Η τεχνολογία του γυαλιού συνίσταται σε δύο διακριτές διαδικασίες. Η πρώτη είναι η υαλοποιία που αφορά στην κατασκευή του υλικού και η δεύτερη είναι η υαλουργία, που αφορά στην κατεργασία του υλικού, προκειμένου να παραχθούν συγκεκριμένα αντικείμενα.
Αν και υπάρχουν είδη φυσικού γυαλιού, όπως ο οψιδιανός, το γυαλί από το οποίο κατασκευάζονται τα αντικείμενα που χρησιμοποιούμε είναι συνθετικό υλικό. Για την παραγωγή του απαιτούνται πολύ υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 1300ο C) και τρία βασικά συστατικά: άμμος, ως κύρια ύλη, αλκάλια (σόδα και ποτάσα) και ασβέστιο.
Στην αρχαιότητα, το γυαλί καλυπτόταν από ένα πέπλο μυστηρίου και θεωρείτο ως υλικό με μαγικές ιδιότητες. Αρχικά μάλιστα ήταν ιδιαίτερα σπάνιο και πολύτιμο, τόσο όσο και ο χρυσός.
Στις γραπτές πηγές απαντούν τρεις όροι που φαίνεται πως σχετίζονται με το υλικό αυτό. Σε κείμενα της Γραμμικής β΄ γραφής συναντάμε τη λέξη ¨κύανος¨, που αναφέρεται στο γνωστό σκούρο μπλε, λαμπερό υλικό.
Σε μεταγενέστερες πηγές συναντάμε τους όρους «λίθος χυτή» και «ύαλος», λέξεις άγνωστης προέλευσης.
Ελάχιστα μας είναι γνωστά για τις πρώτες απόπειρες κατασκευής γυαλιού. Κατά πάσα πιθανότητα το γυαλί εφευρέθηκε στη Μεσοποταμία την 4η ή 3η χιλιετία π.Χ., αν και στην Αίγυπτο έχουν βρεθεί επίσης πολύ πρώιμα παραδείγματα.
Φυσικό γυαλί υπήρχε ανέκαθεν, δημιουργούμενο όταν συγκεκριμένα είδη πετρωμάτων έλιωναν σαν αποτέλεσμα φαινομένων πολύ υψηλής θερμοκρασίας, όπως ηφαιστειακές εκρήξεις, χτυπήματα κεραυνών ή πτώσεις μετεωριτών, τα οποία κατόπιν εψύχοντο ταχύτατα και στερεοποιούντο. Ο πρόγονός μας της λίθινης εποχής πιστεύεται ότι χρησιμοποιούσε κοπτικά εργαλεία φτιαγμένα από οψιδιανό και τεκτίτες( φυσικά σχηματισμένο γυαλί προερχόμενο από το διάστημα ή άλλης άγνωστης προέλευσης).
Τα πρώτα γυάλινα αγγεία εμφανίζονται γύρω στον 16ο αι. π.Χ. και είναι κατασκευασμένα με την τεχνική του πυρήνα. Από την εποχή αυτή η τεχνολογία του γυαλιού εξελίσσεται αργά, ενδεχομένως και λόγω του κλειστού χαρακτήρα του επαγγέλματος του υαλουργού, και ουσιαστικά αλλάζει μόνο στα ρωμαϊκά χρόνια με την ανακάλυψη του φυσητού γυαλιού
Εκτός από την τεχνική του πυρήνα, την περίοδο εκείνη εφαρμόζονταν και άλλες μέθοδοι κατεργασίας του γυαλιού, που είναι η τεχνική του μωσαϊκού, η χύτευση σε ανοιχτή μήτρα και η λάξευση.
Στην Ελλάδα γυάλινα αντικείμενα υπάρχουν ήδη από τη Μυκηναϊκή περίοδο, παρόλο που δεν έχουν εντοπιστεί ακόμη εργαστήρια. Στους πρώιμους ιστορικούς χρόνους οι Ασσύριοι και οι Φοίνικες φαίνεται πως είχαν τη σημαντικότερη θέση στην παραγωγή και διακίνηση γυάλινων αντικειμένων. Στον ελλαδικό χώρο, έχουν βρεθεί εξαιρετικά δείγματα υαλουργίας, όμως με εξαίρεση το πολύ σημαντικό εργαστήριο της Ρόδου, γνωρίζουμε ελάχιστα για την οργάνωση της παραγωγής.
Κατά τα Ελληνιστικά χρόνια ξεκινούν έντονοι πειραματισμοί και επινοούνται νέοι τρόποι κατεργασίας, όπως η χρήση φύλλων χρυσού ανάμεσα σε στρώματα διαφανούς γυαλιού και η τεχνική του cameo (ανάγλυφη διακόσμηση με ανοιχτόχρωμο γυαλί πάνω σε σκουρόχρωμο βάθος).
Η πιο σημαντική εξέλιξη στην ιστορία του γυαλιού είναι αναμφίβολα η ανακάλυψη της τεχνικής του φυσητού γυαλιού, που χρονολογείται στα ρωμαϊκά χρόνια, και συγκεκριμένα στα μέσα του 1ου αι. π.Χ. που πιστεύεται ότι αναπτύχθηκε για πρώτη φορά στα εργαστήρια της Συρίας.
Πηγή : Μουσείο Κυκλαδικής Τέχνης.
Οι Ρωμαίοι προσέφεραν επίσης πολύ στη διάδοση της τεχνολογίας του γυαλιού. Με τις κατακτήσεις της, τις εμπορικές της σχέσεις, την κατασκευή οδικού δικτύου και την αποτελεσματική πολιτική και οικονομική διοίκηση, η ρωμαϊκή αυτοκρατορία δημιούργησε τους όρους για την άνθηση της υαλουργίας σε ολόκληρη τη δυτική Ευρώπη και τη Μεσόγειο.
Ήταν οι Ρωμαίοι που άρχισαν να χρησιμοποιούν το γυαλί με αρχιτεκτονικούς σκοπούς, με την ανακάλυψη του καθαρού γυαλιού μέσω προσθήκης οξειδίου του μαγγανίου στην Αλεξάνδρεια γύρω στο 100μχ. .
Έτσι παράθυρα από χυτό γυαλί αν και με κακές οπτικές ιδιότητες άρχισαν να εμφανίζονται στα σημαντικότερα κτίρια της Ρώμης και στις πιο πολυτελείς βίλες.
Ο 11ος αιώνας είδε επίσης την εξέλιξη και από τους Γερμανούς υαλουργούς, μιας τεχνικής για την παραγωγή επίπεδων φύλλων γυαλιού.
Η χρήση υαλοπινάκων ήταν πολυτέλεια μέχρι τα τέλη του Μεσαίωνα, με τα βασιλικά παλάτια και τις εκκλησίες να είναι τα μόνα κτίρια που είχαν γυάλινα παράθυρα.
Κατά τον Μεσαίωνα, η ιταλική πόλη της Βενετίας πήρε το ρόλο της σαν το κέντρο της υαλουργίας του δυτικού κόσμου, με τον εμπορικό της στόλο να κυβερνά τις Μεσογειακές θάλασσες και τους υαλουργούς της Βενετίας να προμηθεύουν την τεχνογνωσία των αντιστοίχων τους της Συρίας και την καλλιτεχνική επιρροή του Ισλάμ.
Εντούτοις, οι συχνές πυρκαγιές που προκλήθηκαν από τους φούρνους οδήγησαν τις αρχές της πόλης, το 1291, να διατάξουν τη µεταφορά της υαλουργίας στο νησί Murano. Στο δεύτερο µισό του 15 αιώνα, οι τεχνίτες του Murano άρχισαν να χρησιμοποιούν άµµο, χαλαζία και ανθρακικό κάλιο που έπαιρναν από τα φύκια, για να παράγουν ένα ιδιαίτερα καθαρό κρύσταλλο. Μέχρι το τέλος του 16ου αιώνα, τρεις απ' τους επτά χιλιάδες κατοίκους του νησιού, ήταν κατά κάποιο τρόπο αναµεµιγµένοι στην υαλουργική βιοµηχανία.
Νέες τεχνικές της βιομηχανίας του γυαλιού
Η σύγχρονη ελληνική συνταγή προτείνει 59% άμμο, 19% σόδα, 13% μαρμαρόσκονη, 5% δολομίτη (ορυκτό με ανθρακικό μαγνήσιο και ανθρακικό ασβέστιο) και 5% νάτριο, ορυκτό από αργιλικό πέτρωμα. Αυτά τα υλικά ανακατεύονται σε μεγάλα σιλό και πηγαίνουν στον κλίβανο τήξης και γίνονται υαλόμαζα (γυαλί σε υγρή κατάσταση) σε θερμοκρασία 5000 – 6000 βαθμών κελσίου. Η υαλόμαζα πηγαίνει σε ειδικές συσκευές και μπαίνει σε καλούπια που δίνουν το σχήμα των δοχείων. Μια άλλη μηχανή φυσάει για να δημιουργήσει τον ωφέλιμο χώρο των δοχείων και το γυαλί ψύχεται. Έτσι παίρνουμε τα διάφορα γυάλινα δοχεία. Αυτή η διαδικασία ελέγχεται από το κέντρο ηλεκτρονικού ελέγχου η/υ.
Η Ευρωπαϊκή τεχνογνωσία στον τομέα της υαλουργίας, εισήχθη στην Αμερική, μετά την Αμερικανική Επανάσταση, αφού μέχρι τότε η Αγγλία, φοβούμενη των ανταγωνισμό, απαγόρευε την υαλουργία στην Αμερική. Έτσι άρχισε σταδιακά η άνθηση της υαλουργίας και στην Αμερική.
Γύρω στις αρχές του 20ου αιώνα, οι υαλουργοί ανακάλυψαν ότι οι υαλοπίνακες μπορούσαν ξαναθερμαινόμενοι να καμπυλωθούν, ενώ αν ψύχονταν αποκτούσαν αυξημένες μηχανικές αντοχές σε κάμψη ή σε θέρμανση κατά 400%. Αυτό ήταν και το ιδιαίτερα σημαντικό στοιχείο για την εφαρμογή του γυαλιού στην αυτοκινητοβιομηχανία, η οποία βρισκόταν στο ξεκίνημά της.
Πρόσωπο κλειδί και ένας από τους προγόνους της σύγχρονης έρευνας του γυαλιού υπήρξε ο Γερμανός Otto Schott (1851-1935), ο οποίος χρησιμοποίησε επιστημονικές μεθόδους για να μελετήσει τις επιδράσεις πλήθους χημικών στοιχείων πάνω στα οπτικά και θερμικά χαρακτηριστικά του γυαλιού. Το 1871 ο William Pilkington, εφηύρε μια μηχανή που αυτοματοποίησε την παραγωγή των υαλοπινάκων, που φτιάχνονταν με την μέθοδο των κυλίνδρων, την οποία μηχανή βελτίωσε αργότερα (1903) ο J.H.Lubber στην Αμερική. Ο Αμερικανός μηχανικός Michael Owens ανακαλύπτει μια αυτόματη φιάλη παραγωγής φυσητού γυαλιού. Με την ταυτόχρονη βελτίωση του συστήματος τροφοδοσίας, κατέστη δυνατή η βιομηχανική παραγωγή φιαλών σταθερού μεγέθους σε ταχείς ρυθμούς.
Μετά τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο, η Βρετανική εταιρία “Pilkington Brothers Ltd” παρουσίασε τη νέα μέθοδο παραγωγής επίπεδου γυαλιού, την οποία εφεύρε ο Alastair Pilkington, με την επωνυμία “float”, η οποία τέθηκε σε εμπορική εφαρμογή το 1959, συνδυάζοντας για πρώτη φορά το λαμπερό φινίρισμα του γυάλινου «σεντονιού» με την οπτική ποιότητα της πλάκας του γυαλιού. Το λιωμένο γυαλί περνάει (χύνεται) από το φούρνο τήξης σ’ ένα ρηχό μπάνιο με λιωμένο κασσίτερο, στην ιδανικά επίπεδη επιφάνεια του οποίου επιπλέει (floats) ως ελαφρύτερο, απλώνει και αυτοεπιπεδώνεται, διαμορφώνοντας μια λεία και απόλυτα επίπεδη μάζα και στη συνέχεια περνάει οριζοντίως μέσα στο θάλαμο ανόπτησης, σχηματίζοντας μια συνεχή γυάλινη ταινία μέχρι τη γραμμή κοπής. Με αυτή τη μέθοδο παράγεται σήμερα παγκοσμίως το σύνολο σχεδόν του επίπεδου γυαλιού.