Aktualne wydanie

2021 03 okladka1

Świat Szkła 03/2021

User Menu

 

 ET-160x600-PL-3

 

 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Tagi Globalne

Wydanie Specjalne

okladka Dom inteligentny 22

(w opracowaniu) 

 dom bez barier okladka

gotowy

20200909przeciwpozarowe przegrody budowlane

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

Katalog 2021 okladka

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 pl 480x100 AW Banner 201208

 

baner4 abprojekt

Szkło matowe
Data dodania: 13.03.12

Szkło matowe ma bardzo szerokie zastosowanie zarówno w budownictwie, jak i wyposażeniu wnętrz. Z powodu swej ograniczonej przezierności używane jest jako wypełnienia drzwi oraz okien, np. w przychodniach lekarskich, bankach czy gabinetach kosmetycznych. Wykonuje się z niego szklane półki, blaty mebli czy wypełnienia drzwiczek. Ze szkła matowego produkowane są również przedmioty użytkowe.

 

Stosowane są dwa sposoby uzyskania szkła matowego: metoda mechaniczna, czyli piaskowanie oraz chemiczna – trawienie kwasowe i bezkwasowe.

 

Uzyskiwany efekt nie jest identyczny, jednak w obu przypadkach można w ten sposób wykonywać całe, jednolite tafle szkła, jak i wzory. Można w ten sposób obrabiać zarówno szkło bezbarwne, jak i barwione w masie.

 

Matowienie polega na stworzeniu w gładkiej powierzchni szkła nieznacznych nierówności, powodujących rozpraszanie światła i uzyskaniu w ten sposób nieprzezroczystości szkła. Obrobiony tak materiał może być poddawany dalszej obróbce, w tym gięciu, hartowaniu oraz malowaniu.

 

W zależności od stopnia i sposobu obróbki uzyskuje się różne rodzaje matowień. Ze względu na kształt wgłębień: szorstki (chropowaty, w białym kolorze), zwykły (w kolorze zbliżonym do barwy szkła) oraz połyskliwy, nazywany satynowym. Ze względu na wielkość wgłębień: gruboziarnisty, średnioziarnisty i drobnoziarnisty (jedwabisty).

 

Trawienie
W procesie matowienia chemicznego na powierzchni szkła powstają mikrowgłębienia o łagodnych brzegach. Jest to obróbka tylko powierzchniowa.

 

Trawienie kwasowe znane jest od wieków, a polega na korozyjnym oddziaływaniu na szkło kwasu fluorowodorowego w obecności niektórych soli. Rodzaj soli pozwala na uzyskanie odmiennych efektów.

 

I tak dzięki fluorkowi amonowemu otrzymuje się gruboziarnisty, szorstki efekt, dzięki fluorkowi potasowemu – matowienie średnioziarniste, zaś mikrowgłębienia drobnoziarniste, dające jedwabisty lub satynowy połysk powierzchni są możliwe dzięki zastosowaniu fluorku potasowego.

 

Warto zauważyć, że szkło nie jest odporne tylko na działanie kwasów: fluorowodorowego, który już na zimno rozkłada je z wydzielaniem trującego gazu czterofluorku krzemu SiF4 . Badania naukowe dowiodły przy tym, iż duże stężenie kwasu powoduje zahamowanie reakcji, aż do całkowitego ustania niszczącego działania kwasów. Dlatego do procesów trawienia można stosować stężenie kwasu tylko do wartości pH=1,5 – intensyfikacja oddziaływania na szkło jest proporcjonalna do logarytmu stężenia.

 

Poddawanie szkła działaniu kwasów może mieć na celu nie tylko zmianę wyglądu jego powierzchni, ale też jej wzmocnienie. Metoda ta polega przede wszystkim na wytworzeniu różnicy między strukturą i składem chemicznym warstw powierzchniowych a wnętrzem szkła, przy czym w początkowej fazie procesu kwas przenika do mikrospękań znajdujących się na powierzchni szkła i powoduje zaokrąglenie ich pierwotnie ostrych krawędzi. Końcowa wytrzymałość szkła zależy od grubości wytrawionej warstwy oraz stanu powierzchni otrzymanej po procesie, a wpływa na to skład roztworu, jego temperatura oraz sposób prowadzenia procesu.

 

Różna podatność szkła na trawienie zależy też od jego składu chemicznego. Najłatwiej trawi się szkło sodowo-wapniowe, które znajduje zastosowanie m.in. jako szyby okienne, a także do produkcji szklanek, kieliszków itp. Szkło ołowiowe (kryształowe) umożliwia uzyskanie powierzchni o strukturze drobnoziarnistej.

 

Charakteryzuje się dużym współczynnikiem załamania światła i – również dzięki temu – walorami dekoracyjnymi, takimi jak połysk oraz zdolność rozszczepiania światła. Wytwarzane są z niego rozmaite naczynia o walorach dekoracyjnych, w tym ekskluzywne kieliszki i karafki, a także lustra oraz szyby do drzwi.

 

Trawienie kwasowe przeprowadza się najczęściej w sposób zanurzeniowy, poddając działaniu środków chemicznych całą taflę szkła lub inny wyrób. Szkło najpierw musi zostać dokładnie odtłuszczone – zazwyczaj wyrób zanurza się na ponad godzinę w słabszym roztworze preparatu do trawienia. Główna kąpiel trwa ok. kilkudziesięciu sekund.

 

Ponieważ podczas trawienia szkła za pomocą kwasu fluorowodorowego wydziela się trujący czterofluorek krzemu, zaś sam kwas jest również niebezpieczny dla człowieka, dlatego stanowiska pracy muszą być odpowiednio wyposażone, z zachowaniem szczególnie rygorystycznych zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.

 

Trawienie bezkwasowe. Ten rodzaj trawienia jest bezpieczniejszy dla zdrowia, gdyż stosowane są preparaty wodne, niezawierające kwasu fluorowodorowego.

 

Ponieważ jednak na razie są one drogie, ten sposób obróbki jest stosowany przede wszystkim podczas matowienia szkła już zamontowanego u klienta. Jest też powszechnie wykorzystywany przez hobbystów ze względu na brak zagrożenia oraz dostępność preparatów

 

  

Obrobione szkło może być stosowane również w architekturze wnętrz (STALMACH)

 

Sposoby obróbki szkła:
- w celu matowienia całych tafli szkła lub dużych powierzchni oraz zamykanych naczyń stosuje się kąpiele w roztworach matowiących;
- matowienie wzorów wykonuje się za pomocą past;
- znaki na szkle wykonuje się z użyciem pudrów matowiących, które najczęściej nanosi się za pomocą kauczukowych stempli.

 

Technika piaskowania bywa stosowana łącznie z innymi rodzajami dekorowania - tutaj jest to wzór na szkle Lacobel (STALMACH)

 

Piaskowanie
Piaskowanie jest procesem mechanicznym, podczas którego strumień piasku pod wysokim ciśnieniem usuwa wierzchnią warstwę szkła, które w wyniku takiej obróbki staje się matowe. Zdobiona może być cała powierzchnia szkła lub jedynie jej część, a pracę wykonuje się za pomocą sterowanych komputerowo automatów piaskujących oraz ręcznie, za pomocą matownic (nazywanych też piaskarkami) - sprężarkowych albo próżniowych.

 

Matownica sprężarkowa wyrzuca na szkło piasek przy pomocy strumienia sprężonego powietrza. Najpopularniejszym narzędziem tego typu jest inżektorowy pistolet do piaskowania, wyposażany w dysze ceramiczne o różnych średnicach. W matownicy próżniowej piasek jest mieszany z powietrzem atmosferycznym w urządzeniu i gotowa mieszanka jest wyrzucana na zewnątrz. Wybierając urządzenie warto zwrócić uwagę na takie, które jest  uruchamiane za pomocą pedału, gdyż wówczas obsługa nie absorbuje rąk.

 

Matowienie mechaniczne pierwotnie prowadzone było tylko z zastosowaniem piasku kwarcowego, stąd pochodzi nazwa procesu. Obróbka jest szkodliwa dla zdrowia, gdyż w jej trakcie uwalniają się i unoszą związki krzemu. Prace prowadzi się w szczelnych kabinach, mimo to powinny być stosowane ubrania ochronne, rękawice, maski, a pomieszczenie musi mieć wyciągi. Obecnie piasek jako ścierniwo wykorzystuje się rzadziej.

 

Efekt końcowy zależy od kilku czynników, takich jak: rodzaj ścierniwa, twardość powierzchni szkła, czas trwania procesu oraz jego intensywność. O ile przy tym frakcja piasku nie jest możliwa do precyzyjnego ustalenia, o tyle frakcje ścierniw uzyskiwanych przemysłowo są bardzo dokładne i można je dobrać do rodzaju szkła oraz planowanego efektu. Ten zaś jest uzależniony również od stopnia twardości powierzchni szkła, przy czym najłatwiej ulega matowieniu szkło ołowiowe, najtrudniej zaś borowo-krzemianowe.

 

Jako ścierniwo obecnie stosuje się coraz powszechniej karborund, korund naturalny oraz elektrokorund, a także mikrokulki szklane i tzw. garnet.

 

Karborund, czyli węglik krzemu, to materiał ceramiczny z grupy węglików o ogólnym wzorze SiC. W obszarze zainteresowań nauki znalazł się pod koniec XIX w., w związku z poszukiwaniami nowych, niedrogich materiałów ściernych. Metoda, opatentowana przez E. G. Achesona, polegała na reakcji krzemionki i węgla w piecu elektrycznym. Do dzisiaj jest stosowana w nieznacznie tylko zmodyfikowanej formie. Węglik krzemu można też otrzymywać w wyniku pirolizy polikarbosilanów. Główną zaletą węglika krzemu jest jego twardość, której wartość wynosi wg skali Mohsa 9,5.

 

Korund naturalny jest minerałem z gromady tlenków glinu, a warto wiedzieć, że jego szlachetnymi odmianami są dobrze znane w jubilerstwie rubiny, szafiry i ametysty. Do celów przemysłowych, jako materiał ścierny i polerski są stosowane odmiany drobnokrystaliczne, zbite, ziarniste. Elektrokorund zwykły (brązowy) jest ścierniwem otrzymywanym syntetycznie, o zawartości Al2O3 powyżej 95% i twardości w skali Mohs’a wynoszącej 9 (ok. 1355 HV). Materiał można używać do ok. 20 razy. Dostępne są ziarna o różnej granulacji, w tym najpopularniejsze od 2,8 mm do 0,053 mm, czyli F 36, F 40, F 60, F 80, F100, F 180. Mikrokulki szklane podczas obróbki praktycznie nie powodują ścierania erozyjnego. Dzięki małemu ciężarowi właściwemu obróbce mogą być poddawane także wyroby z cienkiego szkła.

 

Obróbkę – na sucho lub mokro – przeprowadza się zwykle w urządzeniach pneumatycznych w obiegu zamkniętym. Mikrokulki duże działają wolniej i nie docierają do bardzo małych powierzchni, ale wygląd powierzchni jest bardziej błyszczący i perlisty. Natomiast kulki małe docierają nawet do bardzo małych powierzchni, w tym wzorów, czyszczą szybciej i dają bardziej matową powierzchnię. Dostępne są następujące granulacje (w mikronach, μm): 40-80, 70-110, 100-200, 150-250, 200-300, 300-400, 400-800.

 

Garnet, czyli granat almandynowy, jest ścierniwem pochodzenia naturalnego, o twardości 8 w skali Mohs’a) i trwałości 6-10 cykli matowienia. Może być stosowany do obróbki strumieniowej mokrej oraz suchej.

 

Obróbka strumieniowo ścierna na mokro z wykorzystaniem garnetu ma liczne zalety. Woda zwiększa masę ziaren (i tak cięższych od piasku), dzięki czemu obrabiane powierzchnie szybciej uzyskują zakładaną chropowatość. Niemal całkowicie redukuje przy tym pylenie, a zużyte ścierniwo opada w niewielkiej odległości od oczyszczanej powierzchni, co pomaga w jego utylizacji. Granulacje stosowane do matowienia to: A (0,6-1,18 mm), A+ (0,85-1,4 mm), B (0,45-0,6 mm) i C (0,25-0,45 mm). Im niższa numeracja ścierniwa, tym większa grubość i bardziej szorstka powierzchnia obrabianego elementu.

 

Technika piaskowania bywa stosowana łącznie z innymi rodzajami dekorowania - tutaj jest to wzór na szkle Lacobel (STALMACH)

 

Wzory
Zarówno w przypadku trawienia, jak i piaskowania można wykonywać nawet bardzo precyzyjne i skomplikowane wzory. W obu przypadkach wzór powstaje na nieosłoniętych fragmentach szkła, pozostałe muszą być zaś osłonięte warstwą ochronną. Obecnie powszechnie stosuje się odpowiednie, przeznaczone do tego celu folie, przy czym te do piaskowania muszą być grubsze i bardziej elastyczne.

 

Dostępne są gotowe wzory, jednak mają one zazwyczaj niewielki format - najwyżej ok. 20x20 cm. Projekty wzorów mogą być przygotowywane komputerowo, za pomocą plotera. Artyści-projektanci są w stanie przygotowywać wzory ręcznie, rysując je na powierzchni folii. Niezależnie od sposobu przygotowania wzoru dalszy tok postępowania jest taki sam. Folię nakleja się na zdobioną powierzchnię i dociska, następnie usuwa się papier ochronny i sprawdza dokładność przylegania folii. Jest to szczególnie istotne w przypadku trawienia zanurzeniowego, gdyż dostanie się preparatu poza obrys wzoru bezpowrotnie niszczy pracę.

 

Po przymocowaniu folii do powierzchni szkła należy usunąć ostrym nożykiem technicznym te miejsca, w których powierzchnia ma być matowiona. Wygodne w użyciu, chociaż w Polsce trudno dostępne są „nożyki” elektryczne. Mają wygląd kolby do lutowania i zaostrzoną końcówkę, którą przesuwa się po powierzchni folii, jak długopis. Rozgrzane urządzenie przecina folię, nie uszkadzając przy tym powierzchni szkła.

 

Podczas matowienia zanurzeniowego, zdobione szkło umieszcza się w kąpieli chemicznej na bardzo krótki czas – zazwyczaj do 30 sekund – a następnie wyjmuje, spłukuje wodą i suszy.

 

Oprócz folii stosuje się również specjalne lakiery zdzieralne, przy czym uzyskanie wzoru przebiega w taki sam sposób. Lakier pełni funkcję folii zabezpieczającej, ale lepiej przylega do zdobionej powierzchni, nie zachodzi więc ryzyko zniekształcenia wzoru. Wzór wycina się nożykiem i odrywa lakier z tych miejsc, które mają być zmatowione. Po procesie trawienia usuwa się resztę lakieru.

 

Drobne przedmioty użytkowe, np. kieliszki, można obrabiać także w inny sposób. Powierzchnię przygotowuje się do trawienia poprzez zanurzenie przedmiotu w płynnym wosku, a następnie – po jego zastygnięciu – wygrawerowanie w jego warstwie wzoru. W produkcji przemysłowej pracę wykonują  maszyny.

 

Obecnie w niewielkich zakładach, a także w pracowaniach artystycznych oraz wśród hobbystów w powszechnym użyciu są bezkwasowe pasty do trawienia szkła. Mają one tę zaletę, że nie podciekają pod krawędzie warstwy ochronnej. Powierzchnię zdobionego przedmiotu należy dokładnie oczyścić i odtłuścić, a następnie powierzchnie, które nie mają zostać zmatowione zakrywa się taśmą winylową, folią lub lateksem. Potem nanosi się i wycina wzór.

 

Dostępne są także szablony samoprzylepne z wzorem, które nakłada się podobnie jak kalkomanię. Po dokładnym osadzeniu szablonu usuwa się warstwę ochronną, odsłaniając wzór. Następnie należy nałożyć grubą warstwę pasty do grawerowania na niezakrytą powierzchnię i pozostawić na kilkanaście  do kilkudziesięciu minut (zależnie od producenta preparatu). Nadmiar pasty nadaje się od ponownego użytku. Po upływie określonego czasu przedmiot należy spłukać bieżącą wodą, usuwając jednocześnie warstwę ochronną.

 

Poprzez piaskowanie można uzyskać również delikatne wzory, zależy to od rodzaju i granulacji ścierniwa (BELUGLASS)

 

Za pomocą pasty grawerskiej uzyskuje się delikatne, satynowe wzory.

 

W procesie trawienia możliwe jest wykonywane delikatnych, płytkich wzorów, natomiast podczas piaskowania można wykonywać także tzw. wzory 3D, czyli reliefy, a także matowanie głębokie, nazywane grawerowaniem. Wrażenie trójwymiarowości jest uzyskiwane dzięki różnej strukturze obrabianego szkła oraz cieniowaniu, czyli głębokości matowienia.

 

Wzory takie wykonuje się wieloetapowo, za każdym razem zasłaniając folią i odsłaniając inne fragmenty wzoru. Stosując wysokie ciśnienia i wielokrotnie powtarzając operację matowienia danego fragmentu wykonuje się matowania głębokie, przykładowo: 0,2; 0,6; 1,0 i 1,6 mm lub pośrednie.

 

Można tu wykorzystać znaną z innych dziedzin technologię sitodruku. Wzór do wykonania jest umieszczany na siatce sitodrukowej, dzięki czemu może osiągnąć nawet duży format. Przeznaczone do zdobienia szkło podkłada się pod siatkę i przeciąga preparatem trawiącym. Dzięki takiej technologii jest on rozkładany bardzo równo, co oznacza taką samą głębokość trawienia na całej powierzchni wzoru. Jest to ogromna zaleta, gdyż nakładanie pasty grawerskiej przy użyciu innych narzędzi nie jest tak precyzyjne.

 

Konserwacja szkła matowionego Szkło trawione praktycznie nie wymaga konserwacji innej niż zwykłe mycie szkła. Co ciekawe, używane do obróbki preparaty tworzą na powierzchni tafli rodzaj trwałej powłoki, dzięki której na obrobionej powierzchni nie zatrzymuje się brud, nie widać też odcisków palców.

 

Trudniej jest zachować w czystości szkło matowione mechanicznie. Tutaj jednak stosuje się powłoki ułatwiające czyszczenie szkła lub powłoki, tzw. samoczyszczące.

 

Powłoki te wymagają jednak odnawiania, co może być dużym problemem dla inwestorów indywidualnych, gdyż dostępne preparaty są drogie.

 

Dla złagodzenia szorstkości oraz zwiększenia odporności na zabrudzenia, piaskowane powierzchnie można powlekać środkiem ochronnym na bazie kwasu fluorowodorowego. Inny sposób zabezpieczania powierzchni to nakładanie warstwy polimerów. Efektem tej operacji jest uzyskanie efektu szkła satynowego, mniejsza wrażliwość na zabrudzenia, większa odporność na działanie wody oraz łatwiejsze czyszczenie powierzchni.

 

Piaskowany obraz będzie interesującą ozdobą wnętrza (IDEA GLASS)

 

Autorka dziękuję panu Stefanowi Piekutowskiemu z firmy ARTS&HOBBY Centrum za pomoc w przygotowaniu artykułu.

 

Zofia Habro

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 1/2012

 

 

 

 

01 chik
01 chik