Czym jest szkło borokrzemowe?
Szkło borokrzemowe to szkło, w którym oprócz krzemionki (SiO2) znajduje się kilkanaście procent tlenku boru (B2O3). Karty techniczne producentów podają dla najpopularniejszej odmiany, tzw. szkła borokrzemowego 3.3, skład zbliżony do: około 80% krzemionki, 12–13% tlenku boru oraz niewielkie ilości tlenków sodu i glinu.
Liczba „3.3” w nazwie nie jest marketingiem. Oznacza współczynnik rozszerzalności cieplnej, czyli to, o ile materiał zmienia wymiary przy ogrzewaniu: około 3,3 × 10-6 na każdy kelwin w zakresie 20–300°C. Właściwości tej odmiany opisuje międzynarodowa norma ISO 3585, stosowana m.in. dla szkła laboratoryjnego i instalacji chemicznych.
Dla porównania: zwykłe szkło sodowo-wapniowe, z którego robi się szyby i większość słoików, rozszerza się mniej więcej trzy razy mocniej. Według danych producenta szkła SCHOTT to właśnie ta różnica przesądza o zachowaniu materiału przy zmianach temperatury.
Dlaczego szkło borokrzemowe lepiej znosi zmiany temperatury?
Bo przy nagrzewaniu i stygnięciu słabiej się rozszerza i kurczy. Gdy na szkło działa ciepło lub zimno, jego zewnętrzna warstwa zmienia temperaturę szybciej niż wnętrze. Każda z tych części chce wtedy mieć inny rozmiar, a w materiale powstają naprężenia. Im większa rozszerzalność cieplna, tym te naprężenia są silniejsze i tym łatwiej o pęknięcie.
Szkło borokrzemowe, rozszerzając się słabiej, przy tej samej różnicy temperatur buduje mniejsze naprężenia. Dlatego wytrzymuje sytuacje, w których zwykłe szkło mogłoby pęknąć. Ma to jednak granice. „Odporne na zmiany temperatury” nie znaczy „odporne na każdą zmianę”. Duża i gwałtowna różnica temperatur, na przykład przeniesienie przedmiotu prosto z zamrażarki do gorącej wody, nadal jest ryzykowna, szczególnie gdy szkło ma mikrouszkodzenia.
Gładkie i nieporowate: co to oznacza dla higieny?
Nieporowata powierzchnia nie ma mikroskopijnych zagłębień, w których mogłyby się zatrzymywać płyny, zapachy czy drobnoustroje. To jeden z powodów, dla których szkło stosuje się w laboratoriach, a w materiałach edukacyjnych o zdrowiu seksualnym wymienia się je, obok silikonu i stali nierdzewnej, wśród materiałów łatwych do utrzymania w czystości.
Odwrotnym przykładem są miękkie, porowate tworzywa, takie jak tzw. jelly, PVC czy niektóre mieszanki TPE. Publikacje z zakresu zdrowia publicznego zwracają uwagę, że w porowatej strukturze trudniej usunąć zanieczyszczenia nawet przy starannym myciu. Duńska Agencja Ochrony Środowiska w raporcie z 2006 roku wykazała też, że część miękkich akcesoriów zawierała zmiękczacze z grupy ftalanów, które mogą przenikać na zewnątrz w trakcie użytkowania. Szkło nie potrzebuje zmiękczaczy, bo jest twarde z natury.
Nieporowatość nie zwalnia jednak z mycia. Gładką powierzchnię po prostu łatwiej doczyścić, a w zwykłej codziennej pielęgnacji wystarcza ciepła woda z łagodnym mydłem.
Dlaczego szkło wydaje się chłodne w dotyku?
Szkło wydaje się chłodne, bo szybciej niż silikon odbiera ciepło ze skóry. Przewodność cieplna szkła borokrzemowego wynosi około 1,2 W/(m·K), a typowego, niewypełnionego silikonu ok. 0,2 W/(m·K). Szkło przewodzi więc ciepło mniej więcej pięć–sześć razy lepiej, dlatego w temperaturze pokojowej odczuwamy je jako chłodniejsze, choć oba przedmioty mają tę samą temperaturę.
Ta sama cecha działa w drugą stronę. Szklany przedmiot zanurzony w ciepłej lub chłodnej wodzie stosunkowo szybko przyjmuje jej temperaturę i wyraźnie przekazuje ją przy dotyku. Na tym opiera się tzw. temperature play, czyli świadome korzystanie z chłodu lub ciepła, by zmienić odczucia. Warunek jest jeden: zmiany mają być łagodne, a temperaturę zawsze sprawdza się najpierw dłonią.
Czego szkło borokrzemowe nie potrafi?
Szkło borokrzemowe nie jest niezniszczalne. To nadal szkło: twarde i odporne na zarysowania, ale kruche. Upadek na kafelki, uderzenie o krawędź umywalki czy przechowywanie luzem z metalowymi przedmiotami mogą spowodować odprysk lub pęknięcie. Twardość materiału nie chroni przed uderzeniem.
Dlatego przy każdym szklanym przedmiocie, który ma kontakt z ciałem, obowiązuje prosta zasada: przed użyciem trzeba go obejrzeć w dobrym świetle i przejechać palcem po powierzchni. Jeśli wyczuwalny jest choćby niewielki odprysk, rysa czy szorstkie miejsce, przedmiot nie nadaje się do użytku. Warto też pamiętać, że parametry z norm i kart technicznych dotyczą materiału. Jakość konkretnego wyrobu zależy dodatkowo od tego, jak został uformowany, wyżarzony i wykończony.
Szczególnie ważne jest wyżarzanie. Podczas formowania na gorąco, a potem stygnięcia, w szkle zostają naprężenia wewnętrzne, niewidoczne gołym okiem, ale osłabiające przedmiot. Wyżarzanie polega na ponownym nagrzaniu gotowego wyrobu do temperatury, w której szkło nieco mięknie, przytrzymaniu go w niej i powolnym schłodzeniu. Naprężenia się wtedy rozładowują, a szkło staje się bardziej stabilne i mniej podatne na pękanie. Przy ręcznie formowanych przedmiotach to etap, którego nie da się pominąć.
Szkło borokrzemowe w praktyce: przykład kolekcji N69 Impossible Glass
N69 Impossible Glass to kolekcja akcesoriów intymnych marki N69, wykonanych ze szkła borokrzemowego. Obejmuje szklane masażery, w tym modele dwustronne, oraz szklane korki z szeroką podstawą. Każdy egzemplarz jest formowany ręcznie, więc detale mogą się nieznacznie różnić między sztukami. Po uformowaniu szkło jest wyżarzane: według producenta wyroby utrzymuje się przez około pół godziny w temperaturze ok. 530°C. Powierzchnia jest gładka i nieporowata. Produkty można schłodzić w zimnej wodzie z kostkami lodu lub ogrzać w ciepłej wodzie. Producent wyklucza natomiast wrzątek i otwarty ogień.
Na przykładzie tej kolekcji dobrze widać, jak właściwości materiału przekładają się na sposób użytkowania. Nieporowata powierzchnia upraszcza czyszczenie. Dobre przewodzenie ciepła sprawia, że zabawa temperaturą jest wyczuwalna. Większa niż w zwykłym szkle odporność na zmiany temperatury pozwala na takie eksperymenty, o ile odbywają się stopniowo. Producent zaleca przed użyciem sprawdzić temperaturę dłonią i unikać gwałtownych zmian. Producent deklaruje, że dzięki wyżarzaniu przypadkowe upuszczenie podczas użytkowania nie powinno uszkodzić produktu. Zaznacza jednak, że mocne uderzenie o twardą powierzchnię może go rozbić, zwłaszcza w miejscach cieńszych połączeń, dlatego zasada oglądania szkła przed użyciem obowiązuje także tutaj. Ciężar szkła, od około 110 g przy najmniejszych korkach do ponad 300 g przy najdłuższym modelu, sprawia, że przedmiot jest wyraźnie wyczuwalny w dłoni.
Szczegóły poszczególnych modeli, w tym długość, wagę i kształt, można sprawdzić na stronie kolekcji N69 Impossible Glass.
Podsumowując: szkło borokrzemowe nie jest materiałem „magicznym”. Ma jednak konkretne, dobrze opisane właściwości: małą rozszerzalność cieplną, nieporowatą powierzchnię i dobre przewodzenie ciepła. Rozumienie ich pomaga korzystać ze szklanych przedmiotów bezpiecznie i czerpać z nich to, co mają najlepszego.
Zobacz również
