CN109553307B - 一种玻璃画的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种玻璃金砂画的制备工艺，其包括以低铁浮法玻璃为材料制备玻璃基材，然后在玻璃基材上印制画面、喷涂金砂、以及干燥、固色的步骤；其中，所述低铁浮法玻璃中以Fe2O3计的含铁量为不高于0.15wt％，所述低铁浮法玻璃的厚度为3‑5mm。本发明制备得到的玻璃金砂画画面效果生动、立体感强，便于日常生活的保洁，并且具有较好的耐久性、耐碱性、耐酸性及抗老化性。

Description

一种玻璃画的制备工艺
技术领域
本发明涉及工艺美术品制备领域，具体涉及一种玻璃画的制备工艺。
背景技术
玻璃是一种坚硬的透明材料，是通过天然矿产资源冶炼而成的，其实用性和实用价值从诞生之日起至今都是任何材料无法替代的。玻璃深加工产品的工艺越来越精湛、技术越来越娴熟，显示出富贵、华丽、高雅，常用于高星级宾馆、酒店、写字楼的装饰。如今，随着生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也在不断提高，实用、装饰性较强的艺术玻璃也与人们的生活密切相关。灯具饰品、家电装饰、玻璃餐具、玻璃家具、家庭装潢、高档物品包装、艺术画框、艺术玻璃收藏品等艺术玻璃制品逐渐走进寻常百姓家庭，艺术玻璃品的市场需求量在不断提高。
随着人们对审美概念的提高与变化，以及人们逐渐体现个性化的需求，在进行室内配画时，更多的人选择了材料更具质感的方式，比如采用油画布、安徽泾县的宣纸画，瓷砖画等。很多年前，市场上出现了采用PVC作为基材的拉丝金等材料，使用这种材料，制备的画面出现了诸多问题，比如：画面耐久性只能达到1-3个月，由于采用染料墨水进行打印，长时间日照会造成画面严重褪色；画面本身无法防水造成用户购买后，无法方便的进行日常的保洁；画面效果不生动，由于采用化学药剂制备，画面无法展示绚丽的效果。而手工贴金箔加之以传统绘画的方式，虽然可以提高画面立体感，但效率非常低，无法形成批量化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃金砂画的制备工艺，该目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供了一种玻璃金砂画的制备工艺，其包括以低铁浮法玻璃为材料制备玻璃基材，然后在玻璃基材上印制画面、喷涂金砂、以及干燥、固色的步骤；
其中，所述低铁浮法玻璃中以Fe2O3计的含铁量为不高于0.15wt％，所述低铁浮法玻璃的厚度为3-5mm。
优选地，所述低铁浮法玻璃中以Fe2O3计的含铁量为不高于0.12wt％；
优选地，所述低铁浮法玻璃中以Fe2O3计的含铁量为0.1-0.12wt％。
含铁量高低往往影响玻璃的透明度和气泡情况，而本发明以低铁浮法玻璃为材料制备玻璃基材对透明度、平整度、气泡的要求较为严格。一般而言，低铁浮法玻璃的一般要求为含铁量不得高于0.2wt％，发明人在实际的应用过程中发现，当同批次的低铁浮法玻璃中铁的含量在不高于0.2wt％的范围内较高或较低时，玻璃的情况仍然会有较大的差异，无法较为稳定的发挥玻璃画的艺术效果。但是，发明人发现当低铁浮法玻璃的含铁量在不高于0.12wt％的范围，尤其是含铁量处于0.1-0.12wt％的范围内时，将其用于制备本发明的玻璃基材，更容易获得稳定的艺术表现力。
优选地，所述低铁浮法玻璃的厚度为3-4mm，该厚度可在该范围内进行选择，比如可以为3mm或4mm，优选为3mm。
优选地，所述玻璃基材的制备包括以下步骤：
(1)玻璃材料的清洁，包括普通清洁与深度清洁；
其中，普通清洁和深度清洁后均需将玻璃材料在温度20～30℃、湿度40％～60％的环境中静置5～20min，优选10min；
(2)玻璃材料的表面处理：使用玻璃材料处理液擦涂玻璃表面，直至玻璃表面被处理液完全覆盖，静置5～20min，待液体变为固态后对玻璃材料的处理完成。
本发明采用的玻璃材料为低铁浮法玻璃，其在制备过程中通常在锡槽内操作，因此需要进行至少两次清洁，以保证玻璃表面的洁净度，保证画面的稳定性。
优选地，所述普通清洁包括使用玻璃水溶液清洁玻璃表面，并在清洁过后将材料擦干；所述深度清洁包括使用无纺布以工业酒精擦拭玻璃材料。
优选地，所述玻璃水溶液包括以下重量份的原料：去离子水：50-70份，乙醇：2-5份，十二烷基醇醚硫酸钠：1-3份，柠檬酸钠：1-2份，磷酸三乙酯：1-3份，乙二醇：0.2-0.3份，乳化硅油：1-5份；该组成的玻璃水溶液具有较好的清洁度，尤其，磷酸三乙酯和乳化硅油的加入，能够使清洁后的玻璃保持持久干净明亮，不易附着杂质，较为优选地，当玻璃水溶液的组成为去离子水：55份，乙醇：2.5份，十二烷基醇醚硫酸钠：1.2，柠檬酸钠：1份，磷酸三乙酯：1.5份，乙二醇：0.2份，乳化硅油：2.5份时，效果更为显著。
优选地，所述工业酒精中乙醇含量至少为95wt％，优选含有96wt％乙醇和1wt％甲醇。该过程可以进一步去除指纹和细小杂质。
优选地，所述玻璃材料处理液包括或由以下成分组成：乙二醇乙醚乙酸酯5-22wt％，丙烯酸树脂25-35wt％，乙酸正丁酯40-50wt％，甲苯2-12wt％，二甲苯6-24wt％。
优选地，所述玻璃材料处理液包括或由以下成分组成：乙二醇乙醚乙酸酯10-15wt％，丙烯酸树脂25-30wt％，乙酸正丁酯45-50wt％，甲苯5-10wt％，二甲苯10-15wt％。
优选地，所述玻璃材料处理液包括或由以下成分组成：乙二醇乙醚乙酸酯10wt％，丙烯酸树脂27wt％，乙酸正丁酯48wt％，甲苯5wt％，二甲苯10wt％。
优选地，所述玻璃材料处理液变为固态层时的厚度不超过5mm，优选为2.5-3.0mm。
该玻璃材料处理液在玻璃材料表面经多次均匀擦涂或者可以选择将玻璃一面浸入薄薄一层该玻璃材料处理液中，该处理液的深度应不低于5mm，直至玻璃表面被处理液完全覆盖后静置即可得到固态层，该层用于后期的画面印制。
由该处理液得到的固态层的状态直接影响后期的画面印制效果，发明人通过研究发现，当处理液由乙二醇乙醚乙酸酯5-22wt％，丙烯酸树脂25-35wt％，乙酸正丁酯40-50wt％，甲苯2-12wt％，二甲苯6-24wt％为原料组成时，可以实现较快的得到固态层，并且得到的固态层具有较好的稳定性和耐磨性能，尤其当该原料的组成进一步为乙二醇乙醚乙酸酯10-15wt％，丙烯酸树脂25-30wt％，乙酸正丁酯45-50wt％，甲苯5-10wt％，二甲苯10-15wt％时，固化时间可明显缩短，耐磨性能变化不明显但稳定性更好，并且尤其当该组成为乙二醇乙醚乙酸酯10wt％，丙烯酸树脂27wt％，乙酸正丁酯48wt％，甲苯5wt％，二甲苯10％时，可以更快的得到固态层，且获得更佳的稳定性，同时具有更优异的耐磨性能。
优选地，所述画面印制包括使用UV打印设备(比如HP SCITEX FB950)将画面打印在玻璃基材的固态层表面，静置至玻璃基材冷却到室温。
优选地，所述喷涂金砂包括使用喷枪将金砂水溶液均匀喷涂到印制好的画面上，喷涂厚度不大于0.25mm，优选为0.1-0.25mm；
优选地，所述金砂水溶液由金粉与水性清漆以0.1-0.15：1的质量比混合得到；优选地，该质量比为0.15：1。
优选地，所述金粉为铜锌粉。铜锌的比例不同，可制成不同色泽的金粉(如黄金色、青金色、红金色、青红金色等)，比如，铜比例约90％可制备出浅金黄色，铜比例约80％可制备出纯金黄色，铜比例约70％可制备出深金黄色。
优选地，所述金粉由60-80wt％的铜粉和20-40wt％的锌粉组成，其粒径为100-400目，优选为200目和/或400目。两种粒径的粉末的混合比例为200目与400目的质量比为0.5-1.2：1，优选为1.2：1。
金粉目数(细度)及其用量的选择对画面光泽的好坏及喷涂后的手感、牢度等性能有很大影响。金粉目数越高，越细，分散性越好，光的反射越一致，反射出带红光的金光光芒，但光泽暗淡，色泽差；而金粉目数越低，越粗，光泽越亮，色泽强，反射出带青光的金光光芒，但分散性差，手感、牢度差。将金粉目数选择在100-400目之间，这种细度的金粉色泽较强，亮度好，牢度好，与水性清漆相容性好，得到的色浆稳定，分散性好。此外，金粉用量也要合适，太少，露底；太多影响产品手感和牢度，控制在与水性清漆以0.1-0.15：1的质量比混合时综合效果较佳、尤其以0.15：1的质量比混合时效果最为适宜。此外，发明人还发现以不同目数的金粉复配使用可获得更有层次感的图像效果、分散性以及牢度，尤其以200目和400目的上述铜锌粉混合得到的金粉，将其与水性清漆以上述比例混合使用时，具有更好的附着力和色彩表现力，图像的结构也更为深邃丰盈。
优选地，所述水性清漆为水性木器清漆，比如可以选用立邦水凝水性木器清漆。
优选地，所述金砂水溶液中可选择性地加入抗氧化剂和/或紫外吸收剂，抗氧化剂比如三氮唑类物质(如苯并三氮唑)可以与铜反应可生成不溶性配合物，从而降低铜的氧化和腐蚀，从而延长色彩的持久性，保持光泽。抗氧化剂和/或紫外吸收剂的加入量为金粉质量的0.5-0.8wt％。
优选地，所述金粉与水性清漆的混合方式为过筛混合，举例说明，当以200目的金粉与400目的金粉与水性清漆混合时，分别准备400目筛和200目筛，将金粉分别置于400目筛和200目筛上，以固定速率抖动筛子(可使用过筛机，速率控制在每秒20次，振动幅度3mm以内)，使金粉不断均匀的筛入搅拌着的水性清漆中，其中，200目筛和400目筛不同时筛入，而是依次间隔筛入，筛入顺序为先筛入200目筛粉，再筛入400目筛粉，每次筛入时间为5s，每次间隔时间为2s。若仅采用单一目数的金粉时，虽无需转换筛入的粉体，但仍需筛入5s后间隔2s再次筛入。如果水性清漆中加入抗氧化剂和/或紫外线吸收剂，其优选在筛入金粉前将三分之二的抗氧化剂和/或紫外线吸收剂预先加入到不断搅拌的水性清漆中，剩余三分之一在金粉加入完成后一次性加入到混合液中，继续搅拌10-15分钟。所述混合方式会影响得到的金砂水溶液的分散性能，及其后期喷涂于画面时的附着力。
优选地，所述后处理包括将喷砂处理后的玻璃基材在无尘车间内进行干燥、固色的操作。
优选地，所述干燥温度为70～90℃，优选80℃；
优选地，所述干燥时间控制在20min以内，优选10min；
优选地，所述固色操作包括喷涂胶矾水后在20-25℃、湿度为65-70％的室内环境中自然风干。温度过高不可，通风太强不可，在20-25℃、湿度为65-70％的室内环境中自然风干的条件可以适当延长湿水时间，以利于胶矾的渗透。
所述胶矾水中，水、明胶、明矾三者的质量比例为8-25：2-5：1，优选为25：5：1。调制的胶矾水比例要适中，浓淡要得当。胶多容易发滑，矾量过大则容易泛白，太稠则涩，过稀渗漏。比例和浓淡掌握不好，就难以达到理想的固色效果。当水、明胶、明矾三者的质量比例为1-25：2-5：1，优选为25：5：1时，容易获得理想的固色效果。
相较于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明的制备工艺制备的玻璃金砂画画面效果生动、立体感强，便于日常生活的保洁，并且具有较好的耐久性、耐碱性、耐酸性及抗老化性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步阐述。应当理解，本发明给出的实施例仅用于说明本发明，并不用于限制本发明的范围。
下述实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明实施例中，如无特别说明，其原料的混合方式和处理方式为按照常规处理，如无常规处理方法，则视为直接均匀混合。
此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
实施例1玻璃金砂画的制备
步骤1：玻璃材料的清洁
使用玻璃水溶液清洗3mm厚低铁浮法玻璃(含铁量以氧化铁计为0.12wt％)表面，清洁完成后，使用干布进行擦拭，然后将玻璃在温度25℃、湿度50％的环境中静置10min，使用无纺布以工业酒精(96wt％乙醇)擦拭玻璃。
其中，玻璃水溶液的组成为：去离子水55份，乙醇2.5份，十二烷基醇醚硫酸钠1.2份，柠檬酸钠1份，磷酸三乙酯1.5份，乙二醇0.2份，乳化硅油2.5份。
步骤2：玻璃材料的表面处理
步骤1完成后，将玻璃材料在温度25℃、湿度40％的环境中静置10min后进行玻璃材料的预处理，操作如下：
使用玻璃材料处理液擦涂玻璃表面，直至玻璃表面被处理液完全覆盖，静置，液体在5min左右变为固态，其厚度约为2.5mm，得到玻璃基材；其中，玻璃材料处理液的组成为：乙二醇乙醚乙酸酯10wt％，丙烯酸树脂27wt％，乙酸正丁酯48wt％，甲苯5wt％，二甲苯10wt％。
步骤3：画面印制
使用HP SCITEX FB950平板打印设备将画面打印在步骤3得到的玻璃基材表面(固态层)上，静置至玻璃基材冷却到室温。
步骤4：喷砂处理
使用立邦水凝水性木器清漆，按照金粉与水性清漆以0.15：1的质量比混合，形成金砂水溶液。
其中，所述金粉由70wt％的铜粉和30wt％的锌粉组成，其粒径构成为200目和400目，200目和400目粉末的配合质量比为1.2：1。
金粉与水性清漆的混合方式为：分别将200目和400目金粉置于400目筛和200目筛上，以固定速率抖动筛子(可使用过筛机，速率控制在每秒20次，振动幅度3mm以内)，使金粉不断均匀的筛入搅拌着的水性清漆中，其中，200目筛和400目筛不同时筛入，而是依次间隔筛入，筛入顺序为先筛入200目筛粉，再筛入400目筛粉，每次筛入时间为5s，每次间隔时间为2s。若仅采用单一目数的金粉时，虽无需转换筛入的粉体，但仍需筛入5s后间隔2s再次筛入，筛入完成后继续搅拌10分钟，得到金砂水溶液。
使用喷枪将金砂水溶液均匀喷涂到印制好画面的玻璃材料上，厚度0.2mm。
步骤5：后处理
在无尘车间内对喷砂处理后的玻璃基材进行80℃持续10min的干燥处理，然后对喷涂胶矾水(水、明胶、明矾三者的质量比例为25：5：1)后在25℃、湿度为70％的室内环境中自然风干，即得玻璃金砂画。
实施例2-6玻璃金砂画的制备
采用与实施例1相同的工艺方法制备玻璃金砂画，其区别仅在于改变了玻璃材料处理液的组成，该实施例中所使用的玻璃材料处理液的组成如表1所示。
表1玻璃材料处理液的组成(重量百分比,wt％)
实施例 2 3 4 5 6
乙二醇乙醚乙酸酯 5 22 10 10 30
丙烯酸树脂 27 25 30 25 20
乙酸正丁酯 48 40 45 50 40
甲苯 10 5 5 5 4
二甲苯 10 8 10 10 6
处理液固化时间(min) 8.5 7.2 6.6 6.3 ＞15
实施例7-9玻璃金砂画的制备
采用与实施例1相同的工艺方法制备玻璃金砂画，其区别仅在于改变了玻璃材料处理液的涂覆厚度，该实施例中所使用的玻璃材料处理液的涂覆厚度如表2所示。
表2玻璃材料处理液的涂覆厚度(以成膜厚度计)(单位，mm)
实施例 厚度 固化时间(min)
7 2 5
8 3 7.2
9 5 8.5
实施例10-12玻璃金砂画的制备
采用与实施例1相同的工艺方法制备玻璃金砂画，其区别仅在于改变了金砂水溶液中金粉与水性清漆的配比，该实施例中所使用的配比组成如表3所示。
表3金砂水溶液中金粉与水性清漆的配比(质量比)
Figure BDA0001945968030000081
Figure BDA0001945968030000091
实施例13-17玻璃金砂画的制备
采用与实施例1相同的工艺方法制备玻璃金砂画，其区别仅在于改变了金砂水溶液中金粉的情况，该实施例中所使用的金粉的情况如表4所示。
表4金砂水溶液中金粉的组成
实施例 金粉组成(质量比)
13 200目粉：400目粉＝0.5:1
14 200目粉：400目粉＝1.5:1
15 200目粉：400目粉＝0.3:1
16 200目粉
17 400目粉
实施例18-21玻璃金砂画的制备
采用与实施例1相同的工艺方法制备玻璃金砂画，其区别仅在于在金砂水溶液中加入了抗氧化剂苯并三氮唑，该实施例中所加入的抗氧化剂的量如表5所示。
表5金砂水溶液中苯并三氮唑的加入量(占金粉质量的wt％)
实施例 苯并三氮唑的加入量
18 0.5
19 0.8
20 1.0
21 0.3
实施例22-25玻璃金砂画的制备
采用与实施例1相同的工艺方法制备玻璃金砂画，其区别仅在于在固色操作中胶矾水的组成不同，该实施例中所使用的胶矾水的组成如表6所示。
表6胶矾水的组成
实施例 水：明胶：明矾的质量比
22 8：5：1
23 30：5：1
24 25：5：3
25 25：8：1
实施例26玻璃金砂画的外观评价
该实施例主要针对玻璃金砂画的色彩鲜艳度、手感、色彩均匀度进行评价，以观感和触摸进行评价，结果如表7所示：
表7玻璃金砂画观感评价
Figure BDA0001945968030000101
Figure BDA0001945968030000111
实施例28
本实施例针对上述制备得到的玻璃金砂画进行了耐久性(实施例1-25)、常温放置(实施例1-25)及耐磨性(实施例1-6)试验，测试方法及结果如下所示：
1、耐久性试验
耐久性试验主要指色彩的持久性，包括颜色的变化、色块的脱落等，测试条件为高湿(水喷雾实验)、高温(50℃)、紫外线照射条件(100mW/m2)，检测时间为24h，分别在12、24小时时检查画作，结果如表8所示。
2、室温放置试验
将画作于室温下放置6个月，分别于第3月、6月时检查画面情况，结果如表8所示。
3、耐磨试验
采用往复式耐磨试验法(Taber 5900往复式耐磨擦试验机)，及将实施例1-6中的玻璃画的画面侧固定区域在磨擦轮外缘上的研磨砂纸作平面往复运动，每双行程后磨擦轮转动一小角度(0.9度)，经3次研磨后，观察画面图像的变化，结果列于表9中。
表8耐久性试验和常温放置试验结果
Figure BDA0001945968030000121
Figure BDA0001945968030000131
备注：-表示无特别明显变化，+表示有褪色现象，++表示画面出现模糊，+++表示色块有脱落。
表9耐磨性试验结果
Figure BDA0001945968030000132
*表示轻微磨损，但不明显，**轻微磨损，画面有刮擦，***表示出现明显划痕，****表示严重磨损，出现深痕，*****表示磨损处大范围色块掉落。
应当理解的是，本文所述发明不限于特定的方法学、实验方案或试剂，因为这些是可以变化的。本文所提供的论述和实例仅是为了描述特定的实施方案呈现而非意在限制本发明的范围，本发明的范围仅受到权利要求的限定。

Claims (1)

1.一种玻璃金砂画的制备工艺，其包括以下步骤：
步骤1：玻璃材料的清洁，包括：
使用玻璃水溶液清洗3mm厚低铁浮法玻璃表面，低铁浮法玻璃含铁量以氧化铁计为0.12wt%，清洁完成后，使用干布进行擦拭，然后将玻璃在温度25℃、湿度50%的环境中静置10min，使用无纺布以96wt%乙醇擦拭玻璃；
其中，玻璃水溶液的组成为：以重量份计，去离子水55份，乙醇2.5份，十二烷基醇醚硫酸钠1.2份，柠檬酸钠1份，磷酸三乙酯1.5份，乙二醇0.2份，乳化硅油2.5份；
步骤2：玻璃材料的表面处理，包括：
步骤1完成后，将玻璃材料在温度25℃、湿度40%的环境中静置10min后进行玻璃材料的预处理，预处理操作包括：使用玻璃材料处理液擦涂玻璃表面，直至玻璃表面被处理液完全覆盖，静置，液体在5min变为固态，其厚度为2.5mm，得到玻璃基材；
其中，玻璃材料处理液的组成为：乙二醇乙醚乙酸酯10wt%，丙烯酸树脂27wt%，乙酸正丁酯48wt%，甲苯5wt%，二甲苯10wt%；
步骤3：画面印制，包括：
使用HP SCITEX FB950平板打印设备将画面打印在步骤2得到的玻璃基材表面即固态层上，静置至玻璃基材冷却到室温；
步骤4：喷砂处理，包括：
使用立邦水凝水性木器清漆，按照金粉与水性清漆以0.15：1的质量比混合，形成金砂水溶液；
其中，所述金粉由70wt%的铜粉和30wt%的锌粉组成，其粒径构成为200目和400目，200目和400目粉末的配合质量比为1.2：1；
其中，金粉与水性清漆的混合方式为：分别将200目和400目金粉置于400目筛和200目筛上，以固定速率抖动筛子，速率控制在每秒20次，振动幅度3mm以内，使金粉不断均匀的筛入搅拌着的水性清漆中，其中，200目筛和400目筛不同时筛入，而是依次间隔筛入，筛入顺序为先筛入200目筛粉，再筛入400目筛粉，每次筛入时间为5s，每次间隔时间为2s；筛入完成后继续搅拌10分钟，得到金砂水溶液；
使用喷枪将金砂水溶液均匀喷涂到印制好画面的玻璃材料上，厚度0.2mm；
步骤5：后处理，包括：在无尘车间内对喷砂处理后的玻璃基材进行80℃持续10min的干燥处理，然后喷涂胶矾水后在25℃、湿度为70%的室内环境中自然风干，即得玻璃金砂画；
其中，所述胶矾水中水、明胶、明矾三者的质量比例为25:5:1。
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