CN100532302C - 在玻璃和玻璃制品表面形成彩色凹刻精细图案的方法 - Google Patents

Abstract

一种在玻璃表面形成彩色凹刻精细图案的方法，适用于艺术玻璃和玻璃制品的制造。其方法为：(1)把彩色图像原稿制成数码图像文件。(2)用光栅图像处理器调幅加网。(3)用数码喷印机在玻璃和玻璃制品表面喷印彩色负像图案。(4)对喷印有彩色负像图案的玻璃和玻璃制品进行化学凹刻处理。(5)去除负像图案油墨。(6)用数码喷印机在原负像图案位置喷印彩色正像图案。本发明的优点是：(1)可以在玻璃和玻璃制品表面良好再现彩色原稿图像的色彩和明暗层次，忠实地复制原稿。(2)从喷印玻璃背面观察，图案色彩分外明亮、鲜艳且附着牢固，适应日常使用条件。(3)适合机械化、批量化生产。(4)无须底片、印版，加工成本低廉。

Description

在玻璃和玻璃制品表面形成彩色凹刻精细图案的方法

技术领域

一种在玻璃和玻璃制品表面形成具有照片效果的彩色凹刻精细图案的方法。本发明涉及一种用数码喷印设备在玻璃和玻璃制品(以下统称玻璃)表面形成彩色负像图案，然后进行化学表面处理，使玻璃表面产生凹刻点，然后在凹刻部位喷印彩色正像图案，使玻璃表面形成具有照片效果的彩色凹刻精细图案的方法。

背景技术

在玻璃表面形成各种图案的所谓艺术玻璃，近年来在建筑、装饰、家具、日用品、艺术品等领域中正在得到越来越多的应用。艺术玻璃的制造方法目前主要有彩色印刷法、蚀刻印刷法、喷砂法、磨砂法、磨刻法、立线彩晶法等。在这些方法中，由于加工工艺的限制，加工的图案大多为粗犷的条块状结构，要使图案显现出如照片那样的明暗层次和色调变化几乎是不可能的，因而使艺术玻璃的艺术表现力和感染力受到很大的影响。

为解决这一问题，公开号为CN1446703A的专利提供了一种在玻璃和玻璃制品表面形成精细图案的解决方法。用这种方法可以在玻璃表面形成具有照片效果的明暗层次和色调变化的精细图案。但这种图案是模拟黑白式的，即使在化学处理后的凹刻点中充填彩色油墨，也只能形成单一色彩的图案，不能满足现代人们要求真正彩色图案的愿望。

如所周知，在通常的纸上印刷工艺中，彩色精细图案是通过青、品红、黄、黑四分色版套叠印刷形成的。要在玻璃上应用这种方法，目前不论在工艺上还是设备上，都有着几乎无法克服的困难。但是，数码技术的发展开创了彩色精细图案制作的新局面。数码打印机或数码喷绘机在通常的印刷介质上可以方便地制出彩色图案，包括彩色照片。然而用普通的数码技术在玻璃上形成牢固的彩色精细图案仍是困难的。这是因为，玻璃是一种表面平滑、坚实的无机材料。数码喷印机所用的油性或水性颜料或染料墨水与玻璃的结合力很差，图案附着不牢，有时甚至不能形成图案。在喷印前把玻璃表面粗糙化处理(如喷砂)且使用专用油墨，虽可改善结合力，但程度有限，且使精细图案模糊化，效果变差，缺乏实用性。

CN1446703A专利提出的对有感光图案的玻璃进行化学凹刻处理，可以在玻璃表面形成与图案的明暗层次、色调一致的微小凹刻点。实践证明在这些凹刻点中填入油墨，固化后由于油墨点埋在玻璃表面中，所以附着非常牢固，可以经受日常的使用条件。

如果利用数码喷印技术形成彩色精细图案的原理，再利用化学处理的技术在玻璃表面形成与彩色精细图案色彩、层次、色调一致的微小凹刻点，然后用数码喷印技术把彩色油墨喷入相应的微小凹刻点中，那么在玻璃表面形成具有实用性的彩色凹刻精细图案是完全可能的。

本发明就是根据上述设想而完成的一种利用数码喷印技术和化学表面处理技术在玻璃表面形成具有照片效果的彩色凹刻精细图案的方法。

发明内容

本发明所提供的在玻璃表面形成彩色凹刻精细图案的方法，包括下列几个步骤：(1)把彩色图像原稿用数码录入设备制成数码图像文件。(2)用光栅图像处理器加网。(3)用数码喷印设备在玻璃表面形成由喷印油墨构成的彩色负像图案。(4)把表面带有彩色负像图案的玻璃进行化学凹刻处理。(5)去除玻璃表面残留的油墨、清洗、干燥。(6)用数码喷印设备在原负像图案喷印位置喷印彩色正像图案。

本发明所提供的在玻璃表面形成彩色凹刻精细图案的方法的优点是：(1)可以在玻璃表面良好再现彩色原稿图像的色彩和明暗层次，忠实地复制原稿。(2)从喷印玻璃背面观察，图案色彩分外明亮鲜艳且附着牢固，适应日常使用条件。(3)适合机械化、批量化生产。(4)无须底片、印版，加工成本低廉。

下面，根据上述加工步骤，对本发明内容作详细说明：

(1)把彩色原稿用数码录入设备制成数码图像文件。

数码录入设备指扫描仪、数码照相机、计算机以及它们相应的软件。把彩色原稿放入扫描仪(或用数码照相机拍摄)输入计算机，用图像处理软件、图形软件、排版软件等进行修改、编辑制成图像描述文件。

扫描仪通过光电转换元件把连续调的，颜色深浅无极过渡和变化的原稿图像变成由红、绿、蓝三种颜色的离散点构成的数字图像，完成图像的分色处理。扫描仪的光学分辨率越高，扫描的图像质量越好，同时能放大原稿的倍数越大。扫描仪的位深度和色深度越大，能扫描出的图像细节与颜色数越多。

扫描仪或数码照相机输出的数字图像，在计算机的显示器上被还原成彩色图像，以进行编辑和修改。图像的编辑和修改通过软件进行。图像处理软件(如Photoshop)可以按照喷印要求进行图像尺寸、颜色、层次、清晰度等的处理。图形软件(如Freehand)可以添加几何图形，输入文字，进行文字编辑等处理。页面排版软件(如PageMaker)可以进行图文混排等处理。编辑修改定稿后的图像，由支持页面描述语言(如Postscript语言)的打印驱动程序生成图像描述文件—SP文件，存档。把原稿图像制成数码文件的具体操作，通常可由专业数码制版公司进行，这样可以保证复制的彩色图像的质量。

(2)用光栅图像处理器加网。

如所周知，印刷是用网点再现图像的，其基本图像单元是二值图像。因此在进行喷印前要把图像的信息转化为二值的网点，形成二值点阵图像。通常这种转化任务由光栅图像处理器(RIP)完成。

光栅图像处理器也是一种软件，安装在与数码喷印机相连的计算机上。光栅图像处理器接受由应用程序发送过来的PS文件，对图像进行解释并形成网点。

根据形成网点方法的不同，给图像加网的方式有调幅加网和调频加网两种。本发明采用调幅加网方式。调幅加网的网线数(线/时)有60、80、100、120、133、150、175和200等数种。加网线数越高，显示的半色调图像越精细，层次越丰富。但数码喷印设备有设备记录分辨率(点/时)的限制。为满足人眼对灰度等级分辨的要求(100级)，对于一定的喷印设备，加网线数应该接近于设备记录分辨率的9.95分之一。例如记录分辨率为1200点/时的数码喷印机，加网线数应为120线/时。通常120线加网已可充分显现图像的照片效果。

加网的网点形状有方形、圆形和菱形。图像反差大，通常用方形和圆形；图像反差小，柔和(如人物图像)，通常用菱形。

PS文件的色彩格式为红、绿、兰(RGB)格式。数码喷印机的色彩格式为青、品红、黄、黑(CMYK)这种普通彩色印刷格式。光栅图像处理器还具有自动分色功能，能够自动把颜色转换为可以喷印的CMYK格式。为消除四色网点叠印时产生的龟纹，黄、品红、青、黑四色的网点角度应分别取为90°、15°、75°、45°。

光栅图像处理器处理后的图像文件，要通过正负图像转换电路生成一个与正像文件相反的负像文件。正、负像文件可以直接输入数码喷印机控制器喷印正像的调幅网点图像或与之相反的负像的调幅网点图像。

(3)用数码喷印设备在玻璃表面形成彩色负像图案。

本发明所用数码喷印设备为平板式数码喷印机。因为只有平板式数码喷印机才可以在平板玻璃(或具有平面的玻璃制品)表面进行喷印。

本发明所用喷印油墨为紫外线光固化油墨。这种油墨在紫外线照射下固化迅速，可以在玻璃上形成图案并有一定的结合牢度。平板式数码喷印机通常带有紫外线照射装置。

在合适的加网角度下，青、品红、黄、黑四色网点在喷印到玻璃表面后会形成一种均匀密致的玫瑰花状分布。各色点周围是空白的无油墨区。这是正像喷印的情况。在喷印负像时，情况相反，原来空白的无油墨区此时被油墨点遮盖，而原来的色点区则成为空白的无油墨区。而这一点就为下一步进行化学表面处理来蚀刻这些色点区创造了条件。基于这一原理，本发明采用数码喷印机先在玻璃表面形成由光固化油墨构成的彩色负像图案，把需要保留玻璃原表面的部分遮蔽，把需要进行化学表面处理的部位空出。

为提高光固化油墨在化学表面处理中的耐受力，本发明对喷有彩色负像图案的玻璃进行坚膜处理，即放在烘箱中烘一定时间，具体的处理温度和时间对不同的紫外线光固化油墨要进行预备性试验确定。

(4)化学表面处理。

本发明的化学表面处理是把坚膜后的玻璃浸在玻璃凹刻液中进行凹刻处理。

凹刻处理形成的凹刻点应该深度较深，且凹刻面光滑平整。这样喷印成的彩色正像图案，从玻璃背面看，由于玻璃凹刻点的聚光作用，显得颜色分外明亮、鲜艳。由于喷印的油墨点系埋在玻璃表面中，所以附着牢度也大。

本发明所用的玻璃凹刻液为含有氢氟酸的水溶液。

(5)去膜。

化学表面处理后，负像油墨层已失去作用，应予以去除以露出下面的玻璃原表面。紫外线光固化油墨通常可采用在50℃以上的5％氢氧化钠水溶液中浸渍或喷林的湿法工艺去膜。提高去膜液温度比提高去膜液浓度通常能更有效地提高去膜效率。

去膜后，清洗、干燥，进入下道工序。

(6)喷印彩色正像图案。

把去膜后的玻璃放在数码平板喷印机平台上，准确对位后在原负像喷印位置喷印紫外线光固化油墨的彩色正像图案。喷印的正向墨点正好打在经过凹刻形成的微小凹刻点上，由于平板式数码喷印机在喷印的同时即对墨点提供紫外线照射，所以凹刻点中的油墨立即固化。这样就在玻璃表面形成了具有照片效果的彩色凹刻精细图案。

在上述加工步骤中，改换或变通工艺而得到派生产品的制造方法，也属于本发明的内容：

(1)在经过蒙砂或喷砂处理的玻璃表面，应用上述工序而形成彩色精细图案的方法。

(2)把完成上述工序处理后的玻璃放入玻璃蒙砂液中，使无油墨区蒙砂而形成具有乳白色背底的彩色凹刻精细图案的方法。

具体实施方式

实例一：

通过专业数码制版公司把彩色原稿制成调幅加网的光栅图像处理的正、负像文件(RIP文件)。加网线数为120线。把经过表面清洗的6毫米厚浮法玻璃板放入Inca Eagle数码平板喷印机(分辨率800×1200dpi)平台，把RIP负像文件输入喷印机控制器，采用SericolImaging Uviget油墨，在玻璃表面喷印彩色负像图案。把喷有彩色负像图案的玻璃，放在140℃的烘箱中坚膜20分钟。冷却后，浸入室温的含氢氟酸的水溶液中1分钟后洗净。用70℃的5％氢氧化钠水溶液喷淋去膜5分钟，等玻璃表面油墨完全去除后，清洗、干燥。干燥后的玻璃重新放入Inca Eagle数码平板喷印机平台，精确对位。把RIP正像文件输入喷印机控制器，用Uviget油墨喷印彩色正像图案。结果得到具有与原稿图像色彩、明暗层次、色调完全一致的彩色凹刻精细图案的艺术玻璃产品。

实例二：

在经过蒙砂处理的玻璃表面，用与实例一相同的工艺进行加工。结果得到具有半透明乳白色背底的彩色凹刻精细图案的艺术玻璃产品。

实例三：

把上述实例一得到的产品，放入市售蒙砂液中蒙砂20秒钟后取出，洗净、干燥。结果得到与上述实例二相同的具有半透明乳白色背底的彩色凹刻精细图案的艺术玻璃产品，但图案的清晰度更好。

Claims (10)

1、一种在玻璃表面形成彩色凹刻精细图案的方法，其特征是包括下列步骤：(1)把彩色图像原稿用数码录入设备和软件制成数码图像文件；(2)用光栅图像处理器加网；(3)用数码喷印设备在玻璃表面形成由喷印油墨构成的彩色负像图案；(4)对表面带有彩色负像图案的玻璃进行化学表面处理；(5)去除玻璃表面残留的油墨，清洗、干燥；(6)用数码喷印设备在原负像图案喷印位置喷印彩色正像图案。

2、如权利要求1所述的方法，其中所述玻璃是指平板玻璃和带有平面的玻璃制品。

3、如权利要求1所述的方法，其中数码录入设备为扫描仪或数码照相机和计算机，软件为图像处理软件、图形软件和排版软件，以及支持页面描述语言的打印机驱动程序。

4、如权利要求1所述的方法，其中用光栅图像处理器所加的网是调幅网。

5、如权利要求1所述的方法，其中数码喷印设备是带有紫外线照射器的平板式数码喷印机。

6、如权利要求1所述的方法，其中喷印彩色图案的油墨是紫外线光固化油墨。

7、如权利要求1所述的方法，其中去除残留油墨层是采用湿法工艺。

8、如权利要求1所述的方法，其中化学凹刻处理液是含有氢氟酸的水溶液。

9、如权利要求1所述的方法，其特征是其中所述玻璃的表面已经过蒙砂或喷砂处理。

10、如权利要求1所述的方法，其特征是还包括将步骤(6)得到的玻璃再放入市售蒙砂液中蒙砂。