SMALT V TECHNICKÝCH OBORECH A PRŮMYSLU

Smalt je v technických oborech považován za výsledný produkt fyzikálně-chemických reakcí v procesu tepelného zpracování skla komplikovaného chemického složení s dalšími složkami anorganického charakteru, spojující v sobě vlastnosti skla a keramiky se schopností adheze ke kovu. Smalt je představitelem nekovových anorganických povlaků. Jeho ochranná funkce spočívá ve vytvoření nerozpustné celistvé vrstvy natavené na podkladovém kovu, která chrání kov před působením agresivního prostředí.

Až do počátku 19. století smalt obsahoval některé jedovaté příměsi a těžké kovy, proto nebyl vhodný k povrchové úpravě kuchyňského nádobí. Zásadní změnu přinesl až chemik a vynálezce Eduard Bartelmus, který zavedl výrobu bílého zdravotně nezávadného smaltu použitelného na železné nádobí. Některé dobové prameny hovoří o tom, že vynález bezolovnaté smaltovací techniky pochází z polských Gliwic a u nás byl poprvé uplatněn v Leesově smaltovně ve Frýdlantu nad Ostravicí. Počáteční rozvoj smaltování brzdil nedostatek kvalitních, čistých a levných surovin. Napomohly mu nové postupy při výrobě sody a boraxu a objev nových zdrojů surového materiálu.

Základ smaltů tvoří předtavená frita – surovina na bázi sklotvorných látek a další přísady. Oxidy tvořící sklovitou fritu (např. SiO₂, Al₂O₃, CaF₂, K₂O, Na₂O, B₂O₃, MnO₂, CaO) získáme ze surovin na bázi sklářských písků, živců, uhličitanů atd. Vzniklá tavenina skloviny speciálního chemického složení se prudce ochladí, nejčastěji litím do vody za vzniku granulí nebo šupin skla, které nazýváme smaltéřská frita a celý proces se nazývá fritováním. Frita převážnou mírou určuje funkční a technologické vlastnosti sklovitého smaltového povlaku. Následně se smaltová frita mele v kulových mlýnech na prášek, a to s vodou nebo v suchém stavu, přičemž se přidávají i další látky např. barvící, kalící apod. Vrstvy smaltu vznikají postupně v technologickém procesu aplikace smaltéřské suspenze (břečky) poléváním, máčením nebo stříkáním na ocelový podklad a po vysušení se vypalují při teplotě 800 až 950 °C. Nanáší se postupně základní a krycí vrstva smaltu nebo jednovrstvé přímé smalty.

Předností sklovitých minerálních smaltů je to, že jsou souvislé, mají vysokou odolnost proti otěru a izolační schopnosti při současném ozdobném efektu. Výhodou je dlouhá životnost i za vyšších teplot (běžně do 400–500 °C, speciální až do 1100 °C), podstatná je též nízká ekologická zátěž při nanášení smaltů. Smalty mají vysokou korozní odolnost v prostředí organických i anorganických kyselin a jejich solí v širokém rozsahu koncentrací a teplot. Výjimku tvoří kyselina fluorovodíková a fluoridy, které rozpouštějí skelné fáze. Velmi prudce klesá korozivzdornost smaltů, pokud je obsah SiO₂ nižší než 58–60 %. Velmi silně napadají smalty alkalické roztoky, a proto se pro kontakt s těmito roztoky používají jako alkalivzdorné smalty nízkosilikátová skla.

Smalty mají asi desetkrát vyšší odolnost v tlaku než v tahu, např. pevnost v tahu 70–90 MPa, pevnost v tlaku 700–1300 MPa. Tvrdost běžných smaltových povlaků se pohybuje v rozmezí 5–7 stupně tvrdosti podle Mohse a silně závisí na chemickém složení a druhu skloviny.

Mezi nejzávažnější defekty smaltového povlaku patří vada typu „rybí šupina“, která vzniká spolupůsobením vlastností podkladového materiálu, smaltového povlaku a akumulovaného vodíku v daném systému. Trhlina v povlaku ve formě rybí šupiny má negativní vliv zejména na korozní odolnost povlaku. Z tohoto důvodu je nutné vyvíjet nové podkladové materiály – oceli vhodné pro smaltování tak, aby obsahovaly před smaltováním co nejméně plynné složky – zejména vodíku. Zároveň je důležité, aby jejich mikrostruktura co nejvíce omezovala právě pohyb vodíku směrem ke smaltovému povlaku. Totéž platí o vývoji nových typů sklovitých smaltů, u kterých musí obsahovat vrstva bisquitu co nejméně vlhkosti a vázané krystalické vody (zejména při mokrém smaltování po vysušení smaltéřské břečky).

Smalt je povrchovou úpravou třetího tisíciletí. Přechází se na nové typy smaltů včetně použití ve vodě rozpustných smaltéřských prášků. Propaguje se technologie nanášení prášku v poli vysokého napětí, stále se vyvíjejí oceli vhodné pro smaltování a oceňována je nezávadnost smaltů pro kontakt s pitnou vodou a potravinami. Stabilita sklovitých smaltových povlaků v atmosférických podmínkách a dobré absorpční schopnosti těchto materiálů vůči slunečnímu záření podmiňují jejich využití při konstrukci slunečních kolektorů. Celá řada konstrukčních materiálů pracuje rovněž v podmínkách vysokoteplotní koroze, např. jako součásti topenišť, kotlů, spalovacích motorů, pecí, spalovacích turbín a podobně. V těchto případech mohou povrchové systémy na bázi sklovitých a sklokeramických povlaků poskytovat dostatečnou protikorozní ochranu kovových materiálů. Technické smaltování má tedy budoucnost ve strojírenství, energetice, zemědělství či stavebnictví, a to především díky jeho variabilitě v barevnosti, dobré omyvatelnosti, odolnosti proti koroznímu namáhání a dlouhé životnosti. Nové možnosti otevírá použití nanočástic složek smaltéřské břečky a aplikace vrstev v nanorozměrech, kterými lze zvýšit hodnoty křehkolomových vlastností či odolnost proti nárazu. Aplikace vrstev v nanorozměrech stimuluje jeho další použití v medicíně, letectví či kosmonautice – smalt dnes na součástkách raketoplánů létá do vesmíru a je bezesporu high-tech technologií budoucnosti.

Smalt se během dvou staletí svého uplatnění v průmyslové výrobě masově rozšířil. Výrobky s touto povrchovou úpravou nalezneme v každé domácnosti, ať již jde o kuchyňské nádobí a náčiní, koupelnové vany a sanitární hygienické vybavení, nebo o zařízení spotřebního průmyslu rozličného účelu jako jsou pračky, bojlery, kamna, nádrže a podobně. V období první světové války se výrobci orientovali na produkty pro armádu, například lahve, polní kuchyně, sanitární zboží. Šíře výrobků ze smaltované litiny a plechu byla nepřeberná. Vyráběly se džbány, hrnky, hrnce, naběračky, lžičníky, poháry, dózy, dřezy, vědra, věšáky, servisy na čaj a kávu, svícny, lampy, mlýnky, hodiny, pánve, lívanečníky, formy na pečení, koupelnové doplňky, hygienické potřeby

a mnoho dalších. Smalt najdeme na výlevkách, poštovních schránkách, benzinových čerpadlech apod. Osobitým fenoménem se staly smaltované cedule a cedulky rozmanitého účelu, které dnes jako sběratelský artikl a interiérový doplněk zažívají svoji renesanci. Široké spektrum smaltovaných výrobků tovární produkce z 19. a 20. století dnes nacházíme v muzejních sbírkách, kde samozřejmě nejsou sdruženy do samostatných kolekcí dle své povrchové úpravy, ale jsou zařazeny podle časového období nebo dle oboru sbírkového zájmu (např. technika domácnosti, prací a žehlící technika, jemná mechanika, zdravotnická technika). Samostatně bývají budovány kolekce smaltovaných cedulí a značení. Pozoruhodnou sbírku smaltovaného zboží shromáždila

a zpřístupnila v soukromém muzeu sběratelka Jindra Šmídová v Netvořicích.