#726 1959 · Pilkington Brothers (Alastair Pilkington) · Glass manufacturing
皮尔金顿不再费劲磨平玻璃，改让一池熔融锡免费把它托平
问题
平板玻璃要靠昂贵的研磨抛光才能去掉表面变形
背景
到1950年代，平板玻璃已经能靠拉制或辊压连续量产，但成形后的表面总不够光学平整。凡是真需要平整的应用——镜子、汽车挡风玻璃、橱窗玻璃——都得再走一道单独的研磨抛光工序，这道工序既贵又慢，还吃资本，更把相当一部分玻璃本身磨成了废料。行业几十年的功夫都花在让这道收尾工序更快、更便宜上，而不是把它省掉。
皮尔金顿兄弟公司的年轻技术总监阿拉斯泰尔·皮尔金顿（Alastair Pilkington）从1952年12月起试了一条完全不同的路子：不是先成形再靠外力修正表面，而是让玻璃自己成形。他主张把熔融玻璃浇到一池熔融锡上，让它浮在上面，理由是液体表面天生就是平的，可以把这份平整传给托在上面的玻璃。
换别人会怎么做
行业几十年的努力都放在让研磨抛光这道收尾工序更快、更便宜、更省料上，因为玻璃一出成形工序表面粗糙变形的样子，被当成生产里躲不开的成本、回头再修就是了，没人把它视为一种原本就能从源头避免的缺陷。
他们看到了什么
液体表面本身就完全平整，免费，无需任何工具碰它。只要让熔融玻璃歇在一片液体上、而不是被拖着或滚着过一块固体表面，这份平整就不用事后去制造——它从一开始就在那儿，从玻璃浮着的那片液体上继承下来。
那一手
熔融玻璃连续浇到熔融锡上，摊开后在自重和表面张力作用下停在自己的天然平衡厚度上，两面都被托得平平整整，全程没有任何工具碰它；玻璃沿锡池前行，冷却到足以定型后被作为一条固体玻璃带吊起，已经又平又经火抛光，完全跳过了研磨那一步。皮尔金顿和同事肯尼思·比克斯塔夫（Kenneth Bickerstaff）花了七年，才把这套想法做成一条连续24小时运转的工业工艺，稳定可靠地跑起来。
为什么管用
熔融锡比玻璃重，在玻璃需要成形再到冷却的整个温度区间里都保持液态，又不会溶进玻璃里，所以玻璃浇上去只会浮着，不会下沉或混在一起。重力把玻璃摊成平整的一层，表面张力让它在双面同时停在稳定的平衡厚度上，没有任何外部工具碰过表面。玻璃带沿锡池前行、冷却到足以定型后，被吊起时已经又平又经火抛光，把其余业界仍离不开的整道研磨抛光工序一笔勾销。
值了多少
浮法工艺在1959年1月20日向业界公布，此前断断续续开发了约七年，研发投入据报约2800万英镑——直到1958年7月跑出一条完全合格的产线之前，开发期里产出的每一片玻璃都仍带瑕疵。皮尔金顿没有把工艺独占，而是从1960年代初起把专利授权给全球各家竞争玻璃厂。
什么时候会失灵
这套办法只在存在一种性状合适的伴生液体时才成立——要够重托得起目标材料、化学上不与它反应、又在所需温度窗口内保持液态而不明显污染产品；不是每种材料都有一池现成的「熔融锡」等着它。它还要求极端的连续工艺纪律：浮法线必须像一条24小时不中断的流水，任何一次打断都会毁掉正在成形的那条玻璃带，所以它不适合间歇式、小批量或变化很大的生产。
后来呢
浮法工艺成了全球平板玻璃制造的标准：今天全球约500条浮法线在运转，世界上绝大多数平板玻璃都是这么造出来的。亚洲第一条浮法线于1965年11月在日本 NSG 的舞鹤工厂投产，正是按皮尔金顿的授权搭建的。
资料来源
- [1]Science: Float GlassTIME, 1959time.com
- [2]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), 2014sciencedirect.com
- [3]Invention of Float GlassPilkington (NSG Group), 2023pilkington.com
- [4]Invention of the Float ProcessNSG Group, 2018100th.nsg.com