Опыт 5. Окрашивание силикатов в расплаве

К готовой шихте (Опыт 3) добавляют 1-2% сухих солей FeCl₃, CrCl₃, NiCl₂, CuCl₂, CoCl₂. Проводят плавку стекломассы (Опыт 3). После охлаждения определите цвета полученных стекол, заполните таблицу. Сделайте выводы.

Тема 5. Декорирование, классификация, показатели качества стеклянных изделий.

Для повышения художественно-декоративной ценности стек­лянных изделий применяют различные методы украшения. Различают разделки, наносимые на изделия в горячем состоянии (в процессе выработки), и разделки, наносимые на изделия в хо­лодном состоянии (на готовые изделия). Вид украшения зависит от назначения изделия, его химического состава, формы и других особенностей. Иногда комбинируют разные виды украшений. Наи­более сложные разделки наносят на изделия художественно-деко­ративные и из хрустального стекла.

Разделки, наносимые на изделия в горячем состоянии. Основ­ными из них являются: получение изделий цветных, с нацветом и из цинкосульфидного стекла, украшение филигранью, кракле, на­сыпью, под мрамор, под малахит, ирризацией, а также раздел­ки валиком и оптическим рисунком (предвыдувной формы), стек­лотканью и др.

Получение цветных стеклоизделий основано на введении в со­став шихты различных красителей (Тема 4). Для этой цели широко приме­няют оксиды редкоземельных элементов. Цвет изделия должен быть сочным и равномерным. Ножку изделия, как правило, изго­товляют из бесцветной стекломассы. Интенсивность окраски за­висит от концентрации красителя, термической обработки и, кроме того, от среды.

Изделия с нацветом – двух-, реже трехслойные, причем на­ружный слой изготовляют из цветной стекломассы, а внутрен­ний – из бесцветной. Коэффициенты термического расширения этих стекломасс должны быть одинаковыми.

Изделия из цинкосульфидного стекла по внешнему виду похо­жи на глушеные изделия из дымчатого стекла, но отличаются бе­лыми и желтыми полосами, которые чередуются. Белые полосы получаются вследствие образования ZnS, желтые – FeS.

Разделка кракле имеет вид тонких беспорядочно расположен­ных волосяных трещин, оплавленных с внешней поверхности изде­лия. Наносят этот рисунок путем погружения нагретого до темпе­ратуры формования стекла в виде наборки или готового изделия в холодную воду и последующего нагревания. Вследствие низкой термической стойкости изделие покрывается сеткой трещин. Во избежание разрушения изделия трещины оплавляют с поверхно­сти, и они оказываются в толще стекла. Изделия с этим рисун­ком имеют невысокую прочность и термическую стойкость. Иногда это украшение может быть получено гравировкой, нанесенной на внутреннюю поверхность пресс-формы.

Украшение филигранью, или витьем, придает изделию ажур­ность, имеет вид двух- или трехцветных спиралевидных нитей или палочек. Чтобы изделие че разрушилось, коэффициенты терми­ческого расширения стекломасс должны быть одинаковыми.

Для украшения изделий под мрамор в основную стекломассу молочного стекла добавляют стекломассу другого цвета и нерав­номерно размешивают. Получают рисунок в виде цветных линий, вкрапленных в основное стекло. Аналогичным способом украшают стеклянные изделия под малахит.

Для разделки насыпью измельченное (размер частиц около 0,5 мм) цветное стекло насыпают на металлическую плиту беспо­рядочно или по определенному рисунку. Затем стекломассу в виде «баночки» раскатывают по измельченному стеклу, частицы кото­рого прилипают к ее поверхности. После этого изделие формуют обычным способом.

Оптический рисунок получают при формовании полых и толстостенных изделий. Вначале изделие выдувают в форме мень­шего размера, чем готовое изделие, имеющей рисунок в виде гра­ней, волн и др. Затем изделие помещают в форму несколько боль­шего размера, с гладкой внутренней поверхностью. Изделие окон­чательно выдувают, вращая в форме, при этом грани и волны на его поверхности сглаживаются и остаются только в толще стенок. Оптический рисунок в основном применяют для украшения гра­финов, кувшинов.

Поверхность изделий с разделкой ирризациеи имеет радужные переливы. Для получения этого украшения изделия нагревают в муфельной печи в атмосфере паров смеси солей хлористого оло­ва, азотнокислого стронция и хлористого бария, которые, оседая на поверхности изделия, прочно соединяются с ней и придают раз­личные оттенки с переливами (напоминает перламутр). Если смесь состоит из 80 % SnCl₂, 5 % SrNO₃ и 15 % ВаС1₂, то получа­ется синеватый оттенок, а из 88 % SnCl₂, 7 % SrNO₃ и 5 % ВаС1₂ – красноватый.

Рисунок валиком наносят при отливке изделий в форме с вол­нообразной поверхностью. Процесс получения его напоминает получение оптического рисунка.

Изделия с украшением стеклотканями отличаются разнооб­разными по цвету и структуре переплетения рисунками. Стекло­ткань является армирующим материалом, повышает механиче­скую прочность изделия. Для получения украшения почти пол­ностью готовое изделие покрывают стеклотканью определенного цвета и рисунка и окончательно выдувают. Стеклоткань прочно соединяется со стекломассой, придавая красивый внешний вид готовым изделиям.

Стеклоизделия украшают также люстрами, различными узор­чатыми покрытиями в виде пленок, придающих изделиям вид узор­чатого цветного стекла.

Люстры получают путем нанесения на поверхность изделия растворов органических соединений металлов в органических ра­створителях и последующего обжига. При обжиге растворители выгорают, а пленка металлов или их окислов закрепляется на по­верхности.

Украшение пленками заключается в нанесении тонкодисперс­ных растворов пленкообразующих веществ на горячую поверх­ность стеклоизделия аэрозольным наплавлением. При взаимо­действии поверхности стекла с растворами образуется прочная пленка, отличающаяся химическим составом и свойствами от стек­ла. Этим способом изделию придают не только красивый внешний вид, но и химическую стойкость, электропроводность и другие свойства, а также увеличивают его прочность в 1,5-2 раза. При использовании раствора хлористого железа в воде получают изде­лия от светло-желтого до оранжевого цвета; хлористого олова и треххлористой сурьмы – узорчатое стекло от темно-фиолетового до голубого цвета в зависимости от концентрации раствора.

В горячем состоянии стеклоизделия могут быть украшены так­же прилепами, крошкой, пузырьками, стекловолокном и други­ми вкраплениями из стекломассы других цветов и оттенков.

Разделки, наносимые на стеклянные изделия в горячем состоя­нии, кроме кракле, не оказывают отрицательного влияния на ме­ханическую прочность и термическую стойкость, как это происходит при нанесении разделок в холодном состоянии механиче­ским путем.

Разделки, наносимые на изделия в холодном состоянии. Укра­шения, наносимые на изделия в холодном состоянии, разнообраз­нее украшений, наносимых на изделия в горячем состоянии. Ас­сортимент изделий с такими разделками гораздо шире и занимает больший удельный вес, чем с разделками, наносимыми в горячем состоянии. На готовые изделия разделки наносят механическим и химическим способами, а также живописью.

К разделкам, наносимым механическим способом, относят ма­товую ленту, номерную шлифовку, алмазную грань, литерную (широкую) грань и гравировку. С такими украшениями выраба­тывают изделия разнообразной формы, из стекломассы различно­го состава.

Сущность нанесения рисунка механическим способом заклю­чается в разрушении зеркально-гладкой поверхности изделия с помощью специальных абразивных материалов. Под действием этих материалов поверхность изделия покрывается мелкими ско­лами, царапинами, приобретает рельефность и матовость. Мато­вость обусловлена неровностью поверхности и характером отра­жения от нее падающего света. После обработки смесью плави­ковой и серной кислот рисунок становится прозрачным, а смесью плавиковой, серной и соляной кислот – остается матовым. Бле­стящий рисунок может быть получен и полировкой – обработ­кой поверхности мягкими материалами и тонкодисперсным по­рошком.

Матовая лента – полоса шириной до 2 мм по верхнему краю изделия; этим способом чаще всего украшают гладкие чай­ные стаканы.

Номерной шлифовкой называется более глубокий рисунок со сложной композицией.

Алмазная грань – наиболее сложный рисунок, состоит из более глубоких и сложных бороздок и линий, образующих гео­метрические фигуры, кусты и звезды. Алмазную грань наносят, как правило, с помощью абразивных кругов различного диаметра и толщины. Изделия с такой разделкой ценятся выше. По слож­ности рисунка алмазную грань делят на номера и группы. Наи­более сложные рисунки наносят на хрустальные изделия. Для ускорения нанесения украшения, снижения трудоемкости и повы­шения производительности труда на стеклоизделия в момент их формования наносят контуры будущего рисунка, которые затем дошлифовывают с помощью специальных кругов.

Литерную (широкую) грань наносят на тол­стостенные изделия. После нанесения разделки поверхность по­лируют до зеркального блеска.

Гравировку наносят на готовые изделия с помощью мед­ных дисков диаметром от 10 до 100 мм. Этот рисунок поверхност­ный и всегда матовый, в виде цветов, веток и т. д.

Разделки, наносимые на готовые изделия механическим спо­собом, отрицательно влияют на прочность и термическую стой­кость, но повышают эстетические достоинства. Благодаря нали­чию граней падающий на поверхность свет преломляется и отра­жается, что обусловливает своеобразную игру света.

Разделки, наносимые химическим способом, или травлением, могут быть прозрачными или матовыми. Сущность этого метода украшения стеклянных изделий заключается в разрушении по­верхности стекла плавиковой кислотой или солями фтора. Изде­лие предварительно покрывают защитным слоем из черного вос­ка и парафина. Затем на этот слой на специальных машинах с по­мощью тонких игл наносят рисунок. После чего изделие на 15-30 мин помещают при температуре 40-60 °С в травильную ван­ну, состоящую из смеси плавиковой, соляной и серной кислот. Кислота разрушает поверхность стекла в тех местах, где снят за­щитный слой, при этом образуется матовый рисунок. Если ванна состоит из смеси плавиковой и серной кислот, то рисунок полу­чается прозрачным.

По сложности и глубине рисунка различают травление про­стое, сложное и глубокое художественное.

Простое травление – несложный повторяющийся рисунок в виде ломаных, спирале- и зигзагообразных линий. Ри­сунок наносят на гильоширных машинах. Этим способом часто украшают край выдувных чайных стаканов.

Сложное травление наносят на пантографических машинах. Для него характерна более сложная композиция.

Глубоким художественным травлением укра­шают двух- и многослойные изделия. Наружный слой должен быть цветным, а внутренний – бесцветным. На те участки изделия, где цветной слой не должен быть разрушен, наносят защитный слой кисточкой или переводным способом. Остальную поверхность по­степенно обрабатывают плавиковой кислотой при помощи кисточ­ки. При глубоком травлении изделия, как правило, обрабаты­вают только плавиковой кислотой или в смеси с серной до пол­ного растворения всех веществ, образующихся при этом на по­верхности стеклоизделия. Наибольший эффект достигается при разной глубине травления: получаются различные цвета и оттен­ки. Рисунок имеет сложную композицию, наносят его чаще всего на вазы для цветов и другие крупные изделия.

Для украшения стеклоизделий живописными рисунками и шелкографией используют термопластические краски, которые после нанесения на изделие закрепляют обжигом при температуре 550-580 °С. Живописные рисунки наносят кистью от руки, трафарет­ной печатью, пульверизатором или с помощью переводных карти­нок (декалькомания). Они могут быть в виде лент, отводок, цве­тов и других сложных композиций. Помимо обычных муфельных красок, применяют 12 %-ный раствор золота.

Кроме окрашивающих оксидов, краски содержат легкоплавкие окислы свинца и бора. При обжиге легкоплавкие окислы раз­мягчаются и реагируют с поверхностными слоями стекла, взаим­но проникая друг в друга. При этом краски прочно закрепляются на поверхности и сохраняют блеск.

Разделки, наносимые на стеклянные изделия, разнообразны по природе, методу нанесения, сложности, цвету и другим при­знакам. Выбор их зависит от природы стекла, назначения и худо­жественной ценности изделий. На хрустальные, художественно-декоративные изделия наносят наиболее ценные и сложные ри­сунки. Вид и сложность рисунка существенно влияют на эстети­ческие свойства и цену стеклоизделий.

Демонстрационные опыты:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: