Mărfuri din sticlă

În cadrul bunurilor de larg consum sticla şi mărfurile din sticlă ocupă un loc important, datorită proprietăţilor sale deosebite pe care le prezintă. In anumite domenii de utilizare, cum ar fi articolele de menaj, geamurile, articolele optice produsele din sticlă nut pot fi înlocuite, cu bune rezultate, de alte mărfuri.

Materiile prime folosite la obţinerea sticlei 

La obţinerea sticlei sunt utilizate materii prime principale, care dau marea majoritate a proprietăţilor, în rândul cărora intră vitrifianţii, fondanţii şi stabilizanţii, precum şi materii prime secundare, care cuprind afinanţii, opacizanţii, decoloranţii şi coloranţii.

Materiile prime principale sunt principalele trei categorii de oxizi care alcătuiesc compoziţia sticlei cu un rol bine determinat în formarea proprietăţilor acesteia.

Vitrifianţii sunt materialele care intră în cantitatea cea mai mare în masa sticloasă, având rolul principal în formarea sticlei, deoarece prin topire şi răcire conferă starea vitroasă, specifică sticlei (corp solid transparent). Materiile prime cu rol de vitrifianţi sunt: nisipul cuarţos, cu un conţinut în dioxid de siliciu (SiO₂) de peste 95 %; boraxul şi acidul boric din care rămâne în sticlă trioxidul de bor (B₂O₃) şi pentaoxidul de fosfor (P₂O₅).

Fondanţii au rolul de a coborî temperatura de topire a vitrifianţilor (sub 1500 ^oC) şi de a realiza trecerea sticlei solide în stare păstoasă la o temperatură mai scăzută. Fondanţii folosiţi la obţinerea sticlei sunt: carbonatul de sodiu - soda calcinată (Na₂CO₃) şi carbonatul de potasiu K₂CO₃. Oxizii alcalini rămaşi după adăugarea fondanţilor participă la îmbunătăţirea unor proprietăţi ale sticlei cum sunt: luciul şi transparenţa.

Stabilizanţii au rolul de a mări stabilitatea chimică şi de a îmbunătăţi proprietăţile mecanice şi termice ale sticlei. Se foloseşte în cantităţi mari oxidul de calciu (calcarul), oxidul de magneziu, iar în cantităţi mai mici oxidul de bariu, oxidul de plumb, oxidul de zinc.

Materiile prime secundare sunt substanţe care se adaugă în proporţii mai mici pentru a-i conferi anumite proprietăţi sticlei.

Afinanţii au rolul de a limpezi masa sticloasă topită, eliminând bulele de aer şi de gaze rezultate din reacţiile chimice dintre componenţi prin antrenarea acestora la suprafaţă. În calitate de afinanţi se folosesc: trioxidul de arsen, sulfatul de sodiu, azotatul de sodiu sau potasiu, sultaful de calciu.

Opacizanţii sunt substanţe, care dacă se află fin dispersate în sticlă, fac ca aceasta să fie opalescentă. Opacizarea se face prin adăugarea de bioxid de staniu, bioxid de titan, fluorină, criolită sau bioxid de zirconiu.

Decoloranţii se introduc cu scopul de a înlătura culoarea imprimată sticlei de către diferite impurităţi din materiile prime, de exemplu culoarea verzuie datorită prezenţei fierului. În acest scop, se folosesc amestecul de trioxid de arsen şi azotatul de sodiu.

Coloranţii se utilizează pentru obţinerea unor sortimente de sticlă cu diferite culori. Cei mai utilizaţi coloranţi pentru sticlă sunt: oxizii de fier (dau nuanţe de albăstrui sau galben), oxidul de mangan (albastru), oxizii de mangan (roz-gălbui), oxidul de nichel (violet), oxidul de crom (verde) etc.

Se pot folosi ca materii prime şi cioburile de sticlă, care contribuie la reducerea consumului de materii prime, concomitent cu ameliorarea proprietăţilor sticlei.

Proprietăţile generale ale sticlei 

Cunoaşterea proprietăţilor sticlei prezintă importanţă, deoarece ele determină calitatea, sortimentul şi valoarea de utilizare a articolelor din sticlă.

Proprietăţile fizice mai importante sunt: masa specifică, proprietăţile termice, optice şi electrice.

Masa specifică variază între 2-8 g/cm³ în funcţie de compoziţia chimică. Astfel, sticla cu un conţinut mai mare de oxizi ai metalelor grele au o masă specifică mai mare decât cele care au un conţinut mai mare în oxizi alcalini.

Proprietăţile termice sunt determinate de comportarea sticlei faţă de căldură.

• Conductibilitatea termică a sticlei este redusă, ea fiind considerată un izolator termic;
• Dilatarea termică este influenţată de compoziţia sticlei. Coeficientul de dilatare termică este redus când sticla are un conţinut bogat de dioxid de siliciu, conţinutul mai mare în oxizi de sodiu şi potasiu măreşte coeficientul de dilatare termică.
• Stabilitatea termică reprezintă proprietatea sticlei de a rezista la variaţii mari şi rapide de temperatură, fără a se distruge (se mai numeşte rezistenţă la şoc termic).

Proprietăţile optice ne arată comportarea faţă de lumină şi sunt exprimate prin transmisia luminii, absorbţia luminii, indicele de reflexie şi refracţie.

• Transmisia luminii se exprimă prin coeficientul de transmisie, care cu cât este mai mare cu atât sticla este mai transparentă.
• Absorbţia luminii se exprimă prin coeficientul de absorbţie (care este invers proporţional cu transmisia), astfel când razele de lumină sunt absorbite parţial, sticla este translucidă, iar când sunt absorbite total, sticla este opacă.
• Indicele de reflexie se exprimă prin coeficientul de reflexie a luminii, care la sticla obişnuită de geam este egal cu 4 %.
• Indicele de refracţie este dependent de natura oxizilor şi de proporţia lor în sticlă, astfel oxizii de plumb, bariu, zinc măresc indicele de refracţie (are valori mari la sticla cristal).

Conductibilitatea electrică a sticlei este redusă, ea fiind considerată un bun izolator.

Proprietăţile mecanice ale sticlei sunt: duritatea, elasticitatea, fragilitatea, rezistenţa.

• Duritatea sticlei este cuprinsă între 5-7 pe scara de duritate Mohs şi variază în funcţie de compoziţia chimică.
• Fragilitatea denumită şi rezistenţă la şoc mecanic, este o proprietate negativă, sticla se sparge uşor (fragilitatea poate fi îmbunătăţită

Proprietăţile chimice ne arată comportarea sticlei sub acţiunea agenţilor chimici (acizi, baze, săruri) şi a celor atmosferici (umiditatea aerului, gaze din atmosferă).

Sticla are o foarte bună stabilitate chimică la acţiunea acizilor (numai acidul fluorhidric o atacă), precum şi la acţiunea bazelor şi a apei. Totuşi, la o acţiune prelungită a umidităţii, sticla se pătează şi îşi pierde din luciu şi transparenţă. Stabilitatea sticlei faţă de apă se îmbunătăţeşte prin creşterea conţinutul de bioxid de siliciu şi oxid de aluminiu.

Proprietăţile igienico-sanitare ale sticlei sunt foarte bune, deoarece ea nu constituie un mediu prielnic pentru microorganisme, se spală şi se întreţine uşor.

Procesul tehnologic de obţinere a articolelor din sticlă 

Procesul tehnologic de obţinere a articolelor din sticlă cuprinde patru faze mai importante: obţinerea masei sticloase, fasonarea, recoacerea şi finisarea.

Obţinerea masei sticloase are loc prin:

• topirea amestecului de materii prime, controlate conform reţetei de fabricaţie, în cuptoare speciale;
• afinarea se realizează prin adaosul de afinanţi, eliminându-se bulele de aer şi gazele, prin antrenarea lor la suprafaţă;
• omogenizarea compoziţiei chimice a masei sticloase, pentru a obţine o viscozitate care să permită prelucrarea sticlei în condiţii favorabile.

Fasonarea constă în transformarea masei sticloase în ob iecte, prin utilizarea procedeelor ca: suflare, presare, tragere sau laminare.

• Suflarea este procedeul prin care se obţin produse cu pereţi groşi şi cu cavităţi interioare de forme diferite, suflarea se poate realiza cu maşini automate, semiautomate sau de către muncitori, printr-o ţeavă de oţel care are la un capăt masa de sticlă vâscoasă. Astfel se obţin diferite produse de uz casnic şi articole tehnice.
• Presarea constă în introducerea unei cantităţi de sticlă topită în forma unei matriţe urmată de presarea materialului. Sticla se introduce într-o formă metalică, se presează cu poansonul; prin presare sticla umple întreaga formă, obiectul fasonat poate fi scos din formă după ridicarea poansonului.
• Tragerea se foloseşte la fabricarea geamurilor, plăcilor şi a ţevilor şi constă în trecerea masei de sticlă printr-un sistem de valţuri, din care unul este fix, iar celălalt este mobil. Este o metodă eficientă, iar produsele sunt de calitate superioară.
• Laminarea constă în introducerea masei sticloase între doi cilindri laminori, care se rotesc în sens invers. Prin acest procedeu se obţin geamuri, cu suprafaţa insuficient de netedă, fiind necesară şlefuirea şi polizarea sticlei pentru obţinerea unor suprafeţe perfect netede.
• Recoacerea constă în răcirea lentă a produselor fasonate de la temperatura de fasonare la temperatura mediului ambiant. Scopul acestei operaţii este de a elimina tensiunile interne ce apar în sticlă datorită răcirii rapide, tensiuni care ar diminua mult rezistenţa la şoc termic şi mecanic a produselor finite.

Finisarea obiectelor din sticlă este necesare pentru conferirea unor proprietăţi estetice, se poate realiza prin trei categorii de metode, şi anume:

• mecanice: tăierea, şlefuirea, lustruirea mecanică, sculptarea, perforarea, matisarea mecanică (sablarea) etc.;
• fizice: pictarea, depunerea de sticlă colorată;
• chimice: lustruirea chimică, gravarea chimică, matisarea chimică (opalizarea).

Verificarea calităţii mărfurilor din sticlă şi defectele mărfurilor din sticlă 

Principalele caracteristici care se verifică sunt: aspectul, culoarea, stabilitatea suprafeţei de sprijin, ovalitatea, dimensiunile, capacitatea şi masa, rezistenţa la şoc termic, prezenţa tensiunilor interne.

Aspectul şi culoarea se verifică vizual prin compararea produsului analizat cu un produs de referinţă considerat etalon. La produsele din sticlă incolore nu de admit variaţii de culoare, Verificând aspectul se urmăreşte prezenţa defectelor de topitură, de fasonare şi de finisare.

Ovalitatea produselor circulare se verifică prin măsurarea a două diametre perpendiculare şi se calculează diferenţa dintre ele. Rezistenţa la şoc termic se verifică prin introducerea produselor din sticlă, încălzite în prealabil cu apă la temperatura de fierbere, într-o baie de apă cu temperatura de 20 de grade. În cazul în care nu apar fisuri, produsul prezintă rezistenţă la şoc termic. Tensiunile interne se pun în evidenţă cu ajutorul polariscopului (aparat optic care indică prezenţa tensiunilor interne în produsele din sticlă).

Defectele mărfurilor din sticlă se pot clasifica după diverse criterii, cel mai reprezentativ fiind în funcţie de cauzele apariţiei lor. Astfel, deosebim:

Defectele de topitură apar sub formă de incluziuni diferite în masa sticloasă, defecte de culoare şi stabilitate chimică necorespunzătoare. Ele apar în cursul procesului tehnologic de la depozitarea materiilor prime până la obţinerea topiturii. Incluziunile de gaze sunt datorate afinării necorespunzătoare şi pot fi de mărimi diferite, de regulă până la 0,8 mm.

Defectele de culoare apar din cauza utilizării cantităţilor necorespunzătoare de decoloranţi sau coloranţi. Stabilitatea chimică necorespunzătoare are drept cauză folosirea unei cantităţi necorespunzătoare de stabilizanţi şi se manifestă printr-o rezistenţă mică la apă, acizi sau alcalii. Incluziunile de particule solide nevitroase sunt determinate de materii prime netopite şi apar sub formă de pietre, noduri care au contur distinct în masa sticlei.

Defectele de fasonare sunt abateri de la formă, dimensiuni, capacitate, masă şi integritate. Defectele de formă sunt abateri de la axa verticală de simetrie, de la secţiunea circulară, faţă de planul orizontal de sprijin. Defectele de dimensiuni, capacitate şi masă sunt datorate nerespectării limitelor de toleranţă prescrise ale caracteristicilor respective în operaţiile de fasonare. Defectele de integritate sunt datorate unor surplusuri de masă sticloasă, unor discontinuităţi ale suprafeţei sau lipsuri din suprafaţa produselor şi apar sub formă de lipituri, fisuri, crăpături, ştirbituri, nervuri, brăzdări etc.

Defectele de recoacere şi călire sunt cauzate de nerespectarea curbei de recoacere şi de călire, respectiv a parametrilor procesului de recoacere şi călire şi apar sub formă de tensiuni interne, fisuri şi deformare.

Defectele de finisare pot apărea de la fiecare operaţie de finisare (şlefuire, polizare, matisare, decorare), ca urmare a executării incorecte. Ele apar sub formă de şlefuire incompletă, zgâriată; zgârieturi sau matisări ale suprafeţelor; matisare neuniformă; asimetrii ale elementelor de decor; scurgeri de colorant etc.

Defectele din timpul manipulării, depozitării şi transportului sunt în general defecte de aspect şi integritate. Apar sub forma de voalare a suprafeţei, ce are loc la contactul direct cu umiditatea; fisuri, crăpături, zgârieturi, ştirbituri determinate de nerespectarea condiţiilor de ambalare, manipulare, depozitare şi transport.

Sortimentul mărfurilor din sticlă 

Tipurile de sticlă se diferenţiază după structură, compoziţie chimică, proprietăţi şi destinaţie.

După compoziţia chimică se disting:

• sticle unitare, care conţin un singur tip de oxizi ca vitrifianţi, de exemplu sticla de cuarţ, care conţin cca. 98 % dioxid de siliciu;
• sticle binare, care conţin două tipuri de oxizi, de exemplu sticla silico-sodică;
• sticle ternare, care conţin trei tipuri de oxizi, de exemplu sticla silico-plumbo-potasică.

După destinaţie se disting următoarele grupe de sticlă: sticla comună; sticla cristal; sticla optică; sticla specială.

Mărfurile din sticlă se clasifică în două grupe:

• mărfuri din sticlă pentru menaj;
• mărfuri din sticlă pentru construcţii.

Sortimentul mărfurilor din sticlă pentru menaj cuprinde, după compoziţia chimică a sticlei, două grupe:

• Articole din sticlă comună;
• Articole din sticlă cristal.

Articolele din sticlă se pot comercializa sub formă de servicii (seturi de pahare, servicii de lichior, de vin, de apă etc.) sau sub formă de piese separate (obiecte de uz casnic, ambalaje de diferite forme, articole din sticlă termorezistentă, articole decorative etc.).

Articolele din sticlă comună formate prin suflare au pereţii subţiri, sunt incolore sau transparente, translucide sau opace, sunt finisate prin şlefuire. Cele obţinute prin presare au pereţii groşi, sunt grele, au ornamentaţii în relief pe partea exterioară. Articolele suflate manual au cea mai mare diversitate de forme şi în acelaşi timp valoare artistică ridicată. Dintre acestea se remarcă articolele suflate manual fără ajustări sau adăugiri, articole din sticlă suprapusă, articole din sticlă colorată, marmorată, filată, irizată etc.

Articolele din sticlă cristal se caracterizează prin omogenitate şi transparenţă ridicată, luciu puternic şi produc prin lovire un sunet cristalin, prelung. Sunt finisate prin şlefuire cu şlifuri adânci şi faţete care au efect deosebit la trecerea luminii.

Diversificarea sortimentului de articole din sticlă se realizează pe baza tipului de sticlă folosit (reţetei de fabricaţie), cât şi prin folosirea diferitelor metode de fasonare şi finisare. Prin folosirea de reţete cu constituenţi identici, dar în proporţii diferite, se obţin articole din sticlă cu caracteristici diferite în privinţa culorii, luciului, transparenţei.

Marcarea, ambalarea şi depozitarea mărfurilor sin sticlă 

Marcarea produselor din sticlă se face diferit după calitate. Marcarea articolelor din sticlă pentru menaj se face pe fiecare ambalaj, prin aplicarea unei etichete, care trebuie să conţină cel puţin următoarele menţiuni:

• denumirea produsului;
• marca de fabrică a producătorului;
• calitatea;
• modelul;
• numărul bucăţilor ambalate;
• numărul lotului;
• semnul care defineşte fragilitatea.

Obiectele de cristal au etichetă sub formă de bulină, pe care se trece marca de fabrică şi conţinutul în oxizi de plumb, în procente. Pentru cristal superior etichetarea va fi însoţită de un marcaj rotund, de culoare aurie, inscripţionat cu specificaţia Pb 30 % pentru cristalul superior şi 24 % pentru cristalul cu plumb; marcaj pătrat, de culoare argintie, în cazul sticlei cristaline; marcaj sub formă de triunghi echilateral, de culoare argintie în cazul cristalinului (sticlei sonore).

Ambalarea se realizează folosind ca materiale de protecţie hârtia de diferite calităţi şi cutii de carton.

Transportul trebuie făcut cu atenţie pentru păstrarea integrităţii articolelor din sticlă.

Depozitarea trebuie efectuată în spaţii uscate pentru a evita unele modificări de luciu şi transparenţă datorate acţiunii prelungite a umidităţii.