Historický vývoj sklářských surovin

• suroviny jsou základem sklářské výrobysuroviny jsou základem sklářské výroby

• neustálá snaha zlepšovat kvalitu skla a nákladyneustálá snaha zlepšovat kvalitu skla a náklady na jeho výrobuna jeho výrobu

• novými surovinami vylepšovat vlastnosti sklanovými surovinami vylepšovat vlastnosti skla

Šíření sklářské výroby

• Blízký východ -Blízký východ -> > Římská říše -Římská říše -> Evropa> Evropa

• ppřřenos recepturenos receptur

• později využívání místních surovinpozději využívání místních surovin

• vznik nových skelvznik nových skel

Křemenné suroviny

Drcený křemenDrcený křemen – první zmínka 16. stol. - do konce 18 stol. – první zmínka 16. stol. - do konce 18 stol. – – kusový křemen: žilný křemen, oblázky z řek, sběr na políchkusový křemen: žilný křemen, oblázky z řek, sběr na polích – – omývání od hlínyomývání od hlíny – – pálení křemene v peci „kýzovna“ – červený žár až 2 týdnypálení křemene v peci „kýzovna“ – červený žár až 2 týdny – – později posypán NaCl -později posypán NaCl -> > těká FeCltěká FeCl33

– – vyhrabání do studené vody-vyhrabání do studené vody-> > rozpraskání – křemelrozpraskání – křemel – – vysekávání nečistot a třídění podle barvyvysekávání nečistot a třídění podle barvy – – drcení ve stoupědrcení ve stoupě – – sítovánísítování – – 98-99% SiO98-99% SiO22, pod 0,1% Fe, pod 0,1% Fe22OO33, zrnitost pod 1 mm, zrnitost pod 1 mm

Sklářský písek Sklářský písek – sklárny na Borsku– sklárny na Borsku– – levnější, méně kvalitní sklolevnější, méně kvalitní sklo– – čištění plavením v neckách nebo praním v HClčištění plavením v neckách nebo praním v HCl

Úprava a drcení křemene

Sodné suroviny

SSodaoda NaNa22COCO33 ,, NaHCONaHCO33 – přírodní -– přírodní ->> dovoz z Egypta dovoz z Egypta

–– 18.stol. Leblanc18.stol. Leblancův zp. výroby z NaClův zp. výroby z NaCl

Kuchyňská sůl NaClKuchyňská sůl NaCl– neúspěšně zkoušena stovky let– neúspěšně zkoušena stovky let– – přidávána jako minoritní složka – asi jako čeřivopřidávána jako minoritní složka – asi jako čeřivo

Popel mořských rostlin a řasPopel mořských rostlin a řas – polverine, rochetta, soda, barilla, kelp, – polverine, rochetta, soda, barilla, kelp, varecvarec

– – v přímořských oblastech Středozemí, Francie a Angliev přímořských oblastech Středozemí, Francie a Anglie– – do 10. stol. jediným zdrojem alkáliído 10. stol. jediným zdrojem alkálií– – do Čech dovoz z Itáliedo Čech dovoz z Itálie– – od 17. století se upravuje soda rekrystalizacíod 17. století se upravuje soda rekrystalizací

Sodné suroviny

Sulfát – síran sodný NaSulfát – síran sodný Na22SOSO44 – Glauberova sůl– Glauberova sůl

– – koncem 18.stol. nedostatek Na surovinkoncem 18.stol. nedostatek Na surovin– – přídavek uhlí 1/13 až 1/12 sulfátupřídavek uhlí 1/13 až 1/12 sulfátu– – E. Laksmann, dr. Oesterreicher, Fr.X. BaaderE. Laksmann, dr. Oesterreicher, Fr.X. Baader– – první huť používající sulfát: Auerspergská v Lukavici (1821)první huť používající sulfát: Auerspergská v Lukavici (1821)– – nejčastěji z kamenné soli až do poloviny 20.stol.nejčastěji z kamenné soli až do poloviny 20.stol.Leblancova sodaLeblancova soda NaNa22COCO3 3 – 1791 ve Francii– 1791 ve Francii

– – 2 NaCl 2 NaCl + H+ H22SOSO44 = Na = Na22SOSO44 + 2 HCl + 2 HCl

NaNa22SOSO44 + 4C = Na + 4C = Na22S + 4COS + 4CO

NaNa22S + CaCOS + CaCO33 = CaS + Na = CaS + Na22COCO33

–– v v Čechách používána málo – hodně nečistotČechách používána málo – hodně nečistot

Sodné suroviny

Složení popelu z mořských rostlin

Oxidické složení taviv v českých sklárnách

Výroba sulfátu

Draselné surovinystromový popelstromový popel v Evropě 10. – 15. stol. v Evropě 10. – 15. stol.– – nejčastěji bukový popelnejčastěji bukový popel– – listnaté stromy: bříza, olše, javor, dublistnaté stromy: bříza, olše, javor, dub– – popel vyráběli tzv. popelářipopel vyráběli tzv. popeláři– – pálení dřeva hlavně na podzim, v zimě a na jařepálení dřeva hlavně na podzim, v zimě a na jaře– – vyzděná ohniště, jámyvyzděná ohniště, jámy– – dobrý popel pálil na jazykudobrý popel pálil na jazyku

salajka, flus, potašsalajka, flus, potaš v Evropě 10. – 15. stol. v Evropě 10. – 15. stol.– – rafinace rafinace NaNa popela - popela -> > sal di crisatallo sal di crisatallo (Angelo Barovier 15.stol.)(Angelo Barovier 15.stol.)– – ve velkve velkých kotlíchých kotlích– – v 18. stol. V Čechách – 1000 tun salajkyv 18. stol. V Čechách – 1000 tun salajky– – prosátý popel se zkropil vodou – 24 hodin státprosátý popel se zkropil vodou – 24 hodin stát– – loužení studenou a horkou vodou, dno pokryto slámou, prkénkyloužení studenou a horkou vodou, dno pokryto slámou, prkénky– – zbytek – do zeleného sklazbytek – do zeleného skla

Draselné suroviny

Složení bukového popela

Složení popelu ze stromů a kapradí

Výroba salajky

Draselné suroviny

ledekledek KNO KNO3 3 , NaNO, NaNO33 17. stol. 17. stol.

– – přidáván do českého křišťálupřidáván do českého křišťálu– – čistý, ale drahýčistý, ale drahý– – podíl v kmenu postupně klesápodíl v kmenu postupně klesá

vinný kámenvinný kámen redukční činidlo redukční činidlo– – zlatý rubínzlatý rubín

KOHKOH vysoká čistota, kvalitní skla vysoká čistota, kvalitní skla

Výroba boraxu

Rafinace arseniku

Příprava sklářského kmene

Protonově vodivé membrány

2H2H2 2 4H4H++ + 4e + 4e-- 4H4H++ + 4e + 4e--+ O+ O2 2 2H2H22OO

AnodAnodaa KKatodatodaa

Doporučená literatura

1. Hlaváč J.: Základy technologie silikátů, SNTL, Praha 1981.2. Kirsch R. a kol.: Historie sklářské výroby v českých zemích, Academia 2003.3. Procházka Z.: Sklářství v Českém lese, Nakladatelství Českého lesa, Domažlice 1999.4. Lamiová M.: Keramika dvoch tisícročí, Tatran, Bratislava 1982.5. Braunová A.: Kouzlo keramiky a porcelánu, Práce, Praha 1985.6. Orton C., Tyers P., Vince A.: Pottery in Archeology, Cambridge UP, Cambridge 1993. 7. Hanykýř V., Kutzendorfer J.: Technologie keramiky, Vega s.r.o., Hradec Králové 2000.8. Kybalová J. : Evropská kamenina, Aventinum, Praha 1991.9. Henderson J.: The science and archeology of materials, Routledge, London 2000.

Modely amorfní struktury

Amorfní struktura skla

Křemen SiOKřemen SiO22 SiO SiO22 sklo Na sklo Na22O-SiOO-SiO22 sklo sklo

Složení historických skel

• oxidová skla – obsahují vždy atomy Ooxidová skla – obsahují vždy atomy O• směs oxidů - hmot.% nebo mol.% oxidůsměs oxidů - hmot.% nebo mol.% oxidů

• sklotvorné oxidy: SiOsklotvorné oxidy: SiO22, P, P22OO55

• podmíněně sklotvorné: Alpodmíněně sklotvorné: Al22OO33

• modifikátory: Namodifikátory: Na22O, KO, K22O, MgO, CaO, PbOO, MgO, CaO, PbO

• barvbarvicí oxidy: FeO, CoO, MnO, Cricí oxidy: FeO, CoO, MnO, Cr22OO3, 3, CuO, SeOCuO, SeO22

• barvicí prvky: Aubarvicí prvky: Au

Vznik skla z taveniny

• Sklotvorná tavenina –Sklotvorná tavenina – sklovinasklovina

• Dostatečně rychléDostatečně rychlé zchlazenízchlazení

• Zabránění krystalizaciZabránění krystalizaci

• Skelná transformaceSkelná transformace

Viskozita je klíč k získání skla

Výrobní postup

• Předpis složení skla nebo kmenePředpis složení skla nebo kmene

• Vážení či odměřování surovin, mícháníVážení či odměřování surovin, míchání

• Tavení, čeření a homogenizace (nad 1200°C)Tavení, čeření a homogenizace (nad 1200°C)

• Tvarování (700 – 1000°C)Tvarování (700 – 1000°C)

• Temperování (450 – 550°C)Temperování (450 – 550°C)

• Zušlechťování sklaZušlechťování skla-brou-broušení, rytí, malování, pískováníšení, rytí, malování, pískování

Základní typy historických skel

• Sodná: NaSodná: Na22O – CaO – SiOO – CaO – SiO22

• Draselná: KDraselná: K22O – CaO – SiOO – CaO – SiO22

• Smíšená: NaSmíšená: Na22O – KO – K22O – CaO – SiOO – CaO – SiO22

• Olovnatá: KOlovnatá: K22O – CaO – PbO – SiOO – CaO – PbO – SiO22

Historické suroviny

• křemen, písek -křemen, písek -> SiO> SiO22

• přírodní sodapřírodní soda (trona) (trona) – Na – Na22COCO3 3 --> Na> Na22OO

• vápenec – CaCOvápenec – CaCO3 3 --> CaO> CaO

• popel – popel – momořské rostliny, buk, dub, smrk, kapradířské rostliny, buk, dub, smrk, kapradí NaNa22COCO33, K, K22COCO33, CaCO, CaCO33

• potaš - Kpotaš - K22COCO3 3 --> > KK22OO

• olovo -olovo -> PbO, Pb> PbO, Pb33OO44

Složení popelu z mořských rostlin

Složení popelu ze stromů a kapradí

Příklad složení popela a výluhu

Popel-L Výluh

Na2O 0 0

K2O 1 59

MgO 9 1

CaO 32 2

MnO 8 0

Al2O3 2 0

Fe2O3 1 0

SiO2 9 1

P2O5 3 0

Suma 65 64

hmot.%hmot.%

Příklad složení historických skel

Na2O 0.06

K2O 16.95

MgO 3.98

CaO 14.56

MnO 3.58

Al2O3 1.50

Fe2O3 0.41

SiO2 57.52

P2O5 1.42

Výluh 22

Popel-L 35

Písek 43

Suma 100

Sklárna Moldava, Krušné horySklárna Moldava, Krušné hory (hmot.%) (hmot.%)

RecepturaReceptura

Tavení skla v pánvích

Tavení skla v pánvích