大理石
背景
大理石是由玻璃或石头制成的小型圆形球形物体,最常用于儿童游戏。它们的直径通常不到一英寸(2.54 厘米),通常颜色鲜艳或以其他方式装饰。它们作为娱乐用品的起源似乎可以追溯到几千年前,人们还认为,用弹珠玩的原始游戏最终演变成了我们现在所知的保龄球、台球和弹球运动。大理石还有许多工业用途——它们是喷漆罐内的噪音以及 路标上的半透明字母和数字。 大理石也被熔化制成玻璃纤维, 用于汽车车身和窗帘。
历史
由石头制成的小型圆形物体在全球各地的古代文化发掘中出土。大理石的前身可能是坚果,古代被年轻人打磨成光滑的表面,可以用来玩游戏。希腊和罗马的年轻人都用粘土制成的小球玩游戏,在年轻的埃及法老图坦卡蒙的墓中发现了大理石。在北美,已经从多个地点出土了看似大理石的石头和粘土物品。最著名的墓地之一是俄亥俄州的霍普韦尔墓地。直到中世纪,儿童的大理石和大理石游戏仍然是一种流行的娱乐形式。不幸的是,玩弹珠游戏的青少年被视为违法者,并努力限制他们玩弹珠的活动。
中世纪和伊丽莎白时代使用的大部分大理石都是用粘土制成的。 1600 年左右,德国的水力石磨机开始从附近的大理石和雪花石膏采石场生产更多抛光版本,尤其是在科堡和奥伯施泰因附近的地区。大理石一词源自德语术语“用于岩石”,现在表示任何用作此类用途的小圆形球体。很快,磨坊开始研磨玛瑙、石灰石、黄铜和宝石的版本,这些大型操作可以以每小时约 800 个的速度将大理石研磨成形状。这使德国成为几个世纪以来大理石制造的中心。
玻璃弹珠是当今该物体最常见的版本,只是在该物体的历史上相对较晚才出现。他们是否起源于威尼斯,自九世纪以来玻璃吹制已经成为一个发达的行业,或者起源于德国,这是有争议的。历史学家指出 1846 年是 marbelschere 的发明 (大理石剪刀)由德国玻璃厂员工制作。这个工具类似于一把钳子,一端有一个小杯子,另一端有一个切片装置。一根熔化的玻璃棒会被强行插入杯子中,然后工人会扭动杯子,这将有助于形成大理石的球体。挤压钳子关闭玻璃的其余部分。这种弹珠可以通过它们的 pontil 标记来识别,球体两端的两个小标签,冷却玻璃与棒的其余部分分开。物体在木桶内进一步冷却,然后用熨斗卷起 勺子并插入退火炉,这个过程产生了一块更坚硬的 过程产生了一块不太可能破裂或变脆的更坚固的玻璃。
大理石制造业在 19 世纪后期迁移到美国海岸。 1900 年,马丁·弗雷德里克·克里斯滕森 (Martin Frederick Christensen) 获得了一项制造近乎完美的钢球轴承球体的机器的专利。第一个机器制造的大理石是在俄亥俄州克里斯滕森家后面的谷仓中制造的,这最终导致了一个繁荣的制造工厂。到 1910 年,M.F. 的 33 名工人。 Christensen and Son 工厂每天生产 10,000 颗弹珠。然而,这些熔炉是用天然气燃烧的,第一次世界大战的爆发带来了资源的配给,并标志着克里斯滕森经营的财政终结。
Akro 玛瑙公司成立于 1911 年,最初位于俄亥俄州阿克伦,后来成为下一个主要的大理石制造商。 1920 年代对大理石制造机械进行了进一步改进,在随后的几十年中,阿克罗玛瑙享有主要大理石制造商的地位。但随着更复杂的小玩意进入儿童玩具市场,大理石作为玩具的受欢迎程度逐渐减弱。许多美国大理石制造公司通过将业务多样化到工业玻璃生产中来反击,例如制造汽车挡风玻璃。
今天,大理石的产量仍然创纪录,但大多数是在第三世界工厂生产的。位于瓜达拉哈拉的 Vacor de Mexico 就是一个这样的工厂,每天生产大约 1200 万颗弹珠,然后运往 35 个不同的国家。
原材料
现代大理石由沙子、碱石灰、二氧化硅和其他几种添加用于颜料或装饰的成分制成。这些其他添加剂的范围从氢氧化铝到氧化锌。主要成分沙子基本上是碎石的松散颗粒状颗粒。碱石灰是氢氧化钙和氢氧化钠或氢氧化钾的混合物的化学术语。它是一种干燥剂并吸收二氧化碳。另一种用于大理石制造的化合物是二氧化硅,一种在玛瑙、燧石、石英和其他岩石中发现的白色或无色结晶。一些弹珠也由碎玻璃或碎玻璃制成。
制造
过程
崩溃
- 1 沙子、碱石灰和碎玻璃被送入一个由熔炉驱动的大型罐中。在罐中,混合物被加热到 2300°F (1260°C) 以熔化原材料。这可能需要长达 28 小时。
注入
- 2 接下来,熔融混合物通过开口从罐中移出,进入另一个称为流动罐的槽。罐中有一个开口注入熔融的有色玻璃。这种热的有色玻璃赋予大理石独特的外观。一块绿色大理石被注入了含有氧化铁的玻璃;钴导致蓝色大理石;锰会产生紫色的。使用氧化铀使大理石呈现出一种怪异的黄绿色。注射的速度和力量决定了大理石的最终设计。由 Akro Agate 公司获得专利的带槽进料器装置能够生产被称为开瓶器的彩色大理石。
切割和冷却
- 3 接下来,仍处于熔融状态的玻璃会以玻璃珠的形式从流动槽中释放出来。自动切割装置将混合物切成等份。这些球沿着金属斜坡向下移动,同时冷却它们并完善它们的球形。接下来,它们沿着第二个金属滑梯向下移动并手动分类。这些凹槽滚轮是克里斯滕森父子的前雇员,后来是 Akro Agate 的创始人 Horace Hill 的发明。该设备可以更快地生产弹珠,并将所需的劳动力减少近三分之二。有缺陷的大理石被送回工厂的另一个区域重新熔化。弹珠在 5 加仑(19 1)容器中冷却,每次可容纳 5,000 颗弹珠。
制造工艺