When was toughened glass invented? The story of glass tempering
Share this blog:
Join us as we tell the fascinating story of toughened glass. It all started in a Roman glassblower's workshop…
ليس عليك العمل في صناعة الزجاج لمعرفة الزجاج المقسّى. فهو يُستخدم اليوم في كل شيء، من الأبواب المقاومة للحريق إلى واقيات شاشات الهواتف الذكية.
Sure, you're probably not
thinking
about toughened glass as you scroll through social media or tap out a text. But it's there – and you'd be worse off without it. Toughened glass is the magic material that keeps our iPhones intact, our bus shelters safe and our huge glass skyscrapers upright.
لم يكن الأمر كذلك دائمًا. فرغم شيوعه في العصر الحديث، لم يصبح الزجاج المقسّى ضروريًا جدًّا إلا في القرن الماضي تقريبًا.
لماذا استغرقنا كل هذا الوقت؟ ابدأ بتحضير كوب من الشاي - هذه القصة مذهلة.
Prince Rupert's drops
Toughened glass is a bit like electricity. We discovered it before we knew what it
was.
Just as some Greek bloke was
conducting experiments with static electricity in 600 BC, so our 17th-century forbears were playing around with toughened glass in the form of disposable novelties.
كانت هذه الأشياء الجديدة تُعرف بأسماء مختلفة مثل دموع باتافيا، أو الدموع الهولندية، أو قطرات الأمير روبرت - والتي سميت على اسم الأمير روبرت من نهر الراين، الذي لفت انتباه البلاط البريطاني لأول مرة إلى هذه الأشياء الغريبة.
بدت قطرات الأمير روبرت أشبه بقطرات الدموع أو الشرغوف. كانت كرات زجاجية منتفخة تتناقص تدريجيًا لتتحول إلى ذيل رفيع.
حتى الآن، كان واضحًا جدًا أنها نفايات ناتجة عن عملية صناعة الزجاج. لكن قطرات الأمير روبرت لم تجذب انتباه العلماء لأنها بدت كضفادع صغيرة، بل كانت في الواقع تخفي أسرارًا غريبة.
كان طرفها المنتفخ صلبًا كالأحذية القديمة. لو ضربتها بمطرقة قوية، لكانت بالكاد تُلاحظ أي اعتداء.
كان هذا بحد ذاته إنجازًا مذهلاً. ففي زمنٍ كان فيه الزجاج يتحطم حتى لو سخر منه، كان هذا الجسم الزجاجي الذي يكاد يكون غير قابل للتدمير بمثابة عجائب علمية حقيقية.
لكنها لم تكن غير قابلة للتدمير. لأنه إذا انكسر طرفها الرفيع، ستتحطم إلى قطع صغيرة لا تُحصى، كما لو أنها تختفي في الهواء.
الملك تشارلز والجمعية الملكية والرومان
كما قد تتخيل، كانت هذه الخدعة الاحتفالية مذهلةً لعقول القرن السابع عشر. وقد أذهلت الملك تشارلز الثاني، الذي - عندما شهد الخدعة السحرية - استدعى الجمعية الملكية للتحقيق.
اجتمع كبار علماء العلوم في القرن السابع عشر، وجمعوا كل معارفهم ومواردهم واكتشفوا ما ربما توصلت إليه بالفعل.
كانت قطرات الأمير روبرت مجرد كرات من الزجاج الساخن، بردت بسرعة في الماء البارد. يُرجّح أنها اكتُشفت بالصدفة، وربما كانت معروفة في صناعة الزجاج منذ العصر الروماني.
يمكنك أن تتخيل أن الاكتشاف كان على هذا النحو: كان نافخ زجاج أخرق ينفث دخانه، يصنع مزهرية أو غليونًا أو قطعة زينة. ورغم خرقه، سمح لقطعة زجاج منصهرة أن تسقط في دلو عند قدميه.
كان نافخ الزجاج الأخرق قد اخترع الزجاج المقسّى سهوًا. فبأخذ زجاج ساخن جدًا وخفض درجة حرارته بسرعة، غيّر تركيبه الجزيئي. أصبح الزجاج الآن تحت ضغط، ما يعني أنه أصبح قويًا للغاية ولكنه عرضة للتفتت والانفجار إذا أُسيء التعامل معه.
لم تكن هذه الخصائص مفهومة تمامًا آنذاك. كان علينا الانتظار حتى القرن التاسع عشر حتى أدرك أحدهم أن آلية قطرات الأمير روبرت قد يكون لها غرض عملي.
فرانسوا روير دي لا باستي وطريقة التقسية السائلة
لا نعرف سوى ثلاثة أمور عن حياة فرانسوا بارتيليمي ألفريد روير دي لا باستي. أولها شهرته الواسعة. ثانيها إقامته في باريس. ثالثها أنه يُنسب إليه تطوير أول عملية تقسية زجاجية صناعية.
تتضمن طريقة باستي تسخين الزجاج حتى يصل تقريبًا إلى نقطة الانصهار، ثم تبريده في حمام من الزيت أو الشحم الساخن.
وكانت المادة الناتجة أقوى بكثير من الزجاج التقليدي - والأهم من ذلك، لم تكن هناك حاجة إلى تشكيلها على شكل الشرغوف.
ليس من المبالغة وصف باستي بأنه أب تقسية الزجاج الحديثة. فرغم التعديلات الطفيفة على تركيبته، نستخدم اليوم عملية تقسية مماثلة.
Bastie first received a patent for his method in England in 1874. In a later US patent, he espouses the benefits of his new glass in no uncertain terms:
"الأشياء المصنوعة بهذه الطريقة ستقاوم بفعالية الصدمات العنيفة وآثار الماء الساخن، وحتى النار، كما أنها غير قابلة للتشقق عند حوافها. ومن الواضح أنه يمكن تطبيق هذه العملية في صناعة الأواني المزخرفة بأي شكل مرغوب."
تبنى رواد الأعمال اختراع باستي وطوّروه. وتبع ذلك عمليات أخرى وبراءات اختراع أخرى، منها، في 1877، طريقة تضمنت تبريد الزجاج الساخن في قوالب بدلاً من الزيت.
تصنيع الزجاج المقسّى
كان القرن العشرون عصرًا للابتكار السريع. ففي غضون 100 سنة فقط، تمكن العالم من إرسال رجل إلى القمر، واختراع الشريحة الدقيقة، وإحداث ثورة في عالم النقل بسيارات سريعة وبأسعار معقولة.
وكان ظهور السيارات هو الذي أدى إلى تحويل صناعة الزجاج المقسّى من شركة متخصصة إلى قوة صناعية هائلة.
عندما كان باستي رائدًا في مجال الزجاج المقسّى في أواخر القرن العشرين، لم يكن يفكر في زجاج السيارات الأمامي. وكما يتضح من براءة اختراعه الأمريكية لعام ١٨٨، كان اهتمامه منصبًا بشكل أساسي على تصنيع "أدوات تقديم الطعام".
في الواقع، خصص فقرة كاملة لوصف كيفية تزيين هذه القطع. وقال إنه يمكن "تلوينها أو تذهيبها أو طلائها بأي لون من المعادن المطلوبة، أو طباعة نقوش أو أزهار عليها بألوان زجاجية"، وهكذا.
ولكن مع سيطرة السيارات على طرقنا وتطور صناعة الزجاج المقوى، بدأت صناعة السيارات الناشئة في الانتباه إلى هذا الأمر.
Henry Ford was among the first to use tempered glass in car production. In 1937, motivated by safety concerns, he
mandated the use of toughened glass for the side and rear windows of all Ford cars.
بالمناسبة، كانت الزجاجات الأمامية للسيارات مصنوعة من الزجاج الرقائقي. وقد طُرح هذا النوع من زجاج الأمان في سيارات فورد منذ عام 1919.
بحلول ثمانينيات القرن العشرين، أصبح الزجاج المقسّى شائعًا في جميع السيارات الأمريكية. وسرعان ما حذت الصناعات الأخرى حذوه. على سبيل المثال، لاحظ المهندسون المعماريون أن الزجاج المقسّى سمح ببناء مبانٍ زجاجية كبيرة ومتينة هيكليًا، وهكذا بدأ عصر ناطحات السحاب الزجاجية الضخمة.
الزجاج المقسّى اليوم
في الوقت الحاضر، ينتشر الزجاج المقسّى وغيره من أنواع زجاج الأمان في كل مكان. وبفضل متانتها وخصائصها الآمنة، أصبح استخدامها إلزاميًا تقريبًا في جميع المباني الجديدة في المملكة المتحدة.
لكننا قطعنا مسافة طويلة جدًا للوصول إلى هنا. لم يكن الزجاج المقسّى الحديث ممكنًا لولا جهود نافخي الزجاج الرومان الماهرين، ورواد صناعة السيارات الأمريكية العملاقة، وفرنسي مغامر ساهم في تحويل حيلة الحفلات إلى صناعة ناجحة.
نحن في ToughGlaze، فخورون بلعب دورنا الصغير في هذه القصة الرائعة - ولا يمكننا الانتظار لمعرفة إلى أين يتجه الزجاج بعد ذلك.
Are you in the market for high-quality
toughened glass, cut to size? Here at ToughGlaze, we've been involved in some of the UK's most complex and renowned architectural projects. For a quick, competitive quote, don't hesitate to
get in touch.
