Что придает окраску стеклу

Красители

Красители служат для окрашивания стекла в тот или иной цвет. Обычно в качестве красителей используют соединения металлов.

По механизму их действия различают молекулярные и коллоидные красители. К молекулярным относятся те красители, которые, будучи введены в стекломассу, растворяются в ней. Окраска таких стекол не изменяется при повторной тепловой обработке. К этой группе красителей относятся главным образом окислы тяжелых металлов — марганца, кобальта, никеля, хрома, железа урана. К коллоидным относятся те красители, которые при введении их в стекломассу равномерно распределяются в ней в виде мельчайших коллоидных частиц. Сюда относятся соединения золота, меди, селена, серебра.

Молекулярные красители. Соединения марганца в виде окиси марганца Mn₂O₃ или перекиси марганца MnO₂ придают стеклу различные оттенки фиолетового цвета. В качестве исходного сырья для введения в стекломассу этих окислов используют пиролюзит МnO₂ и марганцово-калиевую соль KMnO₄.

В процессе варки перекись марганца разлагается на окись марганца и кислород: 4MnO₂ = 2Mn₂O₃+O₂. Закись марганца MnО — бесцветный окисел в стекле, поэтому при использовании соединений марганца для получения цветных стекол нельзя допускать их перехода в MnO.

Соединения кобальта придают стеклу синий цвет. Чаще всего используют закись кобальта — сильный и стойкий краситель. Его вводят в стекломассу в очень малых количествах.

Соединения никеля придают стеклу красно-фиолетовую окраску. В производстве стекла используют закись никеля NiO, окись никеля Ni₂O₃ и гидрат закиси никеля Ni(OH)₂. Окрашивание соединениями никеля хорошо воспроизводимо и не зависит от условий варки стекла.

Соединения урана придают стеклу желто-зеленый цвет. В качестве красителя используют закись урана UO₂, трехокись урана UO₃ и натриевую соль урановой кислоты Na₂UO₇·3H₂O. Для стекла, окрашенного ураном, характерна флуоресценция, вызванная ультрафиолетовым излучением. При выпуске изделий из интенсивно окрашенных стекол в жёлтый и оранжевый цвета соединения урана применяют совместно с сернистым кадмием. Несмотря на то что препараты урана достаточно чисты, их применение в стекольном производстве ограничивается из-за высокой стоимости.

Оксиды редкоземельных элементов за последние годы также начали применять в качестве красителей при производстве изделий из стекла. Окислы редкоземельных элементов, используемые в производстве сортовых стекол: окись церия СеO₂ (окрашивает стекло в золотисто-желтый цвет); Совместное применение диоксида церия с диоксидом титана придает стеклу чистую золотисто-желтую окраску (вводят оксид церия в стекло через концентраты редкоземельных элементов, которые снижают себестоимость изделий), окись празеодима Pr₂O₃; (придает стеклу зелено-золотистый цвет); окись неодима Nd₂O₃ (пурпурно-красный цвет), оксид эрбия Er₂O₃ — красивый розовый цвет. Оксиды редкоземельных элементов являются слабыми красителями, однако стекла, окрашенные ими, характеризуются высокой прозрачностью, чистотой цвета, оригинальными оттенками, что способствовало их широкому применению в производстве сортовой посуды.

Источник

Коллоидные красители

Коллоидные красители вызывают образование в массе стекла взвешенных коллоидально-дисперсных частиц металлов или их соединений. Цвет стекла зависит от природы и концентрации коллоидных красителей, состава стекла и размеров взвешенных частиц. Получение окраски стекла возможно лишь путем вторичного нагревания изделий, при котором частицы увеличиваются до нужных размеров. Термообработку изделий проводят при определенном температурном и временном режимах и называют «наводкой».

Коллоидными красителями являются соединения золота, серебра, сурьмы, закисная медь, селен и др.

Соединения селена окрашивают стекло в красный и розовый цвет. Обычно используют металлический селен и селенистокислый натрий Na₂SeO₃. Интенсивность окраски стекол в основном зависит от количества содержащегося
в них селена, а так как селен при варке склонён выгорать, то и цвет стекол часто меняется. Красные стекла, окрашенные селеном, называют селеновым рубином.

Соединения серебра (0,05-0,1%) придают стеклу золотисто-желтый цвет. В качестве красителей обычно применяют 10 %-ный (по массе) раствор нитрата серебра AgNO₃. После вторичного нагрева образуется в массе стекла металлическое серебро. Растворимость серебра в стекле низкая и поэтому требуется длительное выдерживание при высоких температурах. Улучшение окраски стекла достигается при добавлении диоксида олова SnO₂. В отдельных случаях изделия из стекла окрашивают только с поверхности (так называемые серебряные протравы) с помощью специальной пасты из смеси глины, охры и хлорида серебра AgCl c75,25%Ag.

Соединения сурьмы Sb₂O₃ и Sb₂O₅ вводят в состав стекла для получения сурьмяного рубина, который по степени окрашивания занимает промежуточное положение между селеновым и медным рубинами. Наилучший результат получают при одновременном введении серы и угля. Используют при варке рубина также и сернистые соединения сурьмы, например Sb₂S₃ — порошок черного цвета. Сурьмяный рубин имеет более интенсивный цветовой оттенок и поэтому его целесообразно использовать при выработке накладных хрустальных стекол.

Источник

Технология покраски стекла: от подготовки до закрепления результата

Заполните несколько вопросов, что бы подобрать себе перегородки:

Стекло — универсальный материал. Оно может использоваться в разных целях, а значит к нему применимо множество способов декорирования. В данном случае речь пойдет о покраске. Несмотря на кажущуюся простоту, в процессе скрывается множество нюансов.

Какое стекло можно окрасить?

Для окрашивания подходит практически каждая стеклянная поверхность:

Подходящие краски

Рынок лакокрасочных изделий предлагает разные виды продукции.

Быстросохнущие полиуретановые

Полиуретановые краски популярны эластичностью и быстрым высыханием. Они образуют слой прозрачной пленки с нужным тоном. Покрытие имеет высокую устойчивость к воде. В продаже встречается прозрачная основа, в которую можно добавить специальную пасту-колер для получения желаемого цвета. Кроме того, свойства краски допускают смешивание нескольких тонов без использования «базы».

На силикатной основе

Силикатная краска действует по принципу добавления в состав материала, похожего на тот, что окрашивается. Полимеризация превращает применяемый клей в стекло. Краска на силикатной основе выпускается в разных оттенках, однако изготовители делают упор на выпуск всей гаммы белого и черного оттенков. На изделия, окрашенные данной краской, не влияют солнечные лучи, что позволяет им сохранять первоначальный вид на протяжении длительного периода.

Витражные

Помимо богатства ассортимента цветов, материал отличается выбором консистенции, которая будет зависеть от состава. Классификация данного вида происходит на основе главного компонента:

Акриловые

Краска на акриловой основе обладает насыщенной палитрой, а оттенки легко смешиваются между собой. Небольшие участки могут окрашиваться кистью, однако более популярно использование акриловых смесей в формате аэрозольного баллончика. Для повышения устойчивости не обязательно прибегать к обжигу — достаточно нанести акриловый лак поверх высохшего рисунка и изделие не будет подвержено выгоранию на солнце и колебаниям температуры.

Отдельно стоит выделить акриловые полимеры — это технология окрашивания специальным составом на основе акриловой смолы. Быстровысыхаемое покрытие, не требующее дополнительной обработки. Обладает высокой устойчивостью к воде, химическим средствам и прочим внешним факторам. При работе не является обязательным использование специальных инструментов. Метод делает возможным нанесение покрытия на заготовки любых форм и размеров. Изображение может быть как однотонным, так и сложным многокомпонентным рисунком.

Тушь, фломастеры, маркеры

Для работы со стеклом или керамической поверхностью существуют специальные фломастеры. Они созданы таким образом, что при необходимости нанесенное изображение может быть удалено.

Идеально гладкое полотно может покрываться специальной тушью, которая имеет высокие адгезионные свойства. С ее помощью можно добиться четкости линий. Нанесение производится посредством рапидографом. Данный инструмент распределяет тушь таким образом, чтобы получалась линия определенной толщины.

Подготовка поверхности

Данный процесс делится на три этапа.

Очистка

Окрашиваемое полотно должно быть чистым. Если стекло слегка загрязнено, достаточно протереть его мягкой тряпкой или влажным ватным диском. Не рекомендуется использовать синтетические материалы, т.к. при сильном нажатии они могут заматовать поверхность.

При сильном загрязнении небольших и средних стекол можно вымыть их в ванной:

После этого необходимо незамедлительно перейти к следующему этапу работы, так как трение тканевых материалов о поверхность стекла заряжает последнее статическим электричеством. Наэлектризованное полотно притягивает пыль, которая оставляет микроцарапины на стекле и мешает окраске.

Если стекло изначально имеет мелкие царапины, необходимо отполировать его с помощью специальной пасты. При отсутствии таковой можно воспользоваться самодельным аналогом. Для изготовления смешивается сода и зубная паста в пропорции 1:2. Смесь наноситься на поврежденный участок, после чего стекло шлифуется круговыми движениями с помощью полировочного валика.

Защита неокрашиваемых мест

Если стекло окрашивается частично, либо установлено в раму, нужно замаскировать неокрашиваемые участки. Самое доступное средство — малярный скотч. Простой и практичный вариант, исключающий попадание краски. Клеится встык с рамой. Однако у ленты есть недостатки:

Удалять скотч можно только после полного высыхания стекла. Иначе нарушится равномерность слоя, граничащего с краем ленты. Это особенно актуально в многослойной покраске.

В качестве альтернативы малярной ленте можно воспользоваться тканью или бумагой. Тканевая полоса предварительно смачивается в мыльной воде и приклеивается к поверхности. Слишком тонкий материал может пропускать краску при недостаточно хорошем намыливании. Во втором варианте должна использоваться именно чистая белая бумага. При использовании журнальных листов и газет изображение отпечатается на стекле. Крепится с помощью воды. В отличие от малярного скотча, необходимо удалять бумагу по мере окрашивания. Иначе, она отклеиться самостоятельно и прилипнет к свежеокрашенному стеклу.

Для защиты труднодоступных участков можно воспользоваться густым маслом или вазелином. После нанесения и высыхания краски оттираются ветошью.

Обезжиривание

Перед покраской нужно тщательно обезжирить поверхность. Можно воспользоваться специальным средством, либо уайт-спиритом. Также допускается обезжиривание бензином. Ацетон, растворители и прочие агрессивные жидкости следует применять с осторожностью.

Технология покраски

Покраска требует внимания к деталям на каждом этапе процедуры.

Инструменты и порядок работы

Для нанесения могут применяться следующие средства:

Выбор инструмента определяется с точки зрения удобства маляра и площади поверхности. Небольшие стекла проще покрасить кистью, а большое полотно невозможно качественно покрасить без пульверизатора.

Порядок действий:

Как закрепить результат?

В зависимости от вида краски, применяется один из предложенных способов:

Сфера применения крашенного стекла

Изменение цвета изделия может потребоваться в следующих областях и изделиях:

Заключение

Покраска стекла — доступный способ декорирования, в большинстве случаев, не требующих дорогих материалов и инструментов. Помимо возможности реализации дизайнерских решений, лакокрасочное покрытие защищает стекло от воздействия внешних факторов, что является необходимостью в ряде случаев.

Источник

Что придает окраску стеклу

Различают молекулярное (ионное) и коллоидное окрашивание стекла. В первом случае окрашивание стекла происходит за счет наличия равномерно распределенных (растворенных) молекул красителя. Здесь можно провести сравнение с истинными растворами некоторых красителей в воде: отдельные молекулы растворенного красителя столь малы, что оказываются ненаблюдаемыми, даже если Р1Спользовать современные приборы. Как правило, молекулярными красителями являются оксиды некоторых металлов переменной степени окисления: марганца Мп, хрома Сг, железа Fe, меди Си и др. Точнее говоря, за окрашивание ответственны ионы этих металлов, входящие в состав оксидов. Например, в молекуле оксида меди (I) СиО с ионом кислорода связан ион меди Си (II), который, находясь в стекле, поглощает кванты красного излучения с длиной волны 800 нм, вследствие чего стекло выглядит светло-голубым. Окружающие ион Си (II) атомы бесцветного стекла влияют на окраску: можно подобрать другой состав бесцветного стекла, в котором тот же краситель СиО даст голубовато-зеленый цвет. При вторичном нагревании молекуляр- но окрашенных стекол окраска не изменяется.

В свою очередь, коллоидно окрашенные стекла можно сравнить с коллоидными растворами. В них современные приборы позволяют обнаружить малые (коллоидные) частицы, которые все же значительно крупнее молекул. Коллоидное окрашивание обусловлено избирательным поглощением световых квантов благодаря эффекту внутреннего рассеивания. Известно, что при прохождении света сквозь прозрачную среду, содержащую коллоидные частицы красителя, происходит рассеивание коротковолновой части излучения. В результате рассеянное коротковолновое (синее, фиолетовое) излучение поглощается коллоидной системой, пропускающей, следовательно, лишь длинноволновые: желтые, оранжевые, красные лучи. В прозрачном стекле присутствуют коллоидные частицы размерами от 10 до 50 нм.

О важности окислительно-восстановительных процессов свидетельствует тот факт, что при восстановлении оксида меди СиО, окрашивающей стекло в голубой цвет, до металлической меди Си стекло окрашивается в темно-красный цвет.

Синие и голубые стекла.

Стекло, содержащее Na20, в голубой цвет окрашивает оксид меди СиО в количестве 10. 20 кг/т (по сравнению с СоО оксид меди — значительно более слабый краситель и его следует вводить в гораздо большем количестве). Приходится учитывать также, что в питьевых сосудах яркий голубой цвет может вызвать отрицательные ассоциации с раствором медного купороса. Краситель вводят в шихту в виде чистой СиО ИЛИ же в виде порошка медного купороса СиЭО^бЩО, разлагающегося с выделением SO4 и II2O в процессе варки стекла. Принцип окрашивания — также молекулярный.

Фиолетовые и сиреневые стекла

Оксид никеля (III) №гОз (молекулярный краситель) в количестве до 30 кг/т окрашивает стекло, содержащее КгО, в красновато-фиолетовый цвет, а стекло, содержащее Na?0 — в коричневато-фиолетовый цвет. Можно вводить в шихту чистый NiO или гидрооксид никеля (II) Ni(OH) 2.

В пурпурно-фиолетовый цвет окрашивает стекло молекулярный краситель — диоксид марганца МпОг (от 30* до 50 кг/т). В шихту в качестве красителя вводят природный минерал иирюлюзит, содержащий в основном диоксид марганца МпОг, который в ходе варки восстанавливается до МпО. Диоксид марганца МпОг при недостатке кислорода также может восстановиться до оксида МнО, но в этом случае окраска исчезает, поэтому такое восстановление недопустимо, напротив, варку следует проводить в окислительной среде. Можно также использовать манганат калия КМп04 : (2КМп04—^К20 + Мп02 + 02). Красивую сиреневую или красно-пур- пурную окраску придает стеклу оксид неодима (III ( Ис^Оз, для которой, как и для природного камня александрита, характерно скачкообразное изменение зрительного ощущения (при восприятии этой окраски человеком) в зависимости от освещения и толщины стекла. Это объясняется тем, что спектр пропускания стекла, содержащего Ш20з, глубоко рассекается на две части: сине- лиловую, и красно-пурпурную — спектральной полосой интенсивного поглощения света с длинами волн от 570 до 590 нм. Поэтому, например, в тонких стенках изделия наблюдается сиреневая окраска (аметистовый полутоп), а в утолщенном дне (заливе) — красно- пурпурная. Играет роль и количество красителя: для получения сиреневого окрашивания достаточно 15 кг/т, а для достижения эффекта александрита — 40 кг/т. В первом случае одновременно ‘ с Nd2C>3 можно вводить до 0,5 кг/т селена Se, получая интересные разновидности пурпурной окраски. Принцип окрашивания стекла оксидом неодима (III) —молекулярный. Зеленые стекла. В зеленый цвет окрашиваются стекла, содержащие К20 и РЬО, оксид меди СиО, взятый в количестве до 30 кг/т.

Выше в разделе «химическое обесцвечивание» уже говорилось о том, что оксид железа (11) FeO и оксид железа (III) Ге20з в зависимости от соотношения между ними окрашивают стекло в различные оттенки зеленого цвета: от голубовато-зеленого до желто-зеленого. Интенсивные бутылочные цвета характерцы для старинного народного стекла, которое вырабатывалось из необеспеченной стекломассы и содержало 30 кг/т оксидов железа и более. В настоящее время возрождается интерес к колориту этого стекла.

Оксид урана (VI) 1ГОз (молекулярный краситель) в количестве до 20 кг/т окрашивает стекло в яркий желто-зеленый цвет. Этому стеклу свойствен эффект флюоресценции (самосвечения), так как желто-зеленое свечение представляет собой продукт преобразования невидимых ультрафиолетовых лучей, содержащихся в падающем на это стекло потоке дневного света.

Оранжевые и красные стекла

При a = 0,1, (3 = 0,9 получается ярко- алое стекло — кадмиевый рубин, такое стекло часто не совсем точно называют селеновым рубином. Это объясняется тем, что на практике нередко вводят в шихту краситель в виде смеси сульфида кадмия CdS с селеном Se. Однако при варке селен реагирует с частью CdS, превращаясь BCdSe : CdS + Se—>-CdSe + + S. Последовательно увеличивая относительное количество вводимого селена, т. е. увеличивая коэффициент р и уменьшая тем самым коэффициент а, получают ряд стекол, аналогичных по цвету и составу кадмиевым пигментам художественных красок: от кадмия желтого темного (0,5 кг/т Se) через кадмий оранжевый и кадмий оранжево-красный (CdS : Se от 10:1 до 10: 2)’ к кадмию красному светлому (CdS : Se = 10 : 4). В кадмиевых стеклах обязательно наличие около 100 кг/т неокрашивающего оксида цинка ZnO, который препятствует окислению серы, входящей в состав сульфида. Варку этих стекол проводят в восстановительных условиях. Одним из самых замечательных художественных стекол является стекло, окрашенное в густой пурпурный (вишневый, малиновый) цвет коллоидными частицами металлического золота Аи (от 0,2 до 0,3 г/кг). Это стекло называют золотым рубином.

Не менее известно темно-красное стекло — медный рубин, содержащее около 1 г/кг металлической меди Си в виде коллоидных частиц.

Наконец, при содержании в стекле коллоидных частиц сульфида сурьмы (III) БЬгЭз в количестве до 40 г/кг также достигается интенсивная окраска — сурьмяный рубин.

Полупрозрачное стекло, которое в проходящем свете выглядит оранжевым, а в отраженном — голубым, называют опаловым. Стекло белого цвета (при рассмотрении в отраженном свете) частично или полностью непрозрачное называют молочным стеклом. Вещества, добавляемые в шихту прозрачного бесцветного стекла и превращающие его в опаловое или молочное, называют глушителями, а процесс этого превращения — глушением (иначе — заглушением). Так опаловые и молочные стекла образуют группу 1лушеных стекол.

Эффект глушения объясняется наличием в стекле множества (100 тыс. в 1 мм3) неокрашивающих коллоидных частиц, причем частицы размерами от 1 до 5 мкм дают эффект опалового стекла, а от 5 до 100 мкм — эффект молочного стекла. Данные частицы кристаллизуются непосредственно из расплава стекломассы или (и это чаще всего) наличие глушителя приводит к выделению внутри расплава основной стекломассы капель стекломассы другого состава с последующей их кристаллизацией или без нее.

В зависимости от состава сульфидно- цинкового стекла, а главным образом от режима его термообработки, выделяющиеся хлопьевидные кристаллы сульфида цинка ZnS придают различным участкам стекла эффекты опалового и молочного стекол, причем быстро охлаждаемые участки остаются прозрачными, окрашенными в различные коричневые оттенки сульфидом железа FeS. Введение дополнительных красителей позволяет получать различные- цвета и оттенки заглушённого стекла: оранжевые, красные, черные, бирюзовые, голубые и др.

Благодаря свойству термочувствительности на сульфидно-цинковом стекле легко достигаются разнообразные декоративные эффекты: стекла получают мраморовидные, полосатые, узорные и т. п.

Красивые декоратнвные эффекты можпо получить с использованием стекол, окрашенных в черный цвет сульфидами свинца и меди (PbS, CuS), значительными количествами (до 100 кг/т) пиролюзита, содержащего МпОг, наконец красящими оксидами большой красящей силы (СоО, СггОз и т. п.), введенными в больших количествах: свыше 50 кг/т, иногда в сочетании друг с другом. В заключение раздела о получении цветных стекол необходимо отметить, что, хотя число основных красителей стекла ограничено, на практике путем их смешивания, подбором составов- окрашиваемых стекол и т. д. удается получить богатейшее разнообразие цветов и оттенков.

Цветное листовое декоративное стекло применяется в строительстве для изготовления витражей, декоративного остекления
Для получения красного стекла чистого тона <селенового рубина) и ярко-желтого стекла используют составы.

• паечные витражи из листового стекла на гибкой металлической основе; • витражи из объемных многослойных стекол на бетонной основе
Применяя серебряные и медные пасты, превращают бесцветное листовое стекло в цветной витраж.

Как правило, из цветных стекол составляют орнамент или настоящие сюжетные картины.
Для получения какого-либо сплошного цветного фона, при изготовлении витража
Окрашивание стен, отделанных специальными обоями под окраску.

Украшать цветными стеклами можно не только плитки, но и любое другое керамическое изделие.
Особенно важно это для витражей, расположенных на открытом воздухе или в помещениях с повышенной влажностью.

Цветное листовое стекло получают путем введения красителей в стекломассу или нанесения в процессе изготовления на бесцветную стекломассу цветного слоя. Их применяют для изготовления сигнальных стекол и витражей.

К цветным стеклам относятся стекла, которые, несмотря на окраску, все еще более или менее прозрачны. Наиболее эффектное применение цветное стекло находит в застеклении витражей.

Цветное стекло выпускается толщиной 3 мм.
Классификация стекол, их составы. Свойства стекол в твердом состоянии.
Витражи. Мозаичная живопись из смальты в декорировании парадных сооружений.

Используют цветное стекло при строительстве общественных зданий в декоративных целях (в световых проемах, перегородках, витражах). По назначению изделия из стекла разделяются на отделочные (облицовочное стекло): цветные плиты.

Живописные витражи собираются из цветных стекол с росписью керамич. красками и с последующим обжигом деталей.
Существует много новых способов декоративной обработки стекла для витражей (в т. ч. пескоструйный, отливкой и прессованием.

Источник