Матовое стекло - всегда в моде

Межкомнатные двери, мебельные и кухонные фасады, двери шкафов-купе, офисные перегородки выглядят элегантно и презентабельно, если они выполнены из матового стекла. Матирование стекла — технология создания матовой поверхности, придание шероховатости и непрозрачности (операция, противоположная полировке). При помощи матирования можно создавать матовый рисунок на поверхности стекла.

Способы матирования стекла можно разделить на пять групп:

• матирование механической обработкой;

• химические способы;

• нанесение матовых обжиговых покрытий; • нанесение матовых лако-красочных покрытий;

• матирование другими способами. Механическая обработка Наиболее распространены способы механического получения матовой поверхности стекла. Это гравировка, гранение, шлифование и пескоструйная обработка стекла. В любом случае поверхностный слой стекла снимается воздействием абразивного материала. Широко распространена пескоструйная обработка стекла. Преимущества

• Регулируя давление и меняя зернистость песка, удается получать различную степень сплошной матировки;

• Возможно создавать на стекле глубокие рельефные рисунки с разной тонировкой и интенсивностью белизны; • С помощью пескоструйной обработки удобно матировать большие площади; Недостатки • Требуется приобретение недешевого пескоструйного аппарата, в состав которого входят компрессор высокого давления, ресивер, без которого сильно снижается производительность, пескоструйного пистолета и, собственно, песка или другого абразива, к которым предъявляются довольно жесткие требования.

• Размер песчинок должен быть очень мал и однороден, без присутствия более крупных тяжелых частиц и других посторонних включений (крупные частицы могут испортить стекло, оставляя на нем весьма заметные повреждения в виде глубоких точечных сколов);

• Существенный расход электроэнергии, вследствие большой потребляемой мощности пескоструйного аппарата (3,5 — 4 КВт.).

• Большинство пескоструйных комплексов рассчитаны на трехфазный ток, напряжением 380 В. Аппараты же, рассчитанные на бытовую сеть, по сути своей маломощны (низкое давление и объем ресивера), что сильно снижает производительность, из-за увеличения времени обработки одного изделия.

• Необходимость оборудования вертикально-ориентированного стенда, на котором размещаются и фиксируются обрабатываемые изделия; • Так как в процессе работы образуется большое количество пыли, актуальным становится использование пылезащитного комбинезона;

• Технология пескоструйной обработки применима, в основном, для плоских изделий (зеркал или мебельных стекол), так как в случае с изделиями сложной конфигурации (бокалы, вазы и т. д.) возникают проблемы с фиксацией изделия и его обработкой, что также сужает области применения этой технологии.

• Стекло и зеркало, заматированное с помощью пескоструйной обработки, требует покрытия специальным лаком во избежание возникновения пятен от прикосновения к матовой поверхности.

Химические способы матирования

Существует множество химических составов для матовой протравы стекла, подавляющее большинство которых, помимо прочих компонентов, в качестве основного действующего вещества содержат плавиковую кислоту. На сегодняшний день эти химические способы позволяют добиться наивысшего качества матовой поверхности стекла. Но есть также продукты (матирующие пасты и пр.), в составе которых отсутствует плавиковая кислота и другие опасные для человеческого организма вещества. При этом качество матовой поверхности, получаемой с помощью данной продукции не уступает другим способам матирования. Ассортимент составов для матирования стекла на сегодняшний день довольно широк. Среди множества предложений зарубежных компаний, на рынке присутствуют и высококачественные отечественные матирующие составы. Нанесение матовых обжиговых покрытий Один из способов получения матового слоя на стекле — это нанесение специального покрытия с последующим обжигом в печи. Однако в этом случае поверхность оказывается не такой гладкой, как при настоящем травлении. Недостаток способа — сравнительно высокая стоимость обжиговых печей, имеющих к тому же внушительные габариты и высокий уровень энергопотребления и, как следствие, невозможность применения этого способа в домашних условиях.

Преимущество — отсутствие вредных химических реактивов. Нанесение матовых лако-красочных покрытий Эффект матирования возникает и при нанесении на поверхность стекла белых и полупрозрачных органических лаков, красок и полимерных композиций на основе полиуретана. Преимущества • Этот метод значительно проще пескоструйной обработки;

Недостатки

• Значительная стоимость расходных материалов, повышающая стоимость самого конечного изделия;

• Необходимость очень тщательного нанесения для исключения эффекта подтеков и мазков;

• Требуется оборудование для последующей сушки (сушильная камера);

• Сравнительная недолговечность получаемого покрытия (нанесённый слой со временем стирается).

Матирование другими способами Оригинальный эффект возникает при обработке стекла лазерным излучением. При этом способе матирования появляется возможность выдержать самые тонкие элементы макета (толщина линий до 0,1 мм). Есть сведения и о матировании стекла детонационным способом и методом плазменного напыления металлов, при котором расплавленные микрокапли металла сильно разогревают стекло в точке контакта. В результате такого термоудара в поверхностном слое стекла появляются микротрещины и микросколы. Они-то и образуют матовые области. Но эти способы матирования не получили широкого практического распространения в виду сложности процесса и значительной стоимости самого оборудования. Матовое стекло с момента своего появления остается на пике популярности, как универсальное по применению, с великолепным эстетическим эффектом.

Этапы создания современного стекла

Одним из «отцов» современного стекольного производства можно назвать немецкого ученого Отто Шотта, который активно использовал научные методы для изучения влияния различных химических элементов на оптические и термальные свойства стекла. В области изучения оптических свойств стекла Шотт объединился с Эрнстом Эбби, профессором в Университете Йены и совладельцем фирмы Карла Цейса.

Другой значительной фигурой, внесшей вклад в массовое производство стекла, был Фридрих Симменс: он изобрел новую печь, которая позволяла непрерывно производить намного большее количество стекломассы. В конце XIX в. американский инженер Майкл Оуэнс изобрел автоматическую машину для производства бутылки. К 1920 г. в США уже работало примерно 200 машин Оуэнса, широкое распространение они получили и в Европе. В 1905 г. бельгиец Фурко совершил еще один переворот в стекольной индустрии: он изобрел метод вертикального вытягивания из печи стеклянного полотна постоянной ширины. В 1914 г. его метод усовершенствовал другой бельгиец – Эмиль Бишеруа, который предложил вытягивать стеклянное полотно между двух роликов, что значительно упрощало процесс дальнейшей обработки стекла.

Флоат - метод был разработан в 1959 г. исследователем А. Пилкингтоном. При этом процессе стекло поступает из печи плавления в горизонтальной плоскости в виде плоской ленты через ванну с расплавленным оловом на дальнейшее охлаждение и отжиг. Преимущества этого метода по сравнению со всеми предыдущими: стабильная толщина стекла, высокое качество поверхности стекла, не требующее дальнейшей полировки, отсутствие оптических дефектов в стекле, высокая производительность процесса. Наибольший размер получаемого стекла, как правило, составляет 6×3,21 м, а толщина листа может быть от 2 до25 мм. Именно флоат-метод (флоат-технология) используется современными концернами по производству стекла в настоящее время.

Мировой объем производимого ими стекла достиг 16 500 млн т листового стекла в год. В последние годы созданы такие принципиально новые стеклокристаллические материалы, обладающие уникальными свойствами, как ситаллы и шлакоситаллы. Впервые стекло как строительный материал предложили использовать конструктивисты в конце прошлого века.

В наши дни стекло стало доступным и очень часто используется как для наружной отделки, так и в дизайне помещений. Несмотря на постоянно меняющиеся тенденции моды и появление новых стилей, стекло не сдает своих позиций, органично вписываясь как в классический интерьер, так и в комнату в стиле хай-тек. Стекло с давних времен служит человеку. Сочетая такие свойства, как прозрачность, твердость, стойкость против разъедания минеральными кислотами и жаропрочность, а также способность изменять эти свойства, легко окрашиваться в разные цвета и формоваться разнообразными способами, стекло стало незаменимым материалом в архитектуре XXI века, в технике и в быту.

Из истории зеркал

Археологи обнаружили первые небольшие зеркала из олова, золота или платины, относящиеся к эпохе Бронзы. Современную историю зеркал отсчитывают с XIII века, а точнее — с 1240 года, когда в Европе научились выдувать сосуды из стекла. Изобретение настоящего стеклянного зеркала следует отнести к 1279 году, когда итальянский монах-францисканец Джон Пекам описал способ покрывать стекло тонким слоем олова. Производство зеркала выглядело так. В сосуд через трубку мастер вливал расплавленное олово, которое растекалось ровным слоем по поверхности стекла, а когда шар остывал, его разбивали на куски.

Первое зеркало было несовершенным: вогнутые осколки слегка искажали изображение, но оно стало ярким и чистым. В XIII веке в Голландии освоили кустарную технологию производства зеркал.

За ней последовали Фландрия и немецкий город мастеров Нюрнберг, где в 1373 году возник первый зеркальный цех. В 1407 году венецианские братья Данзало дель Галло выкупили у фламандцев патент, и Венеция целых полтора века удерживала монополию на производство отличных венецианских зеркал, которые следовало бы именовать фламандскими. И хотя Венеция была не единственным местом производства зеркал в то время, но именно венецианские зеркала отличало высочайшее качество.

Венецианские мастера добавляли в отражающие составы золото и бронзу, поэтому все предметы в зеркале выглядели даже красивее, чем в действительности. Стоимость одного венецианского зеркала равнялась стоимости небольшого морского судна, и для их покупки французские аристократы иногда были вынуждены продавать целые имения. Например, цифры, дошедшие до наших дней, говорят, что не такое уж большое зеркало размером 100х65 см стоило больше 8000 ливров, а картина Рафаэля того же размера — около 3000 ливров. Зеркала были чрезвычайно дороги. Покупать и коллекционировать их могли лишь очень богатые аристократы и королевские особы. В начале ХVI века братья Андреа Доменико из Мурано разрезали вдоль ещё горячий цилиндр из стекла и половинки его раскатали на медной столешнице. Получилось листовое зеркальное полотно, отличавшееся блеском, хрустальной прозрачностью и чистотой. Такое зеркало, в отличие от осколков шара, ничего не искажало. Так произошло главное событие в истории производства зеркал. В конце XVI века, поддавшись моде, французская королева Мария Медичи заказала в Венеции 119 зеркал для своего зеркального кабинета, заплатив за заказ огромную сумму. Венецианские зеркальщики в ответ на королевский жест проявили также необыкновенную щедрость — подарили французской королеве Марии Медичи зеркало.

Оно является самым дорогим в мире, и сейчас хранится в Лувре. Украшено зеркало агатами и ониксами, а рама инкрустирована драгоценными камнями. Французские аристократы во время роскошных приемов в своих замках и дворцах, демонстрируя гостям свое благосостояние, с гордостью показывали зеркала в богатых, отделанных драгоценными камнями оправах, более того, знать, а также их жены и любовницы обожали украшать маленькими зеркалами свои парадные наряды. Однажды французская королева Анна Австрийская, мать Людовика XIV, появилась на балу в платье, усыпанном кусочками зеркал. В свете свечей от неё исходило поистине царственное сияние. Это зеркальное платье стоило государственной казне огромных денег, и министр финансов — месье Кольбер — решил, что необходимо что-то срочно делать, иначе страна разорится. Кольбер отправил в Мурано своих доверенных лиц, которые смогли подкупить четырёх мурановских мастеров и под покровом ночи вывезли их на маленькой лодочке во Францию.

Французы, поселив беглецов в прекрасной усадьбе, вывезли с Мурано и их семьи. Конечно же, Венеция так просто смириться с дерзким побегом своих подданных не могла — мастерам послали два строгих предупреждения, но те на них не среагировали, понадеявшись на защиту Французской короны. Некоторое время итальянцы работали, наслаждаясь вольной жизнью и высокими заработками. Но потом от отравления умер лучший и самый опытный из них, через две недели — второй. Оставшиеся в живых, осознав, что им грозит, в ужасе стали проситься обратно, домой. Их не удерживали — сообразительные французы уже успели освоить все секреты изготовления зеркал, и в Тур де Виле в 1665 году открылась первая во Франции зеркальная мануфактура. Французы оказались способными учениками, и вскоре даже превзошли своих учителей. Зеркальное стекло стали получать не выдуванием, как это делали в Мурано, а литьём. Технология заключается в следующем: расплавленное стекло прямо из плавильного горшка выливают на ровную поверхность и раскатывают вальцом. Автором этого способа называют Луку Де-Негу. Изобретение пришлось как нельзя кстати: в Версале строили Галерею зеркал.

Она была длиной 73 метра, и нуждалась в зеркалах большого размера. В фирме «Сан-Габен» изготовили 306 таких зеркал, чтобы их сиянием ошеломить тех, кому посчастливится побывать в гостях у короля в Версале. Как после этого было не признать за Людовиком XIV права именоваться «король-солнце»? После открытия французской зеркальной мануфактуры цены на зеркала стали резко снижаться. Этому способствовали также немецкие и богемские стекольные заводы, производившие зеркала по более низкой стоимости. Зеркала стали появляться на стенах частных домов, в картинных рамах. В XVIII веке уже две трети парижан обзавелись ими. Кроме того, дамы стали носить на поясе маленькие зеркальца, прикрепленные цепочками. Революцию в производство зеркал принес немецкий химик, Юстус фон Либих, начав применять серебро[1] в 1835 году для серебрения зеркал и получая более ясное изображение. Эта технология, практически без изменений до сих пор используется в производстве зеркал.

Как появилось стекло

Первое стекло (непрозрачное, почти черное) родила сама природа, и образовалось оно из раскаленной лавы, вырвавшейся на поверхность земли миллионы лет назад. Такое вулканическое стекло назвали обсидианом. В каменном веке обсидиан использовался для обработки режущих инструментов.

Позднее (55 веков назад) человек научился изготавливать стекло сам. Родиной искусственного стекла ученые называют Месопотамию и Древний Египет. Обследуя мумию царицы Хатшепсут, археологи нашли ожерелье из крупных неровных зеленовато-черных блестящих стекляшек. Древнеегипетские стеклоделы не умели получать прозрачное стекло, ведь для этого нужна высокая температура в печи (1500°С), а для изготовления цветного стекла мастера примешивали железо, медь или марганец.

Особенно распространенным было голубое и бирюзовое стекло, окрашенное медью, а зеленое стекло получали окрашиванием медью и железом. Синее стекло, окрашенное кобальтом, появилось в Египте в начале н. э. Исходным сырьем для изготовления стекла служили песок, известь и щелочь - органическая (зола растений) либо неорганическая (сода). Археологами в конце XIX в. недалеко от Фив были обнаружены руины древнеегипетской стекольной мастерской: остатки печей, фрагменты тиглей для плавки стекла, разрушенные стеклянные сосуды и стеклянные палочки разного цвета. В одной из пирамид древнего Египта (созданной в XIV в. до н. э.) исследователями также была обнаружена фреска, изображающая древних стеклоделов за работой.

Так, ученым в общих чертах удалось восстановить технологию стеклоделия того времени. К XV в. до н. э. стекло массово производилось не только в Египте, но и в Передней Азии, и на Крите. К IX в. до н. э. были открыты технологии для производства бесцветного стекла. Первое известное «пособие» по стеклоделию датируется650 г. до н. э. и представляет собой таблички, хранившиеся в библиотеке ассирийского царя Ашшурбанипала. Технологии производства стекла из природных материалов представляли собой тщательно охраняемую тайну, они применялись лишь при дворе правителей наиболее могущественных государств. В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к2000 г. до н. э. В Китае в V-III вв. до н. э. стеклянные изделия появляются в большом количестве, в том числе бусы с «глазовидным» узором и специфическим химическим составом.

Первые письменные свидетельства об изготовлении стекла пяти цветов в Поднебесной относятся к концу III в. В эллинистический период произошло дальнейшее развитие технологии стеклоделия, что позволило производить стеклянные изделия большого размера (столовую посуду). Также была разработана технология смешения стекла нескольких цветов для получения мозаичных структур. В этот период бесцветное стекло начало цениться больше цветного, поэтому были усовершенствованы и технологии его изготовления. Одним из величайших периодов в истории стекла стал период Римской империи, когда человек научился выдувать стекло и придавать стеклянным предметам желаемую форму и размер. Римляне варили стекло не на костре, а в стекловаренной печи, сложенной из камня. Поэтому им удавалось получать более высокие температуры, и стекло у них плавилось уже по-настоящему, превращаясь в ослепительно сияющую жидкость. Первые в Италии стекловарни были устроены при Цезаре в Риме, тогда же возникла и мозаика.

Во времена императора Тита (конец I в. н. э.) применялись уже оконное литое стекло и стеклянные пластинки для облицовки стен. Листовое оконное стекло было большой роскошью и редкостью и применялось лишь для церквей вплоть до конца XII ст. Частные жилища у богатых римских патрициев были снабжены слюдяными окнами. В начале I в. н. э. один римский мастер сделал длинную и тонкую железную трубку с небольшим расширением на конце. На другой ее конец он насадил деревянный мундштук, чтобы защитить губы от ожога. Это простое изобретение оказалось поистине гениальным, ведь на протяжении почти двух тысяч лет все стеклянные изделия создавались при помощи этой трубки. Искусство стеклоделия в Древнем Риме находилось на высоком уровне, к выдающимся образцам мирового искусства относится Портландская ваза (хранится в Британском музее). После падения Римской империи (конец V в.) центр стеклоделия перемещается в Византию, где освоили выплавку цветного непрозрачного стекла (смальты) для мозаики, сменившую каменную мозаику.686 г. н. э. считается годом создания первых витражей из стекла. Раскопки свидетельствуют, что на Руси знали секреты производства стекла более тысячи лет назад, а широко эта отрасль стала развиваться в первой половине XI в.

При раскопках в слоях XI-XIII вв. обнаружено множество мастерских по производству стеклянных бус и браслетов, которые были тогда очень модными украшениями. Таким образом, первоначально стекло и изделия из него появились не как предмет первой необходимости, а как предмет искусства, роскоши. Первое упоминание о стеклянных заводах в России относится к царствованию Алексея Михайловича. В1635 г. близ Можайска шведом Елисеем Коэтом был построен первый в России стекольный завод, а в1668 г. - Измайловский завод под Москвой. При Петре I на Воробьевых горах построили государственный стекольный завод. В1748 г. М.В. Ломоносов организовал при Петербургской академии лабораторию, в которой проводил опыты с окрашиванием стекла, варил смальту, разработав палитру цветной стеклянной мозаики. В1753 г. им была построена для производства цветного стекла Усть-Рудицкая фабрика под Петербургом. Д. И. Менделееву принадлежит заслуга первой научной трактовки строения стекла. К1913 г. в России работало уже 275 стекольных заводов. За годы Советской власти в СССР создана мощная стекольная промышленность, оснащенная совершенным по тем временам оборудованием. Но история возникновения современного стекла - это другая история.

(По материалам журнала «Вестник промышленности»)