виробництво дзеркал

Дзеркала виготовляють шляхом нанесення на одну з поверхонь скла тонких відображають металевих плівок хімічним або фізичним способами. Химича-ський спосіб полягає в нанесенні на скло шару метал-ла, відновленого з розчину його солі. Фізичні способи полягають у нанесенні на скло відображаю-ного шару шляхом розпилення металу у вакуумі (пер-вий) або пульверизацією (другий). Для отримання зер-кал придатні багато метали: срібло, золото, алюмінію-ний, хром, нікель і ін. Колір дзеркального шару, що відображає відповідає кольору металу. Для виготовлення дзеркал масового асортименту застосовують два спосо-ба - нанесення на поверхню сгекла тонкого шару се-ребра хімічним способом і тонкого шару алюмінію термічним випаровуванням у вакуумі. Дзеркальний шар зовні покривають, захисними шарами - спочатку мед-ним, а потім лаковим або емалевим.

Дзеркала застосовують для різних цілей, внаслідок чого їх якість визначається різними ГОСТами (ГОСТ 17716-72 -дзеркала побутові; ГОСТ 15469 - дзеркала для меблів, ОСТ 21-2-74 - дзеркала технічні та ін.). Розміри регламентують тільки для меблевих дзеркал (по дліне400-1500 мм, по ширині 200-600 мм). Дзеркала побутові та технічні роблять по затверджений-ним стандартам.

Товщина срібного шару для всіх дзеркал повинна бути не менше 0,15 мкм, для алюмінієвого покриття - не менше 0,12 мкм; товщина захисного мідного шару на що відбиває покритті повинна бути не менше 0,1 мкм, а захисного лакового або емалевого покриття - не менше 40 мкм. Захисні покриття не повинні відшаровуватися-ся від відбиває шару при нормальній експлуатації дзеркала. Коефіцієнт відбиття світла від дзеркал з се-Ребряну шаром задають в межах 0,87-0,9, з алюмінію-ніевим шаром - 0,77-0,8, з хромовим - 0,35. Дзеркала повинні бути вологостійкими.

Дзеркала виготовляють з термічно полірованого скла товщиною 4-7,6 мм (ГОСТ 7132-78). Для не-яких дзеркал по ГОСТ 111-78 допускається застосований-ня віконного скла першого сорту товщиною 4-6 мм.

Хімічний спосіб нанесення дзеркальних покриттів. В основі процесу хімічного сріблення лежить реак-ція відновлення срібла з його сполук. Зазвичай для сріблення застосовують розчин комплексної солі срібла (Ag (NH3) 2) OH, що утворюється при взаємодій-наслідком азотнокислого срібла і водного розчину ам-Міака. Процес отримання дзеркал з срібним шаром включає три стадії: а) підготовку поверхні скла для сріблення; б) сріблення; в) нанесення захисних покриттів на шар срібла.

Підготовка поверхні скла до сріблення. Для отримання хорошого дзеркального шару поверхню стек-ла очищають від всіх забруднень, промивають водою, подполіровивают і піддають її хімічної обработ-ке для отримання на ній свіжої колоїдної плівки кремнієвої кислоти, високо активної до адсорбції іонів срібла. Хімічна обробка полягає в послідовно-вальному промиванні скла азотною кислотою, розчином їдкого лугу, дистильованою водою і слабким розчином хлористого олова (концентрацією 0,05-0,1% по масі).

Хлористе олово, будучи відновником, полегшити-ет початок реакції виділення металевого срібла. У присутності води SnCl2 піддається гідролізу і про-разующаяся Sn (OH) 2 адсорбується на колоїдної плівці кремнієвої кислоти. До початку сріблення стек-ло тримають під шаром води.

Сріблення. Сріблять скло відразу після закінчення підготовки поверхні, для чого готують два розчини: серебрільний і розчин-відновник. Перший рас-твор містить на 1 л води 2-5 г AgN03, 2-5 г NaOH або КОН і 5-10 мл 25% -ного розчину NH4OH; вос-становітель є 7-10% -ний розчин інвертованого цукру або глюкози. Розчини сме-шивают перед самим початком сріблення. Їх суміш називають серебрільной ванній.

В результаті взаємодії розчинів в серебріль-ної ванні випадає колоїдальне металеве се-ребро (з розміром частинок 10-4-Ю-6 мм), яке частково осідає на поверхні скла у вигляді зер-кальной плівки. Інша кількість срібла, виокрем-лівш в об'ємі розчину, коагулює і не що беруть-ет в утворенні плівки. Це так званий шлам, який змивають з поверхні скла, так як він погіршує якість дзеркальної плівки. Процес сереб-ренію повторюють 2-4 рази в залежності від вимог до отражающему шару.

Віддзеркалення світла дзеркальним шаром залежить від його товщини. Тонкий дзеркальний шар (0,02-0,04 мкм) напівпрозорий. Високий ступінь відображення све-та (98%) отримують при товщині срібного шару 0,15 мкм. Таку товщину шару і створюють на зер-калах.

Процес сріблення складається в поливі скла сумішшю розчинів на нерухомих або гойдаються столах або ж в розпиленні серебрільного розчину повітрям (спосіб аерозолів); другий спосіб лежить в основі мас-сового поточного виробництва дзеркал. При довжині по-точної лінії 75 м досягається продуктивність 1500 м2 дзеркал за 8 год. При методі аерозолів отримання срібного шару завершується за 30 з проти

10 хв при способі поливу внаслідок застосування бистродей-ствующих восстановителей (з'єднань гідразину N2H4).

Коефіцієнт використання срібла залежить від умов сереб-ренію, складу серебрільних ванн, їх температури і становить 15-70%. На 1 м2 дзеркала витрачається 6-7 г азотнокислого срібла - ра. Додавання в серебрільную ванну 0,084-0,29 мл / л спиртового розчину йоду (1-5%) дозволяє підвищити коефіцієнт вико-вання срібла.

Приміщення для сріблення повинні міститися в чистоті. У них слід підтримувати температуру 25-29 ° С. Реактиви для сріблення застосовують хімічно чисті, посуд добре вимиту і знежирену. З'єднання срібла зберігають в посуді, пофарбованої в жовтий або помаранчевий колір.

Нанесення захисних покриттів. Отриманий на стек-ле шар срібла негайно захищають від механічних І хімічних впливів (він руйнується вологою, сер-ність і хлористими сполуками і органічними кислотами). Захисне покриття повинне бути механи-но міцним, добре зчіплюватися з срібним шаром, мати мінімальну кількість часу і не містити ве-вин, шкідливо діючих на срібло. Найбільш на-надійно спосіб захисту - обміднення, поверх якого наносять лакофарбові покриття.

При поливному способі обміднення дзеркал роблять за допомогою електролізу. В якості катода застосовують срібний шар, в якості анода - листи електролітів-ної міді з площею, яка дорівнює площі листа стек-ла або більше неї, відстань між електродами 200-450 мм. Щільність електричного струму 0,9- 1,2 А / дм 2; час омеднения 10-15 хв, напруга 4-6 В. Електроліз відбувається у ванні з мідного ку-Пороса (200 г / л) з добавкою сірчаної кислоти (10 г / л). Мідний шар після нанесення промивають дистилюється-ванною водою, сушать в струмі теплого повітря протягом 1,5-2 ч, потім на нього наносять захисний лак (в три прийоми).

При конвеєрному аерозольному способі на шар се-ребра розпилюють розчин сірчанокислої міді (на 100 л дистильованої води 3500 г купоросу і 250 см3 сер-ної кислоти). Для відновлення сірчанокислої міді застосовують суміш: 150 г порошку металевого цинку і 100 см3 етилового спирту на 100 л дистильованої води. Після сушіння в камері, яка обігрівається лампами інфрачервоного випромінювання, на мідний шар в два прие-ма наносять лакофарбові покриття.

Обміднення шляхом відновлення міді в розчині застосовують і в періодичному способі виготовлення дзеркал. На Московському фурнітурному заводі для нанесення шару міді готують два розчини. Перший розчин складається з 1200 г CuS04, 22,5 г віннокіс-лого калію, 22,5 г КОН і 120 мл 98% -ної сірчаної кислоти на 15 л
дистильованої води; другий розчин (відновна сус-Пенза) містить в 2 л дистильованої води 15 г КАРБОНІЛИ-ного заліза марки р-4-р-10 і 4 мл гидролизного спирту вищої очистки. Перший і другий розчини змішують у співвідношенні 1: 1; суміш наносять на срібний шар пензлем і через 1-2 хв її через биток зливають, нахиляючи скло, і промивають мідний шар ДіСтено-ліровать водою. Витрата суміші 800 г / м2 дзеркала. Після сушіння мед-ного шару при температурі 80 ° С протягом 10 хв на нього наносять дзеркальний лак, який сушать 10 хв при 80-90 ° С. Шар зер-кального лаку покривають шаром асфальтового лаку ВП575 з добав-кою скипидару і сушать його при температурі 60 ° С також протягом 10 хв.

Повітря, застосовуваний для розпилення, очищають від масел і пилу. Всі відходи серебрільних розчинів з-відбирають і регенерують.

Металізація скла способом випаровування в вакуумі. Цим способом в нашій промисловості виготовляють дзеркала з алюмінієвим шаром на установ-ках періодичного і безперервного дії.

Для виробництва дзеркал служать вакуумні уста-новки періодичної дії УВ-18 і 6ВБ, річною продуктивністю відповідно 80 тис. М2 і 25 тис. М2 дзеркал. Максимальний розмір дзеркал 1500X800 мм. Ва-куумная установка складається з циліндричної камери, в якій на скло наносять плівку металу, арматури для кріплення нагрівачів і насосів, що створюють ва-Куум.

Перед нанесенням металевого шару краю загото-вок скла попередньо обробляють або наносять на них фацет (див. Пп. 13.2 та 13.3). Поверхні загото-вок промивають водою, полірують водною суспензією ді-оксиду цирконію, а на деяких заводах ще й аммі - ачно-крейдяний пастою, знову промивають водою, сушать гарячим повітрям і протирають аміачним розчином і спиртом.

Підготовлені заготовки надходять в апарати для нанесення алюмінієвого шару, в якому їх уста-новлюють рядами вертикально, з невеликим нахилом. Між двох рядів стекол встановлюють випарник - рамку з червоної міді, переміщувану уздовж камери особливим пристосуванням. Поперек рамки на пучках з вольфрамових дротів навито смужки з алюмінію шириною 5 мм і товщиною 0,1 мм.

Процес алюмінування складається з електричної очищення, оплавлення джгутів і випаровування. камеру з

21-468
встановленим в неї склом і випарниками закрива-ють, відкачують повітря до вакууму 13,33 Па і включають в мережу високої напруги (1500 В); при цьому метушні-кає електричний розряд, який видаляє з поверх-ності скла залишки повітря. Потім вакуум підвищують до 0,133 Па і включають струм силою 25-35 А і напруги-ням 4-5 В для оплавлення алюмінію. Для випаровування металу напруга підвищують до 5-6,5 В, а силу те-ка до 45-50 А, причому випарник безперервно пере-міщан уздовж камери туди і назад.

Весь цикл алюмінування від завантаження до завантаження займає 17-20 хв. За один цикл на установці УВ-18 обробляють 8,8 м2 дзеркал, а на установці 6ВБ - 2,6 м2 дзеркал. Витрата алюмінію на 1 м2 дзеркала 2,6 г, витрата вольфраму до 4 м Товщина алюмінієвого шару складає 0,012-0,15 мкм.

На алюмінієвий шар наносять захисну емаль АК-5164 або MJ1-12 і лак МЦ-25 електростатичним способом під напругою 70 кВ або поливної махай-ної, під якою дзеркало проходить зі швидкістю 100 м / хв. Товщина захисного шару> 40 мкм. Витрата на 1 м2 дзеркала емалі 150 г, лаку 170 м Після нанесе-ня захисне покриття сушать при температурі близько 100 ° С протягом 10-15 хв.

Конвеєр виробництва алюмінійовані дзеркал безперервним способом діє на Суми-ському заводі технічного скла, причому вона здійснювала-вляется за наступною схемою: укладання скла на ролі-ковий конвеєр; мийка скла водою; подполіровка скла; мийка та сушка скла; знежирення його по-поверхні; укладка скла в касету обробленої сто-роною вниз; приміщення скла в камеру завантаження, ство-ня форвакуум; обробка скла в поле електричні-кого струму високої напруги; переміщення скла в Високовакуумні камери; випаровування алюмінію на вольфрамових власниках; проходження дзеркала через камери поступового зниження вакууму; переміщення дзеркала в камеру вивантаження з нормальним тиском ;, повертання дзеркала алюмінієвим шаром вгору; пе-ренесеніе дзеркала в камеру з електростатичним полем для покриття захисним шаром емалі; сушка емалевого покриття; контроль якості дзеркал.

Вакуумні камери обладнані герметичними за-слонки і працюють за принципом шлюзів. Габарити камери (22X1,8X1.4) м3. потужність струмоприймачів
51 кВт. Продуктивність 200 тис. М2 / рік. Чисельність обслуговуючого персоналу 2-3 людини в зміну.

Металізація скла способом розпилення під тиском. Цей спосіб покриття скла металом застосовується в двох варіантах: при холодному виробі і коли виріб тільки що відформованої і має температуру 600-700 ° С.

У першому випадку виріб промивають, знежирюють, нагрівають до температури 450-500 ° С, потім наносять шар металу. У сот-ром випадку виріб металлизируют безпосередньо після формо-вання. Для металізації призначений пістолет зі спеціальним механізмом, що подає дріт з певною заданою скоро-стю. До нього додано пристрій для нагріву дротів електричні-ським струмом або ацетиленово-кисню полум'ям, і Його підвели сжа-тий повітря для розпилення металу. Шар металу, нанесений способом розпилення, не є суцільним, він може мати брижі і лускату структуру. Тому дзеркала, отримані способом розпилення, використовують тільки для декоративних цілей (кольорові дзеркала) і в будівництві. Для отримання кольорових дзеркал примі-няют кольорові метали, наприклад бронзу для виготовлення виробів під колір золота. Кольорові дзеркала отримують також шляхом нанесення алюмінієвого шару на кольорове скло. Так, для шпилів московських висотних будівель застосовано скло під колір золота, виготовлене шляхом нанесення алюмінієвого шару на жовте листове скло, забарвлене вугіллям.