné na zakázku jiných než běžných rozměrů.

Přesto bych doporučoval při pořizování pánvové tavicí technologie vzít v úvahu některé skutečnosti.Například upřednostňuji tavení skla v pánvích větších průměrů na úkor jejich výšky.Výšku pánví bych volil do 65 cm,jde o celkovou výšku pánve.Tloušťka dna je cca 10 cm a sklovina v pánvi dosahuje cca 3 cm pod horní okraj,takže celková výška hladiny skloviny v pánvi je cca 52 cm.Výšku skloviny v pánvi uvažuji ,že by měla být maximálně  50 +-2 cm.Jak potom řešit problém s množstvím skloviny,když chci zvětšit tavený objem skla a nechci zvyšovat výšku pánve ?

Podívejme se na příklad :

A/Mám vnitřní průměr pánve 50 cm a vnitřní výšku pánve také 50 cm.Pak objem v dm3/v litrech/ je  V =  Pí r2 v  =  3,14  x  6,25  x  5  =   98,125  l.

Ve výpočtech jsou vždy uvedeny  decimetry pro jednoduchý převod na litry.

Pokud by jste chtěli přepočet na to,kolik je to přibližně kg skloviny,musela by se vzít výška o 3 cm nižší - pánev není nikdy zcela plná a výsledek vynásobit hustotou skla,které je zde taveno.U běžného užitkového skla je to

cca 2,5 kg/dm3 , u skla olovnatého  24 % PbO pak cca 3 kg/dm3.

Pak výsledek pro uvedený příklad bude :

Pí  r2 v x hustota = 3,14 x 6,25  x 4,7 x 2,5  =  230,6 kg pro užitkové sklo

Pí r2 v x hustota  = 3,14 x 6,25  x 4,7 x 3  =     276,7 kg pro 24% olovnatý křišťál

B/Chci zvětšit objem taveného skla a tak zvětším výšku pánve o 10 cm při ponechání průměru pánve 50cm.Stále jde o vnitřní rozměry pánve.

Pak :  Pí r2 v  =  3,14  x  6,25  x  6  =  117,75 dm3 /litrů/

C/ Provedu zvětšení průměru pánve o 10 cm při ponechání vnitřní výšky 50 cm.

Pak :  Pí  r2 v  =  3,14 x 9 x 5  =  141,3 dm3/litrů/.

Z výpočtů je zřejmé,že zvětšením průměru o 10 cm získám navíc

141,3 - 98,125  =  43,175 litrů.

Pokud zvýším výšku pánve o 10 cm pak získám navíc  jen 117,75 - 98,125 =

= 19,625 litrů !

Zde je možná námitka,že povrch pánve ve styku se sklovinou se více zvětší při zvětšení průměru pánve než při zvětšení výšky pánve.Opět to vyplývá z jednoduchého výpočtu povrchu pánve,který je ve styku se sklovinou.

S/povrch/ =  Pí  r2/dno/  +  2Pí r v /stěna/

Ad.A/ Pánev vnitřní průměr 50 cm , vnitřní výška 50 cm.

Pak :  S =  (3,14  x  6,25)  +  ( 2 x 3,14  x 5 ) = 19,625  +  31,4  =  51,025 dm2

Ad.B  pánev vnitřní průměr 50 cm, vnitřní výška 60 cm.

Pak :  (3,14 x 6,25)  +  (2  x 3,14  x 6)  =  19,625  +  37,68  =  57,305 dm2

Ad.C/ pánev vnitřní průměr 60 cm ,vnitřní výška 50 cm.

Pak : (3,14 x 9)  +   ( 2  x  3,14  x  5 )  =  28,26  +  31,4  =  59,66 dm2

Při změně výšky o 10 cm se tedy zvětší povrch  57,305 -  51,025  =  6,28 dm2

Při změně průměru pak   59,66 -  51,025  =  8,635 dm2

Při tom ale musíme vzít v  potaz,jak je to v poměru mezi povrchem a objemem v litrech.Kolik dm2 připadne na 1 litr utavené skloviny.

Ad.A/   51,025  :   98,125  =   0,52 litru/dm2

Ad.B/   57,305   :   117,75  =  0,487 l/dm2

Ad C/   59,66    :  141,3      =   0,42  l/dm2

Povrch ,který přijde do styku se sklovinou je sice při zvětšení průměru pánve větší ale je to částečně kompenzováno nižším koeficientem v litrech na plochu pánve.

Jaké jsou podle mého názoru výhody ,když  pro zvětšení tavicí kapacity jdeme cestou zvětšování průměru pánve a nikoliv cestou zvyšování výšky pánve :

1/Nárůst objemu s růstem průměru je kvadraticky větší,než je tomu u růstu výšky.

2/Zvyšování výšky pánve s sebou přináší obtížnější odstraňování bublinek ze skla.Pro zajímavost uvádím tabulku,kde si můžeme spočítat čas nutný pro vystoupání bublinek k hladině při znalosti rychlosti vzestupu bublinek a dráhu si doplníme podle výšky hladiny skloviny.Budeme počítat s tím,že se potřebujeme zbavit „všech" bublinek,tedy i těch u dna pánve .

Hydrodynamika   vzestupu bublinek ve skle je dána jejich přirozeným vztlakem/Archimedův zákon/.

Rychlost vzestupu závisí nejpodstatněji na velikosti bublin a to úměrně druhé mocnině jejich poloměru.Dále na hustotě skloviny , druhu plynu v bublině a na viskozitě skloviny.

Tabulka nám uvádí přibližné hodnoty rychlosti vzestupu bublinky v závislosti na její velikosti a teplotě skloviny.Užitkové sklo čiré.

Tabulka  č.1

Průměr bubliny v mm                teplota  1200°C             1300°C             1400°C

1                                             0,6 cm/min                 2,1 cm/min     5,7cm/min

2                                             2,5                                8,5                   23,1

3                                             5,7                              18,8                   51,9

4                                          10,1                               28,1                  92,3

5                                          15,9                               52,9                144,2

Z uvedené tabulky zjistíme,že největší vliv na rychlost vzestupu bublinek má teplota /viskozita/ .Při zvýšení teploty v uvedeném  teplotním intervalu o 100°C se zvýší rychlost vzestupu bublin zhruba na trojnásobek.

Druhým podstatným vlivem je velikost bublinek.Poslední ale ne nezanedbatelný vliv má dráha,kterou musí bublinky urazit ode dna pánve až k povrchu skloviny.To je druhý důvod,proč doporučuji „mělké „ pánve.

3/ Velikost kroužku versus velikost průměru pánve.Pokud budu stále používat stejný průměr kroužku a zvětším průměr pánve,pak si zvětším plochu mezikruží tedy plochu mezi kroužkem a pánví s příznivým vlivem na účinnost kroužku.

4/Koroze stěny pánve.Pokud budu zvětšovat průměr pánve,zvětšuji i vnitřní plochu  pánve na kterou je zakládán kmen a oddaluji tak kmen od stěny pánve,opět příznivý vliv.

5/Ochlazení stěny pánve vzhledem k nakládanému objemu kmene je příznivější u pánví s větším průměrem./viz.výpočty ad.C/

Jaké mohou být nevýhody při zvětšování průměru pánve na úkor její výšky :

1/Výška skloviny v pánvi musí odpovídat druhu výrobků.Při výrobě velkých výrobků se u velmi mělkých pánví / 20 až 30 cm vnitřní výšky/ můžeme setkat s problémem nabírání skla ode dna pánve,které bývá méně kvalitní.

2/Konstrukce pecí umožňují jednoduchou stavební úpravou spíše zvětšit výšku pece a umístit vyšší pánev,než stavební úpravy,které by bylo nutné provést při použití většího průměru pánve.

Pro přehled ještě uvádím tabulku běžně vyráběných rozměrů pánví  /lisované,ruční/ ,které je možno získat od Českého i Německého výrobce

Tabulka  č.2

Vnější průměr cm                       vnější výška cm                               obsah v litrech

30                                               30                                                       8

40                                               40                                                      15

50                                               50                                                      45

50                                               55                                                      48

55                                               55                                                      65

60                                               60                                                      85

60                                               65                                                      90

65                                               65                                                    100

70                                               65                                                    135

75                                               65                                                    150

80                                               60                                                    155

85                                               65                                                    185

85                                               70                                                    200

90                                               65                                                    205

90                                               70                                                    215

95                                               65                                                    230

95                                               70                                                    240

100                                               65                                                    250

100                                               70                                                    275

105                                               65                                                    280

105                                               70                                                    305

110                                                65                                                   315

110                                                70                                                   350

115                                                65                                                   355

115                                                70                                                   385

120                                                65                                                   375

120                                                70                                                   425

K vlastnímu výpočtu se používá zjednodušeně vztah,kdy objem v litrech vynásobíme hustotou skla u běžného užitkového skla je to 2,5 kg/litr

u skla 24 % PbO je to přibližně 3 kg/dm3. Výsledek vynásobíme koeficientem 0,7.  Tento koeficient nám říká kolik skla můžeme v praxi přibližně použít.Je to cca 70 %.Pánev není téměř nikdy naprosto plná skloviny a také se doporučuje určité množství skloviny /20 až 25 %/ ponechat v pánvi,aby následná tavba dobře probíhala.

Pánvové hmoty

V článku se budeme věnovat pouze hmotám klasickým pro výrobu pánví.Tedy hmotám,které vznikají mísením žáruvzdorných jílů,plaveného kaolinu

a  páleného lupku. Poměrně detailně jsme se seznámili s tím z čeho se uvedené materiály mineralogicky skládají a jaké mají chemické a granulometrické složení.Při přípravě pánvové hmoty se používá přibližně 60 % ostřiva což je pálený lupek,který se po vypálení rozemele na zrnitost velikosti pod 1 mm a přibližně 40 % pojiva,pojivem je především žáruvzdorný jíl s přídavkem kaolinu.

Jednotlivé komponenty v předepsaném množství se odváží a vloží do protiproudého mísiče za přídavku vody.Takto připravená hmota se nechá

4 až 6 týdnů odležet a následně se propouští vakuovým lisem.

Pánvová hmota se vyrábí v několika variantách,které se od sebe liší chemickým složením i granulometrií.

Co se týká chemického složení jde o množství kysličníku hlinitého v pánvové hmotě,tedy i následně v pánvi.Kysličník hlinitý má zásaditou - basickou reakci / s vodou by tvořil teoreticky zásaditý,bazický hydroxid hlinitý.Naopak druhý přítomný kysličník křemičitý má předpokládanou kyselou reakci - při pomyslné reakci s vodou by vytvořil kyselinu křemičitou.Podle této teorie rozdělujeme pánve na „kyselé „   do 23 %  Al2O3

pánve „polo-kyselé „  okolo 28 %  Al2O3

a pánve „ bazické „    okolo 38 %  Al2O3

Zvyšující se obsah Al2O3 má příznivý vliv na žáruvzdornost,na odolnost vůči teplotním změnám.Za nepříznivý vliv je považováno vyšší riziko výskytu hlinitých šlír.

Pro „kyselejší „ novoborská skla /až 75 % SiO2/ jsou považovány za vhodnější pánve kyselé  /KG/ , případně polo-kyselé /BR -3/.Pro tavení olovnatých křišťálů bývají doporučovány pánve bazické nebo opět polo-kyselé.

U skel tavených ze standardních typů pelet švédského výrobce Glasma doporučuji používat pánve bazické,případně také polo-kyselé.Obsah SiO2 v těchto sklech je pod 70 %.V praxi jsem se setkal i s případy,kdy výrobce skla neznal tato doporučení a kupodivu tavil kvalitní 24 % olovnatý křišťál na kyselých německých panvích.Také jsem zaznamenal informaci,že při tavení novoborského užitkového skla na bazických německých pánvích byla výtěžnost nižší o 8 % /větší šlírovitost/ ale životnost pánví podstatně delší,takže názor byl,že ekonomicky to bylo přibližně stejné.Dlouhodobé a exaktní zkušenosti z vlastní praxe nemám.Chování pánví podle druhu a výrobce sleduji pouze subjektivně . Lze asi souhlasit s názorem,že pro skla „kyselá" novoborská a jim podobná s obsahem okolo 75 % SiO2 a v některých případech i s podporou „kyselosti" přítomným B2O3 z boraxu jsou vhodnější pánve kyselé.

U skel ,kde obsah SiO2 případně v součtu s B2O3 nepřekračuje hodnotu 70%  se výhodnější jeví pánve polo-kyselé ,případně bazické.Běžná skla vykazují při loužení v horké vodě zásaditou reakci.Jaké je však pH roztavené skloviny nevím.Předpokládám ale,že vlivem silných zásad K + , Na+ a částečně i slabších Ca2+,případně Ba2+ ,Pb2+   a poměrně slabých kyselých anionů  SiO3 2- , případně BO3 2- bude mít roztavená sklovina reakci spíše alkalickou.Tento pohled je pohledem čistě chemickým,kde sleduji známou chemickou reakci ,ke které dochází mezi kyselinami a alkáliemi = neutralizace.Reakce je tím výraznější čím silnější kyselina se setkává se silnější alkálií.My se snažíme

o to,aby tato reakce byla co nejmenší,tedy „kyselejší" sklo v  „kyselejších „ pánvích.

Za výhodu kyselých pánví je považován nižší obsah kysličníku hlinitého.Vyšší obsah kysličníku křemičitého způsobuje snadnější rozpouštění povrchu pánvové hmoty ve sklovině a tedy nižší riziko ostrých /hlinitých/ šlír.

Nevýhodou kyselých pánví je nižší žáruvzdornost ,větší sklon k praskání při náhlých změnách teploty - vyšší obsah SiO2 má vliv na změnu roztažnosti pánve za různých teplot,což je způsobeno řadou krystalických modifikací,kterou se kysličník křemičitý vyznačuje,při čemž každá krystalická modifikace SiO2 má jinou hustotu a jinou teplotní roztažnost  viz.zjednodušená tabulka ,jsou uvedeny jen pro náš pohled důležité modifikace :

Tabulka  č.3

Modifikace     krystalická    hustota                          poznámka

SiO2                 soustava        g/cm3

Beta křemen    triagonální    2,65        Při 573°C okamžitá vratná přeměna na :

Alfa křemen     hexagonální  2,53        Při 870°C pomalá nevratná přeměna  na :

Alfa tridymit    hexagonální  2,22        Při 1470°C pomalá nevratná přeměna na :

Alfa cristobalit  kubická         2,2          Při 1726°C tání

Tabulka nám opět říká některé pro nás důležité skutečnosti,i když v pánvové hmotě je nejen SiO2 a Al2O3, u kyselých pánví je SiO2 majoritně zastoupen

a proto můžeme některé poznatky z tabulky přenést do praxe při použití pánví.

Vidíme zde ,kdy je největší nebezpečí,že nám pánev může prasknout v době,kdy zvyšujeme její teplotu - temperujeme ji. Kritická je zejména teplota 573°C ,kdy dochází k okamžitým vratným přeměnám beta křemene  x  alfa křemene.

Důležité je to vratné - - říká nám to,že toto je teplotní pásmo,kdy musíme teplotu opatrně zvyšovat a  h l a v n ě  nesmíme dopustit její snížení ,nedej bože  teplotní kolísání.O teplotním pásmu mluvím proto,že teplota vykazovaná termočlánkem není pochopitelně teplotou ,kterou by měla homogenně celá pánev.Z tohoto důvodu se v minulosti u pánví při zvyšování teploty při temperování používaly i takzvané výdrže.Šlo o delší časový úsek - několik hodin při teplotách 580°C  a 880°C  aby došlo k vyrovnání teplot pokud možno v celé hmotě pánve.Dnes při přetlakovém temperování pánví,kdy teploty v prostoru celé temperovací pece jsou přibližně totožné,se již od těchto prodlev upustilo. Neznamená to ale,že by byly škodlivé.

Bazické pánve,kde obsah kysličníku křemičitého je nižší,mají z tohoto důvodu odolnost vůči teplotním změnám vyšší.Kysličník hlinitý se sice také vyznačuje řadou modifikací,avšak bez tak výrazných změn  fyzikálních vlastností,než je tomu u kysličníku křemičitého.

Jak je to s chemickým složením a vypočítanými vlastnostmi pro jednotlivé druhy pánví uvádí následující tabulka , jde o hodnoty vypočítané.

Tabulka č.4

pánev kyselá           pánev polo-kyselá             pánev bazická

SiO2                                  77,1   %                       71,9   %                        62,1  %

Al2O3                               22,9   %                       28,1  %                         37,9  %

Hustota                              2,27   g/cm3               2,285  g/cm3              2,358  g/cm3

Index lomu nD                  1,4654                         1,4671                         1,4807

Teplota měknutí       1400  °C                       1430  °C                       1499  °C

Hustota běžných skel se pohybuje v rozmezí 2,4 až 2,5 g/cm3.I když s rostoucí teplotou hustota skla a posléze skloviny klesá , bude produkt tavení u stěny pánve mít vždy hustotu nižší než je hustota skloviny.Bude se proto soustředit

u hladiny skloviny.Proto kladu takový důraz na používání kroužků v pánvích.

V praxi jsem se setkal i s tím,kdy se kroužky nepoužívají,ale nepovažuji to pro kvalitu skla za správné.

Z tabulky je také zřejmé,že produkt vzniklý otavováním stěny pánve má výrazně jinou hodnotu indexu lomu.Běžná skla mají index lomu okolo 1,5 až 1,52 , při čemž pro technologii ale i pro sklo samotné hraje roli odchylka indexu lomu řádově v tisícinách.Na index lomu má rozhodující vliv chemické složení skla.Rozdílné chemické složení skla je běžně příčinou odlišného indexu lomu.Odlišné indexy lomu v jednom skleněném výrobku nám způsobí zviditelnění těchto skel okem.

Ve výrobku pak pozorujeme průhledné čáry,pásy,šmouhy,někdy závitovitě umístěné na výrobku,kterým skláři říkají vinty a ve sklářské terminologii označujeme tyto nežádoucí projevy za vady skla s názvem šlíry.Jednou z příčin může být právě odlišné chemické složení skla při stěně pánve ,které jak vyplývá z tabulky má značně odlišný index lomu.

Při dlouhé době používání pánve se můžeme setkat i s další vadou,kterou jsou kaménky.Může jít o vyplavený pánvový žáromateriál. Poznávacím znakem bývá to,že tyto kaménky až kameny mají charakteristickou strukturu.Okolo kaménku pozorujeme zřetelné jiné sklo - šlíru.Časté je slabě zelenavé zabarvení,které je způsobeno obsahem železa v pánvové hmotě.Při náběru skloviny s takovýmto kaménkem a při dalším zpracování se šlíra z výrazně silné mění na stále slabší a tvoří jakýsi ocásek.Podle svého kulového tvaru uvnitř s kaménkem a šlírou přecházející v ocásek označují skláři tuto vadu jako pulce.Objevují se častěji jak bylo řečeno na starších pánvích a při významných technologických změnách,například při změně tavené skloviny,kdy je z pánve odstraněna všechna předchozí sklovina a následuje velká nakládka nového druhu skla.Příčina spočívá v silném ochlazení v tomto případě celé výšky pánve a

u starších pánví,kde bývá již povrch stěn pánve narušen korozí dochází k uvolnění žáromateriálu stěny pánve do skloviny.Je proto vhodnější na prázdnou pánev více nakládek než jen dvě,jak je to často praktikováno.

Zajímavé jsou  vypočítané hodnoty bodu měknutí.Výpočet se shoduje s doporučením výrobců pánví jen u pánví bazických.Doporučuji používat pro temperování pánví i jejich slinování /spalování,zhutňování/ postup předepsaný výrobcem pánví.Vychází určitě ze zkušeností z praxe a je nutné brát v potaz

i sílu materiálu - sílu stěn a dna pánve, teplotní akumulaci i to,že teplota na termočlánku zpravidla není teplotou stěny pánve natož pak dna pánve.Proto je v praxi odzkoušeno,že nejlepší metodou,jak zjistit,že teplota slinování je optimální zkouškou vpichu kovovou tyčí s nahřátým zakulaceným koncem asi

3 až 5 cm pod horním okrajem pánve.Teplota má být tak vysoká,aby nám umožnila vytvořit tímto způsobem dolíček.Na této teplotě nebo na teplotě

o 10°C nižší pak udržujeme pánve po dobu 4 až 6 hodin,aby teplota pronikla celou pánvovou hmotou.Stěna pánve má být nepatrně plastická.

Určitým vodítkem pro nás je i barva střepu pánve po jejím vyjmutí z pece po skončení její životnosti .V tabulce si uvedeme kromě barvy střepu i některé další důležité parametry a jejich změny s rostoucí teplotou pro polo-kyselé pánve BR 3.

Barevnost pánvového střepu a některé další fyzikální vlastnosti pánvové hmoty v závislosti na teplotě.

Tabulka č.5

Pánvová hmota  polo-kyselá

Teplota  výpalu       Smrštění     Nasákavost       Hustota          Barva střepu

°C                        %                   %                   g/cm3              po výpalu

1000                     0,4                22                    1,75           okrová,narůžovělá

1100                     1,1                19,7                 1,79           světle růžová

1200                     2,1                15,1                 1,81           žlutooranžová

1300                     3,1                14                     1,89          světle oranžová

1400                     5,2                11,7                  1,98          oranžová

1450                     7,3                  7,8                  2,14          hnědo-oranžová

1480                     8                     2                      2,25          šedohnědá

1500                     8,6                 2,4                   2,2            šedočerná

Povšimněme si některých momentů.Při teplotě 1480°C je dosaženo prakticky optimálních hodnot.Smrštění   8 % ,nasákavost  2 %,hustota  2,25g/cm3.Další zvýšení teploty na 1500°C nám již způsobuje nežádoucí povrchové napěnění.Nasákavost  se mírně zvyšuje a hustota mírně snižuje.

Tato tabulka je velmi praktická pro posouzení, jak se pánve daří slinout .Po vyjmutí pánve a posouzení barvy střepu vidíme zpravidla jak je pánev slinutá nerovnoměrně. Barva střepu pánve je leckdy odlišná nejen ve vertikální ose ale i v ose horizontální.Mělo by nás to vést k úvaze,abychom podle povahy zjištěného stavu se zamysleli nad technickými opatřeními,které by vedly k větší homogenitě teplotního pole uvnitř pece,případně umístění pánve či její podložení.

První část  Pánvových hmot jsme se věnovali chemii.Druhou důležitou částí problematiky pánvových hmot  je granulometrie.

Pánvová hmota se vyznačuje tím,že je velmi jemná - jednotlivé částečky hmoty jsou velmi malé ty tvoří hlavní objem pánvové hmoty a jsou dány použitím kvalitních žáruvzdorných jílů.Přítomnost větších částeček je dán vnesením ostřiva  - páleného mletého lupku.Právě jemnost je hlavním předpokladem celistvosti střepu pánve malé nasákavosti,která se se zvyšující se teplotou dále snižuje.Viz. tabulka 5.

Tabulka č.6

Uvádí granulometrii a obsah volné vody syrové pánvové hmoty

Vlastnost hmoty                                      Pánvová hmota

Polo-kyselá  BR 3          Bazická  BJ 11                T               BK 11

Voda   v  %                    19                             19,5                           23               22,5

Zrnitost objem v %

0,0  až   0,3                  76  -  79                  70   -  73                 68  -  71         68  -  71

0,3  až  0,6                   13   -  14                 17  -  18                  10  -  11         18  -  19

0,6   až  1,0                    8  -     9                  10  -  11                  10  -  11         12  -  13

Nad  1,0                         0  -     1,5                 0  -     1,5                 0  -    1,5     0  -     1,5

Z toho velmi jemný podíl  0,0   až  0,06 mm            (je zahrnuto v kolonce výše 0,0  až  0,3 mm )                   tvoří   objemových procent :

60  -  63                   52  -  54                   52  -  55        51  -  53

Tato pánvová hmota se nechá  4  až  6 týdnů odležet a po té se propustí vakuovým lisem a slouží dále k vlastní výrobě pánví.

Výrobě pánví,jejich sušení a expedici bude věnován další článek a soubor těchto článků uzavře stať o temperování pánví.

Jiří Semerád,září 2013

Křišťálové   sklo

V poslední době jsem se jakožto sklář velmi často setkával s otázkou křišťálového skla.Kupující někdy nechce lustr z normálního skla ale požaduje „pravý" křišťál.To samé platí i o skleněných výrobcích průhledných obecně,kdy zákazník se ptá  - je tento výrobek z křišťálového skla,nebo jen z obyčejného ?.

Proto se pokusím populární formou vysvětlit co je to vlastně Křišťálové sklo.

Moje  vysvětlení je poměrně velmi jednoduché,praxe je již trochu komplikovanější.Netvrdím,že jiný sklář nemůže mít jiný pohled na věc.

Definici pro různé kvality křišťálových skel lze nalézt v normách EHS,nyní směrnicích  EU,tím se ale zabývám jen okrajově.Nakonec běžnému zákazníkovi je norma málo srozumitelná a snad jediným vodítkem mu je označení výrobku výrobku jeho názvem.Například nejkvalitnější křišťálové sklo je podle země označováno názvy : Cristal superioeur,Crystallo superiore,Hochbleikristall,Vollodkrristal.Ostatním křišťálovým sklům se budu věnovat  v některých dalších článcích.Výše uvedené názvy křišťálu garantují obsah kysličníku olovnatého minimálně 30 %,hustotu skla minimálně  3 g/cm3 a index lomu lomu minimálně 1,545.Některé běžně užívané sklářské  pojmy si opět vysvětlíme v některých dalších článcích.Rovněž se omlouvám,za ne vždy správný pravopis,ne vždy správný slovosled  a někdy užití termínů,které byly již nahrazeny termíny novými.Budu se snažit používat české názvy,cizí budou v závorce/Například  podle mě je správnější termín kysličník/je to chemická sloučenina obsahující kyslík,než novější název oxid,který vychází z názvu kyslíku z latiny.

Navštivme spolu  přírodu a projděme se historií

V přírodě existuje minerál,který je označován českým termínem křišťál a protože  jeho největší kusy se nacházely v Alpském masivu nese přídomek horský.

Co je horský křišťál ?

Chemicky jde o oxid neboli kysličník křemičitý /SiO2/v podobě krystalů.Právě tyto krystaly se vyznačují vyjímečnými vlastnostmi,které  tento typ minerálu zařazují do skupiny drahých kamenů - drahokamů/Od předchozího značení polodrahokamy bylo již v dnešní době upuštěno/.Z uvedených vlastností vyzdvihuji  tv r d o s t  dle Mohsovy stupnice tvrdosti má číslo 7,/nad křišťálem/křemenem/ je již v tvrdosti pouze topaz,korund a diamant.

Tvrdost    je velmi ceněnou vlastností zvláště při použití ve špercích.Například v prstenech je pomůckou pro určení,zda je v prstenu  zasazen pravý horský křišťál, právě tato vlastnost - tvrdost.Při dlouhodobém denním používání skleněné imitace vykazují poškrábání plošek „kamenu".Sklo je měkčí tvrdost cca 6,5 Mopsovy stupnice tvrdosti.

L e š t i t e l n o s t            minerály obecně jsou ve třech kategoriích  - Neleštitelné,obtížně leštitelné,dobře leštitelné.Pro horský křišťál platí,že je dobře leštitelný, lesk je opět vyhledávanou vlastností opracovaných drahých kamenů.

S v ě t e l n á   p r o p u s t n o s t   Z hlediska světelné propustnosti hovoříme o minerálech průhledných,transparentních - sem se řadí  i horský křišťál,poloprůhledných,průsvitných,neprůsvitných - neprůhledných.U horského křišťálu je preferována právě vysoká světelná propustnost - průhlednost,čirost.

I n d e x   l o m u   -  Zjednodušeně -známý přírodní úkaz - hůl do vody nořená,zdá se býti zlomená.Fyzika : Paprsek dopadající z prostředí opticky řidšího do prostředí opticky hustšího je lámán ke kolmici.Čím je odchylka větší,tím je větší index lomu.Čím je větší index lomu,tím je výraznější světelný efekt .Sklo s vysokým indexem lomu má jiskru,břink.

Poměrem sinusů úhlů paprsku dopadajícího a lomeného získáme číselný údaj.

Pro horský křišťál platí index lomu 1,544.

A z přírody do historie

Sklo objev člověka zhruba před 5,5 tisíci lety.Od této doby lidstvo provází sklo podobně jako keramika a kovy do současnosti.

Do tohoto místa vkládám citát profesora RNDr.Ladislava  Špačka dlouholetého ředitele Vyšší sklářské školy v Novém Boru :

„Příroda  -  drahokamy   ,  člověk  -  sklo „.

V začátcích je sklo utaveno pouze v malém množství,jsou získávány zejména perličky.Později je sklovina navinována na hliněné jádro a vznikají první skleněné výrobky.Okolo roku 60 před n.l. zaznamenáváme objev sklářské píšťaly,který neuvěřitelným způsobem zasáhl do výroby skleněných výrobků a umožnil trvalý rozvoj sklářského řemesla a výroba některých výrobků je závislá na použití sklářské píšťaly doposud.

Skláři se od samotného počátku soustřeďují  na dva základní problémy, respektive řeší dva základní směry :

1/Získat takové sklo,aby se svými vlastnostmi co nejvíce podobalo horskému křišťálu.

2/Získat co největší škálu barevného skla.

V souladu s názvem článku se budu věnovat pouze prvnímu odstavci.

V počátcích sklářské výroby se sklářům nedaří získat zcela čiré zdánlivě bezbarvé sklo. Jde o sklo antické a středověké.

Skláři již umí utavit větší množství skla,ale toto sklo je stále více/Bavorsko/či méně/Rakouskouhersko/zabarveno do zelena.Pro výrobky z tohoto období a z těchto lokalit se vžil název Lesní sklo,případně názvy gotické či středověké

sklo.

Na druhé straně na jihu Evropy - /Itálie/ se daří utavit sklo daleko méně zabarvené.Příčina toho jevu je dána kvalitou/čistotou/surovin použitých pro tavení skla.

Nás opět zajímá sklo co nejméně zabarvené - křišťálové ,tedy Itálie.

Od 14 století probíhá vzestup sklářské výroby obecně.Ve středoevropských zemích jde především o produkci Lesního skla, v Itálii se výroba soustředí do Benátek.Proto hovoříme o sklu Benátském a s tímto termínem se setkáváme dodnes.

Jak to tedy s tím Benátským sklem je ?

Podobně jako v celé Evropě i zde sklářská výroba je na vzestupu prakticky od 14 století.Použití kvalitních/chemicky čistších/surovin posouvá Benátské sklo v 15 století na první  místo  nejvyhledávanějšího skla.Sklo benátské je sklo sodné - dobře tavitelné/měkké/dobře se tvaruje/ dlouhé,/umožňuje výrobu tenkostěnných výrobků,jejichž čirost  a čistota skloviny daleko předčí středoevropské lesní sklo.Střediskem výroby Benátského skla se stal ostrov Muráno/dodnes je zde zachována sklářská výroba/.

V 16. století se na tomto ostrově soustředila prakticky celá italská sklářská výroba,ve výrobě skla pracuje na 3 tisíce lidí.Již tady začínáme s takzvaným křišťálovým sklem. Benátské sklo dosahuje k jedné z vlastností horského křišťálu bezbarvosti,čirosti,průhlednosti.

Opouštíme gotiku /středověké sklo  i renesanci - Benátské sklo a přecházíme do baroka.

Na přelomu 16. a 17. století na dvoře císaře Rudolfa II.známého milovníka umění i alchymie, pracuje pro něj i Caspar Lehmann/+1622/Ten je vyučeným řezačem kamene a nejprve vyrábí výrobky z pravého horského křišťálu.Jako první začíná stejnou techniku používat na opracování - řezání skla.Za to obdržel roku 1609 privilegium od samotného Rudolfa II.O řezané/ryté/ sklo byl velký zájem,protože nahrazovalo tehdy módní avšak velmi drahý horský křišťál.Nová technika - řezání skla/později známé pod pojmem broušené sklo,broušený křišťál a sklo ryté - menší hloubka řezu/si žádá také sklo,které by se svými vlastnostmi dále přibližovalo horskému křišťálu.

Po skončení třicetileté války vznikají i ve střední Evropě sklárny,které se pokouší vyrobit co nejkvalitnější čiré sklo,obdobu skla benátského./cristallo/.

Největší překážkou k dosažení tohoto úkolu se stává čistota používaných surovin k tavení skla.

Tady poprvé začínáme hovořit o vzniku pojmu  Český křišťál - české křišťálové sklo.Toto sklo svou kvalitou překonává sklo benátské.

Jak k tomu došlo ?

Nejslavnější huťmistr své doby Michal Müler/1639 -  1709/Působí od roku 1671na Janouškově huti u Vimperku v té době Helmbach.Tady v průběhu roku 1683 objevuje nové složení - surovinovou skladbu - skla ,kde použil domácí suroviny sodné ,draselné ale především čistý vápenec/křídu/ pro tavení skla.Proto je někdy toto sklo označováno také termínem křídové sklo.

Toto sklo se dále přibližuje svými vlastnostmi horskému křišťálu.

Sklo se vyznačovalo vysokou světelnou propustností,čirostí,dále čistotou/minimální bublinatostí,nehomogenitou,kaménky/,mělo vysoký lesk/index lomu vyšší než sklo benátské,bylo dostatečně tvrdé,což vyhovovalo řezání - broušení i následujícímu leštění.

Tedy - kvalitou se tento nový druh skla ještě více přiblížil vlastnostem horského křišťálu, byla to však surovina nesrovnatelně levnější.Sklo se řezalo / brousilo i rylo /.V l7 . století a na počátku století 18. zaznamenáváme takový rozmach výroby tolik žádaného i ceněného Českého křišťálu,že regionální hutě prakticky nestíhají uspokojovat poptávku po této surovině.Většina středoevropských zemí napodobuje Český křišťál a to včetně Benátčanů.Tady je položen základ později vyhlášenému fenomenu České sklo.Sklo je exportováno do všech známých zemí světa. Výrobou se živí desítky rodin  ze severních Čech. Novoborsko,Českokamenicko,Šenovsko,Sloupsko,Libchavsko,Novozámecko atd./Střediskem obchodu se stává Haida - nyní Nový Bor.

Pokračujme však po stopě křišťálového skla  dále v časové ose..

Musíme přejít do Anglie.

V roce 1664 přebírá privilegia na výrobu a obchod se sklem kupecké sdruženíGlass Sellers Company.Tato skupina měla zájem na tom,aby i v Anglii se vyrábělo kvalitní křišťálové sklo.Toto sdružení si najímá huťmistra z dnešního pohledu sklářského technologa Georga Ravenscrofta.Ten dostává za úkol v anglických podmínkách vyrobit kvalitní  sklo.

Tady se narodil další typ skla,které se ještě více blížilo svými vlastnostmi horskému křišťálu.V roce 1671 obdržel Ravencroft patent na výrobu křišťálového skla ochranná známka Flint glass.Teprve později je toto sklo známější pod názvem olovnatý křišťál.Tady pozor na určitý zdánlivý rozpor - sklo je patentováno pod názvem Flint glass v překladu křemenné sklo nebo přesněji sklo tavené z drceného pazourku- odrůdy křemene.Flint glass je tedy reakcí na základní materiálově čistou surovinu tedy kysličník křemičitý potažmo křemen/drcený pazourek/.

My však dnes víme,že podmínkou získání skla blížícího se vlastnostmi horskému křišťálu je nejen čistota tavených surovin ale i jejich skladba.Pro české sklo - český křišťál to byl vápenec - křídové sklo,vápenatý křišťál, pro flint glass je to suřík - olovnatý křišťál.Výroba olovnatého křišťálu nebývalým způsobem zaznamenává svůj rozmach.Koncem 17.století se taví olovnatý křišťál v Anglii již na více než 100 sklářských pecích. V 18.století byla produkce olovnatého křišťálu v Anglii,Skotsku i Irsku již tak obrovská,že se sklo používalo běžně ve všech domácnostech.Olovnatý křišťál dále posunuje hranici indexu lomu.Index lomu olovnatých skel s obsahem olova od 24 %  kysličníku olovnatého ve skle a výše již téměř  vyrovnává index lomu na hodnotu horského křišťálu 1,544.

Jak tedy odpovědět na otázku co je křišťálové sklo a co nikoliv ?

Můžeme si dát jednoduchou odpověď je to to sklo,které splňuje toto označení podle sklářské normy uznávané v západních zemích,kde se kvalita skla odvozuje od jeho chemického složení do různých kategorií kde v nejvyšší kategorií jsou olovnaté křišťály s obsahem kysličníku olovnatého  30 % a výše,či 24 % a výše,dalšími nižšími kategoriemi jsou skla s obsahem PbO pod 24 %, skla s určitou  dávkou BaO,ZnO,K2O,PbO  ,kde celkový objem těchto oxidů musí být alespoň 10 % a vyšší.Dále je definován požadavek na hustotu skla a index lomu.To je ale pohled fyzikálněchemický,který běžnému zákazníkovi vlastně nic neříká.Budeme se tomu věnovat v jiném článku.

Co je tedy podle mě nutno považovat za křišťálové sklo  ?

Úmyslně jsem popisoval především historii a přírodní horský křišťál.Moje odpověď zní :

Za křišťálové sklo hodné tohoto termínu považuji sklo,které se svými vlastnostmi přibližuje co nejblíže vlastnostem horského křišťálu.

Z tohoto pohledu bych řekl.že křišťálové sklo  v dnešní době je sklo se srovnatelným indexem lomu,srovnatelnou čirostí - světelnou propustností,se srovnatelnou čistotou - stejnorodostí ve hmotě,tedy bez šlír,bublinek a kaménků.

Tomuto mému hodnocení odpovídá nejvíce olovnatý křišťál s minimálně 30%PbO/například firma Swarovký/a kvalitativně druhým je olovnatý křišťál s minimálně 24 % PbO/Například firma Preciosa,Rückl Nižbor, ale i mnohé další firmy/

Skláři si toto dobře uvědomují.Vědí,že ostatní výrobky,ač jsou čiré,nedosahují těchto vlastností.Aby zjednodušili základní pohled na tuto oblast zavedli skláři dle mého názoru dost nešťastně termín „bílé sklo".Za bílé sklo je označováno sklo stavební - ploché sklo  okenní,promačkávané tabulové sklo  ,skleněné cihly - luxfery,sklo obalové - lahve  a jiné skleněné obaly.Tedy všechno běžné levné čiré sklo označují skláři zavádějícím názvem sklo bílé.Bílé sklo je tedy průhledné levné sklo.

Skláři takto oddělují tato skla od skel zabarvených ale i od skel s vyššími kvalitativními vlastnostmi tedy od skel sice také průhledných ale dražších - křišťálových. Či skel s jiným použitím  jako jsou skla optická,technická,varná apod..

Tady se naposled zastavím  u termínu co je vlastně křišťálové sklo.

Kdyby jste se mě zeptali ve středověku/sdělím že je to sklo Benátské - cristallo/

Kdyby jste mě oslovili v baroku odpověděl bych že je to České sklo - křídové sklo.

Ve 20. a 21. století bych zvolil  olovnatý křišťál.Tyto skla zaostávají za horským křišťálem tvrdosti a jejich oblibu značně snížila kampaň o škodlivosti olova ve skle/toxicita/Kupodivu v USA chtějí bezolovnatý křišťál i pro lustrové ověsy,ač styk člověka s tímto výrobkem je skutečně minimální.Ale nejraději by měli sklo sice bezolovnaté ale s optickými vlastnostmi olovnatých křišťálů.To se sice také řeší,je již celá řada patentů,ale největším pronblémem je dosažení vysoké disperze/rozkladu polychromatického světla do známých duhových efektů na lomu hran u olovnatých sklech./

Vysvětleme si vše například na klasickém a stále žádaném ověskovém lustru.

Otázka zákazníka  - je tento lustr skutečně ze skutečného křišťálového skla ?

Odpovídám ano,pokud jsou ověsy z olovnatého křišťálu s minimálním obsahem 24 % PbO/Preciosa,Swarowsky  i 33 %PbO// ne -  pod 24 % PbO. /Turecko,Čína,ale i Česko.když použije levnou nízkoolovnatou surovinu,případně bezolovnaté sklo,zpravidla barnaté 4 - 10 %BaO/.

Pokud pak máte  vedle sebe dva takovéto lustry - jeden Swarovský,druhý zhotovený z levných ověsů,sami poznáte ten velký rozdíl a sami řeknete tak tohle je křišťálový lustr a neomylně sáhnete na Swarovský.

A l e    :  Kvalita je jeden pohled.Tam problém není.Pak zákazník sleduje pro něj snad ještě důležitější aspekt - cena.Podle svých možností se pak rozhodne.Proto vedle sebe budou  na trhu stále drahé lustry z „pravého křišťálového skla"první kvalitativní kategorie /Swarovsky/ spolu s lustry druhého kvalitativního stupně - 24 % PbO/Preciosa/ dále lustry ze speciálního křišťálu /Ornela/ a „ze skla",tedy  skleněné lustry.Totéž lze aplikovat i na ostatní transparentní skleněné výrobky.

Jaký je pohled v 21,století.

Olovo,těžký kov,toxicita atd.V Americe vznikla vlna odporu vůči olovnatému křišťálu.Jako u benzinu,chtějí někteří zákazníci sklo bezolovnaté .Při tom požadují,aby nové sklo mělo stejné,ne-li lepší vlastnosti než současné olovnaté křišťály.Vznikla celá řada metod,jak olovnaté sklo upravit povrchově tak,aby bylo zamezeno výluhu iontů olova do okolního prostředí.To ale řeší jen jednu část problému  a to pouze při   použití výrobků ke konzumaci potravin a nápojů.

Vlastní  výrobu,tavení - emise - ekologie,opracování - brusné kaly - hygiena,ekologie toto neřeší.  Souhrn těchto faktorů povede k nutnosti nalézt sklo,které opět bude  mít vlastnosti blízké vlastnostem horského křišťálu bude však bezolovnaté,případně nízkoolovnaté/ Leadfree se srovnatelnými vlastnostmi dnešních olovnatých křišťálů.Na tomto úkolu se usilovně pracuje již řadu let.Mnohá složení skla s vysokým indexem lomu byla patentována,ale nedoznala praktického uplatnění.Nejde totiž jen o vysoký index lomu ale i o vysoký barevný rozptyl - duhovou hru barev na vybroušených hranách skleněného výrobku,kde jak se zdá se ještě nepodařilo najít složení skla,které by se vyrovnalo v této vlastnosti olovnatým křišťálům.

Například firma Europrofiglass s.r.o.Praha spolu se Švédskou firmou Glasma provádí základní výzkum v této oblasti.Výsledkem tohoto snažení by mělo být sklo,kde opět budeme moci říci - toto je sklo křišťálové. Kromě vysokého indexu lomu,vysoké disperze půjde i o tvrdost skla - odolnost vůči poškrábání,zvýšenou chemickou odolnost především vůči vodě,ale i slabě kyselým či alkalickým roztokům.Důležité bude jistě i to,aby složení skla bylo takové,aby cena výrobků z tohoto skla vyhovovala zákazníkům.Sklo by mělo být pochopitelně i chemicky leštitelné.Tady stále ještě probíhá základní výzkum.Je snahou naslézt takovou formuli,která bude vyžadovat výrazně nižší tavicí teploty.Pelety jsou základním předpokladem pro razantní zamezení úletů toxického olovnatrého prachu.

V roce 2010 a 2011 zatím ale řešíme skla  zejména pro malovýrobce a tady se i nízkoolovnatým  křišťálům zcela vyhýbáme z ekologických důvodů. V roce 2010 jsme vyvinuli a dodávali tři základní  skla./NaKH, NaKM,BNaKD.

Pelety NaKH  zůstávají trvale na evropském trhu.Pelety NaKM  se po uzavření některých malých skláren v Česku přestaly používat.Trvá jejich použití v Rusku.Pelety BNaKD byly překonány peletami H standart 5,které mají vyšší užitné vlastnosti.

V závěru roku 2011 byly připraveny formule pro pelety,které by dávaly sklo dle přání sklářů.

Prvním tímto sklem bylo sklo H standart 4.V praxi byla potvrzena možnost dlouhé doby zpracování.Nevýhodou se ukázala špatná zpětná průteplivost.Proto se sklo ještě upravilo,aby i tento nedostatek byl odstraněn.Tak vznikla formule H standart 5,která je nyní dlouhodobě testována.

Druhou formulí jsou pelety H speciál 4.Také zde byla zaznamenána špatná zpětná průteplivost při ohřívání v trumlu.Také zde došlo ke změně chemického složení pelet a sklo již splňuje nároky zákazníků.Jde o pelety H speciál 5.

Ke zkušenostem tavení skla z těchto pelet se vrátíme po dlouhodobé testaci v únoru či březnu  2012.

V roce 2012 by měly být na českém trhu pelety NaKH , H standart  5

a H speciál 5.

Tavením skla z peletr se budeme v budoucnu věnovat podrobně. Také budeme informovat o vývoji pelet pro sklo,které  se vyvíjí jako náhrada

24 % PbO křišťálu abychom mohli v budoucnu doplnit článek o křišťálovém skle o novou  kapitolu.

Zpracoval  Jiří Semerád.sklářský technolog firmy Europrofiglass s.r.o.Praha,

tel. : 602 627 336  , 732 860 801, fax 487 728 760,

E mail : Tato emailová adresa je chráněna před spamboty, abyste ji viděli, povolte JavaScript

O  skle

Věnováno Ing.Kubínimu,který mě donutil abych v závěru života překonal svou vrozenou lenost a také něco o skle napsal dle svých zkušeností.

Snahou autora je populární formou srozumitelnou co nejširšímu okruhu zájemců  sdělit zdánlivě  složitou otázku  skla ve více rovinách.Nejde o vědeckou práci a čtenář si vystačí se znalostmi základů matematiky,fyziky a chemie ze základní školy.Postupně se seznámíme se všemi oblastmi,které souvisí se sklem./Suroviny,míchání,tavení,vady skla,zpracování,chlazení, zušlechťování,historický pohled,umělecko-výtvarný pohled atd. /Možná,že některé čtenáře povedou články ke snaze o přiblížení se ke sklu,hmotě,která má mimořádné vlastnosti a s Českým státem je historicky svázána.Pojem České sklo,podobně jako České pivo nás přibližovali a přibližují světu.Jde o to,aby tyto tradice nezanikly.Proto se některá kapitola bude věnovat i výukám v oboru skla.

Poslední prosbou autora je prominutí spisovné češtiny i některých názvů,budou uvedeny zpravidla foneticky,to platí o cizích slovech i slovech ze sklářské praxe.

Když vyjde nějaká odborná knížka o skle,slýchávám často - to autor z větší části opsal od jiných sklářských odborníků z jejich zveřejněných děl.Já říkám zaplať Pán Bůh za to,že si někdo dal práci se sepsáním těchto materiálů do uceleného přehledu.Moje články o skle budou vycházet z letitých zkušeností nabytých ve sklářských provozech,ale i z literatury.Nepůjde o doslovné citace,spíše o promítnutí zapamatovaných informací a osobních  zkušeností.

Tož tedy začněme :

Co je to sklo ?

Existuje celá řada definicí skla jako hmoty z pohledu jeho chemického složení,jeho fyzikálních vlastností i jiná./Možno najít v odborné sklářské literatuře/

My se všem učeným definicím vyhneme a použijeme zjednodušenou definici, že sklo je rychle ztuhlý roztok.Tento roztok ztratil schopnost tekutosti,ale vnitřním složením jde stále o roztok, ve kterém nedošlo k uspořádání  molekul do pravidelných útvarů/krystalických mřížek/,kde hlavním důvodem je to,že roztok skla /sklovina/ nemá k tomu splněny některé podmínky.Teplota je natolik vysoká,že molekuly vlivem této tepelné energie jsou v neustálém pohybu./Výši této teploty se budeme věnovat později s termínem teplota liquvidus/Pokles teploty je následně tak rychlý,že molekuly ustrnou ve své výchozí poloze jako Šípková  Růženka.

Pokud bychom sklovinu ochlazovali velmi pozvolna a ponechali ji dostatečně dlouho na těchto teplotách,molekuly by se stačily uspořádat v útvary s pravidelnou stavbou/krystalickou mřížkou/a sklo by začalo tvořit krystalky.Blíže se s touto problematikou budeme zabývat v článku o vadách skla.

Pojďme si zjednodušeně vysvětlit vznik skla,kde modelem nám bude  normální rybník./Kalná voda,ryby/Vodu si představme jako tekuté sklo - sklovinu.Ve vodě v rybníku není jen definovaná  stoprocentní voda/H2O/,ale voda  obsahuje spoustu rozpuštěných plynů.které umožňují rybám dýchat.Je léto a teplota vody se zvyšuje.Při zvyšování teploty klesá schopnost udržení plynů v roztoku.Ohřejeme-li sodovku,vidíme jak s rostoucí teplotou dochází stále k výraznějšímu úniku bublinek./jde o kysličník uhličitý,který byl ve vodě rozpuštěn/.Také v rybníku dojde k uvolňování rozpuštěných plynů ve vodě a ztráta kyslíku pak může vyvolat i nemožnost ryb dýchat a mohou uhynout,

není-li v rybníku dostatek vodních rostlin,které naopak při vyšších teplotách uvolňují zrychlenou látkovou přeměnou více kyslíku,případně  člověk pomáhá vzduchováním - mechanické vhánění vzduchu do vody.Zdánlivě předchozí věty nemají se sklem mnoho společného.Ale sklovina se chová prakticky stejně.Čím je teplota skloviny vyšší,tím více z ní  unikají plyny ve formě bublinek.

Povšimněme si dalšího úkazu.Nad rybníkem se vznáší mlžný opar.Z teplé vody se odpařuje její část do atmosféry v plynné formě,následně se změnou teploty  voda mění opět do kapalné fáze mikroskopických kapiček.Znovu si povšimněme,co způsobí jejich silné zviditelnění -  začne svítit slunce,mohutný zdroj světla.Nejlépe tento jev pozorujeme například v lese,kde pronikající sluneční paprsky tvoří  hedvábné pásy,které jsou zřetelně odděleny od ostatního prostředí,ač atmosféra je stejná v místě průsvitů slunce s místem bez přímého působení slunečních paprsků.Podobně můžeme sledovat ve slunečních paprscích zvířený prach.Příčinou tohoto zviditelnění mikročástiček je Tyndalův efekt.I na nepatrných částečkách dojde k odrazu popřípadě i lomu světla.

Jak to souvisí se sklem ? Také z hladiny skloviny dochází k odparu - těkání některých složek skla více,jiných méně.Výsledkem je to,že hladina skloviny začíná mít odlišné složení než mateční sklovina.Změna chemického složení povrchové vrstvy skla způsobí,že toto povrchové sklo má jiné fyzikální vlastnosti.Při smísení povrchového skla se sklem matečním dojde k zviditelnění - smíchaná různá chemická složení skel se projeví nehomogenitami,které skláři označují jako šlíry,vinty - my bychom mohli použít termín průhledné šmouhy.

Také proto skláři před dílem odstraňují povrchovou vrstvu skloviny při ručním zpracování a při strojní výrobě je snahou odebírat sklo ke zpracování pod povrchem hladiny skloviny.

S tyndalovým efektem se ještě setkáme v pojednání o sklech neprůhledných,opaktních,zakalených.

Nyní  začne mrznout a rybník zamrzne. Všimněme si co se stane.Na rybníku se utvoří led,ale ten je někdy průhledný jako sklo/kluci mu říkají ,,zrcadlák"/ jindy bílý jako mléko.Co je příčinou tohoto jevu ?

Při prudkém poklesu teploty skokově  například pod mínus  10°C voda rychle změní svůj stav z kapaliny na pevnou látku.Krystalizace  je potlačena na minimum.To chceme i při změně skloviny/kapalina/ ve sklo/ pevnou látku/.

Klesá li teplota pozvolna,rybník zamrzá pozvolna .Led se tvoří pozvolna  a voda  při pozvolném  ochlazování dává vodě šanci krystalizovat respektive vytvářet krystaly větších rozměrů.Odraz světla od mnoha plošek krystalků ledu  spolu s lomem světla způsobí,že tento led vnímáme jako bílý.V tomto ledu se vyskytuje i řada uvězněných plynů ve formě bublinek.V  ledovcích pak vědci rozborem těchto bublinek sledují například změny složení zemské atmosféry v dávnověku.My z těchto zamrzlých bublinek ve skle většinou radost nemáme a považujeme je za vadu.

Ještě si povšimněme jednoho jevu.Pokud u břehu rybníka vyčnívá kámen nad vodu,led se začne tvořit nejprve okolo kamene a postupně se rozrůstá do volné hladiny.Příčinu je třeba hledat v malých částečkách ,na kterých voda začne krystalizovat - mění se v led.

Pokusem si můžeme ověřit,že do vody o teplotě 0°C vhodíme kousek ledu.Okamžitě prakticky lze pozorovat narůstání ledu od tohoto „zárodku" do další hladiny vody při teplotě vody blízké teplotě O°C.

I ve skle se budeme setkávat s tímto jevem.Na malých částečkách odlišného složení než je roztok/sklovina/,nuklejích,dojde k růstu krystalků.O tom blíže ve vadách skloviny,kde krystalizace skloviny je označována jako odskelnění/změna skleněného chaotického uspořádání molekul se mění v uspořádané ,sklo přestává být roztokem - sklem  a právě proto používáme termín odskelnění.

V praxi se s ním budeme také setkávat na rozhraní tří fází jako u vynořeného kamene v rybníku - voda - kámen - vzduch.Ve skle je to pak materiál stýkající se se sklovinou a zároveň  s pecní atmosférou.Styk tří fází pak je -  žáromateriál v místě hladiny skloviny - sklovina - pecní atmosféra.Skláři při ruční výrobě skla z pánve  pozorují,že po obvodu pánve se někdy tvoří prstenec a když jej naberou a vyndají z pece,vidí bílou látku - odskelnění.Při zpracování se pak toto odskelnění uvolňuje do mateční skloviny  a ve výrobcích zůstávají bílé

kaménky,které  výrobek znehodnotí.

V obecné rovině jsme si tedy řekli,že sklo je tuhý roztok,bez  zřetelné krystalizace.Látky,které nemají pravidelnou krystalickou stavbu označujeme za látky vnitřně beztvaré,nebo-li amorfní .

Aby vzniklo sklo je tedy nutné  splnit několik podmínek.Látky,které se takto mohou chovat  je třeba  zahřát na teplotu,která  vyvolá zborcení  struktury látky,přeměna pevné látky v kapalinu.Kapalinu ochladit takovou rychlostí,aby nedošlo ke zpětnému uspořádání molekul do krystalických útvarů - mřížek.

Tímto postupem získáme pevný roztok - sklo.

Schopnost  absolvovat tento proces tak jak je výše popsán však nemají všechny látky.

K nejznámějším látkám s touto schopností se řadí kysličník křemičitý/SiO2/,kysličník boritý/B2O3/kysličník fosforečný P2O5 a kysličník germaničitý/GeO2/.Skláři  označují tyto kysličníky = oxidy za sklotvorné.Tyto kysličníky si zachovávají svoji sklotvornost  i v případě jejich mísení.Navíc tyto kysličníky mohou vázat na sebe i některé jiné oxidy a stále si uchovávat sklotvornost. Záleží především na obsahu těch kterých kysličníků ve směsi se sklotvorným kysličníkem/kysličníky/.

K tomu aby byly splněny výše uvedené zásady není třeba přítomnosti člověka.

Prvním tavičem skla je příroda.

Přírodním sklům se budeme věnovat  v dalším článku.

O skle  II

V této části se budeme věnovat „prvnímu taviči  skla „ - PŘÍRODĚ.

Přeskočíme teorii vzniku Země jako takovou.To přenecháme vědátorům,kteří mají na vznik země i vesmíru řadu teorií nejčastěji se setkáváme s teorií Velkého třesku v materialistickém pojetí.

V idealistickém  pojetí Zem i celý vesmír stvořil Bůh.Poznávání zákonitostí je jen nahlížením člověka do složitého mechanismu vzniklého vůlí Boží.Dodnes jde o  živě diskutované filozofické téma.

My  budeme brát Zem jako daný fakt a vše čemu se budeme věnovat bude nějak souviset se sklem.

V poslední pevné/pevnina/  a  kapalné vrstvě /moře,oceány/ jsou nejvíce zastoupeny prvky kyslík,křemík a hliník. V minulosti jsem se učil,že jde o vrstvu označovanou Sial.Tedy vrstvu tvořenou většinou kyslíkatými sloučeninami křemíku/cca 60 %SiO2/ a hliníku /cca 16 % Al2O3/ .

O kysličníku křemičitém jsme si již říkali ,že je to látka,kde se zvyšující se teplotou dochází k rozkmitání molekul v krystalické mřížce a přes několikeré přeskupení molekul/krystalické změny,které jsou provázeny změnou objemu - vrátíme se k tomu blíže při problematice temperování žáromateriálů s obsahem SiO2/ dojde ke zhroucení mřížky a kysličník křemičitý se stává kapalným.Teplota změny skupenství je stanovena na 1725°C .Vstupem některých dalších látek do tohoto procesu se ale teplota změny pevných látek v kapalinu snižuje.Pokud přidáváme například k písku/teplota tání 1725°C/ sodu bude se  teplota nutná pro vznik taveniny postupně snižovat až dojde k poměru,který je optimální /nejnižší možná teplota vzniku taveniny v daném poměru dvou látek a této teplotě říkáme eutektikum/,dalším zvyšováním obsahu sody se již teplota začíná zvyšovat až při 100 % Na2CO3 dosáhne teploty tání sody = 852°C.Teplota eutektika   Na2O x SiO2  = 790°C.

Takže k tomu našemu taviči skla -přírodě.

Přírodní skla mají na svědomí tito taviči - sopky,meteority a blesky.

Všechny přírodní skla zařazujeme do skupiny tektitů - nerostů vzniklých tavením.Tady je může najít čtenář,který projeví o tuto část větší zájem.

1/Skla sopečná  = obsidiány

2/Skla meteoritického původu =  vltavíny

3/Skla vzniklá roztavením písku s příměsemi působením blesku = fulgurity

Všechny výše uvedené nerosty odpovídají definici skla,jak jsme si sklo definovali - ztuhlý roztok bez známek krystalizace.

Ad.1/Obsidiány

Jméno dostali podle Římana Obsia ,který přivezl kousek této horniny z Etiopie.

Obsidián je vyvřelá výlevná hornina jejíž převážnou částí je roztavený kysličník křemičitý.Černé případně hnědočerné zabarvení je způsobeno jemně rozptýleným magnetitem a hematitem - sloučeniny železa.Obsidián je nádherná hornina,která se užívala od starověku  až dosud i jako zdobný kámen.Je ke zhlédnutí ve většině sbírek nerostů a hornin.

Ad2/Vltavíny

Jejich původ je do dneška diskutován a stále nelze říci,že je zcela tato kapitola uzavřena.V literatuře je zpravidla uváděno,že se jedná o roztavený kysličník křemičitý,kde příčinnou roztavení byl pád velkého meteoritu do oblasti Ries v Německu.Při střetu meteoritu se zemí vznikl kráter a taveniny vzniklé vysokou teplotou pod velkým tlakem byly vymrštěny do atmosféry a z větší části dopadly do povodí Vltavy a odtud pochází i jejich název.

Setkáváme se ale i s názorem ,že je to sklo mimozemského/meteoritického/původu.Další teorií hodnou Von Denikena je ,že vltavíny vznikly při startu či přistání meziplanetárního dopravního prostředku .Co o nich víme bezpečně je jejich chemické složení až 80 % SiO2,zbytek převážně Al2O3.Barva tmavozelená až nahnědle zelená.Dříve se často používal po vybroušení jako šperkařský kámen.Byl ale snadno imitován lahvovým sklem,jemuž se po vyleštění podobal.Po vyleštěšní je vltavín průhledný,index lomu se pohybuje od 1,48  po 1,5,tvrdost 5,5 až 6,5 Mohse,hustota 2,3 až 2,4 g/cm3,struktura amorfní,lom lasturovitý.Proto se tak jednoduše zaměňoval s obyčejným zeleným lahvovým sklem ,které má velmi podobné vlastnosti.V současnosti se již preferuje užití vltavínů jako šperkařského kamene v surovém stavu,kde se vyznačuje charakteristickými kapkovitými,vejčitými,hlízovitými,pentlicovými  tvary s typickou skluptací - zbrázděním,rýhováním  a vrásčitostí.V průhledu je mnohdy patrná šmouhovitost - šlírovitost.

Podobně jako u obsidiánu doporučuji si vltavín prohlédnout v některém muzeu či v klenotnictví.Cena vltavínů rok od roku stále stoupá a je to i vhodná investice prakticky s minimálním rizikem ztráty hodnoty.

Ad.3/Fulgurity - stavené křemičité písky působením blesku. Rourkovité útvary vnitřně amorfní,na povrchu přitavená zrnka písku a nečistot.Mineralogicky jde o raritu bez většího významu.

Mimo oblast přírodních skel bych se zde chtěl věnovat ještě několika nerostům.Prvním z nich je  horský křišťál.I politik  Standa Gros měl jakési podvědomí o výjimečných vlastnostech tohoto nerostu ,když mluvil o křišťálové průzračnosti a čistotě.

Horský křišťál je chemicky kysličník křemičitý SiO.Krystalografická soustava je triagonální.Je hydrotermálního původu  a vyskytuje se v magmatických dutinách .Čiré krystaly dosahují někdy značných rozměrů a umožňují tak využít jej jako surovinu nejen jako drahé kameny pro šperkařské účely,ale i zhotovit  z něj  umělecké předměty.Nás zajímá křišťál zejména proto,že od pradávna do dneška se člověk pokouší vyrobit jeho náhradu a to zejména sklem.Sklářům se daří napodobit čirost i index lomu.Zatím je největším problémem,že skla s vysokou čirostí a srovnatelným indexem lomu postrádají tvrdost přírodního křišťálu.Nejvíce se fyzikálními optickými  vlastnostmi blíží křišťálu olovnatá skla s obsahem olova 24 a více % PbO.Také proto jen a pouze tyto skla smí podle směrnic a norem ve většině světa používat označení křišťál.Křišťál má tvrdost podle Mohse 7.Sklo spíše 6,5 podle svého složení.Proto při běžném určování pravosti zasazeného kamene například v prstenu zlatník jako první pomocné hledisko bere stav poškrábání povrchu kamene,kde sklo je velmi brzy opotřebené a poškrábané na rozdíl od pravého křišťálu.

Vždy,když přemýšlím o této oblasti připomenu si slova

RNDr.Jaroslava Špačka dlouholetého ředitele Vyšší průmyslové školy sklářské

v Novém Boru  :         PŘÍRODA DRAHOKAMY   -    ČLOVĚK  SKLO.

V oblasti výroby skla zaznamenáváme vedle sebe dva procesy probíhající dosud.Prvním je výroba jakostního křišťálového skla,druhým snaha o co největší barevnou škálu skel.

Příroda to zvládla již před námi u nerostů na bázi kysličníku křemičitého známe jak průzračný křišťál tak prakticky mnoho barev - žlutý citrin,růžový růženín,fialový ametyst,hnědou záhnědu,krvavě hnědý karneol,zelený chryzopras a avanturin,vícebarevné jaspisy,tygří oka,acháty,chalcedony,onyxy atd. Všechny tyto nerosty,kde je základem kysličník křemičitý vynikají tvrdostí 7 podle Mohse. Nad křemenem/SiO2/ je již jen topaz /Al2/F2(SiO4)/,korund /Al2O3/ a diamant /C/.

Další významnou optickou veličinou přírodního křišťálu je index lomu 1,54 až 1,55 , kdy běžná skla mají tuto hodnotu 1,51  a až  skla s obsahem 24 % PbO a více dosahují srovnatelného indexu lomu.

Dalším nerostem,který se dostává do našeho zájmu jako sklářů je pazourek.Chemicky jde rovněž o kysličník křemičitý,ale má chemicky vázanou vodu /SiO2 . n H2O/ .Mineralogicky jde o směs chalcedonu,křemene a opálu.Původ - organogenní,v usazených horninách ,v křídových vrstvách.

Pazourek je znám prvním lidem na planetě Zemi jako kámen,který používal člověk ke zhotovení různých nástrojů.Jeho struktura je v podstatě amorfní  a lom typicky lasturový.

Hrany lasturového lomu jsou velmi ostré a tvrdost podle Mohse 7 jej předurčuje k tomu,že se ostrými hranami dá opracovávat řada jiných měkčích materiálů,ostré a tvrdé hroty tohoto nerostu jsou úspěšně používány při zhotovování šípů,oštěpů,seker,nožů,škrabek apod.

Nás ale pazourek zajímá jako skláře.Řekli jsme si,že pazourek je chemicky kysličník křemičitý a že všechna běžná skla obsahují kysličník křemičitý.

V našich podmínkách na území českého státu se k tavení skla ve středověku používal jako zdroj kysličníku křemičitého pro tavení skla křemen - křemenné oblázky,pokud  možno bílé barvy - skoro čistý kysličník křemičitý.Oblázky se ohřívaly a po té házely do studené vody.Rozpraskané se drtily ve stoupách na droboulinké kousíčky o hraně pod 1 mm.Na tuto velikost se sítovaly.

V Anglii byl dostupnou křemennou surovinou právě pazourek,kterému se zde říká flint.Rozdrcený pazourek se však špatně tavil a ke zlepšování tavitelnosti byl přidán suřík /Pb3O4/.Tak se zrodil olovnatý křišťál,označovaný jako flintové sklo či flintový křišťál.Jde tedy o sklo vzniklé tavením pazourkové drtě s vydatným přídavkem suříku .

Na závěr tohoto mineralogického exkurzu se ještě zmíním o tom,že celá řada hornin  svým chemickým složením se velmi podobají chemickým složením skla.Základním rozdílem je krystalická struktura těchto nerostů.U hornin pak krystalické či mikrokrystalické struktury jednotlivých nerostů,ze kterých je hornina složena.Této skutečnosti je v praxi využíváno jednak přímým tavením hornin/čedič/či nerostů/křemen/ do skelných fází.Jindy se drtě těchto nerostů či hornin s úspěchem používají při tavení skla.K nejznámějším těmto látkám patří živce a znělce.

Ve sklářství se užití horninových surovin věnuje pozornost. Nejčastěji se setkáváme s použitím živců,kterých je řada druhů.Název živec získali tyto nerosty pro svou vlastnost,že rozdrceny přidány ke stromům podporují jejich růst - vyživují je.Pro tavení skla se používají živce sodné i draselné,jejich většímu užití brání především vysoký obsah železa.

Závěr :  Příroda ve funkci taviče skla vyrábí  sopečné sklo,meteoritické sklo a

sklo vzniklé působením blesku.Ale je možné nalézt řadu paralel jak výše

uvedeno.

O skle III

Mýty a pohádky o vzniku skla

..........................................................................................................................

Nyní,kdy  jsme se seznámili s tím,co to sklo je,jak ho vyrábí příroda,přejdeme k tomu,jak sklo vyrábí člověk.Výroba skla je složitý proces a jeho poznání se traduje od dávnověku. Jak člověk přišel na to,jak sklo vyrobit existuje několik pověstí ale i pohádek. Z každé oblasti jsem vybral po jedné.

1/Pověst o vzniku skla

Foiničtí kupci zakotvili jednou na svých cestách v ústí řeky Belus,aby si na břehu uvařili večeři.Všude na břehu byl jenom písek.Nikde nenašli kameny,na které by bylo možno umístit kotlík a zatopit pod ním.Jednoho námořníka napadlo,že místo kamenů použije balvanů sody,kterou právě na lodi převáželi.Došli proto do lodi a přinesli několik balvanů sody.Balvany postavili na písečný břeh a na ně umístili kotlík.Po té rozdělali  oheň a připravili si večeři.Kotlík sňali a protože se snášející se nocí se začalo ochlazovat,přikládali mohutně na ohniště,aby je oheň zahřál.Dlouho do noci plála velká vatra obložená  balvany sody.Ráno ,když chtěli balvany sody vrátit na loď zjistili,že balvany drží v písku.Mezi balvany a pískem vznikla hmota,která jevila neobyčejné vlastnosti - bylo to první sklo.Teď již stačilo poznatek opakovat a výroba skla mohla začít.

Asi si to vyprávění nepamatuji přesně,ale proto je to pověst.

Bylo,nebylo,jednou v Krkonoších. Krkonoším nejvyšším horám Českého státu vládne od nepaměti Krakonoš. Jeho soused, Trautenberk ve své nenasytnosti by se nejraději stal pánem nejméně celých Krkonoš. Při tom měl jen jednu chalupu se stodolou a  čeládku,kterou neustále honil a peskoval,aby si tak připadal nejméně jako kníže pán.Celé jeho panství museli stačit obhospodařovat čeledín Kuba,děvečka Anče  a hajný.Ti nestačili za den napočítat sakramentů ,krucinálů a himlhergotů,kterými je častoval Trautenberk. Trautenberk kde mohl  tak by si nejraději přilepšil z cizího ,pochopitelně z Krakonošova. Chamtivost Trautenberka neznala žádné úcty k přírodě ani Krakonošovi. Všechno své počínání podřídil své chamtivosti .Čeládku šidil,kde mohl a Kuba a Anče se mohli postavit na vlastní nohy až na zásah samého Krakonoše dostali svou světničku.Ale posluhovat museli stále a sakramentů a himlhergotům se nevyhnuli. Trautenberk je při tom stále nutil k činům,kterým by škodil Krakonošovi  i přírodě.A tak nakonec Kuba,Anče i Hajnej  odešli od Trautenberka do služby ke Krakonošovi.Co si „chudák" Trautenberk  počal bez nich si snadno domyslíme.

Hajnej měl teď rajon  větší než knížepán Harrach. Kuba se také nezastavil.Jenom Anče nevěděla kam se vrtnout.A tak jak to bylo na celých Krkonoších zvykem ji Krakonoš pořídil tkalcovský stav a Anče tkala plátno.Ale pláteníků bylo v Krkonoších jako máku v pytlíku.A tak Anče řekla Krakonošovi „Jemnostpane Krakonoši,plátno  se tady v Krkonoších tká v každé chalupě.Nemohli bychom dělat něco lidem pro radost  ?„.Krakonoš se zamyslel a zavolá „Kubo,Hajnej ! pojďte sem ! „ A tak přišel i Kuba s Hajným.Kubo,Anče,Hajnej,teď se pozorně dívejte a další záleží jen na vás „ Krakonoš sebral několik bílých oblázků křemene a na balvanu je svou okovanou botou rozdrtil na prach.Tento prach nasypal do hliněné misky květináče a na něj vysypal  celý zbytek popela ze své fajfky.Troubelem fajfky pak promíchal popel s drtí z křemenných  oblázků. Misku vložil do ohniště v peci,kde velký žár od hořících bukových polének roztavil směs v misce.Pak vzal drát a namáčel jej do medovité hmoty,otáčel jim,aby hmota nestekla z drátu.Na drátu tak vytvořil nádhernou perlu,která po zchladnutí sama vypadla z drátu.A tak vznikl první korálek.Kuba,Anče i Hajnej pochopitelně sledovali Krakonošovo počínání a rozhodli se,že  toto dílo pro radost budou dále dělat sami.Hajnej vybíral staré nemocné buky,kácel je a pálil,aby bylo stále dostatek popela.Křemenných oblázků jsou plné Krkonoše. Jenom s drcením měl Hajnej starosti,než mu Krakonoš ukázal,že mlácení kladivem do oblázků je možné chytře nahradit tak,když oblázky nahází do ohně,kde připravuje popel,rozžhavené je vhodí do vody a teprve po té s daleko menší námahou rozdrtí tloukem.

A tak Hajnej připravoval popel z bukových polen,křemennou drť z oblázků a  zdravé vyschlé bukové dřevo nechával Kubovi na topení v peci.Kuba každý večer nasypal do misky směs popela a křemenné drtě.Do rána přihazoval do pece buková polénka a ráno Anče  na drát nabírala medovou hmotu - sklo a hotové korálky spadlé z drátku ukládala do kameninového hrnce s popelem,aby si korálky mohly odpočinout v popelové postýlce a postupně vychladnout.

V neděli,kdy pak měli všichni volno se sešli Kuba,Anče i Hajnej ,pěkně si povídali a při tom navlékali korálky pro náhrdelníky i náramky lidem pro radost.A tak se stal z Hajnýho  přípravář taveniny/kmenař/ z Kuby tavič/šmelcíř/ a z Anče sklář /strejka/.Protože z výroby nedělali žádné tajemství a přáli všem lidem v Krkonoších i blízkých Jizerských horách aby také měli užitek z Krakonošova daru,rozšířila se výroba korálků do celého kraje a  Jablonecko i  dodnes patří mezi nejznámější výrobce korálků i perliček na celém světě.

Kuba ,Anče a Hajnej  si tak spokojeně při sklářském díle žili a jestli nezemřeli,žijí dodnes.

Jiří Semerád EPG