Wat is glas en hoe wordt glas gemaakt?

Glas is een zeer bekend materiaal dat op verschillende manieren in de techniek wordt toegepast. Daarnaast wordt glas ook gebruikt als materiaal voor gebruiksvoorwerpen. Veel mensen die het woord glas horen denken aan een glas waaruit men kan drinken of het glas dat in een kozijn is geplaatst waar men doorheen kan kijken. Glas is een zeer oud materiaal en wordt al eeuwen door mensen gebruikt. Doordat het materiaal al zo lang door mensen wordt gebruikt heeft glas veel verschillende toepassingsgebieden gekregen. Glas wordt ook gebruikt in brillen en is daarnaast een materiaal dat wordt toegepast in beeldschermen en lampen. Verder wordt glas ook als beschermlaag aangebracht op metalen voorwerpen. Dit noemt men emailleren. Glas wordt ook wel aangebracht op aardewerk producten, dit wordt meestal glazuur genoemd.

Wat is glas?
Glas is een materiaal dat veel lijkt op kristal. De structuur waaruit glas bestaat verschilt echter van de structuur waaruit kristal bestaat. Daarom kan men glas geen kristal noemen. Het verschil tussen kristal en glas wordt ook wel aangegeven op basis van het verschil in percentage lood dat het materiaal bevat. Glas dat minder dan 4% loodoxide bevat heeft de benaming glas. Naarmate er meer zware metalen zoals lood in glas aanwezig zijn spreekt men van kristalglas.

Glas heeft wel overeenkomsten met kristallen. Net als kristal is glas ook doorzichtig en breekt het materiaal licht. Glas is een amorfe stof, het is een vaste stof. Glas bevat verschillende silicaten, de bestandsdelen waaruit glas bestaat kunnen worden aangepast aan de wensen en eisen die men aan het materiaal stelt. De meest bekende vorm die glas heeft is de kleurloze vorm die wordt gebruikt voor drinkglazen en vensterglas. De samenstelling van dit glas heeft als hoofdbestandsdeel kwarts, dit wordt ook wel silica of siliciumdioxide (SiO2) genoemd. Deze belangrijke grondstof wordt over het algemeen gewonnen uit zand. Aan de zure SiO2 worden basische verbindingen toegevoegd. Dit zijn bijvoorbeeld natrium- of kaliumhoudende carbonaten.

Hoe wordt glas gemaakt?
De belangrijkste stof die wordt gebruikt voor de vervaardiging van glas is, zoals hiervoor genoemd, kwarts. Deze grondstof wordt gewonnen uit zand. Voor de productie van glas maakt men gebruik van een mengsel dat bestaat uit kalk, soda en gemengd zand. Door hoge temperaturen wordt dit mengsel vloeibaar gemaakt. Vervolgens koelt men het materiaal zeer snel af waardoor het uithard. Voordat het glas geheel is uitgehard is het goed vervormbaar. Glas kan onder ander doormiddel van blazen en gieten in de gewenste vorm worden gebracht. Daarnaast kan men ook glas trekken of kan men gebruik maken van de techniek die Floatglas wordt genoemd. Glastrekken doet men in Nederland eigenlijk niet meer. De techniek van Floatglas wordt tegenwoordig in Nederland wel toegepast in de floatglasfabriek die staat in Tiel. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een bad met gesmolten tin waarover men gesmolten glas uitgiet. Omdat glas lichter is dan tin blijft het glas op het tin drijven. Omdat gesmolten metalen een perfect vlak oppervalk hebben zal het gesmolten glas ook een perfect vlakke onderzijde hebben. Vanwege de oppervlaktespanning van het gesmolten glas is ook de bovenzijde van het glas perfect glad. Het Floatglasproces kan als continu gietproces worden uitgevoerd. Daardoor kan een voortdurende productie worden gerealiseerd. Dit is de reden waarom tegenwoordig veel vlak glas via het Floatglasproces wordt gefabriceerd.

Wat is emaille of glazuur en waarvoor worden deze materialen gebruikt?

Emaille of email is een laag glas dat op voorwerpen kan worden aangebracht. Meestal wordt emaille aangebracht op metalen voorwerpen en op voorwerpen die van aardewerk zijn gemaakt. De reden waarom emaille wordt aangebracht is verschillend. Zo kan emaille bijvoorbeeld worden aangebracht om het onderliggende materiaal te beschermen. Daarnaast kan emaille ook worden gebruikt al isolatielaag. Omdat emaille een laag glas is die in verschillende kleuren kan worden gebracht wordt emaille ook wel gebruikt om objecten te versieren. Emaille kan ook worden gebruikt om bijvoorbeeld reclameborden en reclamespeldjes van kleuren te voorzien. Meestal is de ondergrond van deze borden van metaal gemaakt.  Een object waarop emaille is aangebracht noemt men geëmailleerd.

Emaille of glazuur
Emaille kan, zoals hiervoor beschreven, ook worden aangebracht op voorwerpen die van aardewerk zijn gemaakt. Als men een dunne glasachtige laag aanbrengt op producten van aardewerk noemt men dat over het algemeen glazuur. Er kunnen verschillende voorwerpen en producten worden voorzien van een glazuurlaag. Bekende voorbeelden van aardewerk producten zijn tegels, plavuizen en dakpannen. Deze voorwerpen zijn van klei gemaakt en worden in ovens gebakken. Hierdoor wordt de klei hard. In de oven wordt het glazuur dat op de voorwerpen en producten in poedervorm wordt aangebracht vloeibaar en smelt over het voorwerp of product heen. Dit zorgt er voor dat er een glazuurlaag ontstaat. Glazuur kan dienen ter bescherming van het product of het voorwerp. Daarnaast is glazuur ook in verschillende kleuren aan te brengen op producten en voorwerpen. Dit zorgt er voor dat glazuur ook een sierwaarde kan hebben.

Welke eigenschappen heeft emaille?
Emaille kan om verschillende redenen worden aangebracht op een product of voorwerp. Het is belangrijk dat men voordat men emaille toepast goed weet welke eigenschappen dit materiaal heeft. Als men bijvoorbeeld metalen producten of voorwerpen heeft die men wil beschermen is een positieve eigenschap van emaille dat de emaillelaag het metaal goed afsluit. Hierdoor kan er geen water en zuurstof bij het metaal komen en is het metaal goed beschermd tegen corrosie. Daarnaast kan emaille niet branden en is het erg hard. De hardheid van emaille zorgt er voor dat het materiaal er onder goed beschermd is. Emaille zelf is behoorlijk krasbestendig en glad daardoor is het materiaal ook hygiënisch en kunnen geëmailleerde voorwerpen worden gebruikt in bijvoorbeeld badkamers en keukens. Het materiaal is zeer goed bestand tegen de inwerking van chemische stoffen. Ook is emaille kleurvast en goed bestand tegen verkleuring die kan ontstaan door bijvoorbeeld UV-straling.

Als men emaille aanbrengt op aardewerk wordt de oppervlakte van het product of voorwerp dichter. Hierdoor wordt het aardewerk product minder waterdoorlatend. Dit zorgt er voor dat emaille of glazuur aardewerk producten geschikt maakt voor contact met water en andere vloeistoffen. Daarnaast wordt het aardewerk product ook krasbestendiger door het glazuur.

Zowel metalen producten als producten die van aardewerk zijn gemaakt kunnen door het aanbrengen van emaille worden verfraait. Dit gebeurd door het toevoegen van gekleurde oxiden voordat men gaat emailleren.

Een nadeel van emaille is dat een emaillelaag zeer hard en nauwelijks buigzaam is. Als emaille bijvoorbeeld wordt aangebracht op metalen voorwerpen is de kans groot dat het metaal buigzamer is dan het emaille. Hierdoor kunnen er barsten ontstaan in het emaille. In het eerste geval kunnen er scheuren ontstaan en kunnen er stukjes emaille van het basismateriaal afspringen. Hierdoor kan het onderliggende metaal bloot komen te staan aan zuurstof, water en chemische stoffen. Dit zorgt er voor dat er corrosie kan ontstaan. Om beschadiging van emaille tegen te gaan past men tegenwoordig emaille toe dat een gelijkwaardig uitzettingscoëfficiënt heeft als het onderliggende materiaal.

Waar worden emaille en glazuur toegepast?
Emaille kan op verschillende metalen worden aangebracht. Een aantal voorbeelden hiervan zijn koper en aluminium. Deze materialen bevatten geen ijzer en behoren tot de nonferro metalen. Emaille wordt in de praktijk ook regelmatig aangebracht op metalen die wel ijzer bevatten. Hierbij kan gedacht worden aan producten en voorwerpen die gemaakt zijn van staal of gietijzer. Deze materialen zijn zeer gevoelig voor corrosievorming. Emaille zorgt voor een goede beschermlaag tegen corrosie/ roest.

Emaille wordt op verschillende producten toegepast. Hieronder staan een aantal voorbeelden:

  • De buitenkant van witgoed producten wordt over het algemeen voorzien van emaille. Hierbij kan gedacht worden aan wasmachines, wasdrogers en afwasmachines. Ook kooktoestellen en gastoestellen kunnen worden voorzien van een emaille beschermlaag. Omdat deze producten goed schoon gehouden moeten worden en hygiënisch moeten zijn wordt over het algemeen een witte emaillelaag aangebracht.
  • Ook pannen, theepotten, vergieten en kannen werden in het verleden voorzien van een emaillelaag. Deze voorwerpen kregen uiteenlopende kleuren van rood tot mintgroen. Daarnaast waren we ook emaille voorwerpen die grijsgewolkt en oranje gevlamd werden geëmailleerd.
  • Reclameborden, verkeersborden en bewegwijzeringsborden moeten opvallende kleuren hebben zodat mensen goed kunnen zien wat er op staat en gewaarschuwd of geattendeerd kunnen worden. Het is belangrijk dat deze borden goed kleurvast zijn. Daarom werden en worden veel metalen borden nog voorzien van emaillelaag. Deze laag zorgt er voor dat het bord goed bestand is tegen krassen en roest en daarnaast is het bord tot ongeveer 50 jaar kleurvast.
  • Emaille wordt in de elektronica veel gebruikt als isolerende laag rondom koperdraad.

Glazuur wordt eveneens op verschillende producten en voorwerpen toegepast. Hier volgen een aantal voorbeelden.

  • Dakpannen worden tegenwoordig nog regelmatig voorzien van een glazuurlaag. Hierdoor is de dakpan glad en is het onderliggende materiaal goed beschermd tegen de regen.
  • Borden, mokken en bekers worden tegenwoordig ook van glazuur voorzien. Dit ziet er fraai uit en is daarnaast hygiënisch omdat emaille nauwelijks poreus is en er bijna geen vuil aan kan hechten.
  • Wastafels en wc’s worden over het algemeen ook geglazuurd voor verfraaiing en het hygiënische aspect.
  • Tegels en plavuizen zien er fraai uit met een emaillelaag. Deze laag kan echter wel beschadigen als er een hard voorwerp op valt.