SKLO

Obecné pojmy

Historie výroby skla na našem území

Suroviny pro výrobu skla

Základní druhy skla

Technologie výroby skla

Použitá a doporučená literatura

Vybrané internetové odkazy

Kliknutím na obrázek ho zobrazíte v úplné velikosti.

Obecné pojmy

  Sklo patří k velmi významným materiálům s širokým uplatněním v průmyslu, stavebnictví, architektuře i umění. Ve stavebnictví se nejčastěji používá k zasklívání okenních a dveřních otvorů. Významně se uplatňuje také jako architektonický prvek, kdy hraje výraznou úlohu při vytváření interiérů a exteriérů.

  Sklo je anorganický amorfní (nekrystalický) materiál, vyrobený tavením vhodných surovin a následným řízeným ochlazením vzniklé skloviny bez krystalizace. Skelný stav vzniká plynulým přechodem ze stavu kapalného do stavu pevného, při ochlazování skla dochází k plynulému růstu viskozity až na tak vysokou hodnotu, že se materiál navenek jeví jako pevná látka. Na rozdíl od krystalických látek postrádá struktura skla pravidelné, symetrické a periodické uspořádání základních stavebních jednotek na delší vzdálenosti (viz obr. 1).

Obr. 1 Plošné znázornění rozdílů mezi: a - strukturou křemene, tj. krystalického SiO₂, b - skelného SiO₂, c - sodnokřemičitého skla. Podle Hlaváče (1988).

  Sklo může vytvářet celá řada anorganických látek. Nejběžnější jsou skla oxidická a z nich, podle převažující složky, skla křemičitá a boritokřemičitá. Pro speciální účely se používají skla fluoridová, fosforečná nebo chalkogenidová (tj. na bázi S – Se – Te). Nejrozšířenějším sklem používaným ve stavebnictví je sklo soustavy SiO₂ – CaO – Na₂O (obr. 2). Z chemického hlediska jsou běžná skla tuhým roztokem různých křemičitanů sodných, draselných, vápenatých, případně olovnatých nebo barnatých, které jsou doprovázeny dalšími sloučeninami, zejména oxidy kovů.

Obr. 2 Tetraedrická struktura křemičitého sodnovápenatého skla (Svoboda et al. 2004).

  Sklo se vyznačuje zejména relativně vysokou propustností světla v části viditelného spektra, tuhostí a tvrdostí při běžných teplotách, křehkostí, homogenitou, odolností vůči povětrnostním a chemickým vlivům, vysokou pevností v tlaku, relativně nízkou měrnou tepelnou a elektrickou vodivostí a vysokou nepropustností a odolností vůči vodě, vzduchu a jiným látkám (Gregerová 1996, Adámek et al. 1997, Svoboda et al. 2004).

Historie výroby skla na našem území

  Sklo bylo objeveno v polovině 3. tisíciletí př. n. l. v Mezopotámii. Zpočátku bylo velmi nečisté a používalo se především na výrobu ozdob (tyčinky, kuličky). Obsahovalo oxid křemičitý, vápník a sodík, jednalo se tedy o křemičité sodnovápenaté sklo (Vondruška 2002).

  Významné místo v historii výroby skla zaujímají Čechy a čeští skláři. Sklo je v Čechách trvale přítomné od druhého tisíciletí před n. l., kdy ho sem v rámci výměnného obchodu přinesli obchodníci ze syrské oblasti a z Egypta, bylo ale vyráběno také na našem území. Nejde o čiré sklo, jak je známe ze současnosti, ale o drobnější různě zbarvený, často nedokonale protavený sklovitý materiál (resp. fajáns), ze kterého byly vyráběny drobné skleněné perly a korálky - obr. 3 (Leontjevová 1971, Drahotová et al. 2005). Větší objem tavení a zpracování skla na našem území souvisí s rozvojem civilizace Keltů zhruba v období 400 př. n. l. - 0.

  První písemná zmínka o skle na našem území pochází až z roku 1162. První sklárny vznikaly ve druhé polovině 13. a v první polovině 14. století v do té doby nedotčených příhraničních pralesích Krušných, Lužických a Jizerských hor, Krkonoš, Šumavy, ale také na Moravě. Od poloviny 14. století již nejstarší české sklárny tavily téměř čiré, jen slabě do žluta nebo do zelena nabíhající draselnovápenaté sklo a zhotovovaly z něj malovaná kostelní okna, číše a poháry. V dnes neznámé sklárně byla roku 1370-1371 za pomoci specialistů z Benátek utavena také sklovina pro mozaiku kaple Poslední soud ve svatovítské katedrále na Pražském hradě (Vondruška 2002).

Obr. 3 Skleněný korálek. Jaroměř, slezsko-platěnická kultura (6. - 5. století př. n. l.). Archeologické oddělení Muzea východních Čech v Hradci Králové.

Foto J. Jirásek, 2005.

  České gotické sklo bylo poměrně pestré. Mezi tehdejší skleněné výrobky patří kromě nápojového a stolního skla také korálky pro růžence, skleněné imitace drahokamů, technické sklo pro lékaře, mastičkáře a alchymisty. Za doby vlády Karla IV. došlo rovněž k výrazné inovaci ve stavebnictví – začalo se používat, i když ne zcela běžně, okenní sklo. Čeští skláři prosluli v té době technologií zvanou „procédé de Bohéme“, čili tzv. český způsob. Jednalo se o foukání skla do válců, následné rozstřihnutí, rozvinutí zchlazené skloviny do roviny a vyhlazení. Touto technikou se vyráběla především barevná chrámová okna. 

  V 16. století se vyrábělo sklo nejméně ve 34 českých hutích. Na území severně od Alp se běžně vyrábělo „lesní“ sklo z nazelenalé skloviny. Na rozdíl od německých zemí, kde bylo toto sklo sytě zelené, se v českých zemích odbarvovalo a blížilo se pozdějšímu křišťálu. V té době se v Čechách usazuje řada huťmistrů ze sousedního Saska, kteří se usadili především v Lužických a Jizerských horách a v Krkonoších. Poháry a číše zdobili vypalovanými pestrobarevnými smalty a nabízeli je i v sousedních zemích. O jejich výrobky se zajímal arcivévoda Ferdinand Tyrolský i císař Rudolf II., který dvě dynastie sklářských huťmistrů - Schürery a Wandery - povýšil do šlechtického stavu. V renesanci je hojně produkováno také sklo užitkové, především nápojové, zastoupené lahvemi, číšemi, poháry a holbami.

  Na přelomu 16. a 17. století pozval Rudolf II. do Prahy věhlasné učence a umělce, mezi nimiž byli také řezači drahokamů a znamenitý rytec skla Caspar Lehmann. Z nejvýznamnějších přínosů českých sklářů v tomto období lze zmínit tavbu modrého kobaltového skla rodinou Schürerů v severních Čechách v 16. století či objev českého křišťálu v Müllerově sklárně na Šumavě v 17. století.  

  Na přelomu 17. a 18. století zastínili čeští skláři kvalitou svých výrobků do té doby bezkonkurenční benátské sklo. V Čechách se vyráběly číšky, konvice i rozměrné poháry, ale také v renesanci oblíbené malované sklo, z něhož se největší oblibě těšilo černou barvou (švarclotem) malované sklo z dílny rodu Preisslerů z Kunštátu. Především ale čeští skláři zdobili křišťálové sklo rytými figurálními nebo ornamentálními dekory. Od dvacátých let 18. století zhotovovali a do královských paláců dodávali i lustry s broušenými skleněnými ověsky. K popularitě českého skla přispěli také obchodníci sklem. Z nich dodnes nejznámější je G. F. Kreybich z Kamenického Šenova, který podnikl přes třicet obchodních cest a navštívil téměř všechny evropské země včetně Ruska, Švédska a Anglie. V polovině 18. století se jednotliví obchodníci sklem, převážně soustředění kolem Kamenického Šenova a Nového Boru (Haidy), sdružovali v obchodních společnostech (kompaniích) se stálým zastoupením v největších evropských městech a přístavech i v Americe. V šedesátých letech začali čeští skláři vyrábět porcelán připomínající mléčné, tzv. koštěnkové sklo a zdobit je malovanými rokokovými dekory.

  Na konkurenci anglického skla odpověděli čeští skláři křišťálovými a zejména barevnými, malbou, brusem a rytinami, později také zatavenými pastami zdobenými předměty ve stylu biedermeieru. Skláři v Čechách patřili k nejlepším v Evropě a k technologickému vývoji skla přispěli několika vynálezy. V Novém Boru žil technolog-experimentátor Friedrich Egermann, vynálezce opakních barevných sklovin (žluté a červené lazury, opálu, lithyalinu). Na Šumavě vynalezl hrabě Buquoy černý a červený hyalit. Mezi rytci skla vynikal portrétista Dominik Bimann. Na Sázavě utavil František Kavalír ve třicátých letech 19. století první chemicky odolné sklo na světě. Sklo vyráběné ve druhé polovině 19. století bylo ve znamení historizujících slohů, především neorenesance. Až do sedmdesátých let se sklářské pece vytápěly dřevem. Potom začaly využívat generátorového plynu vyráběného spalováním dřeva nebo hnědého uhlí. Sklárny se tak stěhovaly z lesů do blízkosti hnědouhelných dolů nebo alespoň železničních stanic.

  Začátkem 20. století ovládla evropský životní styl secese. Čeští skláři se jí brzy přizpůsobili. Roku 1900 byli početně zastoupeni na Světové výstavě v Paříži, kde sklárna z Klášterského Mlýna získala nejvyšší ocenění - Velkou cenu (Grand prix). Úctyhodnou úroveň měly také výrobky z Harrachovy sklárny v Novém Světě, Moserovy sklárny v Karlových Varech i odjinud. V Čechách byly nainstalovány první Owensovy automaty na výrobu lahví a vyřešit se podařilo také strojní výrobu plochého skla. Průmyslového využití se revoluční způsob strojní výroby plochého skla z hladiny sklářské vany, navržený Belgičanem Fourcaultem, nejdříve dočkal roku 1919 v Mühligově sklárně v Hostomicích.

  Po vzniku Československé republiky se na Uměleckoprůmyslové škole v Praze věnoval výchově prvních českých sklářských umělců sochař a glyptik prof. Josef Drahoňovský. K odborným sklářským školám v Kamenickém Šenově a Novém Boru, založeným v roce 1856, resp. 1870, přibyla v roce 1920 první česká sklářská škola v Železném Brodě. Ta se zasloužila o vznik dalšího významného střediska výtvarného vývoje a výroby dekorativního i užitkového skla v Čechách. Lustry z Kamenického Šenova ozářily ve dvacátých a třicátých letech interiéry operních budov v Římě, Miláně, Bruselu a luxusních hotelů ve Spojených státech aj. Dvacátá a třicátá léta 20. století byla obdobím prvního rozkvětu výroby a praktického využití plochého stavebního skla a skleněných tvárnic, a to především v moderní funkcionalistické architektuře. Vznikala také vynikající monumentální umělecká díla ze skla - vitráže a první mozaiky z české mozaikové skloviny do historické (katedrála svatého Víta na Pražském hradě) i současné architektury. Nové české umělecké i stavební sklo bylo úspěšné na mezinárodní výstavě dekorativních umění v Paříži (1925) i na světových výstavách v Bruselu (1935) a v Paříži (1937).

  Od 2. světové války vychovává sklářské odborníky Vysoká škola uměleckoprůmyslová a Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, střední průmyslové školy sklářské v Kamenickém Šenově, Novém Boru a Železném Brodě a odborná učiliště. Čeští sklářští výtvarníci byli úspěšní na světových výstavách v Bruselu, Montrealu, Ósace i jinde. Čeští sklářští výtvarníci věnovali také velkou pozornost výtvarné úrovni průmyslově vyráběného užitkového skla. V padesátých a šedesátých letech 20. století se rozvíjel sklářský vývoj a výzkum. Jeho výsledkem bylo například praktické využití nových technologií při výrobě taveného křemene a čediče, nekonečného skleněného vlákna, pěnového skla (použito bylo např. při stavbě československého pavilonu na Světové výstavě v Bruselu roku 1958), netradičních optických skel, chemicky i tepelně odolného skla SIMAX aj. V roce 1969 byla, podle anglické licence, zahájena výroba plaveného skla Float ve sklárně Sklo Unionu Teplice v Řetenicích (Vondruška 2002).

Suroviny používané pro výrobu skla

  Základní surovinou pro výrobu skla jsou sklářské (tavné) písky. Jsou to zrnité, většinou světle zbarvené až bílé horniny (křemenné písky nebo málo zpevněné pískovce) s primárním obsahem SiO₂ zpravidla v rozmezí 60 až 80 %. Sklářské písky obsahují, vedle naprosto dominantního křemene, také zrna (klasty) jiných minerálů – nejčastěji živců, slíd (biotitu, muskovitu) a tzv. těžkých minerálů (např. granátů, zirkonu, turmalínu, rutilu, ilmenitu, magnetitu). Jako pojivo se zpravidla uplatňují jílové minerály (např. kaolinit), karbonáty a oxihydroxidy železa.   

  Sklářské písky se těží povrchovým způsobem v lomech. Způsob rozpojování horniny závisí na stupni jejího zpevnění (diageneze), u silněji zpevněných písků a pískovců se pro rozpojování používají trhací práce.

  Požadavky na kvalitu sklářských písků (zrnitostní, minerální a chemické složení) se mění podle druhu vyráběného skla. Písky v požadované kvalitě se většinou v přírodě nevyskytují, proto je nutno je upravovat drcením, praním (odstranění odplavitelných, jílovitých částic) a tříděním (docílení požadované zrnitosti). Při výrobě skla vyšších jakostí je navíc nutné náročnějšími způsoby úpravy (elektromagnetická separace, flotace aj.) snížit obsahy barvicích oxidů (Fe₂O₃, TiO₂); požadován je také limitní obsah SiO₂.

  Požadavky na maximální obsahy Fe₂O₃ ve sklářském písku pro některé základní typy skla uvádí tab. 1. V tab. 3 jsou pak uvedeny požadavky na obsahy základních oxidů u jednotlivých jakostních tříd sklářských písků.

Tab. 1 Hodnoty maximálního obsahu Fe₂O₃ ve sklářských píscích pro různé typy skel (Gregerová 1996).

  Kromě obsahu barvících oxidů je dalším důležitým parametrem sklářských písků  jejich granulometrie (zrnitostní skladba), kdy by se maximální podíl zrn měl pohybovat v rozpětí 0,1 – 0,6 mm (viz tab. 2).

Tab. 2 Požadavky na zrnitost sklářských tavných písků (podle Gregerové 1996).

Tab. 3 Požadavky na chemické složení pro jednotlivé jakostní třídy sklářských písků (Gregerová 1996).

  Největší a nejvýznamnější ložiska sklářských písků jsou v České republice soustředěna v české křídové pánvi, menší pak v pánvi chebské (obr. 4). Některé potenciálně ložiskově zajímavé oblasti české křídové pánve jsou však, především z důvodů ochrany přírody, neperspektivní (např. Lužické hory, Český ráj, Adršpašsko-teplické skály atd.).

Obr. 4 Geografická pozice ložisek sklářských písků v ČR.

  Nejvýznamnějším ložiskem v ČR je Střeleč (obr. 5) v jizerské faciální oblasti české křídové pánve. Těžená surovina je tvořena slabě zpevněnými křemennými pískovci coniackého stáří a její kvalita dosahuje světových parametrů (Konta 1982, Kužvart et al. 1983). V jeho jižním předpolí je vyhodnoceno rezervní ložisko Mladějov v Čechách.

  Druhou nejvýznamnější oblastí je jižní okolí České Lípy v lužické faciální oblasti křídové pánve. Surovina je tvořena slabě zpevněnými křemennými pískovci středněturonského stáří. V současnosti využívaná ložiska Srní 2-Veselí a Provodín jsou dotěžována a v blízké budoucnosti budou nahrazena ložiskem Srní-Okřešice.

  Netradiční ložisko Velký Luh je tvořeno pliocénními štěrkopísky chebské pánve (přeplavený materiál z kaolinicky zvětralé smrčinské žuly). Surovina je využívána pro výrobu písků technických, keramických a vodárenských, většina nebilanční suroviny jako stavební písek. Výroba sklářských písků zde v současnosti není uskutečňována, protože by vyžadovala náročnou úpravu.

  Současná výše těžby sklářských písků se v České republice pohybuje okolo 900 kt za rok (Starý et al. 2006).

Obr. 5 Pohled na část povrchového lomu ve Střelči, nejznámějšího českého ložiska sklářských písků.

Foto M. Čáslavský, 2003.

Kromě oxidu křemičitého ve formě sklářského písku obsahují skla celou řadu dalších oxidů. Celkový přehled sklářských surovin, podle jejich funkce při výrobě skla, uvádí tab. 4.

Tab. 4 Přehled sklářských surovin podle jejich funkcí a chemického složení (Gregerová 1996).

  Dalšími základními složkami běžných skel (tj. skel soustav SiO₂ – CaO – Na₂O a  SiO₂ – CaO – K₂O ) jsou CaO a alkálie (Na₂O a K₂O). CaO je do surovinové směsi (tzv. sklářského kmene) přidáván nejčastěji ve formě jemně mletého vápence (CaCO₃). Tavením kmene přechází uhličitan vápenatý na oxid vápenatý, jehož obsah upravuje rozpustnost a chemickou odolnost skla. Oba alkalické oxidy se do kmene přidávají rovněž ve formě uhličitanů (sody – Na₂CO₃, resp. potaše – K₂CO₃). Obsah alkálií ve sklářském kmeni ovlivňuje zejména teplotu tavení vsázky.

  Kromě uvedených hlavních (sklotvorných) surovin se při výrobě skla může používat celá řada pomocných látek se specifickými účinky, např. fosforečnany a fluoridy pro dosažení zákalu, čeřící a barvící látky, oxidační a redukční činidla apod.

  Čeřiva jsou látky, které se do sklářského kmene přidávají v malém množství, aby odstranily z roztavené skloviny bublinky a nečistoty a zároveň ji homogenizovaly. Často pomáhají také k urychlení tavících procesů a napomáhají k odbarvování skloviny. Jako čeřiva se používají sírany (sodný, vápenatý, barnatý) nebo dusičnany – ledky (draselný, vápenatý, barnatý).

  Barviva jsou látky, které udělují sklu požadované zbarvení. Po chemické stránce se jedná nejčastěji o elementární kovy nebo oxidy a soli kovů. Mezi známá barviva skla patří např. mangan (dodává ametystové zbarvení), kobalt (modré zbarvení), měď (tyrkysové, ale i tmavě červené zbarvení), zlato (rubínově červená barva), stříbro (žlutá až oranžově červená barva).

  Určitý podíl vsázky tvoří také drcené odpadní sklo (skleněné střepy). Použitím skleněných střepů dochází k materiálovému využití odpadů, úspoře primárních surovin a zároveň ke zrychlení tavícího procesu a zlepšení počáteční homogenity skloviny. Větší obsah střepů ve vsázce než 30 – 40 % by naopak způsoboval prodloužení doby čeření skloviny (Hlaváč 1988).

  Složením sklářského kmene, tj. volbou jednotlivých složek a jejich poměrného zastoupení je možno ovlivňovat vlastnosti skla, a to v poměrně širokých mezích. Základní fyzikální a mechanické vlastnosti běžných typů skel uvádí tab. 5.

Tab. 5 Fyzikální a mechanické vlastnosti skla (podle Hlaváče 1988 a Svobody et al. 2004). Pozn.: pevnost skel obecně vzrůstá s rostoucím obsahem SiO₂ a klesajícím Na₂O, výrazně závisí také na vlastnostech povrchu, rozměrech vzorku a vnitřních defektech.

Základní druhy skla

  Sklo, resp. skelné materiály, je možno rozdělit podle celé řady hledisek, a to zejména podle původu, chemismu, způsobu výroby a použití.

Původ:

- skla přírodní – skla, která vznikla přírodními procesy, a to nejčastěji vulkanickou činností nebo v souvislosti s jiným tepelným procesem v přírodě. Typickými představiteli přírodních skel jsou horniny ze skupiny vulkanických skel (obsidián - obr. 6, pemza, perlit a smolek), které vznikají rychlým ochlazením kyselé lávy na zemském povrchu. V minulosti byl zejména obsidián využíván pro výrobu kamenné industrie, a to např. u středo- a jihoamerických indiánských kultur. Kromě vulkanických skel patří mezi k přírodním sklům také tzv. tektity. Tektity jsou skla, která vznikla v souvislosti s dopadem (impaktem) meteoritu na zemský povrch a roztavením původních sedimentárních hornin v místě dopadu. Podle místa geografického výskytu se tektity označují jako vltavíny, australity, indočínity (javanity, filipínity), irgizity aj. Mají tvar disků, kapek, tyčinek, knoflíků s vrásčitým povrchem (skulptací) a barvu od zelené přes hnědou po černou. Vltavíny (obr. 7) byly objeveny v r. 1787 jako první z tektitů a dostaly svůj název podle řeky Vltavy. Nacházejí se v České republice (jižní Čechy, jižní Morava, okolí Chebu), méně v Německu (okolí Drážďan) a Rakousku (okolí města Horn). Jejich vznik bývá vysvětlován jako důsledek dopadu meteoritu do oblasti dnešního Bavorska před asi 14,7 mil. let a s tím související vytvoření kráteru Ries. Používají se především jako šperkařská surovina (Bouška et al. 1987).

Obr. 6 Obsidián - černé vulkanické sklo s typickým lasturnatým lomem. Island. Velikost vzorku 12,5×8,5 cm. Sbírky Geologického pavilonu VŠB-TU Ostrava.

Foto J. Jirásek, 2008. 

Obr. 7 Jihočeský vltavín s typicky skulptovaným povrchem. Chlum nad Malší, hmotnost 15,5 g.

Sbírka a foto J. Jirásek, 2003. 

- skla umělá – skla vznikající buď tavením sklářského kmene a přísad a následným řízeným ochlazením bez krystalizace (označovaná také jako průmyslová skla), nebo jako vedlejší produkt spalování uhlí (vysokoteplotní popílky, uhelné tavné strusky).

Chemismus průmyslových skel:

- SiO₂ – křemenné sklo. Vzniká tavením čistého křišťálu nebo žilného křemene ve vakuu při teplotě kolem 2000 ^oC (čistý SiO₂ má teplotu tání 1727 ^oC – viz obr. 8). Křemenné sklo se nejčastěji používá pro výrobu osvětlovacích výbojek a různých aparatur.

- Na₂O - SiO₂ – tzv. rozpustné (vodní) sklo. Vodní sklo je obchodní název tavenin alkalických křemičitanů. Vyrábí se tavením křemičitých písků se sodou (sodná vodní skla) nebo potaší (draselná vodní skla), případně se síranem sodným a dřevěným uhlím. Prodává se nejčastěji ve formě vodných roztoků, vzniklých rozpouštěním skloviny vodou nebo vodní párou. Molární poměr SiO₂ : Na₂O se u komerčně prodávaných sodných skel pohybuje okolo hodnot 3,1 – 3,3, což odpovídá obsahu asi 76 hm. % SiO₂. Vodní sklo se používalo nebo používá k impregnaci papírových tkanin, ke konzervaci vajec, jako plnivo do mýdel, k ochraně a sanaci přírodního kamene, ale zejména jako pojivo kyselinovzdorných tmelů, žáruvzdorných materiálů (např. v kombinaci se šamotovou moučkou), nástřiků pro protipožární ochranu konstrukcí nebo geopolymerů.

- Na₂O – CaO - SiO₂ – křemičité sodnovápenaté sklo. Jedná se o nejběžnější chemickou soustavu skla. Sklovina tohoto složení  slouží pro výrobu plochého, obalového a užitkového skla.  Fázový diagram soustavy Na₂O – CaO - SiO₂ je uveden na obr. 8. Pro průmyslová skla je v uvedeném ternárním diagramu nejdůležitější oblast primární krystalizace devitritu – Na₂O . 3 CaO . 6 SiO₂, wollastonitu – CaO . SiO₂ a tridymitu – SiO₂. Složení plochého a obalového skla se pohybuje nejčastěji v rozmezí (hm. %): 70 – 73,5 SiO₂, 0,6 – 2,0 Al₂O₃, 6 – 11 CaO, 1,5 – 4,5 MgO a 13 – 15 Na₂O.  Obdobná složení mají i barevná obalová skla, která se však liší vyšším obsahem barvících oxidů. Zelená skla mají obsah 1,5 – 2,0 Fe₂O₃ a 0,3 – 0,8 MnO, u hnědých skel dosahuje poměr Fe₂O₃ : MnO 1:2 – 1:3.

Obr. 8 Ternární diagram soustavy Na₂O – CaO - SiO₂ (Hlaváč 1988).

- K₂O – CaO - SiO₂ a K₂O – PbO - SiO₂ – křišťálová skla. Jako křišťálové sklo se označuje velmi kvalitní druh čirého bezbarvého skla s vysokým leskem a vysokou světelnou propustností. Používá se pro výrobky umělecké, dekorační, ale také užitkové (např. stolní sklo). Historickými reprezentanty této chemické soustavy byly tzv. český (draselnovápenatý) a anglický (draselnoolovnatý) křišťál. Podle současné mezinárodní konvence se pojmem křišťálové sklo omezuje pouze na olovnaté sklo s více než 24 % PbO a s indexem lomu vyšším než 1,545 (Hlaváč 1988).  Kromě uvedených typů skel je PbO a K₂O častou součástí skel optických nebo zátavových.

- Na₂O – B₂O₃ - SiO₂ – tepelně odolná skla. Jako tepelně odolná skla se označují skla s lineárním koeficientem teplotní roztažnosti menším než 5.10^-6 K^-1. První tepelně odolné (laboratorní) sklo bylo u nás vyrobeno již v roce 1837 v Sázavě. Po roce 1945 byly představiteli této skupiny skel např. tzv. jenské sklo (75 % SiO₂ a 8 % B₂O₃) nebo u nás sklo Simax  (80 % SiO₂ a 12,8 % B₂O₃). Z těchto typů skel se vyrábí laboratorní nádobí nebo varné nádobí pro domácnosti. Vysoký obsah SiO₂ vyžaduje tavící teploty  okolo 1600 ^oC.

- CaO – MgO – Al₂O₃ - SiO₂ – nízkoalkalická skla. Tyto skla obsahující méně než 1 % K₂O + Na₂O mají využití v chemickém a farmaceutickém průmyslu, když je přítomnost alkálií nežádoucí.

Způsob průmyslové výroby a použití:

- ploché sklo tažené, válcované nebo vyráběné tzv. float procesem. Ploché sklo je nejrozšířenějším typem výrobků z kompaktní skleněné hmoty. Používá se ve stavebnictví pro zasklívání oken, dveří, přepážek, stěn, balkonů, výkladních skříní, případně i jako vnější fasádní obkladový materiál v kovových rámech. K taženým sklům patří např. skla matová a ledová, zrcadlové sklo, bezpečnostní sklo, determální skla, bezpečnostní a tvrzená skla. Příkladem válcovaných skel může být sklo s drátěnou vložkou. Float proces je zvláštní způsob tvarování skla, kdy proud skla vstupuje do komory s roztaveným cínem, na kterém se rovnoměrně roztéká a získává rovnoměrnou tloušťku a hladkou plochu. V současné době se plochá skla všech způsobů výroby používají také k výrobě izolačních skel, vytvořených ze dvou nebo více skel se vzduchovou dutinou nebo dutinou vyplněnou inertním plynem (tzv. izolační dvojskla nebo trojskla).

- tvarované sklo. Jako tvarované sklo se označují stavební prvky, vyráběné buď jako duté, plné nebo korýtkovité tvarovky, skleněné tašky a trouby. Používají se na sklobetonové konstrukce stěn, stropů nebo kleneb, kdy mohou staticky spolupůsobit spolu s betonovou výplní nebo tvořit pouze pouze průsvitnou výplň.  Příkladem dutých tvarovek jsou např. tzv. luxfery, používané pro nenosné konstrukce vnějších i vnitřních stěn a jako výplně otvorů. Skleněné tašky se používají do půdních prostorů namísto střešních okýnek a vyrábějí se ve velikostech a tvarech totožných s keramickými pálenými taškami (bobrovkami, drážkovými taškami).

- foukané sklo se tvaruje pomocí sklářské píšťaly. Tímto způsobem se vyrábí zejména umělecké a dekorativního skla, ale také skla technické a užitkové (stolní).

- pěnové sklo je anorganický pórovitý materiál s tepelněizolačními vlastnostmi, který má, na rozdíl od ostatních tepelněizolačních materiálů, vysokou pevnost v tlaku.  Vyrábí se z nízkotavitelné skloviny, která se při teplotě asi 1000 ^oC ve formách napěňuje vhodnými zpěňovaly (např. sazemi nebo uhlím, které v žáru hoří a napěňují sklovinu až na dvacetinásobek původního objemu). Výroba pěnového skla se datuje od 40. let 20. století, kdy se začalo používat jako náhrada korku při stavbě lodí. U nás se začalo pěnové sklo vyrábět v 50. letech minulého století pod názvem Spumavit. Bylo např. použito při výstavbě československého pavilonu na výstavě EXPO 1958 v Bruselu. V současné době se u nás nevyrábí. Vlastnosti pěnového skla uvádí tab. 6.

Tab. 6 Orientační rozsahy vybraných vlastností pěnového skla (Svoboda et al. 2004).

- skleněná vlákna jsou materiál, který má v současnosti velmi široké uplatnění ve stavebnictví. Vyrábějí se taháním, odstřeďováním nebo rozfukováním roztavené skloviny. Používají se zejména jako tepelně a zvukově izolační materiál (např. výrobky Isover nebo Rotaflex). Skleněná vlákna mohou mít uplatnění také jako rozptýlená výztuž v betonech. Patent na rozptýlenou výztuž pochází již z roku 1874, k podstatnějšímu uplatnění skleněných vláken v betonech však dochází až od 90. let 20. století. Vláknitá výztuž především omezuje vznik trhlin  při smršťování betonu a zlepšuje pevnostní vlastnosti ztvrdlého betonu. Používá se jak v monolitickém, tak v prefabrikovaném betonu. Skleněná vlákna v betonech musejí především odolávat silně alkalickému prostředí cementového tmelu a kamene, čehož se dosahuje buď speciálním složením sklářského kmene (Na₂O – SiO₂ – ZrO₂) nebo povrchovou lubrikací.

Technologie výroby skla

Při výrobě skla se uplatňují čtyři dílčí technologické procesy:

- příprava vsázky (tj. sklářského kmene a přísad) a její dávkování Upravené, pomleté a vysušené suroviny se mísí a homogenizují v požadovaném poměru v mísících zařízeních. Míšení je dnes prováděno nejčastěji strojně pomocí uzavřených mísidel tak, aby bylo zabráněno prášení surovin.

- tavení skla se provádí ve sklářských tavících pecích, nejčastěji pánvových nebo vanových. Tavící proces se rozděluje na tři hlavní fáze: vlastní tavení, čeření a homogenizace a chlazení (sejití skloviny) pro tvarování. Při tavicím procesu se dosahuje nejčastěji teplot v rozmezí 1400 - 1600 ^oC. Palivem je nejčastěji generátorový nebo zemní plyn.

- tvarování skla. Při tvarování se využívá viskózní deformace a silné závislosti viskozity skloviny na teplotě. Během tvarování nesmí dojít ke krystalizaci skloviny. Tvarování se provádí od ručních až po plně automatizované procesy, a to foukáním, tažením, válcováním, litím nebo lisováním.

- chlazení skla se provádí ve speciálních chladících pecích, zpravidla v teplotním intervalu 700 - 400 ^oC. Jedná se o řízené chlazení, kterým se z výrobku odstraní nebo se zabrání vzniku vnitřního pnutí. Chlazením se může i podstatně zvýšit pevnost skla. Po ochlazení se může sklo povrchově upravovat - brousit, leštit, pískovat, leptat.     

Použitá a doporučená literatura

Bouška, V. et al.: Přírodní skla. Praha: Academia, 1987, 264 s.

Drahotová, O. et al.: Historie sklářské výroby v českých zemích. I. díl, Od počátků do konce 19. století. Praha: Academia, 2005. 761 s.

Gregerová, M.: Petrografie technických hmot. Brno: skripta PřF Masarykovy univerzity v Brně, 1996. 139 s.

Hlaváč, J.: Základy technologie silikátů. Praha: SNTL/Alfa, 1988, 515 s.

Konta, J.: Keramické a sklářské suroviny. Praha: Univerzita Karlova, 1982, 364 s.

Kužvart, M. et al.: Ložiska nerudních surovin ČSR. Praha: Univerzita Karlova, 1983. 521 s.

Pytlík, P.: Technologie betonu. 2. vyd. Brno: VUTIUM, 2000. 390 s.

Starý, J. et al.: Surovinové zdroje České republiky. Nerostné suroviny (stav 2005). Praha: Ministerstvo životního prostředí, 2006. 302 s.

Svoboda, L. et al.: Stavební hmoty. Bratislava: Jaga, 2004. 471 s.

Vondruška, V.: Sklářství. Praha: Grada Publishing, 2002. 273 s.

Vybrané internetové odkazy