專利名稱：視幻裝飾玻璃及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明是關于玻璃及其制造方法的發(fā)明，特別是一種關于視幻裝飾玻璃及其制造方法的發(fā)明。
眾所周知，玻璃的品種多種多樣，制造方法也各異。常見的有用有槽垂直引上法等方法生產(chǎn)的平板玻璃，有用浮法生產(chǎn)的平板玻璃，有用壓延法生產(chǎn)的壓花玻璃、夾絲玻璃。在平板玻璃的基礎上，又有普通的透明無色平板玻璃，有普通的茶色、灰色等彩色玻璃，有吸熱玻璃(它是在生產(chǎn)平板玻璃時在原料中加入了某些具有吸熱性能的著色劑或金屬離子后產(chǎn)生蘭色、灰色、茶色等色彩)，有具有單向透像特性的鍍金屬膜的熱反射玻璃(在迎光面具有鏡子的特性而不能透像)，等等。當然，還有其它各種玻璃。玻璃在建筑上是一種主要裝修材料，它除透光、透視、隔音、隔熱等功能外，還兼有藝術裝飾作用，并還用來降低建筑物自重、改善環(huán)境等。目前世界上的一些大型建筑，如機場、賓館、飯店、商場等都流行用這些裝飾玻璃作為建筑幕墻，高雅壯觀，色彩柔和。但是，目前所知的各種玻璃，都不具有色彩和圖案對視覺產(chǎn)生變幻的效果。
本發(fā)明的目的是提出一種視幻裝飾玻璃及其制造方法。它除具有普通玻璃耐腐蝕、耐水洗、隔熱、隔音、透光的特點外，還具有隨著觀察方向的改變色彩和圖案產(chǎn)生變幻的裝飾效果。同時，這種視幻裝飾玻璃又能采用切實可行的簡便方法制造。
本發(fā)明的原理和制造方法都很簡單?，F(xiàn)在廣泛采用的各種裝飾玻璃，工業(yè)生產(chǎn)方法已非常成熟。而且，普通透明玻璃原料來源也很廣泛。只要將平板狀透明玻璃的一個表面做成柱面透鏡光柵，在另一個表面上印刷并燒焙上各種色彩圖案。控制厚度，使色彩圖案落在柱面透鏡光柵的焦平面上，就可以透過柱面透鏡光柵看到各種色彩圖案不斷變幻。同時，只要仍舊留有很多沒有色彩圖案的區(qū)域，就能保證有足夠的透光性，使之既能透光，又有玄妙的裝飾效果。本發(fā)明的任務是這樣完成的采用普通生產(chǎn)玻璃的壓延法，用特定的模輥將透明玻璃熔體壓延成平板狀，壓延時使其與特定模輥相接觸的表面形成若干個連續(xù)凸起的半柱狀曲面，這些半柱狀曲面的曲率半徑相等且軸線互相平行，構(gòu)成柱面透鏡光柵，與柱面透鏡光柵相對的另一個表面是平整表面。針對不同設計的柱面透鏡的曲率半徑，透明玻璃必須控制在相應的厚度，使每一柱面透鏡的焦點線落在平整表面上，這樣，就使柱面透鏡光柵的焦平面和平整表面相重合。柱面透鏡的曲率半徑愈小，基體透明玻璃愈薄。要保證有足夠的機械強度，曲率半徑的選取是很關鍵的。然后，用礦物顏料或化工顏料在一面已呈柱面透鏡光柵的透明玻璃的另一平整平面上印刷上(例如用絲網(wǎng)印刷)色彩圖案并焙燒、退火，使色彩圖案和透明玻璃成一整體。于是，柱面透鏡光柵的焦平面也就和色彩圖案所在的平面重合。利用現(xiàn)有技術，這些都是很容易實現(xiàn)的。焙燒在透明玻璃平整表面上的色彩圖案是互相平行的單一色彩的條形圖案，未印刷色彩圖案的區(qū)域稱為無色彩區(qū)域，無色彩區(qū)域也是條形區(qū)域，并與色彩圖案互相平行，無色彩區(qū)域的設計是為了使視幻裝飾玻璃具有一定透光性。我們把相互毗鄰的不同色彩的條形色彩圖案和條形無色彩區(qū)域的組合稱之為一個條形圖案單元，若干個這樣的條形圖案單元平行地、重復地、連續(xù)排列下去，直到把整個表面復蓋上。在一個條形圖案單元內(nèi)各個條形色彩圖案的寬度之和小于或等于一個柱面透鏡所垂直復蓋的區(qū)域的寬度的二分之一，一個條形圖案單元內(nèi)至少有一條色彩圖案。也就是說，在一個條形圖案單元內(nèi)至少有等于一個柱面透鏡所垂直復蓋的區(qū)域的寬度的二分之一的區(qū)域用于透過光線。條形色彩圖案和條形無色彩區(qū)域與柱面透鏡軸線平行或相交成一個小于50°夾角。在它們平行時，要求一個條形圖案單元的寬度等于一個柱面透鏡垂直復蓋區(qū)域的寬度并與之一一對齊。也就是說，一個條形圖案單元恰好完全被一個柱面透鏡所復蓋。這樣，在與柱面透鏡光柵垂直的方向上改變觀察方向時，會出現(xiàn)色彩圖案的迅速變幻。簡單說，就是一種“變色”效果。例如一幢摩天大樓，用這種視幻裝飾玻璃做幕墻后，從一個角度看是金色，換一個角度看是銀色，再換一個角度看它又呈現(xiàn)無色透明狀。觀察角度改變愈快，色彩圖案變幻也愈快。在條形色彩圖案和條形無色彩區(qū)域與柱面透鏡軸線平行時，還有一種情況，就是當一個條形圖案單元的寬度小于或大于一個柱面透鏡垂直復蓋的區(qū)域而與之在寬度方向上錯位，且所有條形圖案單元與各自對應的柱面透鏡的垂直復蓋區(qū)域上錯位部分寬度的累計之和小于或等于一個柱面透鏡垂直復蓋的區(qū)域的寬度時，根據(jù)柱面透鏡的光學的一般原理，也不難理解在與柱面透鏡光柵垂直方向上改變觀察方向時，會出現(xiàn)色彩圖案“順序移動變幻”的裝飾效果。例如，假設條形圖案的排列順序是紅-黃-蘭-透明無色，在某方向能同時觀察到這三種色彩和透明無色(前述“變色”效果是在某方向只能觀察到同一種色彩或同是透明無色)，但它們呈現(xiàn)在柱面透鏡光柵上的位置不同。隨著觀察方向的連續(xù)改變(在與柱面透鏡光柵垂直的方向上)，觀察到的排列順序會變成透明無色-紅-黃-蘭;再變成蘭-透明無色-紅-黃;再變成黃-蘭-透明無色-紅;再變成紅-黃-蘭-透明無色;這樣周而復始，色彩(及透明無色)在柱面透鏡光柵上依次向前或向后(沿觀察方向的改變方向)推進，這就是“色彩順序移動變幻”的裝飾效果。當條形色彩圖案和條形無色彩區(qū)域與柱面透鏡軸線相交成一小于50°夾角時，則會隨著與柱面透鏡光柵垂直方向上觀察方向的改變出現(xiàn)色彩圖案的“位置移動”，或說成是一種“色彩滾紋”裝飾效果。當夾角大于50°時，“色彩滾紋”效果趨于不明顯。在理論上，當夾角為90°時，則不會產(chǎn)生“位置移動”。產(chǎn)生“色彩滾紋”效果時，色彩不會發(fā)生變幻，但色彩圖彩(及透明無色圖案)會發(fā)生位置的移動，夾角愈小，移動愈大?？傊?，本發(fā)明產(chǎn)生的裝飾效果會因色彩圖案的設計不同而變幻無窮。視幻透明裝飾玻璃除主要用作各種裝飾玻璃幕墻外，還可用作大型廣告燈箱，也可用作室內(nèi)裝飾隔斷，如屏風等。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。


圖1是柱面透鏡光柵(a)和條形圖案單元排列(b)示意2是“變色”示意圖。
圖3[(a)，(b)，(c)，(d)]是“色彩順序移動變幻”示意圖。
圖4[(a)，(b)，(c)]是“色彩滾紋”示意圖。
圖5是制造工藝流程示意方框圖。
圖1(a)是柱面透鏡光柵示意圖，1是透明玻璃基體，2是軸線7互相平行的、連續(xù)凸起的、曲率半徑相等的柱面透鏡，6是與柱面透鏡光柵相對的另一個平整表面。圖1(b)是條形圖案單元示意圖，透明玻璃基體1的一個表面呈柱面透鏡2構(gòu)成的柱面透鏡光柵，與之相對的平整表面6上有條形色彩圖案3和4以及條形無色彩區(qū)域5，3、4和5互相平行，3、4、和5組成一個條形圖案單元E，這樣的條形圖案單元E平行地、重復地、連續(xù)排列下去，直到把整個表面復蓋上。在一個條形圖案單元E內(nèi)各個條形色彩圖案的寬度之和(即圖中色彩圖案3和4的寬度之和)小于或等于一個柱面透鏡垂直復蓋的區(qū)域的寬度F的二分之一，也就是說條形無色彩區(qū)域5的寬度等于或大于F的二分之一，這是為了保證具有足夠的透光性。由柱面透鏡2構(gòu)成的柱面透鏡光柵的焦平面和平整表面6重合。
圖2是“變色”示意圖，透明玻璃基體1的一個表面呈柱面透鏡2構(gòu)成的柱面透鏡光柵，平整表面6上焙燒上條形色彩圖案3和4，同時還有條形無色彩區(qū)域5，3、4和5都和柱面透鏡軸線7平行，一個條形圖案單元E的寬度(即3、4和5的寬度之和)等于一個柱面透鏡垂直復蓋區(qū)域的寬度F并與之一一對齊。這時，當觀察視線8的方向改變到觀察視線9的方向時，觀察視線8通過柱面透鏡2后落在條形色彩圖案3上的會聚點P點改變到觀察視線9通過柱面透鏡2后落在條形色彩圖案4上的會聚點q點。也就是說，視線8看到一片色彩3，但視線9卻看到一片色彩4，同理，當觀察視線9的方向改變到觀察視線23的方向時，會聚點q點改變到觀察視線23通過柱面透鏡2后落在條形無色彩區(qū)域5上的會聚點S點。也就是說，視線23看到的是一片透明無色彩的區(qū)域。原因是在與柱面透鏡光柵垂直的方向上改變了觀察方向。
圖3[(a)、(b)、(c)、(d)]是“色彩順序移動變幻”示意圖，圖3(a)中，1是透明玻璃基體，柱面透鏡光柵由若干個柱面透鏡2構(gòu)成，平整表面6上被由條形色彩圖案A、B、C和條形無色彩區(qū)域D組成的條形圖案單元E復蓋，但一個條形圖案單元E的寬度小于一個柱面透鏡垂直復蓋的區(qū)域的寬度F而與之在寬度方向上錯位(E的寬度大于F的情況也類似)，且所有條形圖案單元與各自對應的柱面透鏡的垂直復蓋區(qū)域上錯位部分寬度的累計之和等于一個條形圖案單元E的寬度(在4個柱面透鏡垂直復蓋的區(qū)域上復蓋了的5個條形圖案單元)。這樣，觀察視線10經(jīng)柱面透鏡光柵上不同位置的柱面透鏡會聚后，會聚點(P1，P2，P3，P4)分別落在不同的條形圖案上，P1落在A上，P2落在B上，P3落在C上，P4落在D上。觀察視線10看到的就是A-B-C-D。根據(jù)同樣的原理，在圖3(b)中從觀察視線10改變到觀察視線11后，觀察視線11看到的是B-C-D-A。同理，在圖3(c)中觀察視線12看到的是C-D-A-B。在圖3(d)中觀察視線13看到的是D-A-B-C。這樣周而復始，色彩(及透明無色)在柱面透鏡光柵上依次向前或向后(沿著觀察方向的改變方向)推進，這就是“色彩順序移動變幻”。所有條形圖案單元E與各自對應的柱面透鏡2的垂直復蓋區(qū)域上錯位部分寬度的累計之和小于一個條形圖案單元E的寬度的情況也類似，同樣會產(chǎn)生“色彩順序移動變幻”效果。
圖4[(a)，(b)，(c)]是“色彩滾紋”示意圖。為簡化起見，取一個柱面透鏡來說明問題。在圖4(a)中，圖(1)、圖(2)、圖(3)和圖(4)分別表示觀察視線(或入射光線)束14、15、16和17透過柱面透鏡后會聚在色彩圖案3上的P1、P2、P3和P4的情況。2是柱面透鏡，6是平整表面，觀察視線束是沿著與柱面透鏡2垂直的方向上不斷改變方向的，即從14→15→16→17，觀察視線束的會聚點線21落在色彩圖案3上，落點是P1、P2、P3和P4。也就是說，都能看到色彩圖案3。在圖4(b)中，圖(1)、圖(2)、圖(3)和圖(4)分別表示觀察視線束從14→15→16→17時，觀察視線束會聚點線21與條形色彩圖案3相交的情況。在圖4(b)中可以看出，P1、P2、P3和P4實際上表示了觀察視線束會聚點線21與條形色彩圖案3相交的一段線段(因為條形色彩圖案3是有一定寬度的)。也就是說，隨著觀察視線束的方向的改變，所能看到的色彩圖案3的一部分(P1、P2、P3和P4處)在柱面透鏡上的位置也在改變。圖4(b)中5表示與條形色彩圖案3平行的條形無色彩區(qū)域，可以看出，觀察視線束會聚點線21同樣與5有相交的部分，這說明，透過柱面透鏡也能看到透明無色圖案，且透明無色圖案在柱面透鏡上的位置也在同步改變。圖中6是平整表面，條形色彩圖案3與柱面透鏡軸線7的夾角20小于50°。在圖4(c)中，圖(1)、圖(2)、圖(3)和圖(4)表示透過柱面透鏡2看到的實際色彩圖案18，色彩圖案18的色彩和色彩圖案3的色彩相同。顯而易見，18離開柱面透鏡一個端面19的距離是逐漸變化的，夾角20愈小，變化愈快。圖中柱面透鏡2上空白部分22表示看到的無色透明部分，可見，它們的位置也在隨之同步改變。這就是所說的“位置移動”，或是“色彩滾紋”裝飾效果。圖4中三組圖(a)、(b)、(c)從上到下是一一對應的。圖(a)的(1)、(2)、(3)和(4)表示只看一個柱面透鏡(剖面)時，因觀察視線方向改變，觀察視線束的會聚點線在條形色彩圖案上移動的有關情況。圖(b)的(1)、(2)、(3)和(4)表示與圖(a)中(1)、(2)、(3)和(4)上下一一對應時，觀察視線束會聚在柱面透鏡所垂直復蓋的區(qū)域內(nèi)平整表面上條形色彩圖案3和條形無色彩區(qū)域5上實際位置變化的有關情況。圖C的(1)、(2)、(3)和(4)表示與上面兩組圖一一對應時，透過柱面透鏡看到的色彩圖案和無色透明圖案在柱面透鏡上實際位置變化的有關情況。
圖5是制造工藝流程示意方框圖。工藝流程為透明玻璃液的熔煉[1]→熱壓成形[2](采用特定模輥壓制出一面呈柱面透鏡光柵，一面是平整表面的平板狀透明玻璃)→退火[3]→裁片[4]→用絲印工藝印刷色彩圖案[5](同時留有若干保證透光性的條形無色彩區(qū)域)→高溫焙燒[6]→退火[7]，最后是成品[8]。
可見，視幻裝飾玻璃，不僅具有異乎尋常的裝飾效果，制造方法也非常簡便。
實施例1(參照附圖2及其說明)視幻裝飾玻璃系采用普通透明玻璃熔體用特定模輥壓延而成。折射率1.65，厚度7mm，尺寸為2000mm×2000mm，柱面透鏡2曲率半徑都是2.8mm，每個柱面透鏡所垂直復蓋的區(qū)域的寬度F為5mm。在平整表面6上用絲網(wǎng)印刷工藝在條形色彩圖案3和4的位置分別印刷上茶色和白色條形礦物顏料或化工顏料圖案，寬度均為1mm，條形無色彩區(qū)域5的寬度為3mm，即條形圖案單元E的寬度也為5mm。然后經(jīng)焙燒、退火，即為成品。當從觀察視線8的方向觀察柱面透鏡光柵時，看到的是一片茶色。改變到從觀察視線9的方向觀察柱面透鏡光柵時，看到的是一片白色。當觀察方向改變到觀察視線23的方向時，看到的是一片無色透明，這就是“變色”效果。
實施例2(參照附圖3及其說明)視幻裝飾玻璃系采用普通透明玻璃熔體用特定模輥壓延而成。折射率1.65，厚度8mm，尺寸為1800mm×1800mm，柱面透鏡2的曲率半徑都是3.2mm，每個柱面透鏡所垂直復蓋的區(qū)域的寬度F為6mm，條形圖案單元E的寬度為5.9mm。在條形圖案單元E內(nèi)，條形色彩圖案A、B、C處分別用絲網(wǎng)印刷工藝印上紅色、白色、蘭色礦物顏料或化工顏料圖案，這三種條形色彩圖案的寬度均為0.8mm，其余為不印色彩圖案的條形無色彩區(qū)域。然后經(jīng)焙燒、退火，即為成品。按照這種結(jié)構(gòu)制造的視幻裝飾玻璃，可以產(chǎn)生紅、白、蘭和無色透明四種色彩圖案的裝飾效果實施例3(參照附圖4及其說明)視幻裝飾玻璃系采用普通透明玻璃熔體用特定模輥壓延而成。折射率1.65，厚度為7mm，尺寸為2000mm×2000mm，柱面透鏡2的曲率半徑為2.8mm。在平整表面6上，用絲網(wǎng)印刷工藝，在與柱面透鏡2軸線7構(gòu)成3°夾角的方向印刷淺蘭色礦物顏料或化工顏料互相平行的條形色彩圖案3，每一條淺蘭色條形色彩圖案3的兩邊是條形無色透明區(qū)域5，條形淺蘭色圖案寬2mm，條形無色彩透明區(qū)域?qū)?mm。圖4只表示了實施例3的一個柱面透鏡時的情況，所以圖4(b)只表示了一個柱面透鏡所垂直復蓋的區(qū)域內(nèi)平整表面上條形色彩的情況，但可從其推想到實施例3平整表面上條形色彩圖案的全貌。即淺蘭色條形色彩圖案3和條形無色透明區(qū)域5在與柱面透鏡2的軸線7相交成3°夾角的方向上平行地、重復地、連續(xù)排列下去，直到把視幻裝飾玻璃整個平整表面復蓋上。然后，經(jīng)焙燒、退火，即為成品。按照這樣結(jié)構(gòu)制造的視幻裝飾玻璃，將會產(chǎn)生淺蘭色色彩圖案和無色透明圖案在柱面透鏡光柵上位置移動的所謂的“色彩滾紋”裝飾效果。
權(quán)利要求
1.一種視幻裝飾玻璃，呈平板狀，基體由透明玻璃構(gòu)成，其特征在于透明玻璃的一個平整表面上有色彩圖案和無色彩區(qū)域，而與之相對的另一表面呈若干個連續(xù)凸起的半柱狀曲面，這些半柱狀曲面的曲率半徑相等且軸線互相平行，構(gòu)成柱面透鏡光柵，柱面透鏡光柵的焦平面和色彩圖案所在的平面重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視幻裝飾玻璃，其特征在于所述的色彩圖案是互相平行的單一色彩的條形圖案，無色彩區(qū)域是與色彩圖案互相平行的條形區(qū)域，條形色彩圖案和條形無色彩區(qū)域與柱面透鏡軸線平行或相交成一小于50°夾角，相互毗鄰的不同色彩的條形色彩圖案和條形無色彩區(qū)域組成一個條形圖案單元，若干個條形圖案單元平行地、重復地、連續(xù)排列，一個條形圖案單元內(nèi)條形色彩圖案的寬度之和小于或等于一個柱面透鏡垂直復蓋區(qū)域?qū)挾鹊亩种唬粋€條形圖案單元內(nèi)至少有一條色彩圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視幻裝飾玻璃，其特征在于當條形色彩圖案和條形無色彩區(qū)域與柱面透鏡軸線平行時，一個條形圖案單元的寬度等于一個柱面透鏡垂直復蓋區(qū)域的寬度并與之一一對齊，且一個條形圖案單元內(nèi)至少有一條色彩圖案;或者一個條形圖案單元的寬度小于或大于一個柱面透鏡垂直復蓋的區(qū)域而與之在寬度方向上產(chǎn)生錯位，所有條形圖案單元與各自對應的柱面透鏡的垂直復蓋區(qū)域錯位部分寬度的累計之和小于或等于一個柱面透鏡垂直復蓋的區(qū)域的寬度。
4.一種視幻裝飾玻璃的制造方法，采用普通壓延法，其特征在于用特定模輥將透明玻璃熔體壓延成平板狀并同時使其一個表面呈柱面透鏡光柵，使其另一表面呈平整表面，用礦物顏料或化工顏料在一面已呈柱面透鏡光柵的透明玻璃的平整表面上印刷上色彩圖案后焙燒、退火。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃及其制造方法。它是將平板狀透明玻璃的一個表面用壓延法做成柱面透鏡光柵，在另一個表面上焙燒上各種色彩圖案，并仍舊留有很多沒有色彩圖案的區(qū)域。當條形色彩圖案和條形無色彩區(qū)域與柱面透鏡軸線平行或相交成一小于50°夾角時，能分別產(chǎn)生出“變色”、“色彩順序移動變幻”和“色彩滾紋”的裝飾效果，并同時具有透光性。視幻裝飾玻璃特別適用于各種裝飾玻璃幕墻、廣告燈箱和屏風等。
文檔編號C03B13/08GK1069954SQ9110814
公開日1993年3月17日 申請日期1991年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月28日
發(fā)明者周惠忠, 方蔚寧 申請人:周惠忠, 方蔚寧