Вспомогательные материалы облегчают и ускоряют варку стекла, окрашивают и заглушают его. По назначению их подразделяют на осветлители, обесцвечиватели, глушители, красители, восстановители и окислители.[2]
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).[1]
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 (двух- и 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.
Механизированным выдуванием на автоматах (ВС-24, Р-24, ВМ-16, Р-28, ВР-24 и др.) изготовляют бесцветные изделия простых очертаний, в основном стаканы.[1]
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 (пресс-моллирование).
Прессовым выдуванием на автоматах Г-28, ПМВ, ЛАМ-2 изготовляют стаканы и посуду сложных форм — графины, флаконы и др. На автоматических линиях «Интергласс» прессовым выдуванием вырабатывают рюмочные изделия. При этом чашу выдувают, а донышко и ножку прессуют и сваривают с чашей.
Другие методы формования менее распространены.
Возможные дефекты формования — кривизна изделий, несимметричная приставка деталей, разнотолщинность стенки, складки, морщины, царапины, мелкие трещины (посечки) поверхности и др.
При формовании ввиду низкой теплопроводности стекла, резкого и неравномерного охлаждения в изделиях возникают остаточные напряжения, способные вызвать их самопроизвольное разрушение. Поэтому обязателен отжиг — термическая обработка, состоящая в нагревании изделий до 530—550 °С, выдерживании при этой температуре и последующем медленном охлаждении. При отжиге остаточные напряжения ослабляются до безопасной величины и равномерно распределяются по сечению изделий.
Первичные обработки заключаются в удалении колпачка изделий после ручного выдувания, обработке края и дна изделий, притирке пробок к горлу графинов и флаконов. В прессованных изделиях проводят огневую полировку поверхности.
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. Декор — существенный признак ассортимента, один из главных ценообразующих факторов.
Разделки классифицируют по стадии нанесения (в горячем и холодном состоянии), видам, сложности.
Украшение выдувных изделий в горячем состоянии осуществляют путем нанесения стеклянных налепов, цветной крошки, лент, витых и путаных нитей, цветных пятен. Применяют разделку «кракле» — сеть мелких поверхностных трещин, образующихся при быстром охлаждении набора в воде или во влажных опилках. Особыми приемами создают в толще стекла рисунок из воздушных пузырьков, лент, нитей. Используют разделку «под валик», создающую оптический эффект за счет волнообразной внутренней поверхности, образующейся при выдувании заготовки в ребристой форме. Радужные пленки (иризация) на поверхности изделий могут получаться при осаждении на горячем изделии солей хлористого олова, бария и др.; эти соли, разлагаясь, образуют прозрачные, блестящие иризирующие пленки оксидов металлов. Своеобразные рисунки разной окраски и прозрачности получают при применении цинкосульфидного стекла.[2]
Декорирование выдувных изделий в горячем состоянии трудоемко, но прекрасно выявляет свойства стекла, придает изделиям неповторимость и оригинальность.
Прессованные изделия украшают в основном за счет рисунка от пресс-формы.
Украшение изделий в холодном состоянии осуществляют посредством механической обработки (фигурное сошлифовывание), химической обработки (травление) и поверхностным декорированием с использованием силикатных красок, препаратов золота, люстров.
К разделкам, наносимым механическим способом, относят матовую ленту, номерную шлифовку, алмазную грань, плоскую грань, гравировку, пескоструйную обработку.
Матовая лента — это полоска шириной 4—5 мм. Номерная шлифовка — матовый поверхностный рисунок из круглых, овальных шлифов или насечек.
Алмазная грань — это рисунок из глубоких двухгранных бороздок, которые, сочетаясь между собой, образуют кусты, сетки, многоугольные камни, простые и многолучевые звезды и другие элементы. Рисунок наносят на ручных или автоматических станках с помощью абразивного круга с различным профилем края. После нарезания рисунка его полируют до полной прозрачности. Алмазная грань особенно эффектна на хрустальных изделиях, где хорошо выявляются блеск и игра света в гранях.
Плоская грань — это полированные плоскости различной ширины вдоль контура изделий.
Гравировка — поверхностный матовый или реже светлый рисунок преимущественно растительного характера с тщательной проработкой деталей.
Пескоструйная обработка — матовый рисунок различной фактуры, образующийся при обработке стекла песком, который под давлением подают в вырезы трафарета.
Разделки, наносимые травлением, подразделяют на травление простое (гелиоширное), сложное (пантографное), глубокое (художественное). Для получения рисунка изделия покрывают слоем защитной мастики, на которой иглами машин или вручную наносят узор, обнажая стекло. Затем посуду погружают в ванну со смесью плавиковой и серной кислот, которые растворяют стекло по обнаженному узору на различную глубину.
Простое, или гелиоширное, травление — это углубленный прозрачный геометрический рисунок в виде прямых, кривых, ломаных линий.
Сложное, или пантографное, травление представляет собой линейный углубленный рисунок, но более сложного, часто растительного характера.
Глубокое, или художественное, травление — это рельефный рисунок в основном растительного сюжета на двухслойном стекле. За счет разной глубины травления цветного стекла образуется выпуклый узор разной интенсивности окраски. Разделка весьма трудоемка.[1]
Поверхностное декорирование силикатными красками, препаратами золота, люстрами — это живопись, нанесение лент (шириной 4—10 мм), отводок (1—3 мм), усиков (до 1 мм), переводных картинок (декалькомания), фотоизображений и др. Рисунки закрепляют обжигом при температуре 550—600 °С.