رنگ آمیزی شیشه و علامت گذاری رنگ

روش های تولید

بطری های آبجو با رنگ های مختلف

رنگ آمیزی شیشه و علامت گذاری رنگ ممکن است به روش های مختلفی بدست آید.

1. با افزودن یون های رنگی ، ^{[1] [2]}
2. با رسوب کلوئیدهایی به اندازه نانومتر (به اصطلاح عینک‌های چشمگیر ^[1] مانند "یقوت طلایی" ^[3] یا قرمز "سلنیوم یاقوت")، ^[2]

   

   شیشه میناکاری شده رومی باستان ، قرن اول، Begram Hoard

3. با اجزای رنگی (مانند شیشه شیر و شیشه دودی )
4. با پراکندگی نور (مانند شیشه های جدا شده از فاز ) ^[2]
5. با پوشش های دو رنگ (به شیشه دو رنگ مراجعه کنید )، یا
6. توسط پوشش های رنگی

یون های رنگ آمیزی

شیشه اکسید آهن (II).

شیشه‌های سودا-آهک معمولی وقتی نازک هستند با چشم غیرمسلح بی رنگ به نظر می‌رسند ، اگرچه ناخالصی‌های اکسید آهن رنگ سبزی ایجاد می‌کنند که می‌توان آن را در قطعات ضخیم یا با کمک ابزارهای علمی مشاهده کرد. فلزات و اکسیدهای فلز بیشتری را می توان در طول ساخت شیشه به آن اضافه کرد تا رنگ آن را تغییر دهد که می تواند جذابیت زیبایی آن را افزایش دهد. نمونه هایی از این افزودنی ها در زیر ذکر شده است:

شیشه کهربا

شیشه اورانیومی که تحت اشعه ماوراء بنفش می درخشد

شیشه کبالت برای تزئین

• اکسید آهن (II) ممکن است به شیشه اضافه شود که منجر به ایجاد شیشه سبز مایل به آبی می شود که اغلب در بطری های آبجو استفاده می شود. همراه با کروم رنگ سبز پررنگ تری می دهد که برای بطری های شراب استفاده می شود .
• گوگرد همراه با کربن و نمک های آهن برای تشکیل پلی سولفیدهای آهن و تولید شیشه کهربایی از زرد تا تقریبا سیاه استفاده می شود. در شیشه های بوروسیلیکات غنی از بور، گوگرد رنگ آبی ایجاد می کند. با کلسیم رنگ زرد تیره ای به دست می دهد. ^[4]
• منگنز را می توان در مقادیر کم برای از بین بردن رنگ سبز ایجاد شده توسط آهن یا در غلظت های بالاتر برای دادن رنگ آمیتیست به شیشه اضافه کرد . منگنز یکی از قدیمی ترین افزودنی های شیشه است و شیشه منگنز بنفش از اوایل تاریخ مصر استفاده می شده است.
• دی اکسید منگنز که سیاه رنگ است برای حذف رنگ سبز از شیشه استفاده می شود. در یک فرآیند بسیار آهسته، این ماده به پرمنگنات سدیم ، یک ترکیب بنفش تیره تبدیل می شود. در نیوانگلند، برخی از خانه‌هایی که بیش از 300 سال پیش ساخته شده‌اند، دارای شیشه‌های پنجره‌ای هستند که به دلیل این تغییر شیمیایی، کمی به رنگ بنفش درآمده است. و چنین شیشه های شیشه ای به عنوان عتیقه ارزشمند هستند. این فرآیند به طور گسترده ای با تشکیل "شیشه آمیتیست صحرا" اشتباه گرفته می شود، که در آن شیشه ای که در معرض آفتاب صحرا با یک جزء فرابنفش بالا قرار دارد، رنگ بنفش ظریفی ایجاد می کند. جزئیات فرآیند و ترکیب شیشه و نتایج نیز متفاوت است، زیرا به دست آوردن یا تولید نمونه های کنترل شده به درستی کار ساده ای نیست. ^[5]
• غلظت های کوچک کبالت (0.025 تا 0.1٪) باعث ایجاد شیشه آبی می شود . بهترین نتایج در هنگام استفاده از شیشه حاوی پتاس حاصل می شود . مقادیر بسیار کم را می توان برای رنگ زدایی استفاده کرد.
• 2 تا 3 درصد از اکسید مس رنگ فیروزه ای تولید می کند .
• نیکل بسته به غلظت، شیشه آبی یا بنفش یا حتی سیاه تولید می کند. کریستال سرب با نیکل اضافه شده رنگ ارغوانی به خود می گیرد. از نیکل همراه با مقدار کمی کبالت برای رنگ‌زدایی شیشه‌های سربی استفاده شد .
• کروم یک عامل رنگی بسیار قوی است که باعث ایجاد رنگ سبز تیره ^[6] یا در غلظت های بالاتر حتی رنگ سیاه می شود. همراه با اکسید قلع و آرسنیک، شیشه سبز زمردی تولید می کند. کروم آونتورین ، که در آن ماجراجویی با رشد صفحات موازی اکسید کروم (III) بزرگ در طول خنک شدن به دست می آید، از شیشه با اکسید کروم اضافه شده به مقدار بالاتر از حد حلالیت آن در شیشه ساخته شده است.
• کادمیوم همراه با گوگرد، سولفید کادمیوم را تشکیل می دهد و منجر به رنگ زرد تیره می شود که اغلب در لعاب استفاده می شود. با این حال، کادمیوم سمی است. همراه با سلنیوم و گوگرد، سایه هایی از قرمز روشن و نارنجی به دست می دهد. ^[7]
• با افزودن تیتانیوم، شیشه قهوه ای مایل به زرد تولید می شود . تیتانیوم که به ندرت به تنهایی مورد استفاده قرار می گیرد، بیشتر برای تشدید و روشن کردن سایر افزودنی های رنگی استفاده می شود.
• اورانیوم (0.1 تا 2 درصد) را می توان به شیشه اضافه کرد تا رنگ زرد یا سبز فلورسنت به شیشه بدهد . ^[8] شیشه اورانیوم معمولاً آنقدر رادیواکتیو نیست که خطرناک باشد، اما اگر به پودر تبدیل شود، مانند صیقل دادن با کاغذ سنباده، و استنشاق شود، می‌تواند سرطان‌زا باشد . هنگامی که با شیشه های سربی با نسبت بسیار بالای سرب استفاده می شود، رنگ قرمز تیره ایجاد می کند.
• دیدیمیوم رنگ سبز (مورد استفاده در فیلترهای UV) یا قرمز یاسی می دهد. ^[7]

عینک چشمگیر

کاسه شیشه ای کرن بری

لنز عینک فتوکرومیک . این رنگ توسط نانو ذرات نقره ایجاد می شود .

• سلنیوم مانند منگنز می‌تواند در غلظت‌های کم برای رنگ‌زدایی شیشه یا در غلظت‌های بالاتر برای ایجاد رنگ مایل به قرمز ، ناشی از نانوذرات سلنیوم پراکنده در شیشه استفاده شود. این یک عامل بسیار مهم برای ساخت شیشه های صورتی و قرمز است. هنگامی که همراه با سولفید کادمیوم استفاده می شود ، ^[9] رنگ قرمز درخشانی به دست می دهد که به نام "سلنیوم یاقوت" شناخته می شود.
• مس فلزی خالص شیشه ای قرمز تیره و مات تولید می کند که گاهی به عنوان جایگزینی برای طلا در تولید شیشه های یاقوتی رنگ استفاده می شود.
• طلای فلزی ، در غلظت‌های بسیار کوچک (حدود 0.001% یا 10 پی‌پی‌ام)، شیشه‌ای با رنگ یاقوتی غنی ("گلد یاقوت" یا "روبینو اورو") تولید می‌کند، در حالی که غلظت‌های پایین‌تر رنگ قرمز کم‌تری را تولید می‌کند که اغلب به عنوان کرن بری به بازار عرضه می‌شود . ". این رنگ به دلیل اندازه و پراکندگی ذرات طلا ایجاد می شود. شیشه طلایی یاقوتی معمولاً از شیشه سربی با قلع اضافه ساخته می شود .
• ترکیبات نقره مانند نیترات نقره و هالیدهای نقره می توانند طیف رنگی از نارنجی -قرمز تا زرد ایجاد کنند. نحوه گرم شدن و سرد شدن شیشه می تواند تاثیر قابل توجهی بر رنگ های تولید شده توسط این ترکیبات داشته باشد. همچنین لنزهای فتوکرومیک و شیشه های حساس به نور بر پایه نقره ای ساخته شده اند.
• بنفش کاسیوس یک رنگدانه بنفش است که از واکنش نمک های طلا با کلرید قلع (II) تشکیل می شود.

رنگ به شیشه اضافه شد

روش‌های اصلی این کار ، شیشه‌های لعابی است که اساساً تکنیکی برای نقاشی الگوها یا تصاویر است که برای ظروف شیشه‌ای و روی شیشه‌های رنگی استفاده می‌شود، و رنگ شیشه‌ای، معمولاً سیاه و نقره‌ای که رنگ زرد را به نارنجی روی شیشه‌های رنگی می‌دهد. همه اینها برای رفع آنها در کوره یا کوره پخته می شوند و در صورت استفاده صحیح می توانند بسیار بادوام باشند. این در مورد شیشه های "رنگ سرد"، با استفاده از رنگ روغن یا سایر مخلوط ها، که به ندرت بیش از چند قرن دوام می آورند، صادق نیست.

اجزاء رنگی

اکسید قلع با آنتیموان و اکسیدهای آرسنیک ، یک لیوان سفید مات ( شیشه شیر ) تولید می‌کند که برای اولین بار در ونیز برای تولید چینی بدلی استفاده شد و اغلب سپس با لعاب رنگ‌آمیزی می‌شود . به طور مشابه، برخی از لیوان‌های دودی ممکن است بر اساس ادغام‌های تیره رنگ باشند، اما با رنگ‌آمیزی یونی امکان تولید رنگ‌های تیره نیز وجود دارد (به بالا مراجعه کنید).

رنگ ناشی از پراکندگی

جلوه Tyndall در شیشه مادی : از کناره آبی به نظر می رسد، اما نور نارنجی از آن می تابد. ^[10]

شیب اندازه منافذ شیشه ای متخلخل (منافذ بزرگ در سمت راست). رنگ آمیزی بر اساس اثر Tyndall .

اگر ابعاد فازها مشابه یا بزرگتر از طول موج نور مرئی باشد ، شیشه‌های حاوی دو یا چند فاز با ضریب‌های شکست متفاوت ، رنگ‌آمیزی را بر اساس اثر تیندال و با تئوری Mie نشان می‌دهند. نور پراکنده همانطور که در تصویر مشاهده می شود آبی و بنفش است، در حالی که نور عبوری زرد و قرمز است.

شیشه دو رنگ

آویز ساخته شده از شیشه دو رنگ

شیشه دی کرویک دارای یک یا چند پوشش در محدوده نانومتری است (به عنوان مثال فلزات، اکسیدهای فلزی یا نیتریدها) که به شیشه خاصیت نوری دو رنگ می دهد . همچنین ظاهر آبی برخی از جلوپنجره خودروها به دلیل دورنگی بودن ایجاد می شود.

همچنین ببینید

• نظریه میدان کریستال - رنگ آمیزی توضیح فیزیکی
• رنگ شیشه های رنگی قرون وسطایی
• تاریک شدن هیدروژنی
• جذب یون هیدروکسیل
• مواد شفاف

مراجع

1. Bernard HWS De Jong، Ruud GC Beerkens، Peter A. van Nijnatten: "Glass"، در: "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry"; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA، 2002، doi :10.1002/14356007.a12_365
2. ورنر فوگل: "شیمی شیشه ای"؛ Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K; ویرایش دوم (آبان 1994)، شابک 3-540-57572-3 
3. تشکیل نانوذرات طلا در شیشه یاقوت طلا: تأثیر قلع
4. مواد مورد استفاده در ساخت شیشه های رنگی بایگانی شده در 02-04-2010 در Wayback Machine 1st-glass.1st-things.com (دیوید ام ایسیت). بازبینی شده در 9 آوریل 2014
5. ناسائو، کورت (2001). فیزیک و شیمی رنگ: پانزده علت رنگ وایلی. شابک 978-0-471-39106-7. بازبینی شده در 4 آوریل 2013 .
6. برگه اطلاعات شیمیایی - کروم بایگانی شده در 15-08-2017 در Wayback Machine www.speclab.com. بازبینی شده در 3 اوت 2006
7. R. Barbour. "دم کردن شیشه برای تکنسین های آزمایشگاهی" (PDF) . wiredfreak.com بایگانی شده از نسخه اصلی (PDF) در 26 مارس 2012 . بازبینی شده در 9 آوریل 2014 .
8. شیشه اورانیوم www.glassassociation.org.uk (باری اسکلچر). بازبینی شده در 3 اوت 2006
9. «سلنیوم». دیکشنری مصور شیشه ای . www.glassonline.com. بایگانی شده از نسخه اصلی در 1 اکتبر 2011 . بازبینی شده در 9 آوریل 2014 .
10. "چرا آسمان آبی است و غروب خورشید قرمز است؟: آبی و قرمز". علل رنگ . موسسه پیشرفت پویا آموزشی . بازبینی شده در 23 آوریل 2014 .