CN104844015A - 具有微纳结构玻璃制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有微纳结构玻璃制造工艺，其包括下列步骤：选取玻璃，在玻璃表面形成丙烯酸酯光敏油层；提供具有微纳结构的透光模具，将透光模具叠加于玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层上，使丙烯酸酯光敏油填充于透光模具的微纳结构中，所述透光模具的微纳结构为全息光栅结构或特定微分曲面阵列，所述特定微分曲面阵列是将特定曲面沿着横向和/或纵向切割后保有曲面特征的分曲面部分依序排列而成；光穿过透明模具照射光敏油层，使丙烯酸酯光敏油层形成微纳结构并固化定型，随后移除透光模具。该工艺生产效率高、成本低，制造出的玻璃产品具有强烈真实的立体、动感效果。

Description

具有微纳结构玻璃制造工艺

技术领域

本发明涉及玻璃加工制造技术领域，具体涉及一种具有微纳结构玻璃制造工艺。

背景技术

目前，玻璃产品的应用越来越广泛，例如，用在各种电子电器显示屏中的玻璃，建筑玻璃，门窗玻璃，玻璃饰品等，而彩色玻璃更受消费者欢迎。彩色玻璃制造方法一般是采用印刷方法，这种色彩较单一，色泽缺少真实，更难有立体感和色彩动感。

由于玻璃表面较难形成具有立体、动感的色彩纹理或图案，现有的立体、动感彩色的玻璃通常是采用双层玻璃夹设一塑料膜的结构方式，塑料膜便于制作立体、动感纹理。然而，这种方法制成的玻璃产品显然较厚，尤其是应用于电子产品时，难以满足电子产品轻薄化的要求。而且，这种玻璃制造方法用两块玻璃夹设薄膜，成型时各个步骤之间的玻璃对位较难，增加工艺步骤，使生产工艺复杂化，生产效率也较低，并且成倍提高了玻璃成本，制造出的玻璃产品由于有两层玻璃而难以呈现更好的立体、动感等应有的效果。

发明内容

有鉴于此，提供一种生产效率高、成本低、具有强烈真实效果的具有微纳结构玻璃制造工艺。

一种具有微纳结构玻璃制造工艺，其包括下列步骤：

选取玻璃，在玻璃表面形成丙烯酸酯光敏油层；

提供具有微纳结构的透光模具，将透光模具叠加于玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层上，使丙烯酸酯光敏油填充于透光模具的微纳结构中，所述透光模具的微纳结构为全息光栅结构或特定微分曲面阵列，所述特定微分曲面阵列是将特定曲面沿着横向和/或纵向切割后保有曲面特征的分曲面部分依序排列而成；

光穿过透明模具照射光敏油层，使丙烯酸酯光敏油层形成微纳结构并固化定型，随后移除透光模具。

上述具有微纳结构玻璃制造工艺通过具有微纳结构的透光模具，使玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层形成对应的微纳结构，简化生产工艺，提高生产效率，避免使用两块玻璃，大大降低成本。而且，通过透光模具的透光模具的，使玻璃表面呈现全息彩色图案，或者具有特定需求的色彩或光效效果，呈现出真实感、立体、动感更强的视学效果。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明实施例的具有微纳结构玻璃制造工艺，其包括下列步骤：

S10：选取玻璃，在玻璃表面形成丙烯酸酯光敏油层；

S20：提供具有微纳结构的透光模具，将透光模具叠加于玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层上，使丙烯酸酯光敏油填充于透光模具的微纳结构中，所述透光模具的微纳结构为全息光栅结构或特定微分曲面阵列，所述特定微分曲面阵列是将特定曲面沿着横向和/或纵向切割后保有曲面特征的分曲面部分依序排列而成；

S30：光穿过透明模具照射光敏油层，使丙烯酸酯光敏油层形成微纳结构并固化定型，随后移除透光模具。

在步骤S10中，丙烯酸酯光敏油层可以通过喷涂、滚涂或印刷等工艺形成，本发明实施例优选为滚涂方法，采用滚涂方法时，滚涂装置包括竖直排列的第一滚辊、第二滚辊和第三滚辊，所述第一滚辊与油原料接触，所述第三滚辊与玻璃表面间隔相对。三个滚辊之间的间隙可调整，以便适应不同的油层厚度要求。滚涂可以连续化进行涂覆操作，可将油层同时涂于多个玻璃表面。本实施例通过透光模具使油层成型，由于油层为液态形式，对模具损伤小，无摩擦，无磨损。所述光敏油为丙烯酸酯紫外光光敏油。进一步，在形成光敏油层之前，预先在玻璃表面印刷或涂布透明颜色及设计图案，并有光电识别符号，然后再在印刷或涂布层上形成光敏油层。

在步骤S20中，透光模具利用自身压力作用于玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层，使丙烯酸酯光敏油填充于透光模具的微纳结构中，透光模具压在丙烯酸酯光敏油层的过程中温度为常温或室温，如20-25°C。也即，透光模具是在常温常压下进行成型操作，不需要加热，也不需要加压，无外部压力作用。传统的成型方法通常是热压成型，这种热压成型方法很容易导致被压工作产生变形，哪怕是细微的变形，都会大大影响表面图案或影像效果的真实感。而本发明实施例的成型方法，不加热，无压力，玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层不会回弹，不会被压变形，使成型后的油层呈现真实的立体动感效果。另外，传统的制造技术要形成这种微纳结构，需要采用金属模具，且只能在高透膜上，用金属模具压在膜上成型，这样势必会使油层受压变形，将不能保持油层微纳结构的原有形状，因此，传统的技术实际上并不能在玻璃上直接形成这种结构。

其中，透光模具优选为呈透明薄膜形状，微纳结构为全息光栅结构或特定微分曲面阵列。全息光栅结构主要由干涉条纹构成，可以是通过激光光束形成，具有该全息光栅结构的玻璃称为全息玻璃。传统的全息玻璃是经由透明全息膜夹层而成的夹层玻璃分支产品。本实施例通过将全息结构直接形成于玻璃表面，结构简单，制作方便，而且全息图像效果更加真实，立体在、动感更强烈。全息玻璃在灯光的照耀下，不同角度呈现不同的全息效果，可立体，可平面，并能根据光线照射的不同角度显示不同的颜色和质感。

特定微分曲面阵列的分曲面部分尺寸优选为微纳米级，特定微分曲面阵列构成预定图案，所述预定图案为几何形状三维图案、三维文字图案或三维标志图案。这些图案可以根据客户需要而形成所需的任意图案，如商品宣传图案，三维标志图案可以是商标标志。特定微分曲面阵列的制作原理源于菲涅尔透镜的形成方法。具体方法为：将一个球面进行无限次分割，先将一个球面或曲面切割百万层以上，再沿着纵向和横向分别分割百万等份，取保有曲面特征的部分，简称为分曲面部分，将这些分曲面部分按照其本身的次序排列于玻璃表面，即形成微分曲面阵列。这样，每个分曲面部分保留自身曲面特征，其对光学的反射、折射性能仍然保留，原来的曲面具有某种特性，那么这种微分曲面阵列也沿袭有相应的特性。该微分曲面阵列结构为微纳米级，可产生各种光学效应。例如，在本发明实施例的一个应用中，这种曲面微分结构可用于分解光谱，可定向选择性分解所需色彩，产生特定波长或很窄波长范围的光，形成真彩色效果，远非传统三原色构成的粗略光谱色彩所能媲美。

另外，微纳结构可以是微米级或纳米级，当精度为微米级时，该结构呈现光纹效果，当精度为纳米级或亚纳米级时，玻璃表面能呈现镭射效果。

在本发明一个优选实施例中，透明薄膜状的透光模具具有多组微纳结构，用以一次成型多个玻璃成品，进一步提高生产效率，降低成本。

在本发明另一个优选实施例中，透光模具为卷绕于一卷筒上的连续化透明薄膜带，所述连续化透明薄膜带包括线性排列的多组微纳结构。采用这种卷式透明薄膜带作模具成型时，在形成丙烯酸酯光敏油层之后，释放卷筒上的连续化透明薄膜带，使连续化透明薄膜带平铺叠压于玻璃表面，在丙烯酸酯光敏油层光照固化定型后，将连续化透明薄膜带卷起并复位，如此往复循环，进行连续批量化制造玻璃。实际生产应用中，卷筒展开连续化透明薄膜带时从一侧运动到另一侧，使卷式透明薄膜带平稳地叠压于玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层上，待油层光固化定型后，再通过卷筒卷回连续化透明薄膜带，回到起点一侧复位，等下一批玻璃表面涂上丙烯酸酯光敏油层后再重复操作，如此往复循环操作，从而实际连续批量化制造玻璃。

对于这种透明薄膜形式的模具，本实施例优选通过一个母模具连续压印成型，所述母模具通过激光雕刻技术或电子束加工技术形成所述微纳结构。母模具优选为一个滚筒状模具，不管透明薄膜模具有多长，只需要通过滚动滚筒，通过热压方式，可连续将微纳结构转印于透明薄膜模具或透明薄膜带上。另外，卷筒透明薄膜模具上设置有等距连续排列的与玻璃尺寸相对应的光电识别符号，以便对位，透明薄膜模上的光电识别符号优选为与玻璃表面的光电识别符号相对应。

在步骤S30中，采用紫外光照射丙烯酸酯光敏油，使其固化成型，然后再移除透光模具。

另外，由于一次性形成多个微纳结构的玻璃，在玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层固化定型后，进一步切割，形成多个玻璃成品。进一步地，在玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层固化定型后，在固化的丙烯酸酯光敏油层形成一背光保护层。背光保护层用真空电镀法形成，所述背光保护层的材料为铝或银，所述背光保护层的颜色为银色、金色、黑色、古铜色或白色。

上述具有微纳结构玻璃制造工艺通过具有微纳结构的透光模具，使玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层形成对应的微纳结构，简化生产工艺，提高生产效率，避免使用两块玻璃，大大降低成本。而且，通过透光模具的透光模具的，使玻璃表面呈现全息彩色图案，或者具有特定需求的色彩或光效效果，呈现出真实感、立体、动感更强的视学效果。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，包括下列步骤：

选取玻璃，在玻璃表面形成光敏油层；

提供具有微纳结构的透光模具，将透光模具叠加于玻璃表面的光敏油层上，使光敏油填充于透光模具的微纳结构中，所述透光模具的微纳结构为全息光栅结构或特定微分曲面阵列，所述特定微分曲面阵列是将特定曲面沿着横向和/或纵向切割后保有曲面特征的分曲面部分依序排列而成；

光穿过透明模具照射光敏油层，使光敏油层形成微纳结构并固化定型，随后移除透光模具。

2. 如权利要求1所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，所述照射的光为紫外线光，所述光敏油为丙烯酸酯紫外光光敏油。

3. 如权利要求1所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，所述特定微分曲面阵列的分曲面部分尺寸为微纳米级，所述特定微分曲面阵列构成预定图案，所述预定图案为几何形状三维图案、三维文字图案或三维标志图案。

4. 如权利要求1所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，所述透光模具呈透明薄膜状，所述透明薄膜状透光模具具有多组微纳结构，用以一次成型多个玻璃成品。

5. 如权利要求1所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，所述透光模具为卷绕于一卷筒上的连续化透明薄膜带，所述连续化透明薄膜带包括线性排列的多组微纳结构。

6. 如权利要求5所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，在玻璃表面形成丙烯酸酯光敏油层步骤之后，释放卷筒上的连续化透明薄膜带，使连续化透明薄膜带平铺叠压于玻璃表面，在丙烯酸酯光敏油层光照固化定型后，将连续化透明薄膜带卷起并复位，如此往复循环，进行连续批量化制造玻璃。

7. 如权利要求6所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，所述卷筒透明薄膜模具上设置有等距连续排列的与玻璃尺寸相对应的光电识别符号。

8. 如权利要求4或6所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，在玻璃表面的丙烯酸酯光敏油层固化定型后，进一步切割，形成多个玻璃成品。

9. 如权利要求1所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，所述透光模具通过一个母模具连续压印成型，所述母模具通过激光雕刻技术或电子束加工技术形成所述微纳结构。

10. 如权利要求1所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，预先在玻璃表面印刷或涂布透明颜色及设计图案，并有光电识别符号，然后再在印刷或涂布层上形成光敏油层。

11. 如权利要求1所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，所述丙烯酸酯光敏油层通过喷涂、滚涂或印刷工艺形成，所述滚涂包括竖直排列的第一滚辊、第二滚辊和第三滚辊，所述第一滚辊与油原料接触，所述第三滚辊与玻璃表面间隔相对。

12. 如权利要求2所述的具有微纳结构玻璃制造工艺，其特征在于，在玻璃表面的丙烯酸酯紫外光光敏油层固化定型后，进一步在固化的光敏油层形成一背光保护层，所述背光保护层用真空电镀法形成，所述背光保护层的材料为铝或银，所述背光保护层的颜色为银色、金色、黑色、古铜色或白色。