Факторы, формирующие качество стеклянной посуды

Для изготовления бытовой посуды и декоративных изделий используют оксидные стекла, в которых основными стеклообразователями являются оксиды кремния, бора, алюминия и др.

Стекла, в которых основным стеклообразователем является оксид кремния — SiO₂, называют силикатными, стекла, где основными стеклообразователями служат оксиды бора и кремния, — боросиликатными, а стекла с основными стеклообразователями в виде оксидов алюминия, бора и кремния — алюмоборосиликатными. Эти оксиды образуют основу структуры стекла и определяют его важнейшие свойства.

Помимо названных кислотных оксидов в состав стекла входят оксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Из щелочных оксидов используют оксиды натрия — Nа₂О, оксиды калия — К₂О, оксиды лития — Li₂О; из щелочноземельных — оксиды кальция — СаО, оксиды магния — МgО, оксиды цинка — ZnО, оксиды бария — ВаО, оксиды свинца — РbО.

Каждый оксид привносит присущие ему свойства. Поэтому многие свойства стекла зависят от его химического состава.

Состав стекла выражают через составляющие его оксиды.

Согласно ГОСТ 24 315–80 стекло для бытовой посуды и декоративных изделий подразделяют на следующие виды: натрий — кальций — силикатное, специальное бытовое, хрустальное (содержит не менее 10% оксидов свинца, бария, цинка), малосвинцовый хрусталь (18−24% РbО), свинцовый хрусталь (24−30% РbО), высокосвинцовый хрусталь (30% и более РbО), бариевый хрусталь (не менее 18% ВаО). К специальному бытовому стеклу относят жаростойкое боросиликатное и алюмоборосиликатное стекло.

Для изготовления кухонной посуды применяют также ситаллы. Это непрозрачные белого цвета стеклокристаллические материалы высокой термостойкости. Их изготовляют путем направленной кристаллизации литий-алюмосиликатного стекла в процессе специальной термической обработки.

Потребительские свойства и основные признаки ассортимента стеклянных изделий формируются на стадии проектирования и конструирования при создании опытных образцов и в процессе серийного изготовления. При разработке новых изделий художник учитывает условия их эксплуатации, метод формования, необходимость обеспечения удобства пользования и долговечности изделий, требования художественного стиля и моды. Исходя из этого, определяют состав и окраску стекла, конфигурацию изделий в целом и в деталях, толщину стенки, способ декорирования и др.

Опытный образец должен быть точно воспроизведен в серийном (массовом) производстве. Качество его воспроизведения, т. е. качество изготовления изделий, зависит от соблюдения технологии производства. (2(.

Сырьевые материалы стекольного производства подразделяют на основные, или стеклообразующие, и вспомогательные.

С основными материалами в состав стекла вводят кислотные, щелочные и щелочно-земельные оксиды.

Главный кислотный оксид — SiO₂ — вводят в стекло через кварцевый песок. Песок должен быть свободен от примесей, особенно окрашивающих (оксиды железа, титана, хрома), которые вызывают голубоватые, желтоватые, зеленоватые оттенки стекла, снижают его прозрачность. С повышением содержания диоксида кремния в стекле улучшаются механическая и термическая прочность, химическая устойчивость, но повышается температура варки.

Оксид бора В₂О₃ вводят с борной кислотой или бурой. Он облегчает варку, улучшает физико-химические свойства стекла.

Оксид алюминия А1₂О₃ вводят обычно через глинозем. Его добавка способствует повышению прочностных показателей и химической устойчивости стекла.

Щелочные оксиды Nа₂О, К₂О вводят через углекислые (сода, поташ) или серно-кислые соли. Они понижают температуру варки стекла, облегчают формование изделий, однако уменьшают прочность, термостойкость и химическую устойчивость.

Щелочно-земельные оксиды вводят обычно посредством углекислых солей. Так, оксид кальция вводят через мел или известняк, оксид магния — через магнезит или доломит, оксид свинца — посредством свинцового сурика или свинцового глета.

Оксиды кальция, магния, цинка увеличивают химическую устойчивость и термостойкость изделий. Оксиды бария, свинца и цинка повышают плотность, оптические свойства и поэтому применяются в производстве хрусталя. В производстве стекла широко используют горные щелочесодержащие породы, отходы горно-обогатительных комбинатов, цветной металлургии, доменные шлаки, в больших количествах — стекольный бой.

Вспомогательные материалы облегчают и ускоряют варку стекла, окрашивают и заглушают его. По назначению их подразделяют на осветлители, обесцвечиватели, глушители, красители, восстановители и окислители.

Осветлители способствуют удалению из стекломассы газов, образующихся при разложении сырьевых материалов.

Обесцвечиватели погашают или ослабляют нежелательные цветные оттенки.

Глушители (фториды и фосфаты) уменьшают прозрачность и обусловливают белую окраску стекла.

Красители придают стеклу нужный цвет. В качестве красителей используют оксиды или сульфиды тяжелых металлов. Окрашивание может происходить также за счет выделения в стекле коллоидных частиц свободных металлов (меди, золота, сурьмы).

В синий цвет стекло окрашивают закисью кобальта, в голубой — окисью меди, в зеленый — окисью хрома или ванадия, в фиолетовый — перекисью марганца, а розовый — селеном, в сиреневый — окисью неодима, в желтый — окисью церия, сернистым кадмием и др. Особо выделяют красные стекла — рубины: селеновый, медный, золотой.

Производство стеклянных изделий состоит из обработки сырья, составления шихты, варки стекломассы, формования и отжига изделий, первичной и декоративной их обработки.

Обработка сырья сводится к очистке песка и других компонентов от нежелательных примесей, тонкому измельчению и просеиванию материалов.

Приготовление шихты, т. е. сухой смеси материалов, состоит в отвешивании компонентов согласно рецептуре и тщательном их перемешивании до полной однородности. Более прогрессивным методом является изготовление из шихты брикетов и гранул; при этом сохраняется однородность шихты, ускоряется варка.

Варку стекломассы из шихты осуществляют в ваннах и горшковых печах при максимальной температуре 1450−1550°С. В процессе варки происходят сложные физико-химические превращения и взаимодействия сырьевых материалов с образованием и плавлением силикатов и свободного кремнезема. С помощью осветлителей стекломассу освобождают от газовых включений, тщательно перемешивают до достижения однородности по составу и вязкости.

При нарушениях режимов обработки сырья, приготовления шихты и варки образуются дефекты стекломассы в виде нежелательных цветных оттенков и посторонних включений — стекловидных (свиль, шлир), газовых (пузырь, мошка), кристаллических (камни).

Формование изделий из вязкой стекломассы осуществляют разнообразными методами. Эта возможность связана с постепенным нарастанием вязкости стекла с понижением температуры и высоким поверхностным натяжением стекла, которое обеспечивает получение гладкой, блестящей поверхности изделий. Метод формования во многом определяет конфигурацию изделий, толщину стенки, приемы декорирования, окраску и поэтому является важным ассортиментным признаком и ценообразующим фактором.

Бытовые изделия изготовляют ручным и свободным выдуванием, механизированным выдуванием, прессованием, прессовыдуванием, многостадийным методом, моллированием (гнутьем), центробежной формовкой.

Ручное выдувание — с помощью стеклодувной трубки с использованием деревянных или металлических форм, в которых при вращении заготовки (пульки) завершается формование. Этим методом получают изделия любых конфигураций и толщины стенки с гладкой и блестящей поверхностью.

Вырабатывают бесцветные, окрашенные в массе и накладные изделия (двухи многослойные). В процессе выдувания можно украшать посуду различными приемами.

Свободное выдувание (в торговле — гутенская формовка) осуществляют также посредством стеклодувной трубки, но изделия формуют и окончательно отделывают в основном на воздухе. Изделия характеризуются сложностью форм, плавными переходами частей, утолщенной стенкой. Декорируют их цветными полосами, лентами, пузырями, налепами и т. п.

Прессование изделий осуществляют на автоматических прессах в металлических формах под давлением сердечника. Изделия бесцветные или цветные имеют плоскую, цилиндрическую, коническую форму, расширяющуюся в верхней части. Толщина стенки более 3 мм. На поверхности можно заметить швы — место соединения частей разъемных форм. Некоторое однообразие прессованных изделий стремятся преодолеть за счет создания легкого рельефного узора на поверхности (фактурный пресс), прессования без верхнего кольца, позволяющего получить разный у каждого изделия свободно сформированный край, сочетания прессования и гнутья (прессмоллирование).

Декоративная обработка — это нанесение на изделия украшений (разделок) разного характера. Декор в большой мере определяет эстетические достоинства посуды; он должен подчеркнуть прозрачность, блеск и игру света стекла, особенности формы изделий и иметь самостоятельную художественную ценность (Приложение 1).

Производственный процесс завершается приемочным контролем и маркировкой изделий. Выдувные, прессовыдувные изделия маркируют наклеиванием бумажной этикетки с указанием товарного знака завода, номера стандарта, сорта (хрустальных выдувных), группы разделки, цены.

Прессованные изделия маркируют оттиском необходимых данных на дне изделий при формовке.