Анализ ассортимента и качества посуды из стекла

     Для изготовления посуды и художественно-декоративных изделий применяются силикатные стекла, которые по особенностям состава подразделяются на два вида: бес свинцовые (обыкновенные) и свинцовые (хрустальные).

     Основными видами обыкновенных стекол (в зависимости от названия главного стеклообразующего оксида)

     являются  известково-натриевое, известково-калиевое, известково-натриево-калиевое.

     Хрустальные стекла (в зависимости от содержания оксида свинца)

вырабатывают  трех видов: тяжелый хрусталь (свыше 30 % РbО ), легкий хрусталь (до 25 % РbО) и полу хрусталь (до 13 % РbО).

     Фосфатные и боратные стекла используют главным  образом в технических и специальных  целях. Смешанные стекла, например боросиликатные, применяются для получения термически устойчивых изделий (кухонная посуда), в оптике и для других целей.

     Одной из разновидностей специальных стекол является ситалл новый класс материалов, полученный направленной кристаллизацией стекол специальных составов и обладающий рядом специфических свойств.

     Все свойства стекла можно подразделить на две группы: физикомеханические и химические.

     Основными показателями физико-механических свойств стекол являются их плотность, прочность, хрупкость, твердость, теплопроводность, тепловое расширение, термическая стойкость, прозрачность.

     Плотность зависит от состава, температуры и «теплового прошлого» стекла. С повышением температуры плотность стекла уменьшается, а медленное его охлаждение увеличивает данный показатель. Самой высокой плотностью обладают хрустальные стекла - (3-6) • 10῀³ кг/м³, самой низкой - боросиликатные - 2,38 • 10῀³ кг/м³; обыкновенные стекла занимают промежуточное положение -(2,4-2,5)-Ю-³ кг/м³.

     Прочность определяет назначение изделий, однако при различных типах деформации стекло ведет себя по-разному. Например, обладая высокой прочностью при сжатии и значительно меньшей при растяжении и изгибе, оно может обладать наиболее низкой ударопрочностью. Прочность на сжатие большинства посудных стекол находится на уровне чугуна и составляет 5-20 МПа. Прочность стекол при растяжении и изгибе в 15-20 раз меньше, чем при сжатии, что объясняется состоянием поверхности (наличие микротрещин, царапин, инородных включений и т. п.).

     В настоящее время в отечественной  и мировой практике широко используют методы упрочнения стекол с помощью травления (обработка плавиковой кислотой), огневой полировки, закаливания (нагревание по специальному графику до заданной температуры с последующим резким охлаждением), ионного обмена (выдерживание в растворе сернокислой соли щелочных металлов).

     Хрупкость оценивается по ударной прочности, т. е. суммарной серии ударов до разрушения изделия, и зависит от формы, размеров, термической обработки образцов. Оксиды бора, алюминия, магния снижают хрупкость изделий из стекла.

     Твердость определяет пригодность изделий к различным условиям обработки, а также их назначение. Высокой твердостью обладают кварцевые, боросиликатные и ситалловые стекла, пониженной - хрустальные.

     Стекла, имеющие низкую теплопроводность, термически менее устойчивы. Сказанное относится прежде всего к толстостенным изделиям и изделиям из хрустального стекла. Наибольшей теплопроводностью обладают кварцевые, боросиликатные и ситалловые стекла.

     Тепловое  расширение определяет термическую стойкость стекол и особенности декорирования, назначение изделий. Оксиды кремния, алюминия, бора, титана уменьшают коэффициент термического расширения, а оксиды калия, натрия, лития, наоборот, повышают его, тем самым снижая термическую стойкость изделий.

     В процессе эксплуатации стекло постоянно  испытывает резкие перепады температур. Способность противостоять этим воздействиям характеризует показатель термической стойкости. Термостойкость обычных посудных стекол колеблется в пределах 20-150 °С, в то время как посуда из кварцевого стекла выдерживает перепады температур от 20 до 900 °С, из жаростойкого боросиликатного стекла — в пределах 20-600 °С, ситалловая - свыше 600 °С.

     Прозрачность. Данное свойство стекла характеризуется способностью пропускать световые лучи видимой части спектра. Самые прозрачные оптические стекла пропускают более 91 % светового потока, у обыкновенных стекол этот показатель значительно ниже.

     Химические  свойства стекол характеризуются прежде всего их химической устойчивостью, т. е. способностью противостоять разрушающему действию химических реагентов (щелочей, кислот, влаги, солей и др.). Химическая стойкость посудных стекол определяется 3-4-м классом из пяти принятых. К первому классу с наибольшей химической устойчивостью относят специальные стекла. В их состав для повышения данного показателя вводят редкоземельные элементы (лантан, цирконий, литий), на поверхность наносят кремнийорганические пленки и др.

     Ознакомившись с основными показателями свойств, можно отметить следующие отличительные  черты наиболее распространенных видов посудных стекол.

     Обыкновенные  стекла - наиболее легкие, хрупкие, достаточно твердые и термостойкие, имеют средние показатели оптических свойств (пропускание, поглощение, преломление и отражение света), высокую химическую стойкость.

     Хрустальные стекла значительно плотнее, а следовательно, тяжелее, мягче обыкновенных, термически и химически менее устойчивы, однако по оптическим свойствам они значительно превосходят обыкновенные.

     Боросиликатные  стекла по плотности и массе занимают промежуточное положение: из-за зеленоватого оттенка по оптическим свойствам значительно уступают первым двум, однако превосходят их по твердости, термической и химической устойчивости.

     Ситаллы по многим показателям свойств схожи с боро-силикатными стеклами, однако более термически, механически и химически устойчивы. По сравнению с обыкновенными стеклами они в 4-10 раз прочнее, способны выдерживать перепады температуры до 1000 °С. Ситаллы имеют бело-молочный цвет, поэтому прозрачность, лучепреломление и другие оптические свойства у них ниже. 

     1.3 Выработка стеклянных изделий  

     После подготовки сырья и варки стекломассы  наступает этап выработки стеклянных изделий. Стекло как ни один другой материал способно поддаваться самым разнообразным способам формования. Его можно выдувать, прессовать, отливать в форму, штамповать, прокатывать, вытягивать в нити. Стекло, полученное каждым из этих способов, имеет свои особенности и отличия по внешнему виду и свойствам.

     При выдувании порцию стекломассы раздувают воздухом под давлением ручным или механизированным способом. Путем вращения раздутой пульки стекла ей придают окончательную форму, а на заключительной стадии оформляют отдельные детали (горло, ножки, подставки, приставные ручки). Изделия, полученные выдуванием, имеют, как правило, тонкие, гладкие стенки, очень часто — сложную форму различной конфигурации с наличием зауженных мест. Выдуванием получают кувшины, графины, фужеры, рюмки, бокалы, большинство ваз, стаканов. Такие изделия имеют красивый внешний вид, повышенную чистоту, ровность и блеск стенок, а в результате - более высокую термическую стойкость, так как сведены к минимуму царапины, микротрещины на поверхности, различные неоднородности.

     Формование  изделия в процессе выдувания  без формующих поверхностей (свободно) получило название свободного формования, а изделия называются гутпенскими. Они имеют чистую гладкую поверхность, сложную конфигурацию, неповторимую форму, большое число прилепных деталей, обычно художественно-декоративного назначения (вазы для цветов, сувениры и др.) и представляют определенную художественную ценность.

     При прессовании порция жидкой стекломассы подается в пресс-форму. Под давлением пуансона стекло растекается, заполняет форму, а прикрепленное к пуансону кольцо регулирует высоту изделия. После охлаждения изделие выталкивается из формы. Такая технология предусматривает несложную, преимущественно цилиндрическую, суживающуюся книзу форму, обеспечивающую свободный выход пуансона. Получение тонкостенных изделий этим способом затруднено, так как при соприкосновении с формой стекло быстро остывает. Поверхность прессованных изделий слегка шероховатая, отсутствует идеальный блеск, свойственный выдувным изделиям. Очень часто имеется разнообразный рисунок, полученный от пресс-формы, однако острота граней и углов этого рисунка всегда сглажена. По термическим и эстетическим свойствам прессованные изделия уступают выдувным, однако превосходят их по механической прочности. Ассортимент прессованных изделий представлен блюдами, салатниками, пепельницами, стаканами и др.

     Прессовыдувным способом вырабатывают весьма ограниченный ассортимент изделий (графины для воды и вина, судки для специй, масленки, банки для консервирования, бутылки, флаконы для духов и одеколона). Производство таких изделий начинается в пресс-форме. Выпрессовывается черновая заготовка, оформляется верхний край, затем в чистовой форме изделие выдувается окончательно сжатым воздухом. Изделия имеют гладкую внешнюю поверхность, часто - рисунок от формы, относительно тонкие стенки, сложную форму. Отличительная их особенность - характерное закругление борта, большая масса, наличие стыковых швов формы по бокам, что снижает их эстетический уровень.

     Метод сочленения применяется редко, хотя и появился сравнительно недавно. Он получил распространение на предприятиях, не специализирующихся на выпуске сортовой посуды. Этим способом вырабатываются изделия на ножке: рюмки, бокалы, фужеры; при этом для ножек используются стеклянные пустотелые трубочки, для подставки - отходы листового стекла. Все детали сочленяются (соединяются) в горячем состоянии. Эстетические свойства таких изделий хуже из-за наличия швов в местах сочленения, ниже их долговечность, так как хрупкая ножка делает изделия уязвимыми в процессе транспортирования и эксплуатации.

     Методом центробежного литья вырабатывают салатники, корпуса ваз для цветов, стаканы для карандашей, сувениры. Порция стекла в металлической форме благодаря вращательному движению и центробежным силам равномерно распределяется по стенкам формы. Такие изделия на 25-30 % дешевле выдувных, а по качеству не уступают им.

     Методом моллирования изготовляют плоские изделия. Сущность его заключается в прогибании размягченной стекломассы под действием собственной массы, иногда - с помощью прессующего устройства. Форма для моллирования может быть с рельефным рисунком, края изделий — произвольно застывшие или обработанные вручную. Ассортимент изделий включает пепельницы, блюда, вазы для фруктов. Они дешевые, красивые, достаточно прочные.

     Методом проката получают оконное листовое стекло разной толщины и линейных размеров, гладкое и с рисунчатой рельефной поверхностью.

     Вытягиванием  стекломассы до необходимой толщины получают стеклянные нити, волокна, проволоку.

     Описание  существующих методов получения  стеклянных изделий

позволило показать влияние процесса формования на потребительские свойства изделий и их качество. На заключительном этапе производства изделиям придают законченный эстетический вид, т. е. украшают. 

     1.4 Декоративная обработка стеклянных изделий 

     Для придания изделиям окончательного товарного  вида отформованные изделия сначала подвергают технической обработке (удаляют колпачок, обрабатывают края, дно, поверхность, притирают пробки), а затем их декорируют. Основная цель декоративной обработки состоит в раскрытии высоких эстетических свойств стекла - прозрачности, блеска, многообразия цветовой гаммы. Разнообразные способы декорирования принято делить на украшения, наносимые в процессе формования, и украшения, наносимые на готовые отформованные изделия.

     К украшениям, наносимым в процессе формования, относятся нацвет (накладное стекло), цветные пятна, нити, полосы, украшение стекловолокном, разделка «под мрамор», декорирование пузырьками, насыпью, кракле, придание волнообразной поверхности (под валик), окрашивание в какой-либо цвет.

     Нацвет получают путем наложения одного цвета стекла на другой. Для большего художественного эффекта верхний слой стекла снимают в виде различных узоров до обнажения нижележащих слоев. Такие изделия красивы, оригинальны, однако из-за снятия в отдельных местах верхнего слоя имеют пониженную механическую прочность и стоят несколько дороже аналогичных однотонных изделий.