Farby szklarskie. Różnorodność zastosowań i wymagań
Małgorzata Marecka
Grupa farb ceramicznych, określanych wspólnym mianem szklarskie, znajduje zastosowanie do zdobienia różnorodnych powierzchni szklanych – szkła gospodarczego, oświetleniowego, meblowego, witrażowego, laboratoryjnego, opakowaniowego, artystycznego.
W zależności od rodzaju dekorowanego szkła i oczekiwanych efektów zdobienia, farby wypalane są w różnych warunkach temperaturowych – w zakresie od 520-540°C w przypadku szkła gospodarczego, do ponad 700°C dla giętego szkła oświetleniowego i artystycznego.
Uwzględniając rodzaj powierzchni i siłę krycia, farby szklarskie można podzielić na następujące grupy:
- farby kryjące o powierzchni wybłyszczonej,
- farby półtransparentne o powierzchni matowej,
- farby transparentne o powierzchni wybłyszczonej,
- farby o połysku perłowym – metaliczne i interferencyjne.
Odrębne grupy środków zdobniczych stanowią brokaty oraz farby do zdobienia szkła w procesie formowania.
W zależności od rodzaju powierzchni szklanych do zdobienia stosowane są różne rodzaje farb.
Paleta farb kryjących o powierzchni wybłyszczonej zawiera kilkadziesiąt kolorów i jest wzbogacana zgodnie z aktualnym zapotrzebowaniem odbiorców. Seria znajduje szerokie zastosowanie do dekorowania szkła – od gospodarczego, poprzez oświetleniowe, opakowaniowe do witrażowego i artystycznego.
Grupę farb półtransparentnych o powierzchni matowej stanowi kilkanaście farb o pastelowych odcieniach i farba biała matująca, zastępująca trawienie lub piaskowanie. Istotną cechą tej palety jest fakt, iż używając jednej farby i stosując różne grubości nakładanych warstw oraz warunki wypalania można uzyskać bardzo zróżnicowane efekty dekoracyjne, od bardzo delikatnego zmatowienia do efektu „szronu”.
Kolejna grupa, farby transparentne o powierzchni wybłyszczonej, cieszy się szczególnym zainteresowaniem producentów szkła witrażowego, oświetleniowego i meblowego. Farby tej serii charakteryzują się wysoką transparencją i dużym nasyceniem barwy. Paleta obejmuje kolory zielone, żółte, niebieskie, szare oraz purpury.
Paleta farb o połysku perłowym zawiera farby metaliczne w różnych odcieniach złota, srebra i miedzi, jak również farby interferencyjne w kolorach zielonym, niebieskim i fioletowym. Grupa składa się z kilkunastu odcieni i stosowana jest do dekorowania szkła gospodarczego, oświetleniowego, opakowaniowego i meblowego.
Farby z omówionych palet znajdują zastosowanie w różnorodnych technikach zdobienia:
- sitodruk bezpośredni,
- sitodruk pośredni,
- malowanie ręczne,
- natrysk.
Znaczącą grupę środków zdobniczych do dekorowania szkła stanowią brokaty, oferowane w postaci granulatów o różnych zakresach uziarnienia. Zastosowanie brokatów umożliwia uzyskanie na powierzchni zdobionej efektu stopionego szkła, które samo lub w połączeniu z farbami transparentnymi prezentuje bardzo interesujące efekty dekoracyjne.
Należy podkreślić, że w aktualnej ofercie znajdują się brokaty o bardzo niskiej zawartości ołowiu (ok. 3%), przygotowane na bazie topnika opracowanego i produkowanego w Zakładzie Badawczo-Produkcyjnym Farb Ceramicznych.
Odrębną grupę stanowią farby do zdobienia szkła w procesie formowania. Temperatury, których działaniom podlega farba podczas dekorowania tą metodą oraz sposób nanoszenia, wymagały opracowania nowych składów farbowych.
Utworzenie i rozszerzanie palety tego rodzaju środków zdobniczych, ze względu na konieczność oceny ich przydatności w warunkach produkcyjnych hut szkła, możliwe było dzięki ścisłej współpracy z producentami szkła artystycznego, głównie Hutą Szkła „Makora”.
Seria zawiera ponad 20 farb i jest systematycznie rozwijana, ostatnio zostały opracowane i po akceptacji odbiorców wprowadzone do oferty, 2 nowe kolory – róż i fiolet.
Na zdjęciach przedstawiono przykładowe wyroby ze szkła do sprzętu AGD (fot. 1), oświetleniowego (fot. 2), gospodarczego (fot. 3) i opakowaniowego (fot. 4), zdobione farbami szklarskimi.
W tabeli zestawiono zastosowania omówionych uprzednio grup farb do zdobienia różnego rodzaju powierzchni szklanych.
W związku z tendencjami do eliminacji w oferowanych środkach zdobniczych zawartości związków szkodliwych podjęto próby rozwiązania tego problemu. Opracowana została farba biała, w której zawartość związków ołowiu obniżono z ok. 50% do ok. 18%. Farba ta zainteresowała odbiorców i jest już przedmiotem sprzedaży pod symbolem 65FBW10.
Kolejnym krokiem jest synteza białej farby bezołowiowej na bazie topnika opracowanego i wytopionego w skali produkcyjnej w Zakładzie Badawczo-Produkcyjnym Farb Ceramicznych. Farba charakteryzuje się wysokim stopniem białości oraz stabilnością odcienia w temperaturach do ok. 760°C.
Topniki bezołowiowe zostaną wykorzystane do stworzenia nowej palety kolorystycznej farb szklarskich.
Konsekwencją rozmaitości zastosowań farb szklarskich są zróżnicowane wymagania jakościowe.
Wymagania te wynikają zarówno z norm dotyczących wyrobów szklanych, jak i z oczekiwań odbiorców co do walorów estetyczno-użytkowych powierzchni zdobionych farbami ceramicznymi.
Wyroby szkła gospodarczego powinny być zgodne z normą PN-EN 1388-2:2000 – materiały i wyroby przeznaczone do kontaktu z produktami spożywczymi; powierzchnie krzemianowe; oznaczanie ołowiu i kadmu uwalnianego z powierzchni krzemianowych wyrobów innych niż wyroby ceramiczne.
Zasada metody polega na pozostawaniu powierzchni badanej w kontakcie z roztworem kwasu octowego o stężeniu 40 ml/l przez 24 h, w temperaturze 22°C w celu uwolnienia ołowiu i/lub kadmu. Ilości uwalnianego ołowiu i kadmu oznaczane są metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej płomieniowej.
Dopuszczalne ilości uwalnianego ołowiu i kadmu określone są w normie PN-B13210:1997 Wyroby szklane i ceramiczne przeznaczone do kontaktu z żywnością. Dopuszczalne ilości uwalnianego ołowiu i kadmu. W tabeli poniżej przedstawiono, zgodne z normą, wymagania dotyczące dopuszczalnych ilości wymywanych związków szkodliwych.
Obszaru szkła gospodarczego dotyczy również norma PN-EN 12875-2:2002 Odporność naczyń na mechaniczne zmywanie Cz.2 Kontrola niemetalowych wyrobów. Przedstawione są w niej wymagania, sposób prowadzenia badań i ocena stopnia zmian wyglądu powierzchni po 125 cyklach mycia.
Szkła do sprzętu AGD dotyczy norma PN-B-13067.1997 – szyby hartowane do sprzętu grzejnego.
W części dotyczącej zdobienia norma ta określa jako niedopuszczalne wady sitodruku – niejednolitą barwę i odcień, wtrącenia, plamy i miejsca przeświecające widoczne zarówno w świetle przechodzącym, jak i odbitym, krawędzie wzoru nieostre lub rozmazane.
Szkło opakowaniowe powinno być zgodne z normami: PN-81/O-79700 – opakowania jednostkowe szklane; butelki do artykułów spożywczych; wymagania i badania oraz PN-80/O-79704 – opakowania szklane perfumeryjno-kosmetyczne; butelki i słoiki Wymagania i badania.
Normy te nie zawierają wymagań związanych z dekoracjami na szkle.
W zakresie szkła oświetleniowego istnieje norma PN-72/B-13060 – klosze szklane do elektrycznych opraw oświetleniowych; wymagania i badania. Nie określa ona wymagań dla szkła dekorowanego.
Szkło artystyczne i witrażowe nie jest objęte wymaganiami normowymi.
Oczekiwania odbiorców co do walorów estetycznych i użytkowych wiążą się z rodzajem powierzchni farb – błyszczącą lub matową, siłą krycia lub transparencją oraz temperaturami wypalania.
W związku z różnorodnością zastosowań i wymagań dotyczących farb szklarskich prowadzone są badania kontrolne, zapewniające dostarczanie odbiorcom stabilnego produktu. Proszki farbowe poddawane są badaniom uziarnienia i topliwości.
Ocena uziarnienia prowadzona jest metodą mikroskopową przy użyciu mikroskopu laboratoryjnego MP-3 oraz metodą dyfrakcji laserowej z zastosowaniem urządzenia Mastersizer Microplus firmy Malvern.
Oznaczanie topliwości wykonywane jest w piecu z kamerą wizyjną. Sprzężenie pieca i kamery z komputerem wyposażonym w program analizy obrazu umożliwia pełną rejestrację zmian kształtu próbki w zależności od temperatury. Pozwala to na dokładną analizę przebiegu topienia próbki farby pod kątem wyznaczenia charakterystycznych punktów topliwości w porównaniu z wzorcem.
Farba oraz wzorzec naniesione na kształtki szklane metodą sitodruku bezpośredniego, a następnie wypalone w określonych warunkach temperaturowych poddawane są wizualnej ocenie barwy i wyglądu powierzchni. Dodatkowo wprowadzana jest ocena parametrów barwy i przezroczystości za pomocą spektrofotometru LabScan firmy Hunter Lab.
Kryteria oceny jakości farb szklarskich zgodnie z planem kontroli i badań nr 4 do OPT-CF/4-4/01/CF zestawiono w tabeli.
Przyjęty system badań kontrolnych gwarantuje dostarczanie odbiorcom produktów powtarzalnych, o stabilnej jakości, umożliwiających uzyskanie pożądanych efektów zdobienia.
Produkowane w Zakładzie Badawczo-Produkcyjnym Farb Ceramicznych serie farb szklarskich oferowane są odbiorcom w postaci proszków, past i w formie termoplastu.
Należy podkreślić, że dzięki opracowaniu metody szybkiego doboru kolorów istnieje możliwość natychmiastowej reakcji na nowe zapotrzebowania odbiorców.
Opracowane, rozwijane zgodnie z aktualnymi tendencjami w zdobieniu i produkowane w Zakładzie
Badawczo-Produkcyjnym Farb Ceramicznych palety farb szklarskich cieszą się stałym zainteresowaniem producentów różnego rodzaju wyrobów ze szkła.
Szkło i Ceramika Rocznik 55 (2004)
