Жидкие препараты золота получают двумя способами. Первый способ: берут полуфабрикат жидкого блестящего золота, к которому добавляют порошковое золото и смесь соединений некоторых металлов. Все эти материалы растворяют в сложном органическом разбавителе. Второй способ: препарат жидкого золота получают на основе терпенсульфида золота без порошкового металла. Такой препарат может содержать 16-22% чистого золота: добавками служат соединения серебра и висмута, загустителями – смолы, разбавителем – смесь циклогексанона со скипидаром и эфирными маслами.
Для нанесения на поверхность стекла пленки золота используют 10– или 12%-ный препарат жидкого золота, Это тяжелый темно-бурый раствор органического соединения золота в сложном растворителе. В растворе кроме золота содержатся серебро и родий, которые химически связаны через органические соединения, а также металлические резинаты висмута, хрома и кобальта. Раствор жидкого блестящего золота приготовляют из четырех основных компонентов: органических соединений золота, резинатов, металлов, ароматических смол и добавок, регулирующих вязкость.
Металлическое залото растворяют в царской водке до получения хлорида золота. Нагреванием серы с терпентином получают серный бальзам. Хлорид золота реагирует с серным бальзамом с образованием основного органического соединения золота. Резинаты металлов Bi, Cr, Co получают взаимодействием солей этих металлов со смолистыми канифольными мылами. Смолы, обладающие интенсивным запахом, перебивают неприятный запах соединений серы, растворяют резинаты металлов и отчасти оказывают влияние на вязкость готового препарата. В качестве добавок обычно используют розмариновую и лавандовую смолы. Вязкость регулируют разбавителями (нитробензол, толуол), растворами смол, битумными добавками.
При декорировании изделий блестящим золотом сначала удаляют с изделия жировые налеты мытьем в ванне с водой температурой 45 градусов С, затем изделие вытирают и сушат в электромуфеле. К рабочим местам изделия должны поступать сухими и чистыми.
Пред нанесением рисунков флакон с препаратом взбалтывают в течение 15 минут до полного растворения осадка на дне флакона. Во избежание излишнего высыхания препарата во время работы норма разовой выдачи препарата не должна превышать 10 г. Перед каждой выдачей препарат взбалтывают.
Рисунок наносят тонким равномерным слоем мягкой кисточкой, обычно беличьей. На изделия массового производства, в основном стаканы, рисунок наносят механизированным способом.
Чтобы пленка золота хорошо закрепилась на изделии, его обжигают при температуре, близкой к температуре размягчения стекла. При температуре 300-350 градусов С выгорают органические вещества, содержащиеся в препарате золота (скипидар, эфирные масла, асфальтовый лак). Отжигается изделие при температуре 580-600 градусов С. Переход из зоны сравнительно низких температур в зону высоких температур обеспечивает размягчение поверхности стенок изделия, при этом металлическое золото вплавляется в стекло. Так как стекло не успевает прогреваться по всей толщине до температуры размягчения, изделие не деформируется. Продолжительность выдержки изделий в зоне обжига зависит от ассортимента и составляет в среднем 5-10 мин.
Блестящим золотом украшают изделия из любого стекла, при этом наносят его на те участки, которые в последующем не подвергаются интенсивному истиранию. Иногда золото наносят в углубления нанесенного рисунка, например, в тонкие канавки, прорезанные абразивными кругами или протравленные по рисунку, нанесенному пантографом или гильоширной машиной. При нанесении препарата жидкого золота на матовую поверхность рисунка, предварительно протравленного плавиковой кислотой, получается чеканное золото.
Серебряные покрытия. Обычно для получения полировочных серебряных слоев используют порошковое серебро, которое получают восстановлением металлического серебра из раствора серебряной соли в щелочной среде. Чаще всего используют препараты 50– или 60%-ного серебра. Порошковое серебро наносят также, как порошковое золото. После обжига серебряную пленку полируют.
Жидкий серебряный препарат (% по массе: нитрат серебра – 52, флюс – 3, скипидар и скипидарное масло – 45) наносят различными способами: кисточкой, пульверизацией, окунанием, шелкотрафаретной печатью. Консистенция препарата зависит от способа нанесения.
Во время обжига при 410 градусах С серебряная соль разлагается с выделением частиц металлического серебра. Для того, чтобы флюс растекался и частицы серебра приплавлялись к стеклу, температуру доводят до 520-550 градусов С. с получасовой выдержкой при этой температуре.
Платиновые покрытия. В отличие от серебряных платиновые покрытия не темнеют на воздухе. Для нанесения платиновых покрытий применяют специально приготовленные препараты жидкой платины. Их наносят так же, как препараты жидкого золота и серебра.
Алюминевые покрытия. Принцип алюминирования состоит в том, что алюминий нагревается при сравнительно высоком вакууме 0,1-0,01 Па до температуры, при которой давление паров алюминия достигает 1 Па. Молекулы алюминия в вакууме летят от источника испарения прямолинейно, почти не сталкиваясь с остаточными молекулами воздуха и осаждаются на изделиях, установленных на их пути. Для лучшего сцепления алюминиевой пленки с поверхностью стеклоизделий их предварительно очищают тлеющим разрядом. Для этого при разрежении 1 Па включают высокое напряжение (3000 В) на 2-5 мин. Затем разрежение повышают, создается режим испарения алюминия, обеспечивающий нанесение на стеклоизделия алюминиевой пленки толщиной 0,2-0,25 мкм. Таким способом наносят покрытие на елочные игрушки с последующим нанесением защитного лакового покрытия или декорирования красками.
Люстровые покрытия. Люстровые покрытия (люстры) – это растворы смоляно-кислых солей тяжелых металлов в органических растворителях. После нанесения краски на стекло и обжига образуется тончайшая цветная пленка оксидов этих металлов. Она отливает металлическим блеском в отраженном свете. Люстры как правило наносят на изделия массового производства или бижутерию.
Один из наиболее распространенных способов приготовления люстров основан на нерастворимости люстров в воде. В растворы солей металлов при нагревании постепенно вливают раствор щелочного смоляного мыла. Нерастворимое смоляное мыло соответствующего металла выпадает в осадок, а в растворе остается соль щелочного металла. Щелочную соль удаляют или промывают на фильтре, а в осадке остается нерастворимая смоляно-кислая соль металла, которая называется резинатом. Осадок высушивают и хранят в темноте. Люстры перед нанесением растворяют. В качестве растворителя используют терпентиновые, лавандовые, розмариновые масла, часть которых заменяют бензолом и некоторыми другими органическими веществами.
Цвет люстровой пленки и оттенок металлического блеска зависят от металла, на основе которого приготовлен люстр. Металлы, оксиды которых не окрашивают стекло, после обжига образуют бесцветные люстровые пленки. К таковым относятся алюминий, висмут, цинк, свинец. Основные бесцветные люстровые краски: висмутовая, титановая, цинковая, оловянная. Металлы ( в виде оксидов), которые являются красителями стекла (железо, кобальт, медь, хром, никель), применяют для получения цветных люстровых красок. Бесцветные люстровые краски, которые еще называют перламутровыми, можно смешивать с цветными красками.
Люстровые краски с драгоценными металлами – золотом, серебром, платиной – образуют пленки, содержащие эти металлы в чистом виде. Например, золотой люстр окрашивает поверхность стекла в яркий пурпурный цвет, заметный как в отраженном, так и в проходящем свете и, кроме того, в отраженном свете полученная пленка дает отблески металлического золота. Свинцовый люстр усиливает металлический блеск в отраженном свете. Цинковые и оловянные люстры часто служат разбавителями препарата жидкого золота. В результате получают пурпурные и фиолетовые пленки с золотым отливом. Люстры, приготовленные с применением соединений железа и марганца, дают пленки с коричневым оттенком. Оттенки люстровых пленок можно разнообразить, смешивая различные люстры.
Консистенция люстровых красок должна обеспечивать равномерное покрытие поверхности стекла. Наиболее густая квинсистенция люстров применяется при трафаретной печати, наименее густая – при нанесении на изделие методом распыления.
Изделия, декорированные люстровыми красками, обжигают при температуре 530-550 градусов С.
Если поверх подсохшей люстровой краски нанести прозрачный клеевой раствор, то можно получить на поверхности узор в виде трещинок или мраморовидных прожилок, Происходит это благодаря стягивающему действию клея. После обжига на изделиях остается четкий контрастный узор.
Иногда люстровые покрытия комбинируют с другими видами обработки – алмазной резьбой, гравированием, силикатными красками.
Декорирование силикатными красками
Силикатные краски – это тонкомолотые легкоплавкие цветные стекла. Температура их растекания при обжиге на изделиях около 550 градусов С, что соответствует температуре начала размягчения стекла. При обжиге изделия, расписанного силикатными красками, они приплавляются к поверхности стекла, образуя прозрачные или непрозрачные цветные покрытия. В соответствии с этим различают прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные силикатные краски. Непрозрачные краски называют также эмалями.
Применяют следующие способы декорирования стеклянных изделий силикатными красками:
– живопись – выполняется вручную на плоском стекле или на объемных предметах;
– роспись – несложные декоративные элементы – точки, отводки – нанося вручную;
– простые рисунки – наносят с помощью штемпелей;
– аэрография – краски распыляют на стекло по трафарету;
– декалькомания – изображение наносят способом переводных картинок;
– трафаретная печать и фотопечать.
Силикатные краски применяют также для печатания этикеток на стеклянной таре.
Граверные работы
Гравирование металлическими и абразивными инструментами, абразивно-струйное гравирование
Металлическими и абразивными инструментами гравируют рисунки, пейзажи, портреты. При гравировании применяются гравировальные круги малых размеров. К разновидностям данного вида гравирования относится обработка поверхности резцами: рисование, выстукивание.
Гравирование кругами. Металлические гравировальные круги изготовляют обычно из листовой меди, несмотря на ее сравнительно малую твердость. Благодаря упругости медный круг хорошо сохраняет форму при гравировании рисунков свободным абразивом. При гравировании кругами из более твердых металлов (стали) на стекле образуются глубокие царапины. Мягкие малоупругие материалы (олово) не обеспечивают нужной скорости гравирования, и круги из таких металлов быстро изнашиваются.
Для гравирования изделий применяют ручные станки и бормашины.
Гравировальные круги сами не наносят рисунка, они лишь являются опорой для зерен абразивного материала. В качестве абразивного материала применяют мелкозернистый наждак и электрокорункд. В качестве смачивающих и охлаждающих жидкостей используют машинное масло, керосин и их смеси в различных соотношениях. При применении кругов малого диаметра нужно, чтобы жидкость обладала повышенным смачиванием и прилипанием к металлу, иначе абразивный материал будет отрываться от металлического круга. Машинное масло, обладающее повышенной вязкостью, хорошо удерживает зерна абразивного материала, а керосин, обладающий поверхностной активностью, обеспечивает хорошее смачивание медного круга. При гравировании круги засаливаются, т.е. теряют режущую способность, поэтому время от времени их правят с помощью других абразивов.
Выполнение граверных работ имеет свои особенности. Сначала на изделиях размечают рисунок. Требования к разметке различные в зависимости от вида гравюры и точности исполнения. Простые рисунки с вертикальными и горизонтальными линиями размечают при помощи линейки. При выполнении сложных гравюр рисунок переносят с бумаги на стекло следующим образом: мокрую бумагу с рисунком накладывают на внутреннюю сторону изделия, или выполненный на кальке рисунок накалывают иглой и припорашивают на изделии тонкодисперсным материалом. По намеченным следам обводят контуры рисунка малым кругом или процарапывают алмазом.
При гравировании абразивными кругами с подачей воды разметку наносят на изделие суспензией огнеупорной глины на воде. При разметке сложных рисунков используют белила, разведенные на скипидаре; в последующем этот состав снимается со стекла скипидаром. При гравировании рисунков медными кругами для разметки рисунков используют также белила, разведенные на воде с клеем. Гравюры на стекле можно размечать и с помощью штемпелевания или шелкотрафаретной печати: чаще это делается при массовом производстве изделий.
Рабочие приемы гравирования отличаются большим разнообразием, также разнообразны положения изделия относительно круга. При выполнении сложных рисунков на крупных изделиях предпочтение отдается способу обработки снизу.
Надписи и узкие линии нужно очень точно наносить по месту, так как ошибочные следы очень трудно удалять. Кривые и спирали гравируют, последовательно нанося короткие штрихи. При гравировании спирали радиус гравировального круга не должен быть больше соответствующего витка спирали.
Скользящее гравирование является наиболее производительным и наименее трудоемким способом гравирования, а потому и наиболее предпочтительным. При таком гравировании глубина рисунка не превышает 0,5 мм. Этим способом выполняются несложные рисунки и надписи. Для этого используются закругленные абразивные или широкие медные круги. Иногда таким образом гравируют изделия с тонким слоем накладного стекла, а также изделия, окрашенные с поверхности диффузионным способом (протрава), силикатными красками или другим способом.
При выполнении рельефных рисунков трехмерность изображения достигается за счет разной глубины удаления стекла с отдельных участков поверхности изделия. Некоторые рисунки можно гравировать абразивными и медными кругами, другие более сложные только медными.
Гравюру иногда полируют, иногда полируют только какую-то часть рисунка. Для полирования законченного рисунка используют деревянные, корковые, войлочные и свинцово-оловянные круги; размеры кругов выбирают в зависимости от величины обрабатываемой поверхности. Свинцово-оловянные круги для полирования имеют диаметр 2-35 мм и толщину 2-6 мм, диаметр деревянных и войлочных кругов до 200 мм, а толщина до 30 мм. В качестве полирующих материалов используют пемзу, трепел, полирит, крокус, оксид титана.
С помощью полирования можно также получать гравированные многоцветные рисунки на изделиях с поверхностными покрытиями, особенно диффузионными. Эти покрытия состоят из тончайших слоев различного цвета. Например, красная протрава толщиной 0,005 мм может состоять из следующих цветных слоев: красного, желтого, зеленого, а также слоев переходных цветов. Полированием снимают часть цветов, при этом выделяются оттенки нижележащих слоев, а поверхность стекла остается блестящей и без заметных различий по высоте.
Изделия гравируют и мягкими металлическими кругами без абразива. Для этой цели лучше всего подходят алюминиевые круги. Алюминий обладает малой твердостью и хорошо сцепляется со стеклом, поэтому при касании изделия вращающимся кругом на поверхности стекла остается нестирающийся серебристый след. Этот способ нанесения рисунков также используется для предварительной разметки рисунков, подлежащих гравированию с помощью медных или абразивных кругов.
Гравирование царапанием и выстукиванием – редко применяемые способы. При этих видах гравирования рисунок процарапывают острым твердым инструментом или получают за счет скалывания стекла при выстукивании острым или тупым инструментом. В первом случае обычно пользуются алмазом, редко – менее твердым материалом – сплавами металлов. Режущий инструмент закрепляют в тонком цилиндрическом держателе замазкой. Держатель имеет форму ручки или карандаша, поэтому во время работы удобнее всего держать его как при письме или рисовании. Особенность рисования алмазом заключается в том, что режущая грань ориентирована по направлению движения руки гравера. При движении алмаза по гладкой поверхности стекла на ней образуются тонкие царапины. Алмазное острие разрушает стекло таким образом, что по сторонам основной бороздки образуются тонкие раковистые выколки. Величина этих выколок увеличивается с усилением давления алмаза. Обычно поверхностные рисунки наносят перекрестной или параллельной штриховкой. Часто расположенные линии такой штриховки дают белую непрозрачную поверхность. Эффективно этот вид гравирования выглядит на изделиях с цветной протравой, так как слой протравы в этом случае процарапывается. Во время работы под изделия подкладывают мягкую подложку и следят за тем, чтобы выкрашивающиеся частицы стекла не поцарапали поверхность изделия, особенно с протравой.
При выстукивании изделия острым инструментом рукоятку держат перпендикулярно поверхности стола с тем, чтобы вершина острия не соскальзывала при ударе и получалось точечное разрушение поверхности. В месте удара твердый инструмент дробит стекло в тонкодисперсный порошок, а вокруг образуются небольшие раковины скалывания стекла. Рисунок на поверхности создается за счет различной частоты расположения точечных очагов разрушения. Там, где точки нанесены часто, на рисунке более светлые места, там где редко – темные. Этот метод наиболее эффективен для гравирования портретов на темных окрашенных стеклоизделиях.
При выстукивании рисунка тупыми металлическими инструментами (молоточками) наносят довольно сильные удары, поэтому такой способ применяют в основном для обработки изделий с толстыми стенками. Молоточком ударяют либо непосредственно по изделию, либо по оправке, поставленной перпендикулярно к поверхности изделия. В местах удара стекло разбивается в порошок, а вокруг образуются раковистые выколки, дающие радужную интерференционную окраску.
Несколько иной характер разрушения при упругом закреплении изделия. В этом случае на изделиях образуются конусообразные трещины. При ударах с определенных расстояний стекло выкалывается около мест удара таким образом, что в местах удара остаются выпуклости в виде усеченных конусов. Острые режущие кромки можно снять а полировальной кислотной ванне.
Декоративный узор "мороз". Узор, по внешнему виду напоминающий морозные рисунки на окнах, получается в результате хрупкого разрушения поверхности стекла от действия горячего столярного клея. Стекло, декорированное таким способом, используют для оконных и дверных проемов, светильников, сортовой посуды. Изделия, декорированные узором "мороз", хорошо пропускают свет, поглощая его всего на 5-10 % больше, чем прозрачное стекло.
Для получения декоративного узора необходимо приготовить клеевой раствор, осуществить подготовку стекла, далее нанести клеевое покрытие, провести сушку. Для приготовления клеевого раствора клей помещают в воду, чтобы он набух, а затем варят на пароводяной бане. Стекло очищают и матируют его поверхность пескоструйным или другим способом, моют и сушат. По краям выбранного участка делают бортики из пластилина или глины. Чтобы стекла не растрескались от горячего клея, их предварительно прогревают. Горячий клей наливают на поверхность стекла из клееварки или наносят щеткой. Полые изделия погружают в сосуд с клеем и, поворачивая, распределяют клей ровным слоем по поверхности. Клеевое покрытие средней толщины (4-5 мм) затвердевает за 4-6 ч при комнатной температуре.