История выдувания оконных стекол



Существует предположение, что оконные стекла времен Римской империи были изготовлены при помощи отливки в плоскую форму. Никаких описаний их производства в античной литературе, однако, нет и это предположение основывалось лишь на ознакомлении с внешним видом дошедших до наших дней фрагментов. Самым ранним автором, который описал способ выработки оконного стекла, был Теофил.

Д. Б. Харден высказал в прошлом веке мнение [2], что все римские стекла в Англии и Западной Римской империи были изготовлены в большинстве случаев способом выдувания. Автор подразделил их на два вида. Одни — полностью прозрачные, у которых обе стороны гладкие и прозрачные, другие — просвечивающие — имеют разные поверхности: шероховатую и гладкую. Первые появились лишь в 3 в. н. э., а вторые датируются 1–2 вв. н. э. Шероховатость и матовость объясняли, как следы грубой формы при отливке или прессовке и поэтому второй вид стекол относили к литым. Д. Б. Харден указывал, что его эксперименты в середине прошлого века показывали особую трудность или почти невозможность производить такие тонкие стекла, как римские, по способу отливки. Шероховатость и неровность поверхности получалась же у них от того, что при раскрывании цилиндров и разглаживании их инструментом в плавильной печи температура ее была слишком высокой, они очень размягчались и либо прилипали к поду, либо получали отпечатки его шероховатой поверхности.

Халявный способ.

Наиболее ранний способ изготовления оконных стекол, известный с I в. н. э. в Римской империи, состоял в изготовлении полого цилиндра, разрезания его вдоль по образующей и развертывания — разглаживания — его в виде плоскости. Много позже в России эти цилиндры получили название «халяв», а сам способ — «халявным». Как он выполнялся 9–10 веков назад, описывает Теофил в своем трактате. На рис. 1 (по Р. Шамбону [1]) изображены отдельные стадии процесса, а в тексте — описание по Теофилу:

1. При помощи выдувальной трубки Вы берете из печи столько стекла, сколько хотите,
2. и начинаете его раздувать и обрабатывать на катальнике, чтобы придать стеклянной массе ровный диаметр по всей длине.

Рис. 1. Халявный способ выработки оконного стекла по Теофилу

3. Когда Вы сформировали халяву внесите ее в середину пламени печи и стекло в этой части размягчится.

Р. Шамбон делает примечание к этому параграфу и пишет, что Теофил забывает здесь о двух важных подробностях: во-первых, что мастер должен непрерывно вращать выдувальную трубку с халявой во избежание ее деформации и провисания; во-вторых, что после очередного вдувания воздуха в халяву, он должен закрыть отверстие выдувальной трубки большим пальцем, иначе воздух выйдет их халявы и она сократится в размерах под влиянием поверхностного натяжения — стягивающих ее сил.

4. В это время на дне цилиндра появилось маленькое отверстие.
5. Далее надо вызвать текучесть разогретого стекла, чтобы при помощи деревяшки расширить отверстие до размера средней части халявы.
6. Затем Теофил советует операцию, которая кажется неожиданной и лишней; говоря о низе цилиндра, он пишет: соедините два противоположных края халявы так, чтобы каждая из соединенных сторон сохранила отверстие.
7. Когда это сделано и цилиндр находится в горизонтальном положении надо коснуться его мокрым деревом у самой выдувальной трубки, которая после встряхивания, отделится от него.
8. На конце трубки остается немного стекла; надо его вновь разогреть (хотя это не указано у Теофила), удалить излишки, а оставшееся раскатать на катальнике. При помощи этого горячего стекла выдувальную трубку надлежит присоединить к соединенным краям цилиндра. Как видно, с этого времени трубка начинает играть роль понтии.
9. Цилиндр вновь вводят в отверстие печи, чтобы размягчить остывший его конец с узким отверстием.
10. Расширяют узкий конец цилиндра до размера диаметра его средней части.
11. На этом можно считать законченной подготовку цилиндра, однако Теофил рекомендует еще один прием, который не имеет смысла и надобности; он пишет, что надо соединить края другого расширенного отверстия.
12. Законченный цилиндр отделяют от трубки (понтии) при помощи куска дерева, который вводят внутрь цилиндра и помещают его в печь для охлаждения.
13. После охлаждения цилиндр помещают в печь, где его необходимо расправить и сделать плоским листом. Разогретый цилиндр раскалывают вдоль при помощи горячего железа.
14. Как только стекло начинает размягчаться, его раскрывают, используя железные щипцы и затем разглаживают при помощи куска дерева.

После остается только отжечь лист стекла.

Теофил описал современный ему способ выработки оконных стекол, однако остается неизвестным, применялся ли он ранее в античное время. Возможно, он был известен и в древности, но следует отметить, что халявные оконные стекла XI-XIII вв., похожие на римские неодинаковой толщиной, отличаются от них, однако, гладкостью поверхности с обеих сторон. Весьма вероятно, что разглаживание античных стекол производилось в более горячих печах, чем в средние века, отчего они более размягчались и сохраняли на себе отпечатки шероховатого огнеупорного пода. В XIV в. производство плоских стекол халявным способом было усовершенствовано где-то в Богемии, Баварии и Лотарингии.

Лунный способ.

При археологических раскопках листовые плоские стекла находят также в виде дисков (шайб) или чаще — их фрагменты. Так, при раскопках Михайловского златоверхого монастыря в 1949 г. был найден образец оконного стекла, принадлежащего к химическому типу K₂O-PbO-SiO₂, изготовленного в Киеве и датированного XI-XIII вв. В. Гайльман опубликовал несколько анализов шайб оконных стекол из Каролингской базилики монастыря в Лорше (Гессен), относящихся к 800 и 1090 гг., а также из Верла (Нижняя Саксония), датируемых 1000 г. Эти стекла также калийные и принадлежат к химическим типам K₂O-PbO-SiO₂ и K₂O-CaO-Al₂O₃-SiO₂.

Б. Харден предполагает, что в отличие от западных стеклоделов, которые с начала нашей эры применяли цилиндровый способ изготовления оконных стекол, — в восточной Римской империи по крайней мере с IV в. н. э. использовали лунный способ. Анализы В. Гайльмана показали, что в Средней Европе (Гессен, Саксония) этот же способ применялся тоже в IV в. В античное время диски имели небольшой диаметр и редко превышали 15 см. В средние века лунный способ был распространен на Средиземноморском Востоке и Киевской Руси, а благодаря крестовым походам был занесен на Запад. Там он был усовершенствован к XIV в. французским стеклоделом Ф. Какереем, который не только улучшил качество стекла, но и увеличил диаметр дисков до 50–60 см. В 1330 г. он имел завод в Нормандии, где производство лунных стекол получило большое развитие.

Далее приведена схема процесса выработки стекла лунным способом, придерживаясь описания Р. Шамбона [1] (рис. 2).

Рис. 2. Лунный способ выработки оконного стекла.

1. При помощи выдувальной трубки мастер набирает некоторое количество стекла из тигля, и известным способом превращает его в баночку.
2. Работая над водой, но не касаясь ее, он придает баночке удлиненную форму.
3. После подогрева он укатывает
4. наборку на мраморе, а вслед за нагревом в печи начинает ее раздувать,
5. вслед за третьим подогревом и укаткой
6. на мраморе он производит вновь раздувание и формование горлышка.
7. Следующая операция состоит в раздувании шара.
8. Сделав это, мастер повторяет разогревание стекла и раздувание, пока наборка не достигнет желаемого размера.
9. Вводя далее наборку стекла в большое круглое окно, сделанное в стенке печи, мастер вносит ее в большой огонь. — Стекло мгновенно размягчается и, делая быстрое вращение наборки перед окном в печи, стекло дел придает шару сплющенную форму.
10. Вынув из печи наборку, мастер касается стекла со стороны выдувальной трубки мокрым инструментом, чтобы затем можно было легко отделить стекло от трубки.
11. Опирая выдувальную трубку на подставку,
12. мастер ждет пока его помощник прикрепляет к плоской стороне наборки понтию при помощи кусочка стекла, находящегося на ее конце, и тогда ударом по трубке отделяет ее от наборки. Теперь наборка стекла держится на понтии.
13. Затем мастер подносит наборку к окну в печи и дает разогреться в пламени краям узкого отверстия наборки, все время вращая вокруг оси понтию со стеклом.
14. Достаточно разогрев стекло и продолжая вращать его на понтии, мастер расширяет отверстие, при помощи дерева, придавая наборке форму таза.
15. Развернутую и открытую широко наборку мастер подносит к большому окну в печи и, быстро вращая понтию со стеклом, старается распластать наборку в виде диска.
16. Когда наборка стала почти плоской, мастер удаляет ее от печи и продолжает ее вращать до полного превращения в плоскость. Далее отделяют понтию от листа стекла и переносят его в печь для отжига.

Образцы оконных стекол в виде дисков из археологических раскопок имеют по периметру загнутые края. Было высказано предположение [3], что они имеют роль «ребер жесткости». Формование их велось, вероятно, после размягчения краев отверстия в наборке между операциями 13 и 14. Характерная особенность оконных стекол, изготовленных «лунным» способом, — более толстая стенка в центре диска и тонкая по краям, а также след от понтии в середине — так называемый пупок.

Литература:

1. Chambon, R. L’Evolution des Procédés de Fabrication manuelle du Verre à Vitres. Advances in Glass Technology, Part 2 (New York, 1963), 1965–78;
2. Harden, D. B. Window glass from Romano-British bath-house at Garden Hill, Hartfield, Sussex. Antiquaries J., 54, 1974, 280–1;
3. Безбородов М. А. Стеклоделие в Древней Руси. Минск, Изд-во АН БССР, 1956.