بخشی از مقاله
بازیافت شیشه
پیشگفتار :
شیشه برای بسته بندی بسیاری از مواد غذایی مانند آب میوه، ژله وروغن گیاهی وغذای کودک و به کار می رود .پنج درصداز وزن و دو دراز صد حجم سیل زباله های جامد را شیشه تشکیل میدهد برخلاف کاغذ که از سوختن آن بخار و الکتریسیته تولید می شود سوزاندن شیشه یک پیشنهاد خوب نیست .
مقدمه :
شیشه هیچ انرژی گرمایی را برای تولید بخار و الکتریسیته ایجاد نمی کند چون کاغذ می سوزد ولی شیشه فقط ذوب می شود .دفن شیشه هم باعث حفظ ارزش های آن نمی شود بنا براین بازیافت معمولا بهترین انتخاب است.
بازیافت شیشه باعث ذخیره انر ژی بالنسبه خوبی می شود استفاده از شیشه های بازیافتی برای ساختن تولیدات جدید40 درصد انرژی کمتری نسبت به ساختن این محصولات از مواد خام و جدید دارد . بازیافت باعث ذخیره انر ژی می شود چون خرده شیشه های حاصل از مواد بازیافتی نسبت به مواد خام نیاز به درجه حرارت کمتری برای ذوب شدن دارد.مواد تازه برای ساختن شیشه عبارت است از (ماسه – کربنات سدیم – سنگ آهک) شیشه های کهنه به آسانی
تبدیل به بطری و شیشه ها ی دهن گشاد و یا محصولاتی مانند عایق های فایبر گلاس می شود. بازيافت شيشه در حال افزايش است. نرخ متوسط باز يافت شيشه 33% در آمريكا و 90% در برخي كشورهاي اروپايي مانند سوييس است. بعد از خمير شيشه, دومين كاربري ظروف شيشه اي بازيافتي فايبر گلاس عايق (40% از ماده اوليه) است. ماسه سيليس مورد استفاده در سايش معمولاً در بازيافت فولاد مصرف ميشود. بازيافت ماسه ريخته گري بدليل مشكلات دفع و آماده سازي آن رو به افزايش است.
واژگان کلیدی :
شیشه ، بازیافت ، Glass
فصل اول
کلیات و اطلاعات اولیه
اطلاعات اولیه
شیشههای معمولی که در زندگی روزمره بکار می‌روند، عمدتا شامل سیـلیس ، کربنات کلسیم ( یا آهک ) و کربنات سدیم و زغال کک است ( گاهی از فلدسپار و دولومیت نیز استفاده می‌شود ). معمولا این مواد را به صورت پودر یا دانه‌هایی به قطر 0.2 تا 2 سانتی‌متر ، مصرف می‌کنند. البته برای تهیه شیشههای مرغوب و کریستال ، از سیلیس تقریبا خالص (کوارتز) استفاده می‌شود. در شیشههای معمولی حدود ½ درصد آلومین و 0.08 درصد اکسید آهن III نیز وجود دارد.
تاریخچه شیشه سازی
صنعت شیشه‌سازی ، در ایران سابقه بسیار طولانی دارد که به حدود پیش از 2000 قبل از میلاد می‌رسد. کشف یک ظرف شیشه‌ای زرد رنگ صدفی با زینتی شبیه به خطوط شکسته موج‌دار که در یکی از قبرستانهای لرستان پیدا شده ، یک گردن‌بند شیشه‌ای حاوی دانه‌های آبی رنگ متعلق به 2250 سال پیش از میلاد ، در ناحیه شمال غربی ایران و قطعات شیشه‌ای مایل به سبز که در کاوشهای باستان شناسی لرستان ، شوش و حسنلو بدست آمده است، نشان دهنده سابقه تاریخی صنعت شیشه‌سازی در ایران است.
سیر تحولی و رشد
کشف بطریهای گردن دراز که دهانه آن با نقره مسدود شده بود در قرن 12 میلادی ، قالبهای ساخت وسایل شیشه‌ای در نیشابور ، نشان دهنده شتاب بیشتر صنعت شیشه‌گری در اوایل رواج اسلام در ایران است که به‌تدریج با رونق صنعت شیشه‌سازی در ایتالیا ، راه زوال را در پیش گرفت که تا قرن هفدهم میلادی ادامه یافت. از آن پس ، رونق و بازسازی این صنعت دوباره شروع شد و به مدد مهارت ایرانیان در رنگ آمیزی شیشه ، شتاب چشمگیری پیدا کرد. از آن جمله ، می‌توان ساختن انواع محصولات مختلف شیشه‌ای از ابریق گرفته تا گلدان ، بطری و … در شیراز ، اصفهان و قم در قرنهای دوازدهم و هجدهم میلادی را برشمرد. اما از آن زمان به بعد ، بی‌لیاقتی و غفلت دولمتردان وقت باعث شد صنعت شیشه‌سازی در ایران افت کند.
مراحل مختلف تهیه شیشه
1. تهیه مواد اولیه و تبدیل آنها به پودر با دانه‌بندی بین 0.1 تا 2 میلی‌متر
2. توزین هر یک از مواد اولیه به نسبتهای مورد نظر و مخلوط کردن آنها همراه با 4 تا 5 درصد آب و انتقال مخلوط به کوره
3. ذوب کردن مخلوط در کوره و تهیه خمیر شیشه
4. بی‌رنگ کردن خمیر شیشه و خارج کردن گازها
5. تبدیل به فرآورده‌های مورد نیاز بازار و صنایع
6. نپختن شیشه ( قرار دادن شیشه داغ در کوره‌هایی که دمای کمی دارد، برای کاهش شکنندگی شیشه)
فرآورده‌های مختلف شیشه‌ای
در حال حاضر ، صنایع شیشه‌سازی عمدتا در پنج شاخه اصلی مصرف در ایران فعالیت دارند:
• ساختمان سازی
• صنایع غذایی
• تهیه لوازم خانگی
• صنایع خودرو سازی
• صنایع دارو سازی و آزمایشگاه
انواع مهم فراورده‌ههای شیشه‌ای
شیشه جام
این نوع شیشه ، برای مصرف در پنجره ، قاب عکس و غیره تهیه می‌شود و دارای سطح کاملا صاف است. در مرحله تولید با عبور خمیر شیشه بین دو غلطک صاف افقی ، عمودی و یا عبور از روی قلع مذاب به دستگاه برش و کوره پخت هدایت می‌شود.
انواع بطری
برای تهیه بطری ، خمیر شیشه را از بالای ماشین قالب‌زنی توسط قیچی مخصوص به صورت لقمه‌هایی در آورده ، به قسمت قالب‌زنی وارد می‌کنند و از پایین ، هوا در آن می‌دمند تا شکل مطلوب به خود بگیرد. برای تهیه انواع لیوان ، استکان ، لوله چراغ نفتی و فانوس ، مانند تهیه بطری عمل می‌شود، ولی بجای دمیدن هوا ، از قالب ویژه استفاده می‌شود.
شیشههای ایمنی بدون تلق
این نوع شیشه‌ها برای ویترینها و شیشههای عقب و کناری خودرو تهیه می‌شوند. پس از مراحل برش و شکل‌دهی ، در پرسهای مخصوص ، آنها را در کوره الکتریکی تا °650C گرم کرده ، بطور ناگهانی سرد می‌کنند تا بر اثر تبلور جزئی ، بر مقاومت آنها افزوده می‌شود.
شیشه ضد گلوله
این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلی‌متری و دو لایه تلق ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلاء ، هوای بین لایهها را خارج کرده ، ضخامت شیشه و تلق را به هم می‌جشبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه می‌دارند تا لایهها کاملا به همدیگر بچسبند.
الیاف شیشه‌ای
این نوع الیاف ، با عبور خمیر شیشه از منافذ باریک یک قسمت غربال مانند ، تهیه می‌شوند. از این نوع الیاف ، در تهیه پارچه ، پتو و لحاف و عایق‌بندی دستگاههای حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی ، صحافی و غیره استفاده می‌شود.
شیشههای مخصوص
شیشه‌ها نشکن
این نوع شیشه‌ها دارای ضریب انبساط بسیار کم‌اند و در مقابل تغییر ناگهانی دما یا ضربه ، مقاومت زیادی دارند. از این رو ، از آنها برای تهیه ظروف و وسایل آزمایشگاهی و اخیرا ظروف آشپزخانه استفاده می‌شود.برای تهیه این نوع شیشه‌ها ، به جای Na2O و CaO از Zr2O3 ، Al2O3 و B2O3 استفاده می‌کنند که به نام شیشههای پیرکس ، ینا و کیماکس شهرت دارند.
شیشههای بلور
این نوع شیشه‌ها بسیار ظریف و مشابه به کریستال‌اند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آنها کمتر است. دارای 75 درصد سیلیس ، 18 درصد و 7 درصد Cao اند.
شیشههای سرب‌دار
این نوع شیشه‌ها از شیشههای معمولی شفافتر و سنگی‌ترند و ضریب شکست بالاتری دارند و دارای سه نوع‌اند:
کریستال: که بسیار شفاف ، سنگین ، صدادار و قابل تراش است و نور را در خود می‌شکند و طیف رنگی میدهد. از این رو ، در تهیه گلدان ، لوستر و … بکار می‌رود. دارای 53 درصد سیلیس ، 11 درصد و 35 درصد Pbo است.
اشتراس:که سنگ نو نیز نامیده می‌شود و از آن ، جواهرات مصنوعی درست می‌کنند. دارای 40 درصد سیلیس 7 درصد و 52 درصد Pbo است.
فلینت:که در تهیه عدسی دوربینهای عکاسی و اسباب دقیق فیزیکی بکار می‌رود. دارای 20 تا 54 درصد سیلیس ، 5 تا 12 درصد و 34 تا 80 درصد سرب است.
شیشه ضد پرتوها :این نوع شیشه ، شامل یک قسمت و چهار قسمت pbo است، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده ، جلوی اثرات زیان‌بار آنها را می‌گیرد.
شیشه جاذب نوترون :این نوع شیشه‌ها با افزایش اکسید کادمیم ( CdO ) به شیشه معمولی تهیه می‌شوند و به‌عنوان حفاظ در مقابل تابشهای نوترونی ، بویژه در ارتباط با راکتورهای اتمی کاربرد دارند.
شیشه شفاف در مقابل IR :این نوع شیشه با اضافه کردن مقدار زیادی آلومین Al2O3 به شیشه معمولی حاصل می‌شود و در دستگاههای طیف نمایی و طیف نگاری IR مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شیشه ضد اسید فلوئوریدریک :می‌دانیم که بعضی مواد شیمیایی مانند HF بر شیشه اثر می‌کنند. این تاثیر در واقع به واکنش سیلیسی موجود در شیشه با فلوئورید هیدروژن است که تولید اسید می‌کند. از این خاصیت در حکاکی و نقاشی روی شیشه استفاده می‌شود. اگر مقدار کافی فسفات آلومینیم که ساختار سیلیکات آلومینیم را دارد، در ساختار شیشه وارد شود، شیشه بدست آمده ، مقاومت قابل توجهی در برابر HF از خود نشان میدهد. علت این است که HF بر فسفات آلومینیم اثر ندارد.
شیشههای رنگی :برای برخی مصارف ویژه ، تهیه شیشههای رنگی ضرورت دارد. برای این کار ، عمدتا از اکسید فلزات استفاده می‌شود. برای مات یا شیری کردن شیشه ، فلوئوریت کلسیم ، کریولیت ، اکسید آنتیموان (III) ، فسفات کلسیم ، سولفات کلسیم و دی‌اکسید قلع استفاده می شود، زیرا این مواد ، رسوبهای کلوئیدی در خمیر شیشه تولید می کنند که پس از سرد شدن ، سبب شیری شدن آن می‌شوند.
انواع بازیافت مواد :
بازیافت كاغذ
بازیافت در مفهوم رایج آن به معنی استفاده مجدد از مواد دور ریختنی پس از اعمال پردازشهای خاص بر روی آنهاست . امروزه اقلام متعددی از زباله های شهری كه حجم قابل توجهی را شامل می شوند . قابلیت بازیافت دارند . كاغذ كه یكی از اقلام با ارزش مواد زائد جامد است سلطان زائدات لقب گرفته است .
گرچه یكی از اهداف مدیریت نوین مواد زائد جامد ، كاستن از حجم زباله های دفن شده در زمین است ، ولی بازیافت كاغذ ، همانند انواع دیگر بازیافت ، علاوه بر تامین این هدف اساسی ، ارزش و اهمیت خاص دیگری نیز دارد . كاغذ باطله علاوه بر این كه خود موجب آلوده شدن محیط زیست ( خاك ، آب )می شود حاصل قطع درختان كه یكی از ارزشمندترین نهاده های طبیعی محیط زیست زمین بشمار می رود ، است و افزایش تولید آن برای تامین نیازهای رو به افزایش بازار مصرف منجر به قطع فزاینده درختان سرسبزی می شود كه ششهای طبیعی كره زمین محسوب می شوند .
یكی از نتایج مصرف دوباره كاغذهای باطله ، ، كاستن از فشار وارده بر طبیعت است تجربه نشان می دهد كه برای تولید یك تن كاغذ به 17 اصله درخت قطع شده نیاز است . علاوه بر این، در فرایند تولید كاغذ از الیاف گیاهی درختان ،400 هزار لیتر آب و 4 هزار كیلو وات برق مصرف می شود .
فرایند بازیافت كاغذ :
بازیافت كاغذ از طریق فرآیندی صورت می گیرد كه كاغذه ای دور ریختنی جمع آوری شده را برای تولید ورقه های كاغذی با ضخامت متفاوت به خمیر تبدیل می كنند . بطور كلی در كارخانه های بازیافت كاغذ ابتدا كاغذهای باطله در انبار به قسمت خرد كن وارد می شود و پس از آن وارد دستگاه خمیر سازی می گردد. خمیر حاصل از این دستگاه توسط پمپ روی دستگاه تولید مقوا ریخته می شود . در این قسمت به كمك سیتم مكش ، خمیر و آب از هم جدا می شوند و خمیر
در اثر فشار زیر غلتك آبگیری و نازك می شود پس از آن خشك كن تا 180 درجه سانتیگراد ورقه های كاغذ را خشك می كند و در مرحله بعد این ورقه ها اتو شده و مقوا تولید می گردد مراحل خرد كردن ، خمیر كردن ، قالب ریزی ، خشك كردن ، اطوكشی و برش ، مهمترین مراحل فرایند بازیافت كاغذ در كارخانه هاست . امروزه مهمترین مصرف كاغذ های بازیافتی در مصارف صنعتی مانند بسته بندی كفش ، شانه تخم مرغ ، بسته بندی شیرینی و مانند آن است .
شیشه
امروزه در كشورهای مختلف جهان بازیافت زباله بسیار معمول است و به علت اهمیتی كه مواد اولیه در فعلیتهای صنایع دارند و نیز محدودیت منابع و افزایش قیمت اولیه مواد خام و سر انجام به دلایل ملاحظات زیست محیطی ، اجزای تركیبی زباله نظیر كاغذ ، مقوا ، پلاستیك ، فلزات و شیشه از طریق بازیافت مورد استفاده مجدد قرار می گیرند .
شیشه كه یكی از مهمترین این مواد می باشد نیز از این قائده مستثنی نمی باشد .شیشه ماده بسیار سختی است كه به آسانی می شكند شیشه از ذوب ماسه با چند ماده شیمیایی دیگر درست می شود جمع آوری و بازیافت شیشه باعث افزایش بهره وری در كل سیستم تولید شیشه بسته بندی شده است . استفاده از شیشه كهنه برای ساخت محصولات شیشه ای جدید مزایای بسیار دارد از آن جمله می توان به مصرف كمتر انرژی اشاره نمود . استفاده از مواد خام
برای تولید شیشه نیازمند صرف انرژی زیاد می باشد در حالی كه اگر از شیشه خرد شده استفاده شود عملیات در دمای پائین تر قابل انجام است . واضح است دمای پائین تر استهلاك كوره و قالب ها و ابزارهای دیگر را تاحد زیادی كاهش می دهد . بنابر این استفاده از شیشه های كهنه در صنعت ساخت شیشه های بسته بندی از دو نظر صرفه اقتصادی دارد یكی از نظر كاهش مصرف انرژی و دیگر از جهت كاهش استهلاك و هزینه تعمیر قطعات .
شیشه های مورد استفاده در بسته بندی از نظر رنگ به سه دسته عمده تقسیم بندی می شوند . حدود 58 درصد از كل شیشه ها بسته بندی تولیدی به رنگ شفاف ، 35 درصد قهوه ای ، 6 درصد سبز رنگ و یك درصد به رنگ آبی و رنگهای دیگر ساخته می شوند . واضح است برای ساخت شیشه شفاف نمیتوان از شیشه رنگی استفاده كرد . بنابر این یكی از محدودیتهای موجود بر سر راه رشد بازیافت شیشه ، لزوم جداسازی مواد مواد جمع آوری شده از نظر رنگ می باشد .
فرایند بازیافت شیشه
پس از جمع آوری شیشه خرد شده با مقدار مناسب سود و ماسه و سنگ آهك مخلوط می شود و در كوره به صورت مذاب در می آید . این مواد مذاب سپس در قالبهای مخصوص به شكل ظروف مورد نیاز ریخته گری می شود .
بازیافت (PET)
بازیافت به معنای جمع آوری و پلیمر كردن مجدد مواد اولیه است تولید ومصرف pet روز به روز در حال افزایش است . انباشته شدن بطریهای پلی اتیلن ترفتالات pet در محیط زیست علاوه بر زیانهای زیست محیطی ، زیانهای ناشی از مصرف منابع را نیز در بر دارد .
Pet از پلاستیكهای گرما نرم است كه بازیافت آن مشكلاتی متعدد در بر دارد به طوری كه در حال حاظر بخش عظیمی از pet با زیافتی به دلیل افت خواص ویژیگیها برای تولید محصولاتی مشابه محصولات ابتدایی مناسب نیست .
از خرد كردن بطریهای pet ریز دانه ایی به دست می آیند كه به صورت جزء سخت در تولید الوارهای پلاستیكی پلی اولفینی استفاده می شوند . در این میان فرآیند نوین اكستروژن واكنشی ، نوید بخش بازیافت pet با خواص مشابه رزین اولیه آن است كه ارزش افزوده بازیافتی را بالا می برد
كاربردهای پلی اتیلن ترفتالات
با جمع آوری و بازیابی این بطریها می توان محصولات بسیار متنوعی تولید كرد . در حال حاظر این روند با سرعت در حال گسترش است . تعداد طرحهای جمع آوری و جداسازی بطریها از زباله های دیگر در حال افزایش است و مصرف كنندگان ، تعداد بیشتری از ظروف مصرف شده را به منظور بازیافت بر می گردانند . همچنین كیفیت و كارایی سیستم های تفكیك زباله در حال بهبود است .و تنوع كاربردهای نهایی بیشتر می شود .
بر اساس آمار منتشر شده از سوی سازمان اروپایی بازیافت ظروف ( پلی اتیلن ترفتالات ) ( Petcore ) تعدا ظروف پلاستیكی جمع آوری شده در اروپا از جنس PET ، در سال 1998با یك ركورد تازه رسیده است . طبق بررسی این سازمان ، در این سال حدود 170.000 هزار تن ( معادل 3.4 میلیارد عدد) بطری جمع آوری و بازیافت شدند این مقدار نسبت به سال 1997 ( 62.000 تن ) 57 درصد افزایش یافته و ظرفیت بازیافت نیز در این سال به 190.000 تن رسیده است . دلیل این افزایش ظرفیت ، توسعه و روز تهیه كردن واحدهای موجود و افزایش كارایی بازیافت كنندگان است . در سال 1998 ، سرمایه گذاریهای جدیدی نیز در این زمینه انجام شده است و نتیجه ظرفیت بازیافت بطریهای pet در سال جاری به 200.000 تن رسیده است .
در سال 1998 ، 77.000 تن بطری pet در جهان بازیابی شده است و در سال 1999 با 14 درصد افزایش به 88.000 تن رسید .
فرایند بازیابی پلاستیكها در مجموع شامل عملیات و فرآیندهایی است كه در آن مواد دست دوم بصورت محصول جدید و یا منومر تشكیل دهنده تبدیل می گردد.
امروزه پلاستیك ها و و لاستیك ها كه از پلیمرهای مصنوعی به شمار می روند جایگاه خاصی را در صنایع به خود اختصاص داده اندمواد پلاستیكی بعلت خواص منحصر بفرد مانند : سبكی ، شكل پذیری ، استحكام انعطاف پذیری ، سختی مقاومت در برابر عوامل شیمیایی و بسیاری خواص متفاوت دیگر كاربردهای
گسترده ای پیدا نمودند فر آوری پلاستیكها انرژی بسیار كمتر و مواد اولیه بسیار ارزانتری نسبت به فلزات و موارد مشابه دیگر نیاز دارند ماده اولیه پلاستیكها نفت یا زغال سنگ است و زمانی كه به صورت ضایعات صنعتی و شهری در می آیند ، بازیافت صحیح و اصولی آن می تواند می تواند نقش بسیار مهمی در جلوگیری از آلوده شدن محیط زیست داشته باشد . در گذشته تصور می شد كه با دفن ضایعات پلاستیكی ، ضمن انكه می توان از شر آن خلاصی یافت ، در زیر زمین همانند برگ درختان می پوسند و از بین می روند ، اما زمانی كه به علت كمبود مجبور به استفاده از از زمینهای دفن زباله شدند ، دریافتند كه ضایعات
پلاستیكی و لاستیكی بدون تغییر و تخریب بر جای مانده اند و دفن كردن راه حل اساسی برای از بین بردن این ضلیعات پلیمری نیست . متاسفانه با افزایش روز افزون كاربرد وسیع مواد پلاستیكی و لاستیكی در صنایع مختلف بر حجم اینگونه ضایعات نیز افزوده می شود ، بطوری كه آمار بدست آمده در سال 1993 نشان می دهد كه فقط در اروپای غربی 26 میلیون تن پلاستیك مصرف شده كه 14 میلیون تن آن ضایعات بوده است . در ایران نیز در سال 1376 بیش از 600 هزار تن
پلاستیك مصرف شده است كه از این مقدار 315 هزار تن انواع پلی اتیلن سبك ، سنگین و خطی و 200 تن پلی پروپیلن بوده است كه در تهیه كه در تهیه لوله ظروف و اتصالات و الیافف مصنوعی به كار گرفته است .
شيشه دست سازشيشه دست ساز يا شيشه فوتي يكي از صنايع دستي قديمي ايران است و به فرآورده يي‌‌اطلاق ميشود كه مراحل اساسي توليد آن با دست انجام گرفته باشد. قدمت اين محصول به 2500 تا 3000 سال پيش از ميلاد ميرسد. شيشه جسمي است شفاف، شكننده و تركيبي از سيليكاتهاي قليايي كه اين اجسام را در‌كوره ذوب مي‌نمايند و بوسيله دست يا به كمك قالب‌هاي مخصوص به آنها شكل ميدهند.اشيايي كه از مناطق مختلف كشور نظ‌ير شوش، ري، ساوه، و نيشابور از زير خاك به دست‌‌آمده نشان دهنده ساخت اينگونه ظروف در اكثر نقاط كشور در گذشتههاي دور ميباشد.ظروف شيشه يي در
اوايل دوره ي اسلامي بيشتر شامل بط‌ري، قوري، گلدان و فنجان بوده‌‌است كه براي مصارف خانگي بكار مي‌رفته. برخي اشيا باقي مانده متعلق به قرون هشتم و‌نهم ميلادي است كه بدون تزئين ميباشد. همچنين تعدادي دكمه شيشه يي كه طي يكي از‌حفريات ناحيه ي حسنلو بدست آمده متعلق به عهد هخامنشي است كه بر وجود و رونق‌‌شيشه گري در آن عصر گواهي ميدهد. يكي ديگر از فنون مرتبط با شيشه گري دستي، تراش شيشه بوسيله ي دست يا چرخ است و‌در روي بعضي از ظروف شيشه يي قرن نهم كه در سامره و ايران پيدا شده تراشهايي عالي‌‌از صورت انسان وجود دارد. براي مثال اشيا كشف شده توسط هيات
اكتشافي موزه ي متروپوليتن در نيشابور را مي‌توان نام برد. هم اينك شيشه گري در بخشهايي از كشور رواج دارد و دست اندركاران آن با كمك وسايل ابتدائي مصنوعاتي مصرفي و هنري توليد ميكنند. كارگاههاي شيشه گري معمولا داراي سقفهاي بلند و پنجرههاي بلند هستند كه باعث خروج‌‌هواي گرم ناشي از كار كردن كوره‌ها ميشود و هواي داخل كارگاه را متعادل و قابل تحمل‌نگاه ميدارد. براي استفاده از چند نوع شيشه با رنگهاي متفاوت در هر كارگاه شيشه گري‌دو يا
چند كوره اصلي وجود دارد. ماده اوليه براي ساخت شيشه بيشتر ضايعات شيشه يي و‌شيشه خرده هايي است كه از نقاط مختلف شهرها جمع آوري ميگردد و گاهي نيز از سيليس‌كه ماده اصلي شيشه است به عنوان ماده ي اوليه شيشه گري استفاده ميشود. درجه حرارت لازم براي ذوب سيليس 1827 درجه
سانتيگراد است. اما در مواردي كه مخلوط شيشه و سيليس مورد استفاده قرار گيرد به منظور پائين آوردن درجه ذوب مواد ديگري‌مانند كربنات، براكس، شوره، نيترات و مواد قليائي ديگر به ماده ي اوليه افزوده ميشود. يكي از مهمترين عوامل در شيشه گري دستي نحوه ي ساخت رنگهاي شيشه است. براي اين‌‌منظور از اكسيدهاي فلزات كه به صورت پودر در بازار وجود دارد استفاده مي‌نمايند. مصنوعات شيشه يي به دو گونه فوتي و پرسي توليد ميشود. براي توليد شيشه ي
فوتي ابتدا مواد اوليه مصرفي كه عمدتا خرده شيشه است در داخل‌‌كوره ريخته و حرارت داده ميشود تا به صورت مذاب در آيد. اين عمل، يعني تبديل شيشه‌خرده به شيشه ي مذاب به نسبت درجه ي حرارت كوره بين 36 تا 48 ساعت به طول‌ميانجامد و هنگامي كه شيشه به صورتي كاملا مذاب در آمد، استاد كار وسيله اي فلزي بنام دم را به داخل شيشه ي مذاب فرو برده و كمي آنرا مي‌چرخاند و بعد از اينكه مقدار كمي از شيشه ي مذاب كه اصطلاحا بار ناميده ميشود از داخل
كوره برداشته شد، در لوله مي‌دمد‌تا گوي كوچكي كه به گوي اول موسوم است به دست آيد بعد از سر دو سخت شدن اين‌‌گوي مجددا دم را به داخل شيشه ي مذاب فرو برده و شيشه لازم را براي ساخت وسيله ي مورد نظر بر ميدارد تهيه ي گوي اول به صنعتگر كمك مي‌كند تا مقدار شيشه يي كه در‌مرحله ي دوم بر ميدارد در تمام نقاط داراي قطر مساوي بوده و شيئي كه ساخته ميشود در‌تمام نقاط قطر يكسان داشته باشد. اما بدليل آنكه در اين مرحله، غلظت شيشه ي
مذاب‌براي فرم پذيري كم است و از سويي حتما مي‌بايست داراي قطر مساوي و فرم مناسب‌‌باشد، لوله ي دم روي ميله يي كه داراي سرد و شاخه است قرار گرفته و صنعتگر ضمن‌چرخاندن مداوم آن به وسيله ي قاشق چوبي به فرم دادن شيشه مي‌پردازد و براي‌پيشگيري از چسبيدن شيشه ي مذاب به قاشق هر چند يكبار آن را به وسيله ي آب خيس‌ميكنند كه به اين كار قاشقي كردن بار مي‌گويند. بعد از مرحله ي قاشقي كردن بار، گوي‌در داخل قالب قرار گرفته و عمل
دميدن به وسيله ي دهان و در مواردي به وسيله ي‌كمپرسور انجام ميشود. شيشه ي پرسي نيز همانند شيشه ي فوتي نياز به سرد شدن تدريجي دارد و به همين جهت‌ميبايست بعد از تكميل جهت رسيدن گرمايش به درجه ي حرارت هواي معمولي داخل‌‌گرمخانه قرار داده شود. بعد از مرحله ي ساخت نوبت به عمليات تكميلي ميرسد و محصول شيشه اي به وسيله ي‌تراش، نقاشي يا مات كردن تزئين ميگردد. براي مات كردن شيشه مي‌بايست از اسيدي كه بتواند قسمتي از سطح شيشه را در خود حل كند استفاده شود تنها اسيدي كه شيشه در برابر آن مقاومت ندارد اسيد فلوريدريك است‌‌اما كار كردن با اين اسيد
بسيار خط‌رناك است و در ضمن مقرون به صرفه نيز نيست.بنابراين بجاي آن از محلول آمونيوم هيدروژن فلوريديا مواد مشابه ديگر براي مات كردن‌‌شيشه استفاده ميكنند. براي مات كردن شيشه، وسايل شيشه اي را به مدت چند دقيقه در محلول قرار داده و‌سپس خارج مي‌نمايند و با آب مي‌شويند رنگهايي كه معمولا براي نقاشي روي شيشه بكار‌ميرود اكسيدهاي فلزات مختلف بصورت پودر است كه با تربانتين و روغن مخصوصي مخلوط‌ساييده ميشود و آنرا به صورت مخلوط
غليظي در مي‌آورند و با آن بروي شيشه نقاشي‌‌ميكنند سپس به منظور ثابت كردن رنگ اشيا نقاشي شده، آنها را به مدت 2 تا 4 ساعت‌‌در كوره يي با دماي 500 تا 600 درجه ي سانتيگراد قرار ميدهند، سپس كوره را خاموش و‌بعد از سرد شدن كامل كوره، اشيا را از آن خارج مي‌نمايند. جهت تراش روي شيشه از سنگ مخصوصي كه درجه سختي آن بيش از سختي شيشه است‌‌استفاده مي‌نمايند. براي اين منظور از سنگهاي ديسك مانندي كه با سرعت لازم قادر به‌‌چرخش هستند استفاده به عمل مي‌آيد. سرعت چرخهاي تراش و ديسك تراشكاري بستگي‌مستقيم به نوع تراش دارد. صنعتگران تراشكار نخست محلهايي
را كه مي‌بايست تراش بخورد مشخص نموده و سپس با‌نگهداشتن ظرف شيشه يي در دست و نزديك كردن آن به سنگ تراش نقش دلخواه روي‌‌شيشه را حك مي‌نمايند و سپس آن قسمتها را صيقل ميدهند. هم اكنون محصولات شيشه يي دست ساز كشورمان شامل انواع ظروف مصرفي و تزئيني‌است كه بخش عمده ي آن توسط كارگاههاي شيشه گري تهران توليد و عرضه ميشود.يكي از طرح‌هاي جذاب و زيباي شيشه‌هاي تزئيني ، شيشه‌هاي فيوزينگ ميباشد .
در شيشه‌هاي فيوزينگ طرح مورد نظر با برش‌هايي از شيشه و توسط اعمال حرارت به صفحه اصلي شيشه‌اي فيوز ميگردد (اتصال مي‌يابند) . براي توليد شيشه‌هاي فيوزينگ تزئيني به كوره ، كفي كوره ، آستركف و شيشه نيازمنديم . كوره فيوزينگ مهمترين وسيله لازم براي فيوز شيشه ميباشد . اين كوره با پوشش‌هاي سراميكي سنتي يا با دستاوردهاي جديد ساخته ميشود . تفاوت بين كوره سراميكها و كوره فيوزينگ شيشه در محل المنتها است . كوره
فيوزينگ داراي المنتهاي الكتريكي ميباشد كه در بالاي كوره و در كناره‌ها و كف كوره قرار دارند . دليل اين امر انتشار يكسان حرارت در تمام سطح شيشه ميباشد . كوره‌هاي گازي نيز مي‌توانند براي فيوزينگ استفاده گردند ، اما در اينصورت مشكلات زيادي به وجود خواهد آمد . انواع كوره‌ها : المنتهاي حرارتي كوره‌هاي الكتريكي ممكن است در بالاي كوره يا اطراف ديواره‌هاي داخلي كوره باشد . كوره‌هايي كه المنتهاي حرارتي آنها بالاي كوره قرار دارند حرارت از بالا (
Top Fired ) ناميده مي‌شوند و آنهايي كه المنتهاي حرارتي‌شان در كناره‌هاي كوره كار گذاشته شده است حرارت از كنار ( Side Fired ) ناميده مي‌شوند . مكان و نظم المنتهاي حرارتي توسط چگونگي حرارت ديدن شيشه تعيين ميگردد . كوره فيوزينگ شركت آبگينه از نوع حرارت از بالا ميباشد كه داراي 15 المنت حرارتي در سقف كوره يعني بر روي درب آن است . در توليد محصولات فيوزينگ مهمترين عامل شيشه‌هاي مخصوص فيوزينگ مي‌باشند كه بايد ضريب
انبساط حرارتي متناسبي داشته باشند . از لحاظ فيوزينگ شيشه ، اگر دو شيشه بتوانند با هم فيوز شوند ، هماهنگ هستند . در اين حالت پس از خنك كردن مناسب تا دماي اتاق ، هيچ تنش بيش از اندازه‌اي كه منجر به شكست شود ، در قطعه نهايي وجود ندارد . آزمايشهايي كه براي تشخيص هماهنگي شيشه‌ها وجود دارند عبارتند از : 1) كشش ريسمان 2) تنش سنجي 3) آزمايش قطعهبه عنوان مثال آزمايش كشش ريسمان خيلي سريع و بدون استفاده از كوره انجام ميشود و بر اساس اين واقعيت است كه اگر رشته‌اي از دو شيشه كشيده شده كه شبيه به هم منقبض نمي‌شوند ، به يكديگر فيوز شوند ، رشته خم خواهد شد . مراحل عمليات حرارتي براي فيوزينگشش مرحله در سيكل حرارتي فيوزينگ وجود دارد كه دو مرحله براي گرمايش و چهار مرحله براي سرمايش بوده و
عبارتند از : 1) گرمايش اوليه : مرحله‌اي است كه شامل حرارت دادن شيشه از دماي اتاق تا درست بالاي دماي نقطه كرنش شيشه ميباشد . در شيشه‌هاي رنگي اين دما رنجي از 400 تا c 0 485 ميباشد . در طول اين مرحله گرمايش در سرعتي درست زير سرعت دمايي كه سبب شكست ميگردد ، شروع ميشود . اين سرعت با اندازة ضخيم‌ترين لايه منفرد از شيشه تغيير مي‌كند . هنگاميكه دما به نقطة كرنش برسد مرحله دوم شروع ميگردد . 2) گرمايش
سريع : در اين مرحله شيشه فيوز نشده از دماي نقطة كرنش تا دمايي كه در آن لايه‌هاي شيشه منفرد تا حد مطلوب فيوز نشده‌اند ، حرارت داده ميشود . اين مرحله از سيكل حرارتي در مقايسه با مرحلة قبل خيلي سريعتر ميباشد . دماي فيوز به فرمول شيشه و ضخامت آن بستگي دارد . وقتي كه فيوز دلخواه بدست آمد ، مرحلة بعدي شروع ميگردد . 3) سرمايش سريع : خنك نمودن شيشه فيوز شده از بالاترين دما كه در طول مرحلة گرمايش سريع به آن رسيديم
تا دماي آنيلينگ را سرمايش سريع گويند . براي مقابله با كريستاليزه شدن ، خنك كردن بايد با سرعت خنك شدن كوره مطابقت داشته باشد . هنگاميكه دما به رنج آنيلينگ رسيد (تقريباً c 0 540) مرحلة چهارم شروع ميشود . 4) نگهداري در دماي آنيل : در اين مرحله ، كوره در يك دماي ثابت (دماي آنيلينگ بهينه) نگهداشته ميشود . زمان و دماي نگهداري بستگي به شيشه و ضخامت آن دارد . هنگاميكه دماي شيشه با دماي تاقچه كوره برابر شد و تنشهاي ناشي از نابرابري حرارت دادن يا كار مكانيكي برطرف شد مرحله پنجم آغاز ميگردد . 5) سرد كردن از دماي آنيل :اين دما بين دو دماي نگهداري در آنيل و نقطة كرنش
محدود ميشود . تنها زمان جلوگيري از پيشرفت تنش دائمي در قطعة نهايي در طول اين مرحله ميباشد . 6) خنك كردن تا رسيدن به دماي اتاق :اين مرحله جهت جلوگيري از شكست ميباشد . سرعت حداكثر خنك كردن مجاز براي جلوگيري از شكست بستگي به ضخامت دارد ولي عموماً سريع است . عموماً به كوره‌ها اجازه داده ميشود تا به طور طبيعي خنك گردند . زمانها و دماها براي هر نوع شيشه و براي هر ضخامتي متفاوت ميباشد .از زمان معرفي شيشه فلوت در سال 1959 توسط پيلكينگتون فرآيند فلوت آرام آرام به نحو گسترده‌اي جايگزين فرآيندهاي شيشه تخت گرديده است . امروزه حدود 180 طرح فلوت با
ظرفيت توليدي در حدود 40 ميليون تن در سال وجود دارد . اين مقدار متناظر با حدود 35 % كل توليد شيشه در جهان است .شيشه تخت حاصل از روش فلوت در مقايسه با فرآيندهاي توليد قديمي‌تر شيشه تخت مزايايي دارد كه عبارتند از :-فرآيند فلوت قادر است شيشه تخت با كيفيت بالا در محدوده ضخامتي 5/0 تا 25 ميليمتر با عرض نواري بيش از 3 متر توليد نمايد . -فرآيند توليد شيشه فلوت ظرفيت توليد بالايي را بر خلاف فرآيندهاي قبلي امكان‌پذير مي‌سازد . -فرآيند فلوت پيوسته بوده و امكان اتوماسيون را تا ميزان زيادي ممكن مي‌سازد . -كيفيت نوري سطح شيشه فلوت با شيشه پليت سايش خورده پوليش شده قابل مقايسه است . -با توجه به پيشرفت‌هاي مداوم و بهبودهاي حاصله در 35 سال اخير فرآيند فلوت بي‌دردسرتر و ايمن‌تر از ديگر فرآيندهاي توليد شيشه است .
تاريخچه توليد شيشه شناور :پيوسته كردن فرآيند توليد شيشه تخت كه از اوايل قرن بيستم آغاز شد ، مسير پر فراز و نشيبي را طي كرده است . در اين مسير سه روش كشش ، نورد و شناور ، تقريباً مراحل آزمايشي خود را همزمان آغاز كردند . دو روش اول به سرعت ارزش تجاري خود را كسب كردند و در توليد انبوه شيشه تخت به كار رفتند . اما عدم موفقيت اين روشها در توليد شيشه‌هاي تخت بدون اعوجاج و بدون نوسانات شديد ضخامت و نيز دردسرهاي فراوان پرداخت و صقيل شيشه نورد شده سبب شد تا نهايتاً توجه شيشه سازان به مزاياي روش شناور جلب شود . جرقه فكري روش شناور را فردي بنام “ لومباردو ” ايتاليايي زد كه در سال 1900 راهي براي توليد صفحات دي الكتريك تخت با استفاده از مايعي مثل موم يا پارافين بر روي مايع جيوه ابداع كرد و آنرا به ثبت رساند .
بلافاصله در سال 1920 ميلادي “ ويليام هيل ” آمريكايي روش جديدي را براي توليد شيشه تخت بر اساس روش ابداعي لومباردو به ثبت رساند . در اين روش او مذاب شيشه را بر روي سطح مذاب ديگري از فلزات ريخت و سپس با كشيدن مذاب شيشه بر روي سطح فلز حمام مذاب آنرا به صورت ورقه‌اي صاف درآورد . آزمايشهاي اوليه در سال 1920 در كارخانه “ گريگتون ” از شركت آمريكايي “ Pitsburg Plat Glass ” (PPG) صورت گرفت . در اين كارخانه سعي شد با شناور كردن مذاب شيشه بر روي آنتيموان مذاب ، عمل تخت كردن شيشه صورت گيرد . ولي آزمايش به دليل عدم موفقيت در تهيه و ساخت بدنه حوضچه‌اي كه بتواند
آنتيموان مذاب را نگه دارد متوقف شد . موفقيت ساخت يك واحد آزمايشي به روش شناور در سال 1950 ميلادي نصيب شركت انگليسي “ برادران پيلكينگتون ” شد . در اين روش كه اولين واحد موفق تجاري آن در سال 1959 ميلادي در انگلستان به توليد رسيد مذاب شيشه پس از طي مراحل ذوب و حبابزدايي ، با استفاده از همزنهاي مكانيكي مخصوص ، همگون و با درجه حرارت 1050 درجه سانتيگراد و از طريق آجر نسوز يكپارچه‌اي به نام آجر لبه (Spout) وارد حمام قلع
مذاب ميگردد . مقدار مذاب ورودي به حمام با كمك يك ديواره معلق متحرك (Tweel) كنترل ميشود . مذاب شيشه در حمام قلع ، با شناور شدن بر روي مذاب قلع و در نتيجه تعادل بين نيروهاي كشش سطحي به صورتي كاملاً صاف ، تخت و بدون اعوجاج در مي‌آيد . ضخامت نوار شيشه در داخل حمام قلع با اعمال منحني دمايي خاص و با استفاده از انبركهاي غلتكي مستقر در كناره‌ها و نيز تسمه‌هاي گرافيتي ، ساخته ميشود . شرح كلي فرآيند فلوت :در اين روش ،
شيشه در يك كوره ذوب در دماي حدود 1550 درجه سانتيگراد بدون داگ‌هاوس ذوب ميگردد . از اينرو حركت دوراني و گردابي نوارهاي شيشه رخ نمي‌دهد ، و همين عامل اثر مطلوبي بر خواص نوري شيشه تخت مي‌گذارد . ريزش مذاب شيشه به قسمت فلوت از طريق كانالي رخ ميدهد كه در آن مقدار ريزش به وسيله يك بلوك آجر عمودي (Tweel) كنترل ميگردد . شيشه با دمايي حدود 1050 درجه سانتيگراد از روي يك سنگ لبه از جنس فيوزكست بر روي حمام قلع مذاب مي‌ريزد كه قلب طرح قسمت شناور است و به صورت فيلمي با ضخامت ثابت گسترده ميشود . فيلم مزبور در جهت طولي به صورت نواري با عرض بيش از 3
متر گسترده ميشود و با كنترل از 1050 به 600 درجه سانتيگراد سرد ميگردد . در اين دما ، نوار شيشه پيوستگي و سفتي لازم را دارد كه بتواند از حمام قلع بيرون آورده شده و به كانال تنش‌زدايي برسد . در 150 متر طول كوره تنش‌زدايي كه سخت شدن شيشه رخ ميدهد نوار شيشه با كنترل سرد ميگردد تا از تنشهاي باقيمانده جلوگيري شود . پس از كوره تنش‌زدايي نوار شيشه به صورت پيوسته از بازرسي اپتيكي مي‌گذرد تا معايب شيشه شناسايي گردد و نهايتاً نوار شيشه بريده ميشود . حمام فلوت :حمام فلوت داراي طولي حدود 40-50 متر و عمق تقريبي 6-7 سانتيمتر و عرض متغير 4-7 متر ميباشد . حمام از يك
پوسته فلزي كه داخل آن با كمك آجرهاي شاموتي مخصوص پوشيده شده است ، تشكيل ميشود . نيمي از حمام دو جداره و المنتهاي گرمايي در داخل جداره تعبيه شده‌اند . كنترل دما ، فشار ، اتمسفر و بويژه وضعيت نوار مذاب به صورت اتوماتيك و كامپيوتري انجام ميشود . در واقع قسمت حمام فلوت (حمام قلع) از واني “ نسوز و گرافيت ” براي نگهداري قلع مذاب و همچنين يك اتاق در حد امكان بدون نشت گاز تشكيل شده است كه براي نگهداري اتمسفر احيا كننده “ 10% گاز هيدروژن و 90% گاز نيتروژن ” بكار ميرود تا از اكسيداسيون قلع جلوگيري شود . در فرآيند فلوت از اين واقعيت بهره برده ميشود كه در خصوص دو مايع غير
قابل امتزاج ، مايع با دانسيته كمتر بر روي مايع سنگين‌تر به شكل يك فيلم پخش و گسترده ميشود . يك زمينه محدود كاملاً صاف و مستول از مايع سبك‌تر تحت تأثير وزن مخصوص و انرژي سطحي بوجود مي‌آيد . براي تحقق بخشيدن به فرآيند فلوت به دنبال مايعي بودند كه بتوان بر روي آن مذاب شيشه را ريخت به نحوي كه بتوان سطح كاملاً مستوي و يكنواختي به وجود آورد . اين مايع بايد بتواند شرايط ضروري ذيل را برآورده كند :-دانسيته بايستي بيشتر از دانسيته شيشه gr/cm3 5/2 باشد . -نقطه ذوب بايستي كمتر از 600 درجه سانتيگراد باشد . -فشار بخار مايع در حدود 1050 درجه سانتيگراد حتي‌المقدور كم باشد . -مايع نبايستي با مذاب شيشه واكنش شيميايي بدهد . Ga ، In اساساً براي استفاده در حمام فلوت بر طبق خواص فيزيكي‌شان مناسب هستند . قله مايع
بدين جهت انتخاب شد كه در ميان فلزات بالا ارزانترين بود . اين فلز همچنين كمترين واكنش با مذاب شيشه در 1050 درجه سانتيگراد را داشته و كمترين فشار بخار را دارد . معايب و مشكلات شيشه فلوتيكي از مشكلات اين روش اين است كه لبه ديواره معلق “ Tweel ” در داخل مذاب قرار دارد و اين خود سبب پيدايش ناخالصيها و آلودگي مذاب ميشود كه بعدها پس از مدتي تلاش براي حل اين مشكل با پوشاندن لبه ديواره معلق از پلاتين ، نهايتاً لبه آنرا از مذاب خارج كردند . يكي ديگر از مشكلات بسيار اساسي و مهم اين روش پيچيدگي توليد شيشه‌هاي نازك بود . كارهاي اوليه نشان مي‌داد كه توسعه و پخش مذاب بر روي قلع
تا زماني صورت مي‌گيرد كه ورقه مذاب به يك ضخامت تعادلي در حدود 6 ميليمتر برسد . تجربيات اوليه براي تغيير ضخامت شيشه توليدي با بالا و پايين آوردن سرعت غلتكهاي انتهايي انجام شد ، ولي تجربه نشان داد كه اگر سرعت غلتك انتهايي را براي كاهش ضخامت شيشه كم كنند ، عرض ورقه شيشه به شدت كم ميشود . مثلاً در تغيير ضخامت به اين روش از 6 به 4 ميليمتر عرض ورقه از 5/2 متر به 75 سانتيمتر مي‌رسيد . لذا از همان ابتدا مشخص بود كه براي كنترل
ضخامت ، تحول مهمي بايد در فرآيند توليد شيشه شناور صورت گيرد . براي كنترل ضخامت روي تركيب شيشه نيز كار شد ، ولي نتيجه چندان رضايت بخش نبود . آزمايشهاي انجام شده نشان داد كه تغيير ضخامت با تغيير تركيب كه تعادل بين نيروهاي كشش سطحي را تغيير ميدهد ، قدرت تنظيمي بين 6 تا 7 ميليمتر را بيشتر ندارد . پس از تلاشهاي فراوان ، تغيير منحني دما در حمام قلع و عملكرد توامان تغيير دما و حركت انبرهاي بالشتكي لبه‌گير براي كنترل ضخامت بسيار موفقيت‌آميز بودند . در اين روش مذاب با دماي حدود 1050 درجه سانتيگراد (گرانروي 104 پواز) وارد حمام قلع ميشود . دماي حمام بتدريج كاهش يافته و در
دماي حدود 700 درجه سانتيگراد غلتكهاي زوجي ، لبه‌هاي طرفين شيشه را در اختيار مي‌گيرند . به اين ترتيب عرض شيشه ثابت مي‌ماند . پس از تثبيت عرض و فائق آمدن بر كشش سطحي ، دوباره دماي حمام افزايش مي‌يابد و درجه حرارت نوار شيشه به حدود 850 درجه سانتيگراد ميرسد . در اين مرحله سرعت غلتكهاي انتهايي را افزايش داده و ضخامت را كنترل و تنظيم ميكنند . بدين ترتيب امكان توليد شيشه‌هاي نازكتر از 6 ميليمتر و يا ضخيمتر از آن به روش شناو
ر فراهم ميشود . براي توليد شيشه‌هاي ضخيمتر از ضخامت تعادلي ، حركت مذاب در حمام قلع توسط موانع يا ميله‌هاي گرافيتي كنترل ميگردد و مانع از پخش آن در عرض حمام مي‌شوند . در اين روش ضخامت ورقه توليدي به مقدار و سرعت كشش شيشه در حمام بستگي دارد . براي جلوگيري از تأثيرات منفي موانع گرافيتي بر روي لبه‌هاي شيشه سعي ميكنند كه طول اين موانع در حداقل مورد نياز باشد . در سال 1969 ميلادي توليد شيشه‌اي به ضخامت 15
ميليمتر با اين روش امكان‌پذير گشت . سومين مشكل مهم روش فلوت ، معضلات شيميايي اين روش بود . وجود كمترين ناخالصي در حمام قلع ، بويژه حضور اكسيژن و گوگرد در فضاي حمام ، حتي در حد يك در ميليون ، با قلع تركيب مي‌شوند و تركيباتي چون SnO و SnS بوجود مي‌آورند كه پس از تبخير و مهاجرت به نواحي سردتر حمام بر روي ورقه شيشه مذاب شبنم مي‌زنند و لكه‌هاي چسبنده‌اي روي سطح ورقه شيشه به وجود مي‌آورند . علاوه بر آن چون حلاليت اكسيد قلع مذاب كم است ، در صورت پيدايش اكسيد قلع ، اين اكسيد به صورت لكه شناوري روي سطح مذاب قلع شناور شده و سطح زيرين شيشه را معيوب مي‌كند و به مرور با نفوذ در ساختار مولكولي شيشه ، در آن باقي مي‌ماند و هنگام خم شيشه در كوره‌هاي عمليات حرارتي ، مثلاً در توليد شيشه خودرو ، سبب
پيدايش كدري روي سطح شيشه ميشود . كاهش اين ناخالصيها و كنترل دور گردش آنها در كوره و حمام از موارد مهم موفقيت روش فلوت است . سيكل آلودگي گوگرد و اكسيژن در حمام قلع :اگر چه همه بررسي‌هاي ممكن نشان مي‌داد كه قلع بهترين و مناسب‌ترين فلز بستر براي شناور سازي نوار شيشه است ، اما ويژگي شيميايي اين عنصر ميل شديد تركيبي‌اش با اكسيژن و گوگرد است كه در شرايط دمايي بالا تشديد ميگردد به تدريج در فرآيند توليد شيشه مشكلات خاص خود را ايجاد مي‌نمايد . اكسيژن و گوگرد در دو سيكل شيميايي متفاوت سبب آلودگي سطح شيشه و نيز تخريب المنتهاي گرمايي حمام قلع ميشود . سيكل آلودگي گوگرد با تشكيل سولفور قلع (استانو) در مذاب قلع آغاز ميشود . اين سولفور در محدوده دمايي 1000-1050 درجه سانتيگراد به
سرعت بخار شده و از محيط قلع خارج ميشود . بخار سولفور استانو ، در چرخه كنوكسيوني اتمسفر حمام قلع به نقاط سردتر مهاجرت كرده و بر روي سطح سقف حمام و المنتهاي گرمايي آن كندانسه ميشود و پس از طي فرآيند ناقص احيا ، سولفور قلع به قلع فلزي و نهايتاً مخلوطي از سولفور قلع و قلع فلزي به شكل لكه‌هاي ريز و پايدار (با قطره‌هاي متفاوت از 100 تا 1000 ميكرون) بر روي سطح شيشه چكه مي‌كند . وجود ppm 10 سولفور در اتمسفر حمام منجر به تشكيل 100 ميلي‌گرم سولفور قلع در هر متر مكعب از فضاي حمام در دماي 1000-1050 درجه سانتيگراد ميگردد . نقش گوگرد در مقايسه با اكسيژن در مورد تشكيل لكه‌هاي سطحي بسيار زيادتر است و لازم است كه بهاي لازم به وجود و حضور اين عنصر در حمام قلع داده شود . براي كنترل سيكل آلودگي گوگرد
روش‌هاي متفاوتي تجربه شده است . با توجه به اينكه سقف محل تجمع سولفور قلع است اساس روش‌هاي اوليه تميز كردن سقف حمام با استفاده از دمش هوا يا گرم كردن ناحيه سقف و تسريع فرآيند احيا چكه در يك محدوده زماني كوتاه بود كه معمولاً در هنگام تميز كردن سقف شيشه ، توليد غير قابل استفاده مي‌شد . اكنون روش ريشه‌اي‌تري در اين مورد اتخاذ شده است . در واقع تجربه سالهاي گذشته در مورد كنترل كاهش سولفات سديم كه بيشتر در كشورهاي اروپايي جهت كاهش آلودگي محيط زيست انجام مي‌گرفت ، نشان داد كه اين كاهش به شدت در تقليل سيكل گوگرد مؤثر بوده است . به همين جهت اكنون
براي كنترل اين چرخه آلودگي از ورود گوگرد به داخل حمام قلع از طريق اتمسفر كوره و يا نوار شيشه حتي‌الامكان با كاهش مصرف عوامل گوگرد دار خودداري ميشود . سيكل آلودگي اكسيژن نيز با تركيب اكسيژن و قلع و تشكيل اكسيد قلع (استانو) آغاز ميگردد . بخشي از اكسيد قلع حاصل تبخير و بخشي نيز در مذاب قلع حل ميشود . بخار SnO در نواحي سردتر روي سطح شيشه كندانسه و موجب تشكيل لكه‌هاي پايدار بر روي سطح شيشه ميشود . اكسيد قلع محلول پس از رسيدن به حد اشباع از مذاب قلع خارج و به صورت اكسيد استانيك روي سطح مذاب قلع شناور گشته و سطح زيرين نوار شيشه را آلوده و كد
ر مي‌كند . از همان ابتداي شكل‌گيري اين تكنولوژي براي كاستن از مسأله آلودگي اكسيژن ، تنها راه عملي جلوگيري از ورود اكسيژن به داخل حمام تشخيص داده شد و در اين رابطه ضمن كنترل اتمسفر حمام با استفاده از هيدروژن و نيتروژن ، روش‌هاي دقيقتري براي درزبندي و جلوگيري از نفوذ ديفوزيوني اكسيژن به داخل حمام اتخاذ شد وجود حدود 10 درصد هيدروژن در اتمسفر حمام قلع ، در صورت اكسيژن به داخل حمام با جذب آن و تشكيل مولكولهاي H2O ، سيكل آلودگي اكسيژن را متوقف مي‌سازد . به هر حال در حال حاضر مسأله آلودگي اكسيژن و گوگرد ، مشكل عمده در توليد شيشه فلوت نمي‌باشد و روش‌هاي كنترل و محدود كردن آن كاملاً شناخحته شده هستند . اما آلودگي سطح نوار شيشه به قلع يا اكسيد قلع هنوز از مباحث جالب و مورد پيگيري در اين صنعت
است . بررسي‌هاي فعلي نشان داده است كه در تركيب صد انگستروم اول سطح شيشه بيش از 30 درصد اكسيد قلع وجود دارد . در مواردي آلودگي‌هاي سطحي اگر چه ممكن است ظاهراً محسوس نباشد ولي در مراحل بعدي كار با شيشه ، بويژه در فرآيندهاي تكميلي مثل توليد شيشه نشكن يا خم براي مصارف ساختماني يا اتومبيل سبب پيدايش كدري در سطح شيشه مي‌گردند . نتيجه‌گيري :ابداع فرآيند شناور (فلوت) براي توليد پيوسته نواري از شيشه تخت با دو سطح موازي ، بدون اعوجاج و بدون نوسانات ضخامت ، گنجينه گرانبهايي از انواع كاوشهاي علمي و تكنولوژيكي را براي مهندسان و دانشمندان به همر
اه داشته است . انديشمندان تلاشهاي زيادي كرده‌اند تا جنبه‌هاي مختلف اين فرآيند اعجاب‌انگيز را با استفاده از قوانين فيزيك توضيح دهند . دستيابي به قانونمنديهاي حاكم بر تشكيل نوار شيشه در اين فرآيند اكنون عرصه‌هاي جديدتري را در تكوين و ابداعات نوين اين تكنولوژي ايجاد كرده است و توسعه و تكميل اين تكنولوژي در سالهاي اخير سرعت بيشتري يافته و از شكل اوليه خود بسيار فاصله گرفته است . اكنون نسل جديدي از واحدهاي توليد شيشه فلوت در حال شكل‌گيري است . تركيب شيشه :تركيب نرمال شيشه با مقدار 9/0 % Fe2O3 08/0 %SO3 K2O Fe2O3 MgO CaO Na2O Al2O3 SiO2 0.3 0.3 0.1 3.5 9.2
14.3 0.3 72.0 خلاصه :در قلب صنعت شيشه جهان ، فرآيند فلوت قرار دارد كه توسط پيلكينگتون در سال 1959 بوجود آمد كه شيشه شفاف ، رنگي و پوششي دار براي ساختمان و شيشه شفاف و رنگي را براي وسايل نقليه توليد مي‌كند . اين فرآيند ، قادر به ساخت شيشه با ضخامت 6 ميليمتر است و حالا قادر به توليد شيشه‌هايي به ضخامت 4/0 ميليمتر و حتي تا 25 ميليمتر است .شيشه مذاب ، در تقريباً دماي 1000 درجه سانتيگراد بطور مداوم از كوره روي حمام
باريك قلع مذاب ريخته ميشود . شيشه مذاب روي قلع شناور ميشود ، به صورت يك سطح صاف روي آن پخش ميشود . ضخامت شيشه به وسيله سرعتي كه نوار شيشه در حال جامد شدن از حمام كشيده ميشود و كنترل ميگردد . سپس آنيل ميگردد (با سرمايش كنترل شده) و شيشه به عنوان محصولي پوليش شده با حرارت كه داراي سطوح واقعاً موازي است درمي‌آيد
فصل دوم
عوامل موثر بر بازیافت
عوامل مؤثر بر بازیافت
یکی از عوامل مؤثر و غالب در بازیافت عامل اقتصادی است. افزایش چشمگیر و مؤثر قیمت نفت و محصولات آن محرکی است تا تمامی کشورهای صنعتی نسبت به کشف امکانات بازیافت مواد ، بعنوان جلوگیری از افزایش قیمت نفت اقدام کنند. در زمینة دفن در زمین معمولاً مناطق پست و کم‌ارتفاع به عنوان اراضی محل دفن انتخاب می‌شوند و نهایتاً پس از فشردن و متراکم کردن جهت جلوگیری از نشت هرگونه مادة سمی به آبهای زیرزمینی ، با لایه‌ای از خاک رس پوشش داده می‌شوند. بیشتر این زمین‌ها در شهرهای بزرگ در نواحی کم جمعیت واقع شده‌اند و کامیونهای حامل زباله باید فرسنگ‌ها راه بپیمایند و مقدار
زیادی گازوئیل و یا بنزین مصرف کنند تا به جایگاه دفن بهداشتی زباله برسند که مستلزم هزینه و نیروی کار زیادی است و از اشکالات موجود در روش دفن زباله ، موضوع ناهماهنگی و نامتجانس بودن مواد است. بازیافت زباله معمولاً بر سایر روش‌های دفع همچون دفن یا سوزاندن مقدم است ، زیرا علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه ، انرژی و منابع طبیعی ، آلودگی محیط را نیز کاهش میدهد. طبق یک بررسی، جمع‌آوری مواد قابل بازیافت برای هر تن زباله حدود 35 دلار و دفن روزانه هر تن مواد زائد در یک محل حــدوداً تا 80 دلار هزینه در بردارد. بازیافت تا 50% یا بیشتر حجم مواد پس مانده را کاهش داده و هزینه‌های سیستم جمع‌آوری
زباله‌ها را بطور مؤثر کاهش میدهد. کشور ژاپن موفق‌ترین برنامه بازیافت را در سطح جهان به خود اختصاص داده است. حدود یک سوم زباله‌های ژاپن سوزانده شده و فقط یک ششم آن دفن می‌گردد.
خانواده‌های ژاپنی پس‌مانده‌های خانگی خویش را در هفت قسمت جداگانه و در روزهای مختلف جمع‌آوری و بازیافت می‌نمایند. در آمریکا روزانه تعداد 2 میلیون درخت قطع می‌شود که ضرر بزرگی به محیط زیست است. بازیافت کاغذ در یک روز یکشنبه موجب جلوگیری از قطع 7500 درخت می‌شود و با بازیابی یک تن آلومینیم 4 تن بوکسیت و 700 کیلوگرم ذغال کک نیز ذخیره شده و باعث جلوگیری از ورود 35 کیلوگرم آلومینیم فلوراید به هوا می‌شود. عــــمل بازیابی مصرف انرژی و آلودگی هوا را کاهش میدهد. با بازیابی بطریهای پلاستیکی 60-50% انرژی مصرفی برای ساختن بـــطری‌های نو صرفه‌جویی می‌شود.
در ایران با جمعیت حدود 60 میلیون نفر ، روزانه بیـش از 38 هزار تن زباله تولید می‌شود که هزینه‌های جمع‌آوری و دفع آنها تنها در شهرها روزانه حدود 21 میلیون تومان برآورد می‌شود. طبق یک بررسی فقط بهای کاغذ و کارتن و پلاستیک جدا شده از زباله که به ترتیب 27/8% و 11/4% کل زباله‌های پنج شهر کوچک و بزرگ کشور را تشکیل میدهد که رقم قابل توجهی است. بررسی‌های اخیر که در شهرهای مختلف کشور انجام گرفته است، نشان میدهد که مواد آلی از 6/76-35% و کارتن از 7/4 – 9/2% و پلاستیک از 3/6-1/2% مهمترین اجزای قابل بازیافت زباله کشور ما را تشکیل می‌دهند. و لیکن علیرغم اینکه فرهنگ
بازیافت مواد از قدیم در ایران موسوم بوده است در سالهای اخیر ، بازیافت بی‌رویه ( زباله دزدی ) مواد بعلت تنوع مواد، در عدم مدیریت صحیح و نیز محدودیت ورود مواد اولیه خطرات و بحران‌های بهداشتی خاصی را در کشور به وجود آورده است. کاغذ ، آلومینیم ، لاستیک و مواد پلاستیکی و شیشه از جمله زواید بسیار با ارزش هستند که می‌توان آنها را بازیابی کرد.
