Производство зеркал

Производство зеркал  
 
 
Как уже говорилось, предшественниками современных зеркал были полированные куски обсидиана и бронзовые диски. Позже римляне стали подкладывали под кусочки цветного стекла металлические пластинки, что приводило к лучшему отражению в них окружающих предметов.
В 13 веке, с началом производства сосудов из прозрачного стекла, стеклодув заливал внутрь такого сосуда олово, а когда оно остывало, разбивал сосуд. Эти кривые осколки и служили зеркалом. Позднее стекло научились раскатывать в плоские листы.
В 16 веке для производства зеркал впервые применили амальгаму – сплав ртути и олова. «Стеклянные зеркала чернятся с исподу или покрываются оловянным листком, нартучиваются», – так сказано о зеркале в толковом словаре Даля. Зеркала, покрытые амальгамой, давали бледное отражение. При их изготовлении приходилось иметь дело с ядовитыми веществами. Бывали случаи, когда рабочие отравлялись насмерть ртутными парами. Поэтому через какое-то время от амальгамы отказались. В 19 веке немецкий ученый Либих придумал безвредное, в отличии от ртути, покрытие для зеркала. Вместо этого стали наносить на стеклянный лист тончайший слой серебра. Чтобы нежная серебряная пленка не повредилась, сверху ее научились покрывать слоем краски. Такие зеркала давали очень яркое изображение.
Современное зеркало состоит из стекла и нанесенного на одну его сторону отражающего слоя, покрытого защитным слоем лака или краски. Существует несколько основных технологий изготовления зеркального полотна. А именно, устаревающая технология, когда зеркала изготавливают из обычного стекла. И сначала из листового полированного стекла вырезают заготовки нужной формы, шлифуют края и, если необходимо, сверлят отверстия. Затем стекло моют специальным раствором, чтобы поверхность была абсолютно чистой. Далее следует самый сложный этап в производстве – это напыление алюминия, реже титана или других металлов и сплавов. После напыления наносится защитное лакокрасочное покрытие. Этот способ дешев, но использование алюминиевых зеркал ограничено их малыми размерами.
Есть, конечно, и более современная технология. При изготовлении серебряных зеркал в качестве отражающего слоя используется раствор серебра, на который затем наносится защитный слой меди или специальных склеивающих химикатов, а уже затем два слоя защитного лакокрасочного покрытия.
Преимуществом данной технологии является отличное качество зеркал и большие размеры. Серебряные зеркала имеют повышенную влагостойкость.
И, тем не менее, не смотря на все новшества, сегодня производство зеркал – это долгий и трудоемкий технологический процесс. Он состоит из резки листового стекла, декоративной обработки края заготовки – создание фацета шириной от 4 до 30 мм с углом наклона к лицевой поверхности от 5 до 30°, нанесение на подготовленную поверхность стекла тонкой пленки металла (отражающее покрытие), оформление зеркала в оправу. Наиболее ответственная операция – это, конечно, нанесение на заднюю поверхность стекла отражающего слоя алюминия или серебра, применяемого ограниченно. Использование данных и других металлов объясняется тем, что зеркала должны иметь высокий коэффициент отражения. Так, например, алюминий, имея высокий коэффициент отражения, дает прекрасные показатели как в ультрафиолетовом, видимом, так и в инфракрасном диапазоне; серебро – в видимом и в инфракрасном; золото – в инфракрасном.
Наиболее распространенный технологический процесс производства зеркал серебрением состоит из следующих операций:
1. Удаление с поверхности стекла загрязнения и продуктов коррозии.
2. Нанесение центров осаждения серебра.
3. Собственно серебрение и нанесение защитных покрытий на отражающий слой.
Обычно толщина серебряной пленки колеблется от 0,15 до 0,3 мкм. Для электрохимической защиты отражающего слоя его покрывают медной пленкой. На медную пленку наносят лакокрасочные материалы – поливинилбутиральные, нитроэпоксидные, эпоксидные эмали, предупреждающие механические повреждения защитного слоя.
Зеркала изготавливают также способом металлизации стекла катодным распылением и испарением в вакууме. Особое распространение получает термическое испарение алюминия в вакууме при давлении. Толщина алюминиевой пленки для получения зеркал с максимальной отражающей способностью должна составлять не менее 0,12 мкм. Благодаря повышенной химической стойкости алюминиевые зеркала используют, как поверхности наружного отражения, которые защищают оптически прозрачными слоями.
Обычно же, слой алюминия покрывают непрозрачными лакокрасочными материалами, такими же, как и при серебрении. Кстати, конденсационная металлизация стекла алюминием имеет ряд преимуществ перед серебрением: экономичность и стойкость алюминия к воздействию влаги, соединений серы и других химических веществ, присутствующих в атмосфере.
После изготовления, зеркала оформляют, окантовывают пластмассой, металлом и другими материалами. Зеркала технического назначения часто изготавливают с отражательными пленками из золота, палладия, платины, свинца, хрома, никеля и т. д., что естественно существенно сказывается на их стоимости.
Как мы уже сказали, зеркало состоит из стекла и нанесенного на одну поверхность отражающего слоя, защищенного, как правило, лакокрасочным покрытием. Существует несколько технологий изготовления зеркального полотна, используемых в промышленном производстве.
В настоящее время для производства зеркального полотна используются две основные технологии нанесения отражающего покрытия на стекло: методом вакуумного магнетронного напыления металла в вакуумных установках и методом полива с использованием химических процессов. В первом случае в качестве материала для отражающего слоя используется, в основном, алюминий, реже – титан и прочие металлы и сплавы. После нанесения отражающего слоя обычно наносится защитное лакокрасочное покрытие. При такой технологии, как правило, сначала вырезаются и обрабатываются заготовки из листового полированного стекла, а затем наносится отражающее и защитное покрытие. Преимуществом данной технологии является дешевизна используемых материалов. Недостатками являются невысокое и нестабильное качество продукции, низкая производительность, обусловленная технологией прерывной загрузки – выгрузки партий продукции, высокая вероятность отклонения от технологии вследствие «человеческого фактора», высокая трудоемкость выполняемых операций, ограничение максимальных размеров изделий или зеркального полотна (размерами вакуумной установки), низкий коэффициент отражающей способности (по нормативным документам – не менее 77 %)  и низкое качество защитного слоя.
При изготовлении серебряных зеркал сначала производится зеркальное полотно, которое затем раскраивается на заготовки, после обработки, которых получаются готовые изделия. В этом случае в качестве отражающего слоя используется серебро, на которое затем наносится защитный слой меди или специальных химикатов, способствующий адгезии (адгезия – способность к склеиванию), а затем два слоя защитного лакокрасочного покрытия.
Раствор соли серебра наносится на подготовленную поверхность стекла, после чего в результате химической реакции серебро восстанавливается. В последнее время все чаще используются безмедные покрытия, поскольку медь и ее соли экологически небезопасны, а утилизация таких отходов – не дешевый процесс. Преимуществом данной технологии является отличное и стабильное качество продукции, высокая производительность, обусловленная непрерывным процессом производства, низкая вероятность ошибки вследствие «человеческого фактора» за счет полностью автоматизированного процесса производства, возможность изготовления крупноформатного полотна, высокий коэффициент отражающей способности (по нормативным документам – не менее 87 %, на практике 95–98 %). А также – отличные защитные свойства лакокрасочного покрытия, что имеет немаловажное значение, и экологическая чистота продукта. Серебряные зеркала имеют повышенную влагостойкость, что позволяет их применять в мебели для ванных комнат, не опасаясь появления коррозии. По данной технологии зеркальное полотно в России пока не производится, используется импортное зеркало, а производство алюминиевого полотна постепенно снижается – компании, производившие алюминиевое зеркало, теперь сами применяют в переработке серебряные зеркала. Использование алюминиевых зеркал ограничено также их малыми размерами, не позволяющими использовать их в производстве шкафов-купе и другой мебели с крупноформатными зеркалами, в оформлении интерьеров. Следует отметить, что в стекольной отрасли четко прослеживается тенденция использования исходного стекла и зеркал максимальных размеров для дальнейшей переработки, т. к. чем крупнее листы стекла – тем меньше процент отходов при раскрое и значительно выше производительность операций раскроя.
Все эти преимущества способствуют постепенному вытеснению устаревших технологий – производство зеркал в России развивается согласно общемировым тенденциям. Поэтому подавляющее большинство переработчиков зеркала используют в своем производстве только серебряные зеркала.