解決方案
到了1950年代,平板玻璃已可透過拉製或輥壓連續大量生產,但成品表面始終無法達到光學上的完全平整。任何需要真正平整度的應用——鏡子、汽車擋風玻璃、商店櫥窗——之後仍必須經過獨立的研磨與拋光階段,這是一道昂貴、緩慢、資本密集的工序,還會消耗掉相當大一部分玻璃本身作為廢料。數十年來,業界的心力都投注在讓這個精加工階段更快、更便宜,而非設法消除它。
皮爾金頓兄弟公司年輕的技術總監阿拉斯泰爾·皮爾金頓(Alastair Pilkington)於1952年12月開始實驗一個截然不同的前提:與其先塑造玻璃、再以人力矯正其表面,不如讓玻璃自己成形。他提出將熔融玻璃倒在熔融錫槽上,讓它浮在那裡,理論依據是液體表面本身已完美平整,會把這份平整度傳給浮在其上的玻璃。
達成了什麼
將熔融玻璃倒在熔融錫上,讓重力與表面張力免費把兩面都壓平,於是玻璃帶冷卻時已然平整,無需研磨。
為何有效
熔融錫的密度大於玻璃,因此玻璃浮在錫上,既不會下沉也不會混合。
液體表面天生平整,因此玻璃無需任何工具接觸便能承襲這份平整度。
重力與表面張力使玻璃兩面維持穩定的厚度。
玻璃在錫槽上冷卻,被抬起時已然平整,省去了研磨階段。
可套用之處
在優化某個矯正步驟之前,先問問能否改變製程環境,換成一個天生能自我矯正的環境,從而預防缺陷發生。
後續發展
浮法製程於1959年1月20日向業界公布,此前歷經約七年的開發,據報研發支出達2800萬英鎊——在1958年7月實現完全可行的量產之前,開發期間製造的每一片玻璃仍都帶有瑕疵。皮爾金頓並未把這項製程據為獨有,而是從1960年代初開始授權給全球各地的競爭同業。
追溯依據
參考來源
- Science: Float Glass TIME · time.com
- Brief history of the flat glass patent – Sixty years of the float process (doi:10.1016/j.wpi.2014.04.006) World Patent Information (Elsevier) · sciencedirect.com
- Invention of Float Glass Pilkington (NSG Group) · pilkington.com
- Invention of the Float Process NSG Group · 100th.nsg.com