ГЛАВА 11. ТЕХНОЛОГИЯ БЫТОВОЙ ПОСУДЫ И ДЕКОРАТИВНО-ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА

В быту используются самые разнообразные виды изделий из стек­ла. Это стеклянная посуда и декоративные изделия: стаканы, изде­лия на ножке, вазы для цветов и фруктов, письменные и туалет­ные приборы, пепельницы, декоративные изделия и т.д. Изделия из стекла изготавливают различных цветов и оттенков, с разнооб­разной художественной отделкой.

Посуда и декоративные изделия должны отличаться высоким качеством, разнообразием ассортимента, быть изящными по фор­ме. Характер декорирования должен быть органически связан с их формой и назначением.

Основными требованиями к посуде являются химическая устой­чивость и хороший внешний вид (блеск, прозрачность, чистота цве­та). Высокой термостойкостью должны обладать чайные стаканы. Изделия не должны иметь пороков, заметно портящих внешний вид: камней, свилей, пузырей. Рисунок, на изделиях должен быть четким и правильным, края и грани не должны быть режущими.

Классификация изделий производится по назначению, видам стекол, способам выработки, сложности конфигурации, способам декорирования.

Изделия по назначению делят на посуду и декоративные изде­лия из стекла. К стеклянной посуде относят изделия, используемые в быту, на предприятиях общественного питания для приготовле­ния пищи, напитков и сервировки стола.

По способам выработки различают изделия ручного и механи­зированного выдувания, прессованные, прессовыдувные, изделия сочлененные (многостадийной выработки), центрифугированной выработки, моллированные, из накладного стекла.

По сложности конфигурации бывают изделия, имеющие сосуд простой и сложной конфигурации; изделия на воронкообразной, простой и фигурной ножке; изделия с утолщенным дном, изделия на поддоне; рюмочные изделия на массивной ножке.

По способам декорирования изделия подразделяют на декори­рованные в горячем и холодном состоянии. Декорированием в горячем состоянии получают изделия свободного выдувания (гутные), с орнаментом, оптическим эффектом, рельефами, газовыми и инородными включениями изделия «кракле» и т.д. Изделия из стекла, декорированные в холодном состоянии, делят на изде­лия с плоской и алмазной гранью, матовым шлифованием, грави­рованные, с пескоструйной обработкой, декорированные травле­нием, с поверхностными покрытиями (роспись, шелкотрафаретная печать, распыление, переводные рисунки - деколи).

Общая технологическая схема производства посуды и де­коративных изделий. Подготовленные сырьевые материалы от­вешивают по заданному рецепту для составления шихты. Для сме­шивания шихты применяют различные типы смесителей. Так, ших­ту для цветных стекол удобнее смешивать в контейнерных смесителях, а для бесцветных стекол - в тарельчатых. Полученную шихту и стекольный бой подают к ванной печи и загружают в нее загрузчиком. Варят стекло в горшковых и ванных печах. После варки стекла изделия вырабатывают тремя способами: ручным, полуме­ханизированным и механизированным. Ручным способом выра­батывают обычно выдувные изделия сложной конфигурации и больших размеров. Основной инструмент - стекловыдувная труб­ка и различные приспособления. Полумеханизированным спосо­бом вырабатывают, в основном, изделия центробежного формо­вания и прессованные. При этом осуществляют ручной набор стек­ломассы, подачу ее в форму и ручную выемку изделия из формы. Для выдувных высокохудожественных изделий возможны различ-;1 ные способы декорирования в горячем состоянии.

Механизированным способом вырабатывают как прессованные, так и выдувные изделия массового ассортимента: стаканы, изде­лия на ножке, пепельницы, солонки и т.п. При механизированном изготовлении изделий на ножке сочетаются операции прессования и выдувания. Края и поверхности прессованных изделий подвер­гают термической обработке обычно с помощью газовых горелок. После термической обработки и горячего декорирования или без них изделия поступают на отжиг, затем у выдувных изделий отделяют колпачок, производят обработку края. Край тонкостен­ных изделий массового производства предварительно шлифуют и оплавляют. Край толстостенных изделий шлифуют и полируют ме­ханическим способом. После предварительной обработки изделия декорируют, шлифуют, гравируют, наносят поверхностные покры­тия красками, люстрами, золотом. Способ декорирования зависит от вида стекла: изделия из хрусталя и накладного стекла декори­руют обычно алмазной гранью, а изделия из бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла - поверхностными покрытиями, зак­репляемыми обжигом. Шлифованные рисунки подвергают хими­ческому (изделия из хрусталя) и в некоторых случаях механическо­му (изделия из бесцветных и цветных натрий-кальций-силикатных стекол) полированию. Существуют и другие виды декоративной об­работки: химический, диффузионный, фотопечать и т.д.

Выдувные изделия в связи с многообразием видов обработки контролируют обычно дважды. После отделения колпачка прове­ряют качество стекла и выработки, а после декорирования - каче­ство обработки. Прессованные изделия, подвергающиеся допол­нительной декоративной обработке, также контролируются дваж­ды. Выдувные чайные стаканы дополнительно контролируют на термостойкость, закаленные изделия - на прочность и термостой­кость. Отсортированные в соответствии с нормативно-технической документацией изделия маркируют, упаковывают и отправляют на склад готовой продукции,

Стекла, применяемые в производстве бытовой посуды и деко­ративно-художественных изделий, разнообразны, отличаются по составу, физико-химическим свойствам, эксплуатационным и цве­товым характеристикам (табл. 11.1).

Таблица 11.1. Виды стекол

Бесцветные натрий-кальций-силикатные стекл а. Эта группа стекол является достаточно широкой и применяется при ручном и ме­ханизированном производстве изделий различного ассортимента. Рекомендуемые составы стекол приведены в табл. 11.2.

Таблица 11.2. Рекомендуемые составы натрий-кальций-силикатных стекол

Характерной и наиболее часто встречающейся примесью в бес­цветных стеклах являются оксиды железа, попадающие в стекло из сырьевых материалов, главным образом, песка, мела, доломита, из огнеупоров печи и стеклобоя. Допустимое количество оксидов железа - 0,04%. При превышении этого количества (до 0,08) появ­ляются нежелатепьные желто-зеленые оттенки, которые можно устранить обесцвечиванием. В основном, на промышленных пред­приятиях используют в качестве химических обесцвечивателей 0,04-0,12 As₂O₃ или 0,04-0,12% СеО₂, в качестве физических обесц­вечивателей - в основном 0,0005-0,014% Se в сочетании с оксидом кобальта. Такой широкий интервал концентраций селена связан с нестабильностью газовой среды при варке и содержания оксидов железа в стекле. Оптимальное количество Se при обесцвечивании 0,002-0,004% при содержании 0,04-0,06 Fе₂О₃. Концентрация СоО -0,00008-0,0002% в зависимости от содержания оксидов железа.

Основные технологические параметры варки и выработки бес­цветных натрий-кальций-силикатных стекол зависят от способа выработки:

Значительное различие температур выработки связано с при­менением автоматов с капельным (1170-1180°С) и с вакуумным питанием (1260-1275°С).

Хрустальные стекла. Составы хрустальных стекол разнообраз­ны; вводимые оксиды должны обеспечить комплекс физико-хими­ческих свойств и технологических характеристик. Химический со­став свинцовых хрусталей, %: SiO₂ - 56,5-68; РbО-12-24; В₂О₃-до2; ZnО-до 1,5; К₂O-9-16; Nа₂О-до 1,5; СаО-до4; R₂О₃+ SО₃ - до 0,5.

Одним из важнейших показателей качества хрусталей является отсутствие видимых цветовых оттенков. Этот показатель опреде­ляется качеством сырья, выбором обесцвечивателей и окислитель­ными условиями варки. Обесцвечивание хрустальных свинецсодержащих стекол проходит более стабильно, чем натрий-кальций-си­ликатных, так как в качестве физического обесцвечивателя в основном применяют соединения никеля (оксид никеля или нит­рат никеля). Ион никеля присутствует в стекле в одной степени окис­ления и на его цветовые оттенки не влияет режим варки. Оксид никеля имеет высокую красящую способность и вводится в коли­честве 0,0003-0,0006%. Лучшими физическими обесцвечивателями являются соединения редкоземельных элементов - неодима и эрбия, окрашивающие хрусталь в розовые и пурпурные цвета, до­полнительные к зеленоватым. Однако, их применение сдержива­ется высокой стоимостью.

Создание достаточных окислительных потенциалов стекломас­сы и атмосферы печи позволяет избежать восстановления окси­дов свинца и железа. Окислительный потенциал стекломассы оп­ределяется содержанием селитры, мышьяка и свинцового сурика в шихте. Совместное введение этих компонентов в шихту обеспе­чивает наличие кислорода в течение всего процесса варки стекла. Окислительный потенциал атмосферы печи создается при полном сгорании топлива. В продуктах сгорания не должно быть СО при коэффициенте избытка воздуха 1,25-1,3%, что предотвращает воз­никновение даже локальных восстановительных условий.

В качестве химических обесцвечивателей хрустальных стекол применяют 0,3-0,5% оксида мышьяка в сочетании с селитрой. Ре­комендуется вводить с селитрой 4-8% K₂О. Можно также использо­вать 0,15-0,3% СеО₂. Преимущества оксида церия - в его высокой окисляющей способности, нетоксичности, однако вводить более 1 % оксида церия в хрустальные стекла нежелательно из-за возможно­го появления желтоватых оттенков.

При расчете шихты хрустальных стекол учитывают потери окси­да свинца при засыпке и его улетучивание непосредственно из рас­плава. Улетучивание оксида свинца при варке в газопламенных печах составляет 4-8% в зависимости от способа выработки. Элек­трическая варка хрусталя, осуществляемая под слоем шихты, по­зволяет снизить улетучивание РbО до 0,5-2%, В₂О₃ до 5%, сокра­тить ввод Аs₂О₃ до 0,2% и щелочей с селитрой до 1,5%.

Варку хрустальных стекол производят в основном в ванных пе­чах непрерывного действия (проточных с поперечным, подково­образным или продольно-поперечным направлением пламени). Небольшие количества хрустальных стекол варят в горшковых пе­чах. Особенностями конструкции ванных печей являются глухие экраны по пламенному пространству, индивидуальный обогрев варочной и выработочной частей, механические мешалки в рабо­чей части печи. Освоена варка хрустальных стекол в электрических печах производительностью от 0,5 до 20 т в сутки.

Технологические параметры варки и выработки различаются в зависимости от состава стекла и способа выработки.

Цветные и глушеные стекла. Группа цветных стекол является наиболее обширной. Качество и свойства цветных стекол опреде­ляются их составом, рецептурой красителей и шихты, режимами варки и способами выработки.

Большинство цветных стекол относится к группе натрий-каль­ций-силикатных, кроме того, используются составы стекол с повы­шенным содержанием оксида цинка для варки селенового руби­на, а также составы свинцовых хрусталей с различным содержани­ем оксида свинца. Рекомендуется для применения следующий оптимальный состав стекла в качестве основы для цветных сте­кол, %: SiO₂ - 74-75, (СаО+МgО)-8. К₂О - 5, Nа₂О - 11, В₂О₃ - 1-2. Варочные и выработочные свойства стекол такого состава отвеча­ют предъявляемым требованиям. В табл. 11.3 дано содержание кра­сителей для получения некоторых цветных стекол на основе опти­мального состава стекла.

Таблица 11.3. Красители для цветных стекол

Цветовая гамма существенно расширяется при использовании соединений редкоземельных элементов. Оксид неодима придает стеклу фиолетовый цвет, оксид эрбия - розовый, оксид празеоди­ма - зеленый. Расширение гаммы цветов достигается при исполь­зовании редкоземельных элементов в сочетании с другими краси­телями.

Глушеные стекла можно получить, используя соединения фто­ра, фосфора, сульфида цинка. Составы глушеных и сульфидно-цин­ковых стекол приведены в табл. 11.4.

Таблица 11.4. Составы глушеных и сульфидно-цинковых стекол

* Ввод за счет SiO₂ или сверх 100%.

Для получения цветных глушеных и сульфидно-цинковых сте­кол вводятся те же красители, что и для получения прозрачных сте­кол, но в более высоких концентрациях.

Для варки цветных и глушеных стекол используют горшковые и ванные печи непрерывного и периодического действия. Наиболее распространены секционные и малогабаритные обычные печи, а также печи прямого нагрева. Освоена варка селенового рубина, а также некоторых стекол насыщенных цветов, глушеных стекол в электрических печах с молибденовыми электродами.

Температурный режим варки и выработки цветных стекол за­висит от вида применяемого красителя. Стекла, содержащие ок­сиды кобальта (II), никеля (II), железа (II) (синее и дымчатое стек­ло), обладают меньшей теплопрозрачностью и требуют темпера­туры варки около 1490°С. Выработка изделий из этих стекол из-за большой скорости твердения также проводится при высоких тем­пературах. Другие стекла (например, окрашенные соединениями марганца, оксида церия (IV), селеновый рубин) можно варить при температуре 1400-1450°С

Поиск по сайту: