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sehr stark, so eignet sich das Glas [* 2] kaum zu Fensterscheiben. Bleiglas ist leichter zersetzbar als Kalkalkaliglas. Intensiver als durch Wasser wird Glas durch Säuren und namentlich durch ätzende Alkalien zersetzt. Auch Ammoniaksalze mit starken Mineralsäuren greifen das an; kohlensaures Natron verstärkt den Angriff des Wassers, ebenso kohlensaures Ammoniak (Fensterscheiben in Ställen). Am leichtesten wird Glas durch Fluorwasserstoffsäure zersetzt. Die größte Widerstandsfähigkeit entsteht nicht durch Vorwalten irgend eines Bestandteils, sondern durch ein richtiges Verhältnis aller Bestandteile zu einander.
Zusammensetzung.
Die Gläser des Handels zeigen ungemein abweichende Verhältnisse der Bestandteile; scheidet man aber die notorisch schlechten Gläser und die ordinären Bouteillengläser aus, so ergeben die Alkalikalkgläser schon eine größere Übereinstimmung. Man hat von denselben zwei Gruppen zu unterscheiden: kalkreiche, zu denen besonders die besten Tafelgläser gehören, und alkalireiche mit oft höherm Kieselsäuregehalt, zu welchen die antiken Gläser, ein großer Teil des modernen weißen und halbweißen Hohlglases sowie namentlich älteres Spiegel- und Fensterglas zu zählen sind.
Die Tafelglashütten sind in neuerer Zeit fast überall zur Fabrikation kalkreichen Glases geschritten, weil solches größere Härte, Elastizität, schönern Glanz, größere Widerstandsfähigkeit gegen die atmosphärischen Einflüsse zeigt, auch vermöge des allmählichen Erstarrens vortreffliche Bildsamkeit besitzt. Die mittlere Zusammensetzung des guten Kalknatronglases ist etwa 75,4 Proz. Kieselsäure, 11,8 Proz. Natron, 12,8 Proz. Kalk, und man kann annehmen, daß die Zusammensetzung in der Praxis im wesentlichen schwankt zwischen Na2O, CaO, 6SiO2 und 5Na2O, 7CaO, 36SiO2 ^[Na2O, CaO, 6SiO2 und 5Na2O, 7CaO, 36SiO2].
Gleiches gilt für die Kalikalkgläser (71,1 Proz. Kieselsäure, 16,9 Proz. Kali, 12,0 Proz. Kalk) und für die Bleigläser, in denen PbO an die Stelle von CaO tritt (52 Proz. Kieselsäure, 12,8 Proz. Kali, 35,2 Proz. Bleioxyd). Nur die optischen Alkalibleigläser sind reicher an Bleioxyd, während der sogen. Halbkristall, ein Natronkalkbleiglas (etwa 56 Proz. Kieselsäure, 8,9 Proz. Natron, 2,6 Proz. Kalk, 32,5 Proz. Bleioxyd), sich wieder obiger Zusammensetzung anschließt, wenn man für den Kalk die äquivalente Menge Bleioxyd dem an letzterm bereits vorhandenen zuzählt.
Nach ihrer chemischen Zusammensetzung kann man die Gläser des Handels in vier Gruppen ordnen:
1) Kalikalkglas oder böhmisches Kristallglas, vollkommen farblos, äußerst strengflüssig, hart, durch chemische Beständigkeit ausgezeichnet. Das Spiegelglas ist häufig ein Gemisch von dieser Glassorte mit der folgenden.
2) Natronkalkglas, französisches Glas, Fensterglas, bläulichgrün, etwas härter als das vorige, weniger strengflüssig. Hierher gehört das zu optischen Zwecken dienende Crown- oder Kronglas.
3) Kalibleiglas, Kristall- oder Klingglas, ist weich, leicht schmelzbar, ausgezeichnet durch hohes spezifisches Gewicht, Farblosigkeit, Glanz, Lichtbrechungsvermögen und schönen Klang. Hierher gehören das Flintglas, welches noch reicher an Blei [* 3] ist, zuweilen auch Wismut und Borsäure enthält, und der Straß, die Grundlage der künstlichen Edelsteine. [* 4] Eine Zwischenstellung nimmt der Halbkristall ein, welcher Kalk, Blei und Natron enthält.
4) Aluminiumkalkalkaliglas, Bouteillenglas, Buttelglas, mit geringem Alkaligehalt, enthält öfters beträchtliche Mengen von Eisen [* 5] und Mangan und an Stelle des Kalks oft Magnesia; es ist rötlich gelb oder dunkelgrün.
Fabrikation des Glases.
(Vgl. die Tafeln »Glasfabrikation I u. II«.)
Als Rohmaterialien benutzt die Glasfabrikation zur Beschaffung der Kieselsäure meist möglichst eisenfreien Sand, welcher gewaschen und in Flammöfen geglüht wird, außerdem Feuerstein, Quarz und Quarzfels, den man nach der Handscheidung glüht, in Wasser abschreckt und zerkleinert. Kali liefert Pottasche, selten Weinstein und schwefelsaures Kali. Von Natronsalzen verwendet man Soda, schwefelsaures Natron mit 6-8 Proz. Kohle, um schwefligsaures Natron zu bilden, welches durch Kieselsäure leichter zersetzt wird, dann Kochsalz, welches durch Glühen mit Kieselsäure im Dampfstrom zunächst in kieselsaures Natron verwandelt wird, seltener Natronsalpeter.
Die Natronsalze gewähren Vorteile, weil sie billiger sind und überdies 10 Teile kohlensaures Natron 13 Teilen kohlensaurem Kali entsprechen. Kalk verwendet man in Form von Marmor, Kreide, [* 6] Kalkstein, seltener Wollastonit (kieselsaurer Kalk). Phosphorsaurer Kalk (gebrannte Knochen [* 7] oder Bakerguano) dient zur Darstellung von Milchglas, ebenso Flußspat [* 8] und das bei der Verarbeitung von Kryolith abfallende Fluorcalcium. Magnesia findet sich mehrfach in Dolomiten und in manchen Silikaten als ein für die Glasindustrie unliebsamer Begleiter des Kalks, sie erhöht die Schwerschmelzbarkeit des Glases.
Baryt (kohlensauren und schwefelsauren, letztern mit Kohle) schätzt man als erweichenden, das spezifische Gewicht und den Glanz des Glases erhöhenden Zuschlag. Thonerde wird nur in Form von Kryolith oder Natronaluminat, welches aus letzterm dargestellt wird, dem Glas direkt zugesetzt; namentlich ist das Kryolithglas oder Hot-cast porcelain der Amerikaner reich an Thonerde; ein geringer Thonerdegehalt findet sich infolge des Abschmelzens der Häfen in allen Gläsern.
Ordinäres Flaschenglas stellt man aus unreinem Sand mit Mergel und Lehm, Holz- und Torfasche, Seifensiederäscher, Feldspat, Pechstein, Amphibol, Phonolith, Basalt, Lava, trachytischen Gesteinen, Hochofen- und Eisenfrischschlacken dar. Granit wird unter Zuschlag von Baryt zu Bouteillenglas verschmolzen, und Feldspat gibt mit Bleioxyd sehr brauchbares Glas Borsäure (Borax) [* 9] dient als teilweises Ersatzmittel der Kieselsäure, sie erhöht die Schmelzbarkeit, den Glanz und ist ein treffliches Mittel gegen das Entglasen. Bleioxyd wird gewöhnlich in Form von Mennige angewandt. Auch Zinkoxyd und Wismutoxyd werden bisweilen benutzt.
Zur Darstellung von farblosem Glas dienen gewisse Entfärbungsmittel (Glasmacherseifen), die auf verschiedene Weise wirken. Der Braunstein (Mangansuperoxyd) bildet in der Glasmasse kieselsaures Manganoxydul, welches amethystrot färbt und dadurch die grünliche Färbung durch kieselsaures Eisenoxydul aufhebt und das Glas farblos macht. Sicherer wirkt Nickeloxydul, welches den Braunstein mehr und mehr verdrängt. Auch Antimonoxyd und Kobaltoxyd dienen als Entfärbungsmittel. Arsenige Säure, [* 10] welche am häufigsten angewandt wird, gibt im G. Sauerstoff ab, oxydiert Kohle, Schwefelnatrium, Eisenoxydul zu farblosen Verbindungen und erzeugt, indem sie oder das reduzierte Arsen sich in Dampf [* 11] verwandelt, eine starke Bewegung der Glasmasse. Das fertige Glas enhält in der Regel keine Spur von Arsen. Auch Mennige, Chilisalpeter und salpetersauren Baryt benutzt man als oxydierende Entfärbungsmittel.
Als Färbemittel dienen außer Braunstein u. Nickel (zum neutralen Grau des Glases für Schutzbrillen) ¶
[* 12] Fig. 7-9. Siemens' Regenerativgasofen.
[* 12] Fig. 8. Durchschnitt.
[* 12] Fig. 9. Durchschnitt.
[* 12] Fig. 10. Siemens' Wannenofen.
Fig. 4. Glasofen mit Holzfeuerung.
[* 13] Fig. 5. Deutscher Glasofen, Durchschnitt.
[* 13] Fig. 11. Bontemps Ofen zur Darstellung von optischen Glas.
Fig. 17. Kühlofen für Bleiglas.
[* 13] Fig. 20. Streckofen für Tafelglas, wagerechter Durchschnitt.
[* 13] Fig. 21. Streckofen für Tafelglas, senkrechter Durchschnitt.
[* 13] Fig. 22. Gießen [* 14] des Spiegelglases.
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Kobaltverbindungen (Schmalte und Kobaltoxyd) zum Blaufärben; Uran gibt in Bleiglas reines, völlig durchsichtiges Gelb, in Kalikalkglas eine etwas getrübte, durch Fluoreszenz [* 16] grünlich schimmernde, gelbe Färbung. Kupferoxyd färbt blaugrün, wird aber meist neben Chromoxyd angewandt, dessen Gelbgrün es dämpft und blauer macht. Bei Gegenwart von reduzierenden Agenzien wird das Kupferoxyd in Oxydul verwandelt, welches eine leuchtend blutrote Färbung gibt.
Durch eine besondere Behandlung geht das mit Kupferoxydul gefärbte Glas unter reichlicher Kristallausscheidung in Aventurin über. Chromoxyd erzeugt eine lebhafte gelblichgrüne Farbe (Annagrün). Die Schwerlöslichkeit des Chromoxyds benutzt man zur Herstellung von Chromaventurin. Silber färbt Glas hellgelb bis orange, wird aber nur selten zu Färbungen in der Masse benutzt. Gold [* 17] gibt das prachtvolle Rubinglas. Zinnoxyd macht das Glas trübe (Alabasterglas) bis völlig opak und weiß.
Eisenoxydul erzeugt eine bouteillengrüne, Eisenoxyd eine gelbe Färbung. In verschiedenen Verhältnissen gemengt, vermögen die Oxyde des Eisens alle Färbungen des Glases hervorzurufen. Die durch Eisenoxydul gefärbten Gläser werden im Sonnenlicht gelb, indem stets vorhandenes schwefelsaures Natron Eisenoxyd und Schwefelnatrium bildet. Durch Erhitzen geht die Reaktion wieder zurück. Einigermaßen erwünscht ist das Eisen nur im Bouteillenglas, da seine leicht schmelzbaren Silikate die erhärtende Wirkung der Thonerde zum Teil paralysieren. Kohle erzeugt Schwefelmetalle, durch welche das Glas gelb bis braun wird.
Die Rohmaterialien werden in gut zerkleinertem Zustand nach bestimmten Verhältnissen sorgfältig gemischt und dann unter Zusatz von Glasbrocken, welche die Glashütten aufkaufen, sortieren und reinigen oder auch aus eignem Abfall sammeln, eingeschmolzen.
Zum Einschmelzen dienen die Glashäfen, welche aus schwer schmelzbarem Thon unter Zusatz von Schamotte und Hafenscherben dargestellt werden, von rundem oder elliptischem Querschnitt, nach dem Boden zu verjüngt sind und etwa 60-600, ja bisweilen 2500 kg Glas fassen, oben offen oder (für Bleiglas) gedeckt, nach oben zu durch eine seitlich mit kurzem Hals versehene und durch diese mit der Arbeitsöffnung des Ofens in Verbindung stehende Kuppel gegen den innern Ofenraum völlig abgeschlossen sind.
Häfen für kontinuierlichen Betrieb bestehen aus drei Abteilungen, indem an der der Arbeitsöffnung des Ofens zugewandten Seite des Hafens durch eine doppelt gekrümmte, nach unten und vorn geneigte Wand ein Stück des Innenraums abgesondert ist, während der übrige, im Horizontalschnitt sichelförmige Raum des Hafens durch eine von der erwähnten Scheidewand bis zur gegenüberliegenden Hafenwand gehende zweite Wand in zwei gleiche Teile geteilt wird. In der einen dieser Abteilungen wird das Gemenge der Rohmaterialien eingeschmolzen, die geschmolzene Masse steigt vom Boden durch ein Rohr empor, ergießt sich in die zweite Abteilung, wird auf diesem Weg sehr stark erhitzt, läutert in der zweiten Abteilung, sinkt zu Boden und tritt durch eine unten angebrachte Öffnung in die dritte Abteilung, aus welcher sie bei der Verarbeitung entnommen wird.
Die Öfen, [* 18] in welchen die Häfen erhitzt werden, sind stehende Flammöfen, fassen 6-10 Häfen und müssen Raum enthalten, um Arbeitsstücke von jeder Form und Große wiederholt darin erweichen zu können, ohne sie mit den Wänden, Häfen etc. in Berührung zu bringen. Bei der empfindlichen Natur des Glases braucht man ein möglichst reines und klares, von Asche- und Kohlenteilen reines Feuer, wie es am leichtesten durch Holz [* 19] erzeugt wird. In neuerer Zeit hat die Notwendigkeit der Brennstoffersparnis zur Benutzung von Stein- und Braunkohlen und Torf geführt.
Holzfeuerung findet man gegenwärtig noch im Böhmerwald, im Bayrischen Wald, in einigen deutschen Mittelgebirgen, wie im Thüringer Wald, und im süddeutschen Oberland. Textfig. 1, 2, 3 zeigen einen Glasofen für Holzfeuerung. Auf dem Fundament ff erheben sich zu beiden Seiten die massiven Mauerkörper, der äußere a a und der innere b b, welche eine langgestreckte Grube c (Piepe, Tonne) umgrenzen. Mit letzterer stehen die Feuerungen x y in Verbindung. Diese dienen zur Erzeugung, die Tonne als Raum zur Entwickelung der Flamme. [* 20]
Die Häfen h h stehen in zwei Reihen auf dem Mauerkörper b b (den Bänken). Die aus c aufsteigende Flamme schlägt zunächst zwischen den beiden Häfenreihen, also durch die Gasse e durch, verbreitet sich in dem Arbeitsraum g g bis an das Deckengewölbe i i und nimmt durch die zugleich zum Ausarbeiten des Glases dienenden Öffnungen o o in den Seitenmauern n n ihren Ausweg. Die Öffnungen r r werden nur beim Auswechseln der Häfen benutzt. Das Holz, am besten Nadelholz in 10 cm breiten und halb so