


Kleur in glas
Entry 06 / 15
12 min read
Kleur in glas is chemie. Hetzelfde metaal kan glas blauw of rood maken, afhankelijk van de vlam, en hetzelfde glas kan helder zijn als het heet is en gekleurd zodra het opnieuw wordt verhit. Dit artikel legt uit waarom en hoe je hier mee werkt met de brander.
Het behandelt de vier manieren waarop glas zijn kleur krijgt, een metaal-voor-metaal-gids, waarom glas transparant is en hoe het kleurloos wordt gemaakt, de kleurtechnieken met de brander en tot slot wat er bijzonder is aan kleur in borosilicaatglas, hoe je kleuren test en hoe je ze veilig gebruikt.
Hoe glas zijn kleur krijgt
Wanneer we metalen aan glas toevoegen, hebben de metaalatomen elektronen die energie van licht kunnen absorberen. Wit licht bevat elke kleur: rood, oranje, geel, groen, blauw, violet. Elke kleur komt overeen met een andere energie. Wanneer metalen sommige kleuren absorberen, verwijderen ze deze uit het licht dat door het glas schijnt. Wat overblijft is de kleur die we zien. Kobaltglas absorbeert bijvoorbeeld voornamelijk geel, oranje en rood licht, dus wat je oog bereikt is blauw.
Metalen zijn de meest voorkomende manier om glas te kleuren, maar niet de enige. Er zijn vier hoofdwijzen.
1. Opgeloste metaalionen
Overgangsmetalen zoals kobalt, koper, ijzer, chroom, mangaan en nikkel hebben elektronen die bepaalde energieën van zichtbaar licht absorberen. Bijvoorbeeld: Co²⁺ geeft blauw, Cr³⁺ groen, Mn³⁺ paars. Deze kleuren zijn meestal transparant omdat de ionen volledig zijn opgelost in het glasnetwerk. De exacte tint hangt af van de oxidatietoestand van het ion (hoeveel elektronen het heeft verloren) en zijn omgeving in het glas, wat verklaart waarom één metaal in verschillende recepten en vlammen verschillende kleuren kan geven.
2. Metaalnanodeeltjes
In sommige glazen blijft het metaal niet opgelost als ion, maar vormt het kleine metaaldeeltjes van enkele tot enkele tientallen nanometers groot. Deze reageren met licht door oppervlakteplasmonresonantie: de vrije elektronen op het oppervlak van het deeltje oscilleren samen wanneer licht ze raakt, en de frequentie van die oscillatie bepaalt welke golflengtes worden geabsorbeerd en verstrooid. De deeltjes ontstaan wanneer metaalionen worden gereduceerd tot neutrale atomen, die samenklonteren tot kernen die groeien.
De kleur hangt af van het metaal, de deeltelgrootte en de concentratie. Goud is het klassieke voorbeeld: kleine deeltjes absorberen groen licht, waardoor het glas robijnrood oogt; naarmate ze groeien, verschuift de absorptie naar langere golflengtes en beweegt de kleur naar paars en blauw, en zeer grote deeltjes verstrooien licht en maken het glas troebel of bruinachtig. Zilverdeeltjes absorberen daarentegen blauw-violet, waardoor geel- en amberkleuren ontstaan. Er is dus geen universele regel dat kleinere deeltjes koelere tinten betekenen: bij goud is dat precies andersom.
3. Kristallen in het glas
Hier doen microscopische kristallen het werk, op twee verschillende manieren. Cadmiumsulfide (CdS) en cadmium-sulfoselenide (CdSSe) absorberen al het licht boven een bepaalde energie: CdS blokkeert blauw en oogt geel, en het toevoegen van selenium verschuift de afsnijfrequentie door oranje naar rood. Wanneer deze kristallen zeer klein zijn, kan het glas transparant zijn (de rode kleur van oude verkeerslichtlenzen); grotere kristallen, of een toegevoegde opacifier, maken het opaak. Andere kristallen, zoals tinoxide, absorberen niets maar verstrooien al het licht, waardoor het glas wit en opaak wordt.
4. Kleurcentra (structurele defecten)
Een minder bekend mechanisme. Soms komt kleur niet van een pigment, maar van defecten in de glasstructuur die elektronen vangen. Hoge-energiestraling zoals röntgenstraling of gammastraling creëert deze kleurcentra en kan helder glas bruin maken, wat de reden is waarom cerium wordt toegevoegd aan glas dat bedoeld is voor stralingsomgevingen.
Een metaal-voor-metaal-gids
"Geoxideerd" en "gereduceerd" beschrijven de chemie; bij de brander duwt een zuurstofrijke vlam naar de eerste en een brandstofrijke vlam naar de tweede.
| Kleurstof | Vorm in het glas en kleur | Opmerkingen |
|---|---|---|
| Kobalt | Co²⁺: intens blauw, zelfs bij ongeveer 0,1% | Zeer stabiel in de vlam. Kleine hoeveelheden compenseren ontkleuringsmiddelen. |
| Chroom | Cr³⁺: groen. Cr⁶⁺ (geoxideerd, chromaat): geel | Oxiderende omstandigheden geven geelgroene tinten. Hoge concentraties geven bijna zwart, of chroomoxidekristallen (chroomaventurijn). |
| Mangaan | Mn³⁺ (geoxideerd): violet, paars. Mn²⁺ (gereduceerd): bijna kleurloos | De historische ontkleuring (zie hieronder). |
| IJzer | Fe³⁺ (geoxideerd): bleekgeel tot geelbruin. Fe²⁺ (gereduceerd): blauwgroen. Beide: flesgroen | De groene tint van gewoon glas komt van ijzer in het zand. Amberkleurig flesglas is ijzer in combinatie met zwavel. |
| Koper | Cu²⁺ (geoxideerd): blauw, turquoise, groen. Cu⁺: kleurloos. Cu⁰-nanodeeltjes: robijnrood. Cu₂O-kristallen: opaak rood-oranje | Reductie kan een rood of metaalachtig koperen oppervlak geven. Koperkristallen geven goldstone zijn schittering. |
| Nikkel | Ni²⁺: bruin, geelbruin, grijs; violet in sommige potas- en loodglazen | Wordt gebruikt met andere oxiden voor grijzen en zwarttinten. Sterke reductie geeft grijze of metaalachtige oppervlakken. |
| Goud | Opgelost goud: bijna kleurloos. Au⁰-nanodeeltjes: robijn, roze, cranberry, paars | Ongeveer 0,001% goud is voldoende voor robijnrood glas. De kleur ontwikkelt zich bij het strijken. |
| Zilver | Ag⁺: kleurloos. Ag⁰-nanodeeltjes: geel, amber, oranje | Zilverrijke kunstglazen strijken naar vele kleuren en reduceren tot een zilverglans. |
| Selenium | Geoxideerd selenium: kleurloos. Se⁰-nanodeeltjes: roze tot rood | Een spoor ontkleurt; meer geeft roze. Met cadmiumsulfide vormt het seleniumrobijn. |
| Cadmium | Cd²⁺ alleen: kleurloos. CdS-kristallen: geel. CdSSe-kristallen: oranje tot rood | De felle geel-, oranje- en roodtinten. Oververhitting kan ze dof of bruin maken. Giftig: zie veiligheid hieronder. |
Transparantie, opaciteit en helder glas
Glas is transparant omdat de structuur licht doorlaat: het verstrooit er heel weinig van en absorbeert het nauwelijks.
Glas bestaat voornamelijk uit silicium en zuurstof. De elektronen in deze atomen absorberen ultraviolet en infrarood, maar geen zichtbaar licht. En omdat glas geen korrels of kristalgrenzen in zich heeft, is er niets waar het licht op kan botsen. Dus zichtbaar licht gaat er gewoon doorheen.
Glas kan opaak worden gemaakt door speciale verbindingen aan het gesmolten glas toe te voegen.
Tinoxide (SnO₂) is het klassieke voorbeeld; fluoriden en calciumfosfaat zijn andere. Ze vormen microscopische kristallen wanneer het glas afkoelt, en de kristallen verstrooien licht in alle richtingen, waardoor het glas melkachtig of opaak oogt.
Transparant = alles is op atomaire schaal gemengd.
Opaak = er zitten kleine "vaste deeltjes" in die het licht verstrooien.
Het verhaal van mangaan
Sinds minstens de Romeinse tijd wordt mangaan (samen met antimoon) gebruikt om glas te ontkleuren, waardoor de groenachtige tint van het ijzer in het zand wordt geneutraliseerd. Het werkt op twee manieren. Chemisch gezien verandert het sterk gekleurde blauwgroene Fe²⁺ in veel blekere Fe³⁺. Visueel gezien ligt een beetje paars Mn³⁺ tegenover groen op het kleurenwiel, waardoor de overgebleven tinten elkaar uitdoven. Het resultaat: glas dat kleurloos oogt.
Er is een bijwerking. Jarenlang ultraviolet licht van de zon verandert het bijna kleurloze Mn²⁺ weer in paars Mn³⁺, en helder glas wordt langzaam lavendelkleurig. Dit is solarisatie, en verzamelaars noemen het resultaat "door de zon paars geworden" of "door de zon gekleurde amethist" glas.
In de Amerikaanse flesindustrie was mangaan de standaard ontkleuring vanaf ongeveer 1870-1880 tot ongeveer 1920. De Eerste Wereldoorlog verstoorde de aanvoer: Duitsland wordt vaak genoemd als bron, hoewel onderzoek aantoont dat veel ervan uit India en Brazilië kwam. De belangrijkste reden was technologisch: mangaan werkte goed in de potten van de handmatige productie, maar slecht in de grote vaten die de nieuwe automatische flesmachines voedden, en selenium was goedkoper. Daarom dateren paarsgetinte flessen en ramen meestal van vóór de jaren 1920.
Selenium en cerium
Selenium ontkleurt op dezelfde visuele manier: een spoor roze, vaak uitgebalanceerd met een beetje kobalt, maskeert het groen. Ceriumoxide werkt chemisch, oxideert Fe²⁺ tot Fe³⁺, en weerstaat ook bruinverkleuring door straling. Tegenwoordig doen zuiverdere, ijzerarme grondstoffen het grootste deel van het werk.
Kleurtechnieken met de brander
Striken
Sommige glazen zien er transparant of bleek uit terwijl ze heet zijn, maar de kleur verschijnt wanneer ze voorzichtig worden verhit. De kleur hangt af van deeltjes die nog niet gevormd zijn. Wanneer het glas zeer heet is, zijn de metalen opgelost als ionen. Terwijl het afkoelt, vormen zich kleine kernen; opnieuw verhit tot een gematigde temperatuur, groeien deze uit tot deeltjes die groot genoeg zijn om het glas te kleuren. Strijkglazen bevatten meestal goud, zilver, koper, selenium of cadmium.
Stap voor stap: laat het stuk afkoelen totdat de gloed verdwenen is. Verhit het voorzichtig (in de oven, of in een koeler deel van de vlam) zonder het weer tot gloed te brengen. Nanodeeltjes vormen zich. De kleur verschijnt. Stop wanneer je het mooi vindt: te veel strijken kan sommige kleuren donker, modderig of opaak maken, en verhitten tot een volledige gloed kan de deeltjes doen oplossen, waardoor je opnieuw moet beginnen.
Reductie
Wanneer de vlam weinig zuurstof bevat, worden sommige metalen gereduceerd. Dit kan metaalachtige oppervlakken, iriserende kleuren en donkerdere tinten produceren. Het is zeer gebruikelijk bij zilverrijke glazen, en bij goud- en koperglazen. Reductie-effecten zitten op het oppervlak, dus een oxiderende vlam kan ze weer wegbranden.
Fuming
Fuming betekent het verdampen van fijn zilver of puur (22-24 karaat) goud in de vlam, zodat de damp neerdaalt als een microscopisch dunne film op heet glas. Een klein stukje metaal, meestal vastgeplakt aan het uiteinde van een glasstang, wordt in een hete, oxiderende vlam gehouden, en het stukje wordt stroomafwaarts gehouden zodat de damp eroverheen wast. In helder glas ingesloten, geeft de film zachte kleuren.
De dikte van de film bepaalt het resultaat. Lichte zilverfuming oogt bleekgeel tot amber wanneer je erdoor kijkt, en over een donkere achtergrond wordt zwaarder zilver vaak als blauw gezien. Goud geeft zachte roze tinten die verdiepen naar roze en magenta, en zwaar goud ziet er metaalachtig of spiegelachtig uit. Beide blijven zich ontwikkelen in de oven, dus beoordeel de kleur na het uitharden.
De variabelen die het resultaat bepalen:
- Glasstemperatuur: warm genoeg voor de damp om te plakken, niet zo heet dat het zacht wordt; veel lampworkers fumen net onder een zichtbare gloed.
- Afstand van het metaal langs de vlam: een paar centimeter is typisch; dichterbij deponert over het algemeen meer.
- Hoek ten opzichte van de dampstroom: recht van voren geeft een egene laag, schuin een verloop.
- Snelheid en aantal halen: langzamere halen deponeren meer, en elke extra haal voegt diepte toe.
- Vlam: heet en oxiderend om het metaal te verdampen (goud heeft meer hitte nodig dan zilver), dan neutraal om in te sluiten. Sterk verhitten van oningesloten fuming kan het wegbranden.
Ingesloten fuming: fumeer een binnenlaag, sluit deze in helder glas in, en voeg dan meer lagen toe. Het resultaat is driedimensionaal, bijna holografisch. Je kunt ook zilver over goud in lagen aanbrengen voor ongebruikelijke tinten.
Reactieve glazen
Sommige glazen reageren met elkaar waar ze elkaar raken. De klassieke voorbeelden hebben te maken met zwavel: een zwavelhoudend glas dat een glas met koper, zilver of lood raakt, vormt donker metaalsulfide op de grens, zichtbaar als een donkere lijn of halo. Een bekende zachtglascombinatie is ivoor met koper-turquoise. Doelbewust gebruikt, trekken deze reacties fijne contouren; per ongeluk maken ze een ontwerp modderig.
Dichroïsch glas
Dichroïsch glas draagt een coating van vele zeer dunne lagen metaaloxiden en silica, verdampt door een elektronenbundel in een vacuümkamer: vaak 30 tot 50 lagen, minder dan een duizendste van een millimeter in totaal. Licht dat reflecteert van de laaggrenzen interfereert, waardoor één band van kleuren wordt gereflecteerd terwijl de complementaire kleuren erdoorheen gaan, en beide verschuiven met de kijkhoek. Het is optische interferentie, dezelfde natuurkunde als een zeepbel. Moderne coatings zijn voortgekomen uit NASA-gerelateerd onderzoek naar optische filters. Voor lampworking, gebruik dichroïsch glas dat is gemaakt voor jouw glassoort, sluit het in, en vermijd oververhitting, wat de coating kan dof maken of doen afbreken.
Werken met kleur met de brander
- Overlay transparante kleuren: een basiskleur met een andere transparante tint erbovenop creëert een kleur die lijkt te verschuiven met het licht.
- Verlopen: varieer de hitte over een stuk om kleurverlopen te creëren, vooral in sculpturaal werk en met strijkkleuren.
- Voorverwarm kleur: houd kleurstangen warm in een koeler deel van de vlam voordat je ze toevoegt, voor een egene kleur en minder thermische schok.
- Let op de dikte: transparanten zien er veel lichter uit in een dunne stringer dan in een dikke opname, en kobalt kan bijna zwart ogen in een zwaar stuk.
Kleur in borosilicaat, testen en veiligheid
Waarom het borosilicaatpalet anders is
Borosilicaat begon als laboratoriumglas, dus gekleurde boro-staven voor studio-artiesten zijn recent vergeleken met de lange traditie van gekleurd zacht glas. Het is ook moeilijker te kleuren: boro is rijk aan silica en boor, arm aan alkali en wordt veel heter bewerkt, dus kleurstoffen lossen en gedragen zich anders; vluchtige ingrediënten zoals zwavel, selenium en cadmium zijn moeilijker vast te houden; en elke kleur moet passen bij de lage uitzetting van helder boro (COE rond 33). Lange tijd bood boro minder en blekere kleuren, waarbij felle rood- en geeltinten bijzonder moeilijk waren. Het gat is kleiner geworden: zilver- en goudrijke strijkkleuren werden een boro-sterkte, en helderdere cadmium-gebaseerde opaques volgden. Het assortiment is nog steeds kleiner dan zacht glas, en meer afhankelijk van hitte en vlam. Meer over het glas zelf in Wat Glas Is: Structuur, Soorten en Borosilicaat.
Kleuren testen
- Maak een gelabeld teststuk voor elke nieuwe kleur, met maker, naam en batchnummer: batches kunnen variëren.
- Test het zoals je het zult gebruiken: dun en dik, ingesloten en op het oppervlak, gestroken en ongestroken, neutrale en reducerende vlam. Noteer wat je hebt gedaan.
- Uitharden voordat je oordeelt, aangezien veel kleuren verschuiven in de oven.
- Kijk in verschillende licht: daglicht en binnen, tegen wit en donker, met licht dat erdoorheen gaat en reflecteert.
- Test combinaties op reacties en compatibiliteit voordat je een afgewerkt stuk maakt.
Veiligheid met kleur
Deze voegen zich toe aan de basis van de studio in De Studio: Werkruimte, Veiligheid en Uitrusting.
- Cadmium- en seleniumkleuren: cadmiumverbindingen zijn giftig en kankerverwekkend, en seleniumverbindingen zijn ook giftig. In afgewerkt glas zitten ze vast, maar het oververhitten van deze kleuren kan dampen vrijgeven. Werk met goede ventilatie, laat ze niet koken of verbranden, lees het veiligheidsinformatieblad van de leverancier, en houd dergelijk glas uit de buurt van voedselgebruik.
- Fuming: metaaldampen zijn gevaarlijk om in te ademen. Fumeer alleen met sterke lokale afzuiging die de damp uit de studio voert. Gebruik alleen fijn zilver en puur goud: nooit sterling, gecoat metaal, soldeer of onbekend metaal, wat koper, zink, lood of cadmium kan bevatten.
- Stof en hygiëne: slijp gekleurd glas nat, veeg stof af met een vochtige doek, was je handen na het hanteren van stangen en frit, en eet of drink niet aan de werkbank.
Volg altijd de veiligheidsgegevens van je leveranciers en lokale regelgeving.
Nu kleur begrepen is, is de volgende stap het afgewerkte stuk: Afwerking, Combineren en Problemen Oplossen.
Test yourself10 questions
Choose one answer for each question, then check your results at the end.
-
01Why does cobalt glass look blue?
What reaches your eye is the light that was not absorbed.
-
02What makes gold ruby glass red?
This is surface plasmon resonance: the particles' surface electrons oscillate and absorb green light.
-
03As gold particles grow larger, the colour moves:
There is no universal rule that smaller means cooler: for gold it is the opposite.
-
04How does tin oxide make glass opaque?
Transparent means mixed at the atomic level; opaque means tiny solid things inside scatter the light.
-
05What was manganese historically used for in glass?
It turns blue-green Fe²⁺ into paler Fe³⁺, and a touch of purple masks what is left.
-
06Why does some old clear glass turn lavender in the sun?
Collectors call it sun-purpled glass. It helps date bottles made before the 1920s.
-
07What is striking?
Stop when you like the colour: overstriking can make some colours dark or muddy.
-
08Which metals should be used for fuming?
Never sterling, plated metal or solder, which can contain copper, zinc, lead or cadmium. Always fume under strong extraction.
-
09Where does dichroic glass get its colour?
The same physics as a soap bubble: colours shift with the viewing angle.
-
10Why is the borosilicate colour palette smaller than soft glass?
The gap has narrowed: silver and gold striking colours became a boro strength.
0 / 10 answered






























