Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скло.doc
Скачиваний:
57
Добавлен:
05.12.2018
Размер:
197.12 Кб
Скачать

6.Вплив технологічних процесів виробництва скляних виробів на їх споживні властивості.

Споживні властивості скляних побутових виробів формуються в процесі їх виробництва, який складається в основному з трьох етапів: одержання скломаси, формування виробів та їх обробка.

Кожний із цих етапів включає в себе ряд операцій, які забезпе­чують отримання виробів з певними властивостями з урахуванням їх призначення. Технологічний цикл виробництва скляних виробів складається із наступних стадій: підготовка сировинних матеріалів, складання шихти, варка скломаси, формування виробів, відпал, обробка виробів.

Підготовка сировинних матеріалів. Різноманітні за природою і зовнішнім виглядом сировинні матеріали скловиробництва підда­ються відповідній підготовці, яка включає такі операції: збагачення, подрібнення, сушка та ін. Так, пісок звільняють від різних забруднень і домішок оксидів заліза фізичними і хімічними способами . Цей процес називають збагаченням піску. Кам'янисті матеріали подрібнюють і розмелюють на дробилках і мильницях різного типу. Просіюють вихідні матеріали на спеціальних ситах з електромагнітами з метою видалення металевих включень.

Підготовлені таким чином сировинні матеріали зважують та змішують на конусному чи тарілчаному змішувачі згідно з визначе­ною рецептурою, внаслідок чого одержують однорідну за складом порошкоподібну суміш — шихту. Процеси підготовки сировинних матеріалів та їх змішування в однорідну шихту — відповідальні технологічні етапи виробництва скла та виробів з нього. Відхилення хімічного і гранулометричного складу компонентів скляної шихти, зниження точності їх дозування, порушення циклограми змішування і зволожування шихти призводять до появи дефектів в склі та погіршення якості продукції.

Варка скломаси — це складний фізико-хімічний процес, при якому механічна суміш сировинних матеріалів перетворюється в однорідну скломасу з певними властивостями. Процес скловаріння умовно поділяють на такі стадії: силікатоутворення, склоутворення, освітлення, гомогенізація, охолодження.

  • Силікатоутворення — це хімічна взаємодія кремнезему та інших компонентів шихти, яка найбільш активно протікає при температурі 865— 1000°С. Закінчується цей процес утворенням пінистого непрозорого розплаву, який складається із силікатів типу Na2Si03, CaSi03 та ін.

  • Склоутворення— це процес взаємного розчинення зерен піску і силікатів та утворення рідкої, прозорої, але ще з газовими та твердими включеннями скломаси. Склоутворення характеризується більш інтенсивними дифузійними процесами, ніж силікатоутворення, і протікає при температурі 1150—1500°С.

  • Освітлення— найбільш складний і важливий процес для одер­жання якісної скломаси, який проходить при температурі 1450— 1500°С. На цьому етапі відбувається видалення великої кількості газових включень, які утворились на попередніх стадіях варіння скла шляхом введення освітлювачів, перемішуванням сирою деревиною чи продуванням стисненим повітрям (барботування).

  • В'язкість скломаси знижується, що також полегшує видалення газових бульбашок; в результаті просвітлювання скломаса стає прозорою і однорідною.

  • Гомогенізація проводиться при максимальній температурі одночасно з просвітлюванням скломаси і суть її в тривалому витримуванні скломаси з метою досягнення однорідності за хімічним складом і властивостями.

  • Охолодження— це процес, який доводить скломасу до в'язкості необхідної для формування скловиробів, тобто відбувається зниження температури в печі на 200—300°С.

Формування виробів. Скляні вироби формуються різними способами завдяки необхідній в'язкості та поверхневому натягуванню гарячої скломаси. Ручний чи машинний спосіб формування застосовується в залежності від виду, розмірів, маси призначення, складності форми та хімічного складу скла. Ручним способом виробляють вироби складної форми та високохудожні, а вироби простої форми виробляють за допомогою напівавтоматів та автоматів. Основними методами формування скляних виробів є видування, пресування, пресовидування. Крім того, для деяких виробів використовують комбінований метод, відцентрового формування, ливарний та гутної виробки.

  • Метод видування застосовують для виробництва різноманітних виробів складної форми, як правило, порожнистих, формування виробів видуванням буває ручним (вільним) чи механізованим (у формі). При ручному видуванні основним інструментом служить металева склодувна трубка довжиною 1200—1400 мм, на верхньому кінці якої є гумовий балон. За такою схемою формують салатники, цукорниці, блюдця тощо. Вироби складної форми (глечики, фужери, чарки, вази на ніжці тощо) вимагають додаткових операцій (оформлення горла, приставки ручок, ніжок, підставок). Для виробництва скловиробів одноманітних за розмірами, формою та іншими ознаками використовують машинний спосіб видування на спеціальних автоматах, що значно підвищує продук­тивність праці та знижує собівартість продукції. Таким вакуум-видувним методом формують чарки, фужери, бокали, чайні та винні склянки, вази для квітів, графини для вина та води тощо.

  • Метод пресування скловиробів. Принцип пресування полягає в наступному. Прес-форму, попередньо нагріту до 300—400°С, заповнюють певною кількістю скломаси, необхідну для одержання виробу. В цю форму занурюють пуансон, під дією якого скломаса рівномірно розприділяється між стінками пуансона і прес-форми (відстань між ними дорівнює товщині стінок виробу). Методом пресування одержують вироби з товстими стінками, закругленими ребрами і кутами, плоскі, циліндричні чи звужені до низу. Пресуванням формують вироби циліндричної чи звуженої до низу форми, щоб забезпечити вільний вихід пуансона з форми після закінчення процесу формування виробу. Внутрішня поверхня виробів не повинна мати виступів і заглиб­лень, які б затримували рух пуансона. Зовнішня поверхня пресо­ваних виробів, як правило, має різноманітний рисунок, одержаний від прес-форми, однак гострота граней та кутів завжди дещо згладжена силами поверхневого натягування скла.

  • Пресовидуванням формуються вироби обмеженого асортименту: графини для води і вина, судки для спецій, склянки маслянки, бокали для пива тощо. Цей метод формування поєднує пресування і видування. В прес-формі формується зовнішня форма і розміри виробу, а видуванням — порожнина виробу. За товщиною стінок, наявністю слідів від форми, характером узору пресовидувні вироби нагадують пресовані, а за складністю конфігурації — видувні

  • Комбінований метод формування застосовують для вироб­ництва виробів на ніжці: чарки, фужери, бокали. Суть формування в тому, що до видутого корпусу виробу послідовно прикріплюють тонку ніжку, а потім — підставку. З'єднують ці частини виробу в гарячому стані.

  • Метод відцентрового формування заключається в тому, що в металеву форму певного розміру, яка встановлена на столі, що обертається, подається скломаса. Форма обертається навколо своєї осі і скломаса під дією відцентрової сили рівномірно розприділяється по стінках форми, а залишки її зрізають ножицями і видаляють. Після формування прес-форму розкривають, виріб дістають і піддають відповідній обробці. Методом відцентрового обертання виробляють великогабаритні, масивні та порожнисті вироби.

  • Метод ливарного виробництва застосовують для одержання виробів художньо-декоративного призначення, скульптури, оптич­ного скла. Це можуть бути вироби пустотілі й масивні суцільні. Скломасу при цьому методі заливають в спеціальну форму, де вона охолоджується і приймає обриси форми.

  • Гутна виробка передбачає формування скляних виробів без використання форми, а тому називається вільним формуванням. Цим методом одержують художньо-декоративні вироби, деякі види посуду сувенірного та подарункового призначення. Такі вироби називають виробами гутної роботи. Вони, як правило, мають чисту гладку поверхню, яку неможливо одержати механічною чи хімічною обробкою у зв'язку з складною конфігурацією та великою кількістю приліпних та приставних деталей.

Після формування виробів, незалежно від способу їх форму­вання, для надання необхідних споживних властивостей їх піддають подальшій обробці — тепловій, хімічній або механічній. До такої обробки належать відпал, загартування, обрізка ковпачка (у видувних виробів), обробка краю (шліфування, вогневе оплавлення) та ін.

Відпал. Незалежно від способу формування всі скляні вироби піддають відпалу. Суть цього процесу заключається в тому, що вироби нагрівають до температури 530—580°С, витримують деякий нас при цій температурі, потім поступово охолоджують. Необхідність відпалу обумовлена тим, що в процесі формування У виробі внаслідок різних швидкостей охолодження зовнішніх і внутрішніх шарів його стінок виникають напруги, які знижують Його механічну міцність та термічну стійкість. Чим товща стінка виробу, тим більший перепад температури і значніші напруги. Відпал проводять в спеціальних відпалювальних печах за спеціальним режимом. Оцінка правильності і повноти відпалу ґрунту­ється на виявленні у виробах внутрішніх напруг та встановленні їх кількості. У першому випадку застосовують спеціальний прилад — полярископ, в другому — полярископ-поляриметр.

Обробка виробів. Відформовані та відпалені скляні вироби для надання їм необхідного товарного вигляду піддають механічній, хімічній та вогняній обробці. У видувних виробах видаляють ков­пачок. Скляні вироби, на які наносяться складні декоративні малюнки, піддають поліруванню механічним чи хімічним способом. Особливо хімічне полірування використовується для обробки поверхні кришталевих виробів. Дно видувних виробів також шліфують і полірують.

Декорування скловиробів. Різноманітні способи декорування скляних виробів поділяють на які, які наносяться в процесі формування, і такі, які наносяться на ^формовані вироби. До першої групи належать вироби з кольорового скла і скла з нацвітом, з сульфідцинкового скла, прикраси кракле, насипом, під валик, оптичний рисунок, кольорові плями, під мармур і малахіт, іризація, декорування люстрами, плівками, прилепами, склоткани­нами тощо.

  • Нацвіт — двох— або трьохшарове скло, в якому зовнішній шар виготовляють з кольорової скломаси, а внутрішній — з безкольорової.

  • Вироби з сульфідцинкового скла схожі на "заглушені" вироби своєю напівпрозорістю, колір яких залежить від співвідношення компонентів (ZnS і FeS) і знаходиться в межах від світло-зелених, сірих, блакитних, жовтих до чорних відтінків.

  • Кракле (тріщини по-французьки) — це узор у вигляді безліч тонких тріщинок у товщі стінок виробу. Наносять цей малюнок шляхом занурення нагрітого виробу на 5—10 с в холодну воду з наступним нагріванням. Виріб при цьому покривається сіткою тріщин, які знаходяться в товщі стінок завдяки оплавленню поверхні в процесі нагрівання.

  • Декорування насипом одержують при прокатуванні розігрітої пульки на металевій плиті з насипним мілкоподрібненим (0,5 мм) кольоровим склом у вигляді малюнка. Після цього пульку знову розігрівають і видувають з нього виріб. Частинки кольорового скла прилипають до виробу у вигляді малюнка чи безсистемне.

  • Вироби під валик одержують в результаті видування пульки в двох формах. Чорнова форма має прорізи в стінках, або ж виготовлена з товстих металевих прутів і смужок, завдяки чому поверхня виробу стає рельєфною. При видуванні в чистовій формі з гладкими суцільними стінками Рельєф згладжується ззовні, залишаючись помітним на внутрішній стороні стінки виробу.

  • Оптичний малюнок одержують при формуванні порожнистих та товстостінних виробів. Спочатку вироби видувають у формі меншого розміру, ніж має бути готовий виріб. Ця форма має малюнок у вигляді граней, хвиль тощо. Потім виріб розміщують у більшого розміру з гладкою внутрішньою поверхнею. Виріб оста­точно видувають при обертанні у формі, при цьому грані і хвилі на його поверхні згладжуються і залишаються лише в товщі стінок.

  • Кольорові плями, їх одержують тоді, коли розкатують пульку на сталевій плиті, яка посипана кусочками кольорового скла. Потім пульку підігрівають у печі і кольорові кусочки скла вплавляють у стінки виробу; після видування на виробі утворюються різні за формою та розміром кольорові плями.

  • Під мармур і під малахіт скляні вироби виробляють із скломаси молочного або зеленого кольору, до складу якої додають дрібний порошок різнокольорового скла, який, при плавленні утворює прожилки, що нагадують малюнок природного мармуру чи малахіту.

  • Вироби з іризацією мають райдужні переливи різних відтінків від синюватого до червонуватого. Для цього вироби нагрівають в муфельній печі в атмосфері парів суміші солей важких металів (Sn, Sr, Ba), які осідають на поверхні виробу у вигляді найтоншої плівки.

  • Люстри одержують шляхом нанесення на поверхню виробів розчинів органічних сполук металів і подальшого відпалювання, при якому органічні розчинники вигорають, а плівка металів чи їх оксидів закріплюється на поверхні виробу.

  • Прикрашання плівками проводиться нанесенням тонкодис-персних розчинів плівкоутворювальних речовин на гарячу поверхню скловиробів аерозолевим наплавленням. Одержують вироби від світло-жовтого до оранжевого кольору при використанні розчину хлориду заліза, та від темно-фіолетового до блакитного кольору -при використанні хлориду олова та хлориду сурми в залежності від концентрації розчину. Скловироби при цьому стають міцнішими в 1,5—2 рази та хімічно стійкішими.

В гарячому стані скловироби можуть бути прикрашені також прилепами,скловолокном та склотканинами, пузирками, кольоро­вими нитками, смугами, кольоровим шнуром тощо.

Прикрашання, які наносять на відформовані скляні вироби, одержують механічним, хімічним способами та поверхневим Декоруванням фарбами та металевими покриттями.

Механічним способом одержують наступні прикрашання.

  • Номерна шліфовка — це нанесені на поверхню скловиробу за допомогою корундових кругів малюнки у вигляді ямок, жолудів, а також з клиноподібними прорізями, що утворює зображення квітів, плодів, колосків. Крупні елементи рисунку можуть бути полірованими, а дрібні залишаються матовими.

  • Алмазна грань — розповсюджений спосіб декорування виробів, особливо кришталевих. Виконують її на декількох корундових чи карборундових або алмазних кругах, заточених під певним кутом. Малюнок складається з глибоких складних борозен та ліній, які утворюють геометричні фігури, кущі, зірки, сітку, промені.

  • Літерна (широка) грань застосовується при декоруванні товстостінних виробів, які видувають часто в гранованих формах. Одержані при видуванні грані спочатку шліфують, а потім полірують на коркових чи повстяних кругах. Розрізняють пряму і зустрічну літерну грань в залежності від їх розташування.

  • Гравірування — це рисунок поверхневий і завжди матовий переважно у вигляді рослинного орнаменту — квітів, гілок тощо, який наноситься на готові скловироби за допомогою мідних дисків діаметром 10—100 мм. Нанесення малюнка механічним способом заключається в руйнуванні дзеркально гладкої поверхні виробу за допомогою спе­ціальних абразивних матеріалів, під дією яких поверхня виробів стає рельєфною і матовою.

При хімічних способах декорування використовують здатність фтористоводневої кислоти, а також її солей чи суміші з сірчаною кислотою руйнувати (травити) скло. Вироби попередньо покривають захисним шаром з чорного воску і парафіну, а потім на спеціальних машинах за допомогою тонких голок наносять малюнок. Після цього виріб розмочують протягом 15—30 хв при температурі 40—60°С в травильній ванні, де знаходиться суміш фтористоводневої, соляної і сірчистої кислот. Кислота руйнує поверхню скла в тих місцях, де знятий захисний шар, при цьому утворюється матовий малюнок. Якщо суміш складається із фторводневої і сульфітної кислоти, то малюнок буде прозорим. За складністю і глибиною малюнка розрізняють травлення просте (гильоширне), складне (пантографне) і глибоке художнє.

  • Гильоширне і пантографне травлення — це нескладний малюнок у вигляді ломаних, спіральних та зигзагоподібних ліній, які, як правило, наносяться гильоширними машинами на видувні чайні склянки.

  • Складне травлення — це малюнок, який наноситься за допомогою пантографної машини і має більш складну композицію (наприклад, малюнок мережива).

  • Глибоке художнє травлення застосовують для декорування виробів із накладного скла, зовнішній шар якого повинен бути кольоровим, а внутрішній — безкольоровим. На ті місця, де кольоровий шар не повинен бути зруйнованим, наноситься захисний шар пензлем. Остання поверхня, згідно з заданим малюнком, поступово обробляється фтористоводневою кислотою за допомогою пензля. Складні тематичні рисунки, різна інтенсивність окраски шарів кольорового скла, матовий фон сприяють художньому сприйняттю цього виду декорування. Малюнок, нанесений глибоким художнім травленням, має складну композицію і наноситься в основному на вази для квітів та інші крупні вироби.

  • Поверхневе декорування живописом чи іншими методами, коли на скляні вироби наносять малюнки термопластичними фарбами, емалями чи 12%-ним хлористим золотом, необхідно закріпити відпалюванням при температурі 550—580°С. Поверхневе декорування наносять пензлем від руки (живопис), трафаретною печаттю, пульверизатором чи за допомогою деколькоманії. Малюнок одержують у вигляді смужок різної ширини (до 1 мм — [вусик; 1—3 мм — відводка; 4 до 10 мм — стрічка), орнаменту чи тематичної композиції.