Товароведно экспертная характеристика изделий из хрустального стекла

КРАСНОДАРСКИЙ КОЛЛЕДЖ УПРАВЛЕНИЯ,
ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Товароведение и экспертиза качества промышленных товаров»

на тему: Товароведно – экспертная характеристика изделий из хрустального стекла.

Выполнила студентка группы

Научный руководитель

Допущена к защите___________________________

Защищена______________Оценка_______________

Члены комиссии ___________________________________

___________________________________

___________________________________

Краснодар 2010

Введение

Стекло является одним из важнейших искусственных материалов, прочно вошедших в быт, культуру и технику людей всего мира.

Еще немногим более 100 лет назад области применения стекла были довольно ограничены. Фактически из него изготавливали только посуду, оконное стекло, ювелирные изделия и стекла для очков, биноклей, микроскопов и некоторых оптических приборов.

Однако, к концу 19 века, стекло уже играло очень большую роль в техническом и культурном прогрессе человечества. Крупнейшие открытия в области астрономии, микробиологии, зоологии, ботаники и медицины удалось сделать благодаря созданию сложных оптических приборов, в которых самые главные детали – линзы, были сделаны из стекла. Благодаря стеклу человечество получило дешевую, красивую и гигиеническую посуду.

Слово "хрусталь" есть искаженное слово "кристалл", под которым в древности понимали кварц (горный хрусталь). Кварц принимали за окаменевшую воду. Уже отсюда можно видеть, что основным достоинством хрусталя всегда считали его прозрачность. Действительно, именно прозрачность стекол является наиболее ценным и характерным их свойством. В этом отношении стекло нередко сравнивают с алмазом и другими драгоценными минералами.

В более позднее время под термином "хрусталь" стали понимать свинцовые стекла (флинты), так как при отсутствии в те времена достаточно чистых материалов только свинцовые стекла удавалось получать вполне бесцветными, тогда как другие стекла имели зеленоватый оттенок. Именно в связи с этим и теперь нередко отождествляют термины "хрусталь" и "свинцовый хрусталь". Более правильно называть хрусталем стекло с высокой степенью прозрачности, считая это свойство основной характеристикой хрустальных стекол.

Король Якоб I в связи с активными военными действиями Великобритании запретил использовать дерево в производственных целях, сделав исключение лишь для кораблестроителей. Заводы, оснащенные стекольными печами, были переведены на уголь. И именно в угольных печах обнаружился уникальный эффект обесцвечивания стекла.

В 1676 стекольных дел мастер Георг Рейвенскрофт разработал технологию смеси, содержащую оксид свинца. Это позволило обеспечить феноменальную для того времени прозрачность стекла. Хрусталь, изготовленный подобным способом, невозможно разрушить кислотой и щелочью. Разумеется, современные технологии производства хрусталя намного совершеннее технологии Равенскрофта, но все они обязаны своим существованием именно великому мастеру стекольного дела.

Несколько веков спустя технология появилась во Франции, где изделия из хрусталя и стали по-настоящему популярными и востребованными. Магазин хрусталя в Париже, предлагавший посуду из хрусталя, хрустальные вазы, фужеры стал излюбленным местом посещения различной гостившей в столице Франции знати.

В Россию хрусталь пришел в конце восемнадцатого века. Российские мастера с присущей им сноровкой и талантом вскоре овладели мастерством производства хрусталя, не уступающего знаменитым британским и французским изделиям. Посуда из хрусталя, произведенная в Российской империи, сегодня является желанной в коллекции любого знаменитого коллекционера изделий из хрусталя.

1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Ассортимент и рецептура изготовляемой продукции

Хрусталь использовали при ювелирных работах и в предметах роскоши. Например, хрустальные бокалы, роскошные хрустальные вазы, предметы магического ремесла – шары и амулеты. Ювелиры с помощью хрусталя плавили металлы. Древние римляне и греки делали печати из хрусталя, изготовляли украшения, делали различные сосуды, кубки. Из них пили вино мифические боги. Римская знать и египетские фараоны пользовалась хрустальными шарами для охлаждения рук во время летней жары. Кристаллы хрусталя использовались для изготовления зажигательных линз, которыми разжигали жертвенный огонь жрецы. В самом начале нашей эры врачи в Риме и Тибете прижигали раны больным посредством хрустальных шаров, концентрируя ультрафиолет, обладающий бактерицидными качествами[1].

Хрусталь по своей природе является необычайно мягким материалом, поэтому изделия из хрусталя при производстве обычно подвергаются алмазной огранке. Технология подразумевает обработку вращающимися кругами искусственного алмаза, после чего происходит полировка кислотами. Это придает окружающим нас хрустальным вазам, фужерам и прочей посуде из хрусталя твердости и делает переливы всех цветов радуги в ее гранях еще более завораживающими.

Несмотря на то, что развитие стекольной индустрии не стоит на месте, и сегодня уже предлагаются намного более практичные и дешевые материалы, нежели хрусталь, он еще долгое время останется популярным на различных приемах и светских раутах. Изделия из хрусталя поражают, прежде всего, своей натуральной, природной прозрачностью, которую невозможно имитировать при помощи даже самой современной химии.

Изделия из хрусталя, украшаются гравировкой, огранкой, резьбой. Хрусталь поистине можно назвать "королем стекла", ведь когда смотришь, как суетливо играют все цвета радуги в хрустальных гранях, невольно вспоминаешь о бриллиантах. И это не случайно, поскольку дорогой хрусталь отличается невероятной игрой света, что не свойственно ни одному существующему материалу, за исключением драгоценных камней. Элитный Хрусталь всегда восхищал и в тоже время отпугивал человека, вселяя страх своей загадочной, магической красотой. Древние народы принимали хрусталь за окаменевший лед, поскольку находили его на вершинах высоких гор, где лежат вечные снега. Элитный хрусталь обладает идеальной прозрачностью - он прозрачнее воздуха и воды. Именно за безукоризненную чистоту и прозрачность так ценится хрусталь и является своеобразным символом целомудрия, скромности и чистоты помыслов. Не так давно изделия из хрусталя были чем-то большим, нежели предметы быта, а "витрины" кухонных шкафов, заполненные ими являлись обязательным атрибутом любой квартиры - количество и разнообразие хрусталя в доме свидетельствовало о социальном статусе хозяев. Когда период "развитого социализма" ушел в историю, оказалось, что хрустальные вещи – это красивая посуда, делающая любое застолье торжественным мероприятием, великолепные светильники и люстры, украшающие гостиные сверкающими переливами света. Безусловно, кто-то может сказать, что русский хрусталь уже давно вышел из моды, однако классика, как известно, не может устареть. Оригинальные сувениры, причудливые талисманы из ограненного хрусталя, модные фигурки европейского и восточного зодиакальных циклов, изысканные цветы или букеты из хрусталя всевозможных оттенков и огранки всегда будут беспроигрышно смотреться в любом интерьере[2].

Бытовые стеклянные изделия классифицируют по основным признакам[3]:

по назначению:

1. бытовая посуда;

2. художественные изделия;

3. хозяйственная посуда;

4. кухонная посуда;

5. ламповые изделия;

по способу выработки:

1. выдувные;

2. прессованные;

3. прессовыдувные;

4. изготовленные центробежным литьем;

по виду стекла изделия бывают:

1. натриево – калиево - известковые (обыкновенные);

2. калиево – свинцовые (хрусталь);

3. боросиликатные (жаростойкие);

по цвету изделия могут быть цветными и с нацветом

по размерам изделия:

- особо крупные (высота свыше 300 мм, диаметр свыше 250 мм, вместимость свыше 1000)

- крупные (вазы для цветов высотой более 250 мм, графины вместимостью более 500 , крюшонницы, салатницы диаметром более 150 мм и т.д.)

- средние (бокалы, вазы для цветов высотой от 100 до 250 мм, фужеры, сахарницы диаметром до 150 мм, тарелки и блюда диаметром до 150 мм и др.)

- мелкие (блюдца для варенья, бокальчики, стаканчики, подставки для ножей, солонки и др. высота от 100 мм, диаметр до 100 мм и ёмкость до 100 мл)

по комплектности различают изделия:

- штучные

- комплексными (наборы и сервизы)

Для изготовления хрустальных изделий используют хрустальное (свинцово - калиевое) стекло, содержащее 18% окиси свинца. Изделия из хрустального стекла отличаются высокой степенью прозрачности , большим показателем преломления света, обусловливающим яркий блеск, красивым приятным звоном (при ударе о край изделия)[4].

Хрустальные стекла, используемые для изготовления хрустальных изделий, подразделяются:

- на хрустальное стекло, содержащее в основном , а количество в отдельности или в сочетании – не менее 10%;

- малосвинцовый хрусталь, содержащий от 18 до 24% ;

- свинцовый хрусталь, содержащий от 24 до 30% ;

- высокосвинцовый хрусталь, содержащий 30% и более оксида свинца;

- бариевый хрусталь – хрустальное стекло, содержащее не менее 18% и оксиды щелочных металлов.

Вырабатывают хрустальные изделия выдуванием и прессованием, толстостенными и тонкостенными. Толщина стенок толстостенных изделий от 8 мм и более, тонкостенных – до 6 мм. Изготовляют хрустальные изделия из бесцветного и цветного стекла, из хрусталя с нацветом.

В ассортимент выдувных хрустальных изделий входят блюда, бокальчики, бокалы, рюмки, фужеры, вазы, кувшины, пепельницы и т.д. Выпускаются и приборы для вина, ликера, воды, десертные наборы и др.

Прессованные хрустальные изделия изготовляют из бесцветного стекла и часто с дополнительной обработкой (шлифовкой и полировкой граней). С частичной доработкой граней выпускают блюда, вазы, пепельницы, подносы, стаканы и другие изделия.

Некоторые выдувные и прессованные хрустальные изделия выпускают в металлической оправе, на подставке или с крышкой.

Также из хрустального стекла вырабатывают художественные изделия. Они предназначены для украшения жилых и общественных помещений. Их подразделяют на уникальные и массовые.

Уникальные изделия изготовляют обычно их хрусталя. Представлены они чаще всего декоративными вазами, изготовленными к знаменательным и памятным датам и событиям.

Массовые художественные изделия относят к сувенирным изделиям. Их изготавливают часто из цветного стекла, в том числе и окрашенного всевозможными цветами.

К сувенирным изделиям относятся цветочные вазы, декоративные блюда, кубки, различные скульптурные изделия.

В настоящей курсовой работе будет изучена товароведно-экспертная характеристика изделий из хрустального стекла. Рецептура приведена в таблице 1.

Таблица 1. Рецептура хрустального стекла

1.3 Характеристика исходного сырья, основных и вспомогательных материалов

Сырьевые материалы для производства стекла и стеклоизделий условно делят на две группы: основные и вспомогательные.

Основные материалы содержат оксиды, образующие основу стекла и определяющие его свойства. Вспомогательные материалы представляют собой вещества, которые вводятся для изменения характеристик стекла и ускорения процесса стекловарения (красители, обесцвечиватели, глушители, окислители и восстановители, ускорители варки). Сырьевые материалы могут быть также разделены на природные и синтетические. В стеклоделии в основном применяют природные материалы: кварцевый песок, известняки, доломиты, нефелины, полевые шпаты. Остальные материалы, как правило, синтетические: кальцинированная сода (карбонат натрия), поташ (карбонат калия), свинцовый сурик и глет (оксиды свинца), красители и др. Качество сырьевых материалов (химический и гранулометрический составы, примеси и т.п.) регламентируются соответствующими государственными стандартами и техническими условиями, которые периодически пересматриваются и уточняются[5].

Основным материалом для ввода в стекло является кварцевый песок. Качество песков оценивают по их химическому и зерновому составу. Главное требование к пескам — максимальное содержание и минимальное содержание окрашивающих примесей. Для стекловарения применяют пески, содержащие не менее 95% кремнезема и регламентируемое количество окрашивающих примесей, среди которых наиболее распространенными являются оксиды железа. В песках могут содержаться также оксиды титана, ванадия, хрома и сульфиды. При производстве изделий из различных стекол предъявляются различные требования к химическому составу кремнеземсодержащего сырья. Основные из них приводятся в таблице 3.

Таблица 3. Требования к содержанию и в кремнеземсодержащих материалах различных стекол

Пески с повышенным содержанием примесей обогащают, чтобы получить содержание примесей в указанных количествах. Содержание в песках красящих примесей при производстве высококачественных бытовых изделий из свинцового хрусталя и бесцветных Nа-Са-Si-стекол не должно превышать, %: — 0,05; — 0,05; — 0,0001, сульфидов — 0,01-0,001.

При варке стекла важно учитывать размеры зерен песка, особенно количественное соотношение зерен по размерам. В производстве листового стекла, тары и бытовой посуды рекомендуется применять кварцевые пески, в которых содержание фракций размером 0,1-0,5 мм составляет 85-90%. Для ускорения процесса стеклообразования необходимы мелкие пески с равномерным гранулометрическим составом. Для ускорения процесса варки лучше применять песок с зернами остроугольной формы, так как в этом случае увеличивается реакционная поверхность по сравнению с зернами сферической формы. Для оптического и кварцевого стекол применяют природный, например, жильный кварц высокой чистоты. В последнее время диоксид кремния стали производить искусственно — преимущественно для производства особо чистого кварцевого стекла[6].

Ввод в натрий-кальций-силикатные стекла снижает температурный коэффициент линейного расширения, повышает химическую устойчивость, улучшает механическую и термическую прочность. В производстве листового стекла и стеклотары для ввода обычно применяют многокомпонентные глиноземсодержащие материалы. В большинстве случаев для ввода используют концентраты полевошпатовых, пегматитовых и нефелиновых горных пород [7].

В состав высококачественных стекол вводят чаще всего чистым техническим глиноземом и иногда гидратом глинозема.

Введение в состав стекла незначительного количества (до 2%) оксида бора значительно облегчает варку и осветление стекла, снижает температуру варки, улучшает физико-химические свойства стекла, например, термическую и химическую стойкость.

Оксид бора вводят борной кислотой , бурой и боратом кальция. Массовое соотношение борного ангидрида и оксида кальция в борате кальция составляет от 1,22 до 1,24.

Основными материалами для ввода в стекло оксида натрия являются карбонат натрия (сода), сульфат натрия и нитрат натрия (селитра). Карбонат натрия содержит 58,5% и 41,5% , температура его плавления 854°С. Технический карбонат натрия для производства стекла должен содержать не менее 95% и не более 1% . В производстве бытовой посуды содержание ограничивается 0,01-0,02%. Частичным заменителем карбоната натрия может служить сульфат натрия, который обычно применяют в производстве стеклянной тары. Температура плавления сульфата натрия 884°С. Разложение происходит при температуре 1200-1220°С с большим трудом, поэтому требуется ввод восстановителя [8].

Оксид натрия частично можно ввести и с горными породами, используемыми для ввода других оксидов, например (нефелины, полевые шпаты, трахиты и т.п.).

Натриевую селитру применяют для ввода от 1 до 6% . Роль натриевой селитры определяется ее окисляющим действием.

Из-за более высокой стоимости селитры по сравнению со стоимостью другого натрийсодержащего сырья, ее применение ограничено.

Оксид калия, введенный в натрий-кальций-силикатное стекло взамен оксида натрия, улучшает его оптические и выработочные характеристики, химическую устойчивость, цветовые характеристики. Сырьем для ввода являются поташ (карбонат калия) и селитра (нитрат калия). Для повышения качества стекла необходимо, чтобы содержание в поташе красящих примесей и сульфата калия было минимальным. Так при варке свинцового хрусталя, когда вводят 12-15% с поташом, содержание оксидов железа в поташе не должно превышать 0,002-0,003%, оксидов хрома — 0,0005%, а сульфат калия вовсе недопустим.

Нитрат калия (селитру) применяют как окислитель для введения от 1 до 6% .

Оксид магния улучшает кристаллизационные характеристики стекла, снижает температурный коэффициент линейного расширения. В качестве сырья для введения в стекло обычно используют доломит , . Природные доломиты всегда содержат примеси песка, глинозема и железа. Постоянство состава и минимальное содержание вредных примесей (соединений железа) имеют важное значение для производства бытовой посуды и обесцвеченной стеклотары.

В качестве материалов для ввода могут быть также применены (при условии постоянства состава) магнезит , доломитизированный известняк и др.

Оксид стронция при замене части щелочноземельных оксидов улучшает выработочные характеристики, оптические свойства и химическую устойчивость стекла. Можно вводить до 6% оксида стронция в стекло для бытовых изделий и обесцвеченных бутылок, особенно малой вместимости. Оксид стронция можно ввести в стекло с карбонатом стронция (стронцианитом) и сульфатом стронция (целестином). Основное требование к этому сырью — малое содержание оксидов железа. При условии использования чистого сырья оксид стронция может вводиться в состав бессвинцовых хрусталей для бытовых изделий.

При введении небольших количеств ускоряется варка, улучшаются выработочные характеристики, особенно при механизированном формовании. повышает показатель преломления и плотность. Для ввода в стекло оксида бария наиболее подходящим сырьем является карбонат бария или минерал витерит, могут также применяться нитраты и сульфаты. С карбонатом бария вводится 77,7%, а с нитратом бария — 58,6%.

Оксид свинца является основным компонентом оптических и хрустальных стекол и определяет их высокие оптические свойства. Для введения в стекло используют свинцовый сурик и свинцовый глет . При разложении сурика выделяется кислород, который осветляет стекломассу и поддерживает окислительную среду. Преимуществами использования свинцового сурика перед свинцовым глетом являются отсутствие примесей металлического свинца и минимальная возможность восстановления оксидов свинца [9].

Содержание красящих примесей в свинецсодержащем сырье должно быть минимальным: оксидов железа — не более 0,001%, соединений никеля, кобальта, меди — до 0,0001%.

Комплексным сырьем для ввода оксида свинца и кремнезема является силикат свинца с содержанием: 70-71 %, 20-21 %. Силикат свинца представляет собой продукт промышленной переработки свинцовых кеков, содержание красящих примесей в нем превышает допустимые пределы. Материал может быть рекомендован для производства цветных стекол.

Добавка оксида цинка в стекло снижает температурный коэффициент линейного расширения, увеличивает коэффициент преломления и химическую устойчивость. Оксид цинка является обязательным компонентом селенового рубинового стекла. Для введения в состав шихты оксида цинка используют цинковые белила (промышленное название оксида).

В рецептуру хрустального стекла также входят вспомогательные материалы.

Наибольшую группу вспомогательных материалов представляют красители, которые являются соединениями различных металлов и распределяются в стекле на ионном, молекулярном и коллоидном уровнях. Малые количества некоторых красителей служат физическими обесцвечивателями [10].

В ряде случаев количество изделий из стекла определяется в основном их колером и блеском. Это относиться к изделиям из бесцветного свинцового хрусталя и натрий-кальций-силикатного стекла, но имеет значение и для стеклянной тары, например, бутылок для водки. Светопрозрачность бесцветного стекла или цветовые оттенки (особенно зеленые, голубые или желтые) снижают качество изделий и в ряде случаев недопустимы, поэтому в производстве бытовой посуды, художественных изделий и высококачественной бесцветной стеклотары большое внимание в первую очередь уделяют чистоте применяемого сырья и лишь потом – обесцвечиванию стекломассы.

Примеси железа дают в зависимости от степени окисления желто-зеленый или сине-зеленый, а в присутствии серы – коричневый оттенок. Оксиды железа в стекле находятся в состоянии подвижного равновесия. Условия равновесия зависят от состава стекла, температуры варки, наличия в стекле окислителей и восстановителей.

Химическое обесцвечивание осуществляется при вводе кислородсодержащих соединений: оксида мышьяка As₂O₃, селитра (натриевая и калиевая), а так же оксидов церия и марганца.

При применении селитры значительная часть кислорода выделяется из нее до стадии стеклообразования и удаляется с печными газами. Для дополнительного ввода кислорода и рационального использования кислорода селитры, одновременно с ней вводят в стекло оксид мышьяка As₂O_3.Обесцвечивающее действие мышьяка объясняется тем, что при сравнительно низких температурах As₂O₃ окисляется до As₂O₅ освобождающимися из селитры кислородом. При высоких температурах As₂O₅ диссоциирует с выделением свободного кислорода.

Благодаря окислительному действию соединений мышьяка равновесие между оксидами железа сдвигается в сторону образования трехвалентного железа. Но обесцвечивание стекломассы соединениями мышьяка имеет ряд недостатков (соединения мышьяка токсичны и требуют ряд мер безопасности при введение их в шихту, образование пузырей, желтение стекла при воздействии солнечных лучей и т.п.).

Для обесцвечивания стекла и получения стеклоизделий, устойчивых к действию различных излучений, применяют соединения церия. Для эффективного обесцвечивания стекла оксид церия необходимо вводить в количестве, в 3 – 5 раз превосходящим количество находящегося в стекле оксидов железа. Рекомендуется вводить в шихту от 1 до 2 кг оксида церия на 1 т песка. С этим количеством оксида церия необходимо вводить от 5 до 10 кг селитры, тогда достигается полное химическое обесцвечивание стекломассы и требуется очень небольшая добавка физического обесцвечивания [11].

Сущность физического обесцвечивания заключается в том, что в состав стекол вводят небольшое количество специальных красителей, которые окрашивают стекло в цвет, дополнительный к цвету, создаваемому окидами железа. Применение физических обесцвечивателей всегда связано со снижением светопропускания стекла, в то время как при химическом обесцвечивании оно повышается. В качестве физических обесцвечивателей применяют селен и его соединения, оксиды никеля, кобальта, марганца, неодима и эрбия [12]

Селен является одним из основных обесцвечивающих материалов при варке бессвинцовых стекол для изделий бытового назначения. Розовая окраска, создаваемая в стекле элементарным селеном, компенсирует сине-зеленую окраску, получающуюся от примесей железа. Значительным свойством селена перед другими обесцвечивателями является сравнительно малое снижение прозрачности стекла. Отрицательным свойством селена является его значительная летучесть. В свинецсодержащих составах образуется оранжевых селенид свинца, поэтому для обесцвечивания свинцовых хрусталей селен не применяют.

Оксид никеля (II) придает калиевым стеклам фиолетовый цвет, который уравновешивает желтоватый оттенок, создаваемый оксидом железа. Оксид никеля применяется для обесцвечивания натриевых стекол. Ионы никеля обладают высокой поглощающей способностью, поэтому при образовании оксидом никеля снижается общая прозрачность стекол и часто проявляется серый оттенок.

Оксиды кобальта (II) создающий синюю окраску, используют главным образом как дополнительный краситель для устранения желтоватого оттенка. Весьма интенсивный и устойчивый краситель, требует тщательной дозировки.

Оксиды неодима и эрбия (III) окрашивают стекло в фиолетовый, пурпурный и розовые цвета, дополнительные к желто-зеленому, зеленому и их оттенкам.

Наиболее эффективно обесцвечивание, когда стекломасса окрашена слабо, а содержание обесцвечивателей выбрано в зависимости от состава и условий варки стекла. Обесцвечиватели необходимо тщательно отвешивать и обращать внимание на то, чтобы они хорошо распределялись в стекломассе. Для этого составляют обесцвечивающие смеси, в которых входят еще и инертные материалы, вводимые в шихту в достаточно больших количествах (мел, известняк, доломит, сода). При неправильном применении обесцвечивателей, изделия при эксплуатации уменьшают прозрачность, приобретают цветные оттенки после воздействия солнечных лучей или кратковременного интенсивного ультрафиолетового облучения. Это явление называется соляризацией. Устранить или уменьшить ее можно правильным применением обесцвечивателей, минимальным вводом элементов с различной степенью окисления, особенно мышьяка. Соляризацию можно устранить нагреванием изделий до температуры 350 – 400 градусов.

Таким образом, качество основных и вспомогательных компонентов, входящих в рецептуру стекла, является важным фактором формирования потребительских свойств готовых изделий.

1. 4 Структурная схема производства стекла и стеклоизделий

сырьевые материалы

сырьевые материалы

сырьевые материалы

примеси

сырьевые материалы

примеси

сырьевой комплекс

вспомогательные шихта

материалы

стекломасса

полуфабрикат

изделия

материалы

готовые хрустальные изделия

на реализацию

Рисунок 1. Структурная схема производства изделий из хрустального стекла