Ołów w szkle - Notatki - Marketing, Notatki z Marketing

Pobierz Ołów w szkle - Notatki - Marketing i więcej Notatki w PDF z Marketing tylko na Docsity! Ołów w szkle Plan prezentacji: 1. Szkło, ołów, kryształ - ciekawostki: Według norm europejskich chodzi o „szkło” wtedy, kiedy szklany produkt zawiera mniej niż 40% tlenku ołowiu. Szklany produkt, który zawiera więcej niż 10% ołowiu, nazywany jest „kryształem”, a szkło zawierające więcej niż 30% ołowiu nazywa się kryształ ołowiany. Natomiast w USA wystarczy 1% ołowiu i szkło wtedy ma już postać kryształu. W innych krajach chodzi o znaczenie słów i termin „kryształ” można użyć dla jakiegokolwiek wyszlifowanego i jakościowego szkła przeźroczystego. Ołowianym kryształem jest kryształ nazywany, jeżeli ma więcej niż 24% ołowiu. Następną możliwością jest kryształ, który zawiera mniej niż 24% ołowiu, jednak zawiera większy procent tlenku baru, który zapewnia wymaganą jakość przełomu światła. 2. Związki ołowiu, właściwości i zastosowanie: Ołów ( ciężar atomowy 207,2 ) występuje na ogół w szkle w postaci jonu modyfikującego Pb2+. Obecność ołowiu zmiękcza szkło i dzięki temu można go łatwiej szlifować i grawerować. Ołów daje szkłu większą wagę, co powoduje, że szkło łamie światło, czyli promienie światła przechodzą szkłem w kolorach tęczy. Wprowadzenie PbO do szkła powoduje bardzo znaczny wzrost współczynnika załamania – z ok. 1,5 dla szkieł konwencjonalnych do ok. 1,65 dla szkieł o zawartości ok. 50% PbO, a nawet 1,8 dla szkieł o bardzo wysokiej zawartości ołowiu, np. 80%. Wraz ze wzrostem zawartości PbO w szkle wzrasta również średnia dyspersja (nf – nc), np. z ok. 0,007-0,008 dla szkieł konwencjonalnych do ok. 0,02 dla szkła flint o zawartości ok. 50% PbO. Ze względu na właściwości optyczne, jakie nadaje szkłu PbO, szkła ołowiowe stosuje się do wytwarzania licznych szkieł optycznych ( tzw. Flinty ) jak również kryształów – szkieł ozdobnych zawierających ( wg PN-69/A-13200 ) powyżej 18% PbO. Szerokie zastosowanie znalazły również szkła ołowiowe jako ekrany ochronne absorbujące promieniowanie krótkofalowe, np. Roentgena. PbO powoduje również zmniejszenie elektrycznej przewodności skrośnej; jest to wykorzystywane przy wytwarzaniu szkieł, przeznaczonych np. do izolacji metalowych części lamp itp. Wysoka masa atomowa Pb powoduje, iż szkła zawierające ołów mają znacznie większy ciężar właściwy niż szkła konwencjonalne ( szkła sodowo-wapniowe – ok.2,5 G/cm3, ciężkie flinty 6,0 G/cm3 lub więcej). Szkła zawierające ołów są mechanicznie bardziej miękkie i mniej odporne na działanie kwasów od szkieł konwencjonalnych, dają się więc łatwo rzeźbić i trawić. PbO zmniejsza lepkość szkieł, co ułatwia topienie, klarowanie i formowanie; PbO w topionym szkle redukuje się jednak bardzo łatwo do postaci metalicznej, co powoduje ciemnienie masy; stwarza to konieczność utrzymywania utleniającej atmosfery przy topieniu i stosowaniu odpowiednich środków ostrożności w przemyśle przetwórczym przy obróbce na palniku. 3. Minia Ołowiana jako surowiec wprowadzający PbO: Podstawowym surowcem wprowadzającym PbO jest minia ołowiana o wzorze sumarycznym Pb3O4. Minia rozkłada się w temperaturze 500OC według równania : 2Pb3O4 → 6PbO + O2 Według PN-59/C-81004 minia ołowiana dzieli się na 3 gatunki. Zawartość ołowiu w przeliczeniu na PbO wynosi 97,5% dla gatunku I do 97,2% dla gatunku III. Wielkość ziarna powinna być mniejsza od 0,063mm. Przy czym pozostałość na sicie nie może przekraczać odpowiednio dla gatunku I – 1,5%, dla gatunku II – 2,0%, a dla gatunku III – 3,0%. Badania minii polegają m.in. na oznaczeniu wilgotności i zawartości ołowiu w przeliczeniu na PbO. Do produkcji szkła stosuje się na ogół minię I i II gatunku. Ciężar nasypowy minii ołowianej wynosi 2,4 kG/dm3. Minię ołowianą otrzymuje się fabrycznie z minerałów zawierających ołów, których bogate złoża posiada Polska. Minia, jak wszystkie związki ołowiu, jest trująca, wywołuje również ciężkie choroby skóry. 4. Występowanie ołowiu w szkle – szkła ołowiowe : historia…… Historia szkła ołowiowego sięga początku XVII wieku. W 1612 roku rząd angielski wydał ustawę zakazującą używania drewna do palenia w piecach szklarskich. Drewno zastąpić miał węgiel kamienny, którego pokłady odkryto właśnie w Anglii. Węgiel nie chciał się jednak palić w piecach, w których nie było ciągu powietrza. W 1635 roku stwierdzono, że dodatek większej ilości tlenków ołowiu czyni zestaw łatwo topliwym nawet przy krytych donicach. Zaczęto więc topić masę szklaną z dodatkiem ołowiu. Szkło ołowiowe zastosowano do wyrobu naczyń najpierw w Holandii a następnie w całej Europie. 5. Czym jest kryształ??? Szkło kryształowe, produkcja. Kryształ produkuje sie w ten sam sposób co zwykłe szkło. To znaczy w piecu o temperaturze około 1300 ºC stapia sie razem piasek kwarcowy, węglan wapnia, węglan sodu i inne składniki. Jednak w przypadku kryształu zamiast węglanu sodu dodaje sie tlenek ołowiu. Zawartość tego ostatniego sprawia, że kryształ jest 1,5 do 2 razy cięższy od zwykłego szkła, daje sie łatwo formować, szlifować i jest „brylantowy.” Te kryształy, które posiadają około 24% zawartości tlenku ołowiu czyli PbO w całej masie uważane są za najlepiej nadające sie do formowania, mają „brylantową” przezroczystość i są najdroższe. Niewielkie domieszki tlenków metali powodują, że niektóre kryształy choć bezbarwne maja odcień fioletowy lub żółty. Przeprowadzono wiele badań czy tlenek ołowiu zawarty w krysztale przenika do napojów, np. wskutek rozpuszczania przez napoje czy alkohol. Nie stwierdzono takiego wpływu. Należy jednak sądzić, że podczas produkcji tych wyrobów należy zachować ostrożność właśnie z powodu obecności ołowiu. Obecnie produkuje się szkło o nazwach np. crystalin gdzie tlenek ołowiu zastępuje się innymi dodatkami, które powodują, że wyroby mają prawie identyczny brylantowy połysk. Warto więc sprawdzać, czy producent podał na opakowaniu jakich norm ochrony środowiska przestrzega np. ISO 14000. Z drugiej strony czy producenci innych wyrobów chętnie o tym informują. Kryształu używa sie też do produkcji przezroczystych osłon przeciw promieniowaniu gamma i rentgenowskim oraz do produkcji soczewek optycznych - to z powodu genialnych własności załamywania światła. Dziś kryształy choć jest ich w sklepach dużo mniej niż szkła sodowego dalej cieszą sie uznaniem. Szkło kryształowe szczególnie cenione jest w krajach Europy Zachodniej, Ameryki i Australii, gdzie docenia sie, że wykonano je ręcznie. Tak piękne motywy roślinne, zwierzęce, figury mogą powstać tylko na kryształach. Często są one wynikiem wielogodzinnej pracy rzemieślnika, który uzyskuje piękne motywy na szlifierce, zanurza wyroby w kwasie, aby nadać szlifom ciekawy matowy bądź gładki wygląd. W Polsce istnieje wiele firm produkujących szkło kryształowe oraz warsztatów zajmujących sie szlifowaniem wazonów, pater, kielichów i pamiątek. Wiele z nich znajduje sie w Sudetach, na Podkarpaciu, Małopolsce i Kujawach. Ich wyroby trafiają do najdalszych zakątków świata. 6. Ołowiowe szkła kryształowe, technologia produkcji a oddziaływanie na środowisko naturalne: Skład chemiczny ołowiowych szkieł kryształowych mieści się w granicach: 58,0 – 60,5 SiO2; 24,3 – 25,2 PbO; 1,5 – 4,4 Na2O; 11,0 – 13,1 K2O; 0 – 2,7 BaO; 0 – 0,9 ZnO; 0 – 0,6 B2O3 Standardowe technologie produkcji ołowiowego szkła kryształowego i ich oddziaływanie na środowisko naturalne Jedna z najbardziej uciążliwych technologii szklarskich dla środowiska naturalnego jest technologia produkcji ołowiowego szkła kryształowego w swej standardowej postaci. Klasyczna technologia produkcji ołowiowego szkła kryształowego składa się z poszczególnych faz produkcyjnych, które schematycznie podano na rysunku poniżej, zaznaczając równocześnie zagrożenia środowiska powodowane tymi procesami. Najbardziej uciążliwe, w sensie oddziaływania na środowisko naturalne, są niewątpliwie dwie fazy: topienie masy szklanej oraz chemicznego polerowania wyrobów. Szlifowanie i chemiczne polerowanie wyrobów szklanych Zagrożeniem dla środowiska w tych procesach są odpady oraz emisje gazowe. W procesach tych wykorzystuje się duże ilości wody, która potem staje się kłopotliwym ściekiem. Zastosowanie urządzenia z wymieniaczem jonowym pozwala na odseparowanie ze ścieków siarczanów i fluorków, ołowiu i arsenu. Czescy producenci ołowiowych szkieł kryształowych stosują aktywowany bentonit do separowania związków ołowiu ze ścieków. W austriackiej firmie opracowano metodę odzyskiwania ołowiu ze ścieków popolerskich, w postaci koncentratu węglanu ołowiu. 7. Bezołowiowe szkła kryształowe alternatywą dla tradycyjnych szkieł kryształowych: Produkcja ołowiowego szkła kryształowego stwarza istotne zagrożenie dla środowiska naturalnego, głównie poprzez emisję do powietrza atmosferycznego pyłów zawierających praktycznie większość surowców wchodzących w skład zestawu szklarskiego, w tym toksycznych tlenków ołowiu i arsenu oraz gazów, w tym przede wszystkim tlenków azotu i węgla. Zagrożeniem dla gleby i wód są ścieki oraz odpady powstające zasadniczo w procesach mechanicznego szlifowania i chemicznego polerowania wyrobów. UE wprowadziła stosowne przepisy, które nakładają niezwykle ostre wymagania odnośnie do emisji związków ołowiu do atmosfery i wód. Problemy te są na tyle istotne, iż stały się przedmiotem szeroko zakrojonych badań we wszystkich krajach liczących się jako producenci i eksporterzy szkieł kryształowych na rynkach świata. Badania prowadzone są w trzech kierunkach: • modyfikacji powierzchni wyrobów ze szkła kryształowego • modyfikacji składu chemicznego szkieł kryształowych • opracowania kompozycji bezołowiowych szkieł kryształowych Dwa pierwsze mogą podnieść bezpieczeństwo użytkowania szkieł kryształowych, nie mają jednak większego wpływu np. na zagrożenia na jakie narażony jest w czasie produkcji personel hut szkła kryształowego oraz środowisko naturalne. Problemy związane z zanieczyszczeniem środowiska podczas produkcji i obróbki szkieł kryształowych mogą być usunięte jedynie przez zastąpienie toksycznego tlenku ołowiu innymi, mniej szkodliwymi komponentami. Produkcja szkieł kryształowych w Polsce oparta jest na klasycznej technologii produkcji, bazującej na szkle, które w swoim składzie zawiera min. 24% mas. tlenku ołowiu i która nie spełnia przepisów zawartych w Dyrektywie UE, ani w projekcie rozporządzenia Rady Ministrów w sprawie szczegółowych wymagań dla szkła kryształowego, sposobu identyfikacji i znakowania. OD TEGO : 5.Ważne aby przy opracowywaniu kompozycji szkieł bezołowiowych powinno być zachowanie przez nie wszystkich istotnych właściwości fizykochemicznych, jakimi odznaczają się klasyczne szkła kryształowe, tj. gęstość > 2,90 g/cm3, współczynnika załamania światła Nd>1,545, transparentności min.90% i dyspersji wyrażonej liczbą Abbe’go 44-46. Poza tym, szkła kryształowe powinny być łatwe do formowania i szlifowania, wysoką bezbarwność i jakość powierzchni a także dobre właściwości mechaniczne, określające podatność wyrobów na cięcie i szlifowanie. Zachowanie tych właściwości jest bardzo trudne i często nowe szkła nie są szkłami idealnymi. Zastąpienie jednego szkła przez inne z reguły wiąże się ze zmianą charakterystyk temperaturowo – lepkościowych tj. warunków topienia i formowania. (np. typowym efektem eliminacji PbO ze składu szkła jest to, iż staje się ono „krótsze”, co może wymusić zmianę warunków formowania – np. zwiększenie szybkości). Innym skutkiem może być wzrost twardości szkła a co za tym idzie pogorszenie warunków jego obróbki. Ze względu na właściwości tradycyjnych szkieł kryształowych uzyskanie dobrego substytutu ołowiowego szkła kryształowego musi być zatem procesem długotrwałym, wymagającym tworzenia różnego rodzaju symulacji i modeli matematycznych, badań eksperymentalnych oraz wielu prób przemysłowych. Składnikami, które mogą zastąpić w składzie szkieł kryształowych toksyczny tlenek ołowiu, są takie tlenki jak: BaO, CaO, MgO, SrO, ZnO, TiO2, ZrO2, SnO2, HfO2, Bi2O3, La2O3, Nb2O5 i Ta2O5. Najpopularniejszą alternatywą dla ołowiu jest bar. Ba2+ – jon baru ma jeden z największych promieni jonowych, posiada duże rozmiary oraz dużą polaryzowalność; ma korzystny wpływ na właściwości optyczne szkieł; powoduje wzrost współczynnika załamania światła bez równoczesnego podwyższania dyspersji optycznej. Szkła (BaO>10%mas.) mają tendencję do przybierania żółtawo-zielonego odcienia. Innym doskonałym substytutem dla ołowiu jest bizmut, również możliwy jest stront. 8. Nowe technologie: Przede wszystkim odchodzi się dziś od kieliszków kryształowych. Jest to spowodowane zawartością ołowiu w krysztale, co według niektórych badań może być szkodliwe dla użytkownika. Badania te wykazały, że długotrwały kontakt wina i innych alkoholi ze ścianką takiego kieliszka może powodować uwolnienie ołowiu do napoju. jest to możliwe szczególnie w przypadku karafek do whisky, - ale nie wydaje się, aby ktoś na dłuższy czas zostawił pyszne wino w kieliszku….. W niektórych krajach, na przykład w Stanach Zjednoczonych, w stanie Kalifornia i Montana, wprowadzono de facto zakaz sprzedaży detalicznej oraz użytkowania w restauracjach szklanych pojemników z zawartością ołowiu. Podobne obostrzenia rozważa Unia Europejska. Dlatego dobrym rozwiązaniem jest korzystanie z kieliszków, które nie zawierają ołowiu. Najlepszym tego przykładem są kieliszki firmy Spiegelau. To wyroby kryształowe bez zawartości ołowiu. Ołów został zastąpiony platyną, co pozwala zachować trwałość szkła, jego doskonałą przezroczystość oraz piękny połysk porównywalny z kieliszkiem kryształowym, który zawierał ołów. 9. Podsumowanie: Ołów i jego rozpuszczalne związki są szkodliwe dla zdrowia tylko wtedy, gdy bezpośrednio oddziałują na organizm człowieka. Jeśli jednak taki kontakt nie zachodzi, metal ten nie ma możliwości wywierania szkodliwego oddziaływania na zdrowie. Dodatki ołowiu do szkła nadają mu wyższy współczynnik załamania i stają się niezbędne do uzyskania wymaganych właściwości optycznych. Obiektywy specjalne o wysokiej jakości, w szczególności o zmiennej ogniskowej, zawierające skomplikowane układy soczewek i używane w kamerach telewizyjnych, zawdzięczają swoją jakość właśnie dodatkowi ołowiu.