在玻璃和玻璃製品表面形成彩色凹刻精細圖案的方法
2023-05-13 09:19:01
專利名稱：在玻璃和玻璃製品表面形成彩色凹刻精細圖案的方法
技術領域：
一種在玻璃和玻璃製品表面形成具有照片效果的彩色凹刻精細圖案的方法。本發明涉及一種用數碼噴印設備在玻璃和玻璃製品(以下簡稱玻璃)表面形成彩色負像圖案，然後進行化學表面處理，使玻璃表面產生凹刻點，然後在凹刻部位噴印彩色正像圖案，使玻璃表面形成具有照片效果的彩色凹刻精細圖案的方法。
二、技術背景在玻璃表面形成各種圖案的所謂藝術玻璃，近年來在建築、裝飾、家具、日用品、藝術品等領域中正在得到越來越多的應用。藝術玻璃的製造方法目前主要有彩色印刷法、蝕刻印刷法、噴砂法、磨砂法、磨刻法、立線彩晶法等。在這些方法中，由於加工工藝的限制，加工的圖案大多為粗獷的條塊狀結構，要使圖案顯現出如照片那樣的明暗層次和色調變化幾乎是不可能的，因而使藝術玻璃的藝術表現力和感染力受到很大影響。
為解決這一問題，公開號為CN1446703A的專利提供了一種在玻璃和玻璃製品表面形成精細圖案的方法。用這種方法可以在玻璃表面形成具有照片效果的明暗層次和色調變化的精細圖案。但這種圖案是模擬黑白式的，即使在化學處理後的凹刻點中充填彩色油墨，也只能形成單一色彩的圖案，不能滿足現代人們要求真正彩色圖案的願望。
如所周知，在通常的紙上印刷工藝中，彩色精細圖案是通過青、品紅、黃、黑四分色版套疊印刷形成的。要在玻璃上應用這種方法，目前不論在工藝上還是設備上，都有著無法克服的困難。但是，數碼技術的發展開創了彩色精細圖案製做的新局面。數碼印表機或數碼噴繪機在通常的印刷界質上可以方便地制出彩色圖案，包括彩色照片。然而用普通的數碼技術在玻璃上形成牢固的彩色精細圖案仍是困難的。這是因為，玻璃是一種表面平滑、堅實的無機材料。數碼噴印機所用的油性或水性顏料或染料墨水與玻璃的結合力很差，圖案附著不牢，有時甚至不能形成圖案。在噴印前把玻璃表面粗糙化處理(如噴砂)且使用專用油墨，雖可改善結合力，但程度有限，且使精細圖案膜糊化，效果變差，缺乏實用性。
CN1446703A專利提出的對有感光圖案的玻璃進行化學凹刻處理，可以在玻璃表面形成與圖案的明暗層次、色調一致的微小凹刻點。實踐證明在這些凹刻點中填入油墨，固化後由於油墨點埋在玻璃表面中，所以附著非常牢固，可以經受日常的使用條件。
如果利用數碼噴印技術形成彩色精細圖案的原理，再利用化學處理的技術在玻璃表面形成與彩色精細圖案色彩、層次、色調一致的微小凹刻點，然後用數碼噴印技術把彩色油墨噴入相應的微小凹刻點中，那麼在玻璃表面形成具有實用性的彩色凹刻精細圖案是完全可能的。
本發明就是根據上述設想而完成的一種利用數碼噴印技術和化學表面處理技術在玻璃表面形成具有照片效果的彩色凹刻精細圖案的方法。
二
發明內容
本發明所提供的在玻璃表面形成彩色凹刻精細圖案的方法，包括下列幾個步驟(1)把彩色圖像原稿用數碼錄入設備製成數碼圖像文件。(2)用光柵圖像處理器加網。(3)用數瑪噴印設備在玻璃表面形成由噴印油墨構成的彩色負像圖案。(4)把表面帶有彩色負像圖案的玻璃進行化學凹刻處理。(5)去除玻璃表面殘留的油墨、清洗、乾燥。(6)用數碼噴印設備在原負像圖案噴印位置噴印彩色正像圖案。
本發明所提供的在玻璃表面形成彩色凹刻精細圖案的方法的優點是(1)可以在玻璃表面良好再現彩色原稿圖像的色彩和明暗層次，忠實地複製原稿。(2)從噴印玻璃背面觀察，圖案色彩份外明亮鮮豔且附著牢固，適應日常使用條件。(3)適合機械化，批量化生產。(4)無底片無印版，加工成本低廉。
下面，根據上述加工步驟，對本發明內容作詳細說明(1)把彩色原稿用數碼錄入設備製成數碼圖像文件。
數碼錄入設備指掃描儀、數位照相機、計算機和相應軟體。把彩色原稿放入掃描儀(或用數位相機拍攝)輸入計算機，用圖像處理軟體、圖形軟體、排版軟體等進行修改、編輯製成圖像描述文件。
掃描儀通過光電轉換元件把連續調的，顏色深淺無級過渡和變化的原稿圖像變成由紅、綠、藍三種顏色的離散點構成的數字圖像，完成圖像的分色處理。掃描儀的光學解析度越高，掃描的圖像質量越好，同時能放大原稿的倍數越大。掃描儀的位深度和色深度越大，能掃描出的圖像細節與顏色數越多。
掃描儀或數位相機輸出的數字圖像，在計算機的顯示器上被還原成彩色圖像，以進行編輯和修改。圖像的編輯和修改通過軟體進行。圖像處理軟體(如Photoshop)可以按照噴印要求進行圖像尺寸，顏色，層次，清晰度等的處理。圖形軟體(如Freehand)可以添加幾何圖形，輸入文字，文字編輯等處理。頁面排版軟體(如Pagemaker)可以進行圖文混排等處理。編輯修改定稿後的圖像，由支持頁面描述語言(如Postscript語言)的列印驅動程序生成圖像描述文件—PS文件，存檔。把原稿圖像製成數碼文件的具體操作，通常可由專業數碼製版公司進行，這樣可以保證複製的彩色圖案的質量。
(2)用光柵圖像處理器加網。
如所周知，印刷是用網點再現圖像的，其基本圖像單元是二值圖像。因此在進行噴印前要把圖像的信息轉化為二值的網點，形成二值點陣圖像。通常這種轉化任務由光柵圖像處理器(RIP)完成。
光柵圖像處理器也是一種軟體，安裝在與數碼噴印機相連的計算機上。光柵圖像處理器接受由應用程式發送過來的PS文件，對圖像進行解釋並形成網點。
根據形成網點方法的不同，給圖像加網的方式有調幅加網和調頻加網兩種。本發明採用調幅加網方式。調幅加網的網線數(線/時)有60、80、100、120、133、150、175和200等八種。加網線數越高，顯示的半色調圖像越精細，層次越豐富。但數碼噴印設備有設備記錄解析度(點/時)的限制。為滿足人眼對灰度等級分辯的要求(100級)，對於一定的噴印設備，加網線數應該接近於設備記錄解析度的9.95分之一。例如記錄解析度為1200點/時的數碼噴印機，加網線數應為120線/時。通常120線加網已可充分顯現圖像的照片效果。
加網的網點形狀有方形、圓形和菱形。圖像反差大，通常用方形和圓形；圖像反差小，柔和(如人物圖像)用菱形。
PS文件的色彩格式為紅、綠、藍(RGB)格式。數碼噴印機的色彩格式為青、品紅、黃、黑(CMYK)這種普通彩色印刷格式。光柵圖像處理器還具有自動分色功能，能夠自動把顏色轉換為可以噴印的CMYK格式。為消除四色網點疊印時產生的龜紋，黃、品紅、青、黑四色的網點角度應取為90°、15°、75°、45°。
光柵圖像處理器處理後的圖像文件，要通過正負圖像轉換電路生成一個與正像文件相反的負像文件。正、負像文件可以直接輸入數碼噴印機控制器噴印正像的調幅網點圖像或與之相反的負像的調幅網點圖像。
(3)用數碼噴印設備在玻璃表面形成彩色負像圖案。
本發明所用數碼噴印設備為平板式數碼噴印機。因為只有平板式數碼噴印機才可以在平板玻璃表面進行噴印。
本發明所用噴印油墨為紫外線光固化油墨。這種油墨在紫外線照射下固化迅速，可以在玻璃上形成圖案並有一定的結合牢度。平板式數碼噴印機通常帶有紫外線照射裝置。
在合適的加網角度下，青、品紅、黃、黑四色網點在噴印到玻璃表面後會形成一種均勻密緻的玫瑰花狀分布。各色點周圍是空白的無油墨區。這是正像噴印的情況。在噴印負像時，情況相反，原來空白的無油墨區此時被油墨點遮蓋，而原來的色點區則成為空白的無油墨區。這就為下一步進行化學表面處理蝕刻這些色點區創造了條件。基於這一原理，本發明採用數碼噴印機先在玻璃表面形成由光固化油墨構成的彩色負像圖案，把需要保留玻璃原表面的部位遮蓋，把需要進行化學表面處理的部位空出。
為提高光固化油墨在化學表面處理中的耐受力，本發明對噴有彩色負像圖案的玻璃進行堅膜處理，即放在烘箱中烘一定時間，具體的處理溫度和時間對不同的紫外線光固化油墨要進行予備性實驗確定。
(4)化學表面處理。
本發明的化學表面處理是把堅膜後的玻璃浸在玻璃凹刻液中進行凹刻處理。
凹刻處理形成的凹刻點應該深度較深，且凹刻面光滑平整。這樣噴印成的彩色正像圖案，從玻璃背面看，由於玻璃凹點的聚光作用，顯得顏色份外明亮、鮮豔。由於噴印的油墨點系埋在玻璃表面中，所以附著牢度也大。
本發明所用的玻璃凹刻液為含氫氟酸的水溶液。
(4)去膜。
化學表面處理後，負像油墨層已失去作用，應予以去除以露出下面的玻璃原表面。紫外線光固化油墨通常可在50℃以上的5％氫氧化鈉水溶液中去膜。提高去膜液溫度比提高去膜液濃度通常能更有效地提高去膜效率。
去膜後，清洗，乾燥，進入下道工序。
(5)噴印彩色正像圖案。
把去膜後的玻璃放在數碼平板噴印機平臺上，準確定位後在原負像噴印位置噴印紫外線光固化油墨的彩色正像圖案。噴印的正像墨點正好打在經過凹刻形成的微小凹刻點上，由於平板式數碼噴印機在噴印的同時即對墨點提供紫外線照射，所以凹刻點中的油墨立即固化。這樣就在玻璃表面形成了具有照片效果的彩色凹刻精細圖案。
在上述加工步驟中，改換或變通工藝而得到派生產品的製造方法，也屬於本發明的內容(1)在經過蒙砂或噴砂處理的玻璃表面，應用上述工序而形成彩色凹刻精細圖案的方法。
(2)把完成上述工序處理後的玻璃放入玻璃蒙砂液中，使無油墨區蒙砂而形成具有乳白色背底的彩色凹刻精細圖案的方法。
(3)用數碼噴印機在玻璃表面噴印紫外線光固化油墨圖案作為遮擋層，然後對玻璃進行化學蒙砂或凹刻處理而形成精細圖案的方法。
具體實施例方式
實例一通過專業數碼製版公司把彩色原稿製成調幅加網的光柵圖像處理的正、負像文件(RIP文件)。加網線數為120線。把經過表面清洗的6毫米厚浮法玻璃板放入Inca Eagle數碼平板噴印機(解析度800×1200dpi)平臺，把RIP負像文件輸入噴印機控制器，採用SericolImaging Uviget油墨，在玻璃表面噴印彩色負像圖案。把噴有彩色負像圖案的玻璃，放在140℃的烘箱中堅膜20分鐘。冷卻後，浸入室溫的含氫氟酸的水溶液中1分鐘後洗淨。用70℃的5％氫氧化鈉水溶液噴淋去膜5分鐘，等玻璃表面油墨完全去除後，清洗、乾燥。乾燥後的玻璃重新放入Inca Eagle數碼平板噴印機平臺，精確對位。把RIP正像文件輸入噴印機控制器，用Uviget油墨噴印彩色正像圖案。結果得到具有與原稿圖像色彩、明暗層次、色調完全一致的彩色凹刻精細圖案的藝術玻璃產品。
實例二在經過蒙砂處理的玻璃表面，用與實例一相同的工藝進行加工。結果得到具有半透明乳白色背底的彩色凹刻精細圖案的藝術玻璃產品。
實例三把上述實例一得到的產品，放入市售玻璃蒙砂液中蒙砂20秒鐘後取出，洗淨、乾燥。結果得到與上述實例二相同的具有半透明乳白色背底的彩色凹刻精細圖案的藝術玻璃產品，但圖案的清晰度更好。
權利要求
1.一種在玻璃和玻璃製品(以下簡稱玻璃)表面形成彩色凹刻精細圖案的方法。其特徵是包括下列步驟(1)把彩色圖像原稿用數碼錄入設備製成數碼圖像文件。(2)用光柵圖像處理器加網。(3)用數碼噴印設備在玻璃表面形成由噴印油墨構成的彩色負像圖案。(4)對表面帶有彩色負像圖案的玻璃進行化學凹刻處理。(5)去除玻璃表面殘留的油墨，清洗、乾燥。(6)用數碼噴印設備在原負像圖案噴印位置噴印彩色正像圖案。
2.如權利要求1所述的方法，其中數碼錄入設備為掃描儀，數位照相機，計算機和圖像處理軟體，圖形軟體，排版軟體，以及支持頁面描述語言的列印驅動程序。
3.如權利要求1所述的方法，其中用光柵圖像處理器所加的網是調幅網。
4.如權利要求1所述的方法，其中數碼噴印設備是帶有紫外線照射器的平板式數碼噴印機。
5.如權利要求1所述的方法，其中噴印彩色圖案的油墨是紫外線光固化油墨。
6.如權利要求1所述的方法，其中去除殘留油墨層是採用溼法工藝。
7.如權利要求1所述的方法，其中化學凹刻處理液是含有氫氟酸的水溶液。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵是在表面已經過蒙砂或噴砂處理的玻璃上應用本方法進行加工而得到具有半透明乳白色背底的彩色凹刻精細圖案。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵是把已完成全部加工工序的玻璃，再放入市售蒙砂液中蒙砂，而得到具有半透明乳白色背底的彩色凹刻精細圖案。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵是在玻璃表面形成紫外線光固化油墨圖案作遮擋層，然後進行化學蒙砂或凹刻處理而得到由蒙砂點或凹刻點構成的精細圖案。
全文摘要
一種在玻璃和玻璃表面形成彩色凹刻精細圖案的方法，適用於藝術玻璃和玻璃製品的製造。其方法為(1)把彩色圖像原稿製成數碼圖像文件。(2)用光柵圖像處理器調幅加網。(3)用數碼噴印機在玻璃和玻璃製品表面噴印彩色負像圖案。(4)對噴印有彩色負像圖案的玻璃和玻璃製品進行化學凹刻處理。(5)去除負像圖案油墨。(6)用數碼噴印機在原負像圖案位置噴印彩色正像圖案。本發明的優點是(1)可以在玻璃和玻璃製品表面良好再現彩色原稿圖像的色彩和明暗層次，忠實地複製原稿。(2)從噴印玻璃背面觀察，圖案色彩份外明亮、鮮豔且附著牢固，適應日常使用條件。(3)適合機械化，批量化生產。(4)無底片無印版，加工成本低廉。
文檔編號B41M1/34GK1609029SQ200410066779
公開日2005年4月27日 申請日期2004年9月29日 優先權日2004年9月29日
發明者高國樑 申請人:高國樑