Glastillverkning: Vilka tre ämnen behövs för att tillverka glas?

Globalt produceras cirka 130 miljoner ton glas årligen. Större delen av detta glas används inom byggindustrin i form av planglas, medan resten fördelas mellan fordon, förpackningar och dekorativa ändamål. Glastillverkning är en mångmiljardindustri som påverkar både globala marknader och miljön, vilket gör det till ett viktigt ämne att förstå i djupare detalj. Här nedanför tar vi reda på hur tillverkningen av glas går till, vilka ingredienser som används och vad det finns för olika slags glas.

Vad behövs för att tillverka glas?

För glastillverkning så krävs det framför allt tre grundläggande råmaterial, vars samverkan möjliggör den karaktäristiska fasta, transparenta struktur som vi förknippar med glas:

Kiseldioxid (SiO₂)
Den huvudsakliga byggstenen för glas, som vanligtvis utvinns från sand eller kvarts. Kiseldioxiden står för den största andelen i glasets komposition och är ansvarig för glasets transparenta och fasta egenskaper. För att omvandla detta material till glas krävs smältning vid extremt höga temperaturer, oftast över 1 700°C, där kiseldioxiden övergår till en flytande form och bildar en solid och transparent yta när den svalnar.

Soda (Na₂CO₃)
Natriumkarbonat, mer känt som soda, fungerar som ett flussmedel som sänker smältpunkten för kiseldioxiden. Utan soda skulle det krävas ännu högre temperaturer och mer energi för att smälta glas, vilket skulle göra produktionen mer kostsam och ineffektiv. Genom att sänka smältpunkten gör soda tillverkningsprocessen betydligt mer energieffektiv, vilket minskar både produktionskostnader och den totala miljöpåverkan.

Kalk (CaCO₃)
Kalciumkarbonat, eller kalk, tillsätts för att ge glaset ökad styrka och kemisk motståndskraft. Detta gör glaset mer hållbart och mindre benäget att lösa upp sig i vatten eller bli kemiskt angripet, vilket är viktigt för många användningsområden, särskilt inom byggnation och tillverkning av fönsterglas.

Tillsammans bildar dessa tre ämnen grunden för nästan alla typer av glas, från enklare glasprodukter som flaskor och fönsterglas till mer avancerade tekniska applikationer som optiskt glas och specialglas för laboratorier. Justeringen av proportionerna och tillsatsen av andra ämnen, som exempelvis aluminiumoxid eller blyoxid, kan användas för att skräddarsy egenskaperna hos det slutliga glaset beroende på användningsområde.

Hur tillverkas planglas och dylikt?

Planglas tillverkas huvudsakligen genom en process som kallas floatglasprocessen, uppfunnen på 1950-talet. I denna process smälts de tre huvudingredienserna (kiseldioxid, soda och kalk) i en ugn vid cirka 1 500°C. Den smälta glasblandningen flyter sedan på en bädd av smält tenn, vilket skapar en perfekt plan och slät yta. Glasmassan kyls långsamt ned för att undvika inre spänningar och bildar därmed ett starkt, optiskt klart planglas. Denna metod används för att tillverka fönsterglas, speglar, skyltfönster och andra stora plana glasytor. Inom byggindustrin används en stor mängd glas för att skapa funktionella och estetiska lösningar som glaspartier, glasväggar, fönster och dörrpartier. Läs mer om glasbeslag, glasdörrar och glasväggar: https://gothes.se/glasvagg/

Tillverkning av säkerhetsglas och bilglas, hur funkar det?

Säkerhetsglas tillverkas genom två metoder:

Härdning
Glaset värms upp till cirka 600°C och kyls snabbt ner med luft, vilket gör det starkare. Vid kross splittras det i små ofarliga bitar.

Laminering
Två eller fler glasskivor sammanfogas med en plastfilm (PVB). Vid skada hålls glasbitarna samman av plasten.

Bilglas tillverkas oftast som laminerat glas för vindrutor och härdat glas för sidofönster. Vindrutor består av två glasskivor med en PVB-film emellan för att öka säkerheten och förhindra att glaset splittras vid en olycka.

Hur tillverkas dekorativa glas och dricksglas?

Dekorativa glas däremot, som exempelvis vinglas eller konstglas, tillverkas oftast med en mer hantverksbaserad teknik. Här används en kombination av manuell och halvautomatisk formblåsning, där glasblåsaren använder ett rör för att blåsa luft in i en smält glasglob. Formen på glaset kan variera beroende på de verktyg och formar som används under processen. Det här tillvägagångssättet gör varje glas unikt och lämpar sig för mindre produktioner av exempelvis konstföremål och lyxprodukter.

För dricksglas och andra dagligvaror kan en automatiserad process användas, där smält glas pressas eller blåses i formar under högt tryck, ofta av robotar, vilket ger en mer enhetlig och snabb produktion.

Vilket är det dyraste glaset respektive billigaste glaset?

Priset på glas varierar kraftigt beroende på kvalitet och användningsområde. Det dyraste glaset är vanligtvis konstglas och specialtillverkat optiskt glas, som kräver extrem precision och renhet. Ett exempel är Borosilikatglas, som används i avancerade laboratorie- och rymdtillämpningar på grund av dess höga temperaturtålighet och kemiska stabilitet.

Det billigaste glaset är ofta återvunnet glas som används för förpackningar, exempelvis flaskor och burkar. Detta glas är lättillgängligt och billigt att producera i stora kvantiteter.

Vilket glas är bäst respektive mindre bra?

Det ”bästa” glaset beror på tillämpningen. För byggindustrin anses laminerat säkerhetsglas vara bäst, då det erbjuder hög säkerhet och hållbarhet. För optiska applikationer är kristallglas eller optiskt glas överlägsna, då de har extremt hög transparens och precision.

Ett ”mindre bra” glas i tekniska sammanhang kan vara vanligt fönsterglas, som är känsligt för stötar och inte lämpar sig för högpresterande applikationer. Det kan dock vara kostnadseffektivt och funktionellt för enklare ändamål.

När uppfanns glas och hur tillverkade man det förr i tiden?

Glas är en av mänsklighetens äldsta tekniska innovationer, och de första glasföremålen tillverkades för omkring 4 000 år sedan i det forntida Mesopotamien och Egypten. Dessa tidiga glasföremål var oftast små smycken och prydnader, skapade genom att smälta sand tillsammans med olika mineraler.

Den tidigaste formen av planglas tillverkades genom att man strök ut det smälta glaset på platta ytor och sedan slipade det till en jämn yta efter att det svalnat. Planglas som vi känner det idag utvecklades på allvar först med floatglasprocessens uppfinning på 1900-talet, vilket revolutionerade tillverkningen genom att erbjuda billigare och mer konsekvent glas.

Är glastillverkning dåligt för miljön?

Glastillverkning är energikrävande och har därmed en betydande miljöpåverkan, främst genom utsläpp av koldioxid. Eftersom processen kräver smältning vid höga temperaturer, används stora mängder energi, vanligtvis från fossila bränslen. Detta resulterar i höga koldioxidutsläpp, vilket bidrar till klimatförändringarna.

Utöver detta släpper själva processen tyvärr ut andra föroreningar också, såsom kväveoxider och svaveldioxid, som kan påverka luftkvaliteten och bidra till försurning av mark och vatten.

Går det att återvinna glas?

Absolut, glas är ett av de mest återvinningsbara materialen som finns, och dess cirkulära egenskaper gör det till en attraktiv lösning ur både miljö- och kostnadsperspektiv. Glas kan återvinnas till nära 100 procent utan att förlora sina grundläggande egenskaper, vilket innebär att det kan omformas och återanvändas oändligt många gånger. Denna förmåga gör glas återvinning särskilt värdefull för att minska både råvaruförbrukning och energiåtgång i produktionskedjan.

Vid återvinningsprocessen krossas glaset och sorteras efter färg för att optimera återanvändningen. Den krossade glasmassan, ofta kallad glaskross, smälts sedan ner och blandas med ny råvara, eller används som den är, för att tillverka nya produkter. Detta sparar stora mängder energi, eftersom återvunnet glas smälter vid en lägre temperatur än nyproducerat glas. Till exempel kan tillverkning av en glasflaska med 50 procent återvunnet glas minska energiförbrukningen med cirka 25 procent. Dessutom minskar koldioxidutsläppen proportionellt med energibesparingen.

Återvinningsbara glasprodukter inkluderar allt från flaskor och burkar till större glasstrukturer som fönsterglas och byggmaterial. Även om vissa typer av glas, såsom härdat eller laminerat glas, kan vara svårare att återvinna på grund av tillsatta material, finns det ständigt framsteg inom återvinningsteknik som gör det möjligt att hantera även dessa utmaningar.

Med återvinningen av glas så minskar vi inte bara mängden avfall som hamnar på soptippar, utan vi minskar också trycket på naturresurser som sand och soda, vilka utvinns för att skapa nytt glas. På global skala bidrar detta till en betydande minskning av miljöpåverkan, särskilt med tanke på den omfattande användningen av glas inom olika industrier.

Vi avrundar med ett par slutord om ”glastillverkning”

Glastillverkning är som sagt en komplex process som har utvecklats under årtusenden och spelar en väldigt stor roll i både moderna och historiska samhällen. Även om produktionen i sig kan ha en negativ miljöpåverkan, så erbjuder tekniska framsteg möjligheter för mer hållbara och effektiva metoder, och återvinning är ett viktigt verktyg i denna strävan, speciellt då glas i princip kan återvinnas gång på gång. Glas är ett material som, trots sina utmaningar, förblir oerhört viktigt för både vardagsliv och avancerade applikationer i industri, tillverkning, bygg, fastighet och mycket, mycket mera.

I uppkommande artikel här på Punktutsug.se diskuterar vi om tillverkningsmetoder som kräver punktutsug, är glastillverkning ett av dem måhända?