玻璃表面蒙砂网印装饰技术

1、玻璃表面蒙砂網印裝飾技朮季清榮章國榮摘要敘述了玻璃表面裝飾技朮，并對玻璃表面裝飾的類型、蒙砂機理以及采用絲網印刷方法進行玻璃表面裝飾：從蒙砂印料選擇到網印操作都作了詳盡的介紹同時列舉了生產中應注意的几個問題。 關鍵詞玻璃裝飾絲網印刷 Abstract The article expounds on the glass decoration technology. It also explains the category of glass decoration, the mechanism of frosting process and decoration by screen printin

2、g, from selection of frosting paste to screen printing process. Besides, it proposes some problems in production for attention.Key words glass; decoration; screen printing一、概述裝飾玻璃以其色彩鮮艷、晶瑩光潔、玲瓏剔透、選型流暢而深受人們的青睞。玻璃表面裝飾有著悠久的歷史，加工方法種類繁多，有在生產過程中改變玻璃組分、或引入著色劑以及采用不同生產制造工藝來達到裝飾目的的著色玻璃、乳濁玻璃、膠體玻璃、熱溫顯色玻璃、光致顯色玻璃

3、、離子玻璃還有采用涂覆、鍍金、雕刻、網印等工藝來裝飾的玻璃制品。隨著科學技朮的發展，許多先進的技朮如激光、射線、離子束等和新型的材料、印料，在玻璃表面裝飾上也得以應用，這樣使玻璃表面裝飾更加丰富多彩。其產品廣泛地應用于建筑、醫療器械、照明燈具、儀器儀表、燈箱廣告標牌、家具、日用器皿和工藝品等方面。二、玻璃表面蒙砂機理1.玻璃表面裝飾類型僅僅有了顏色玻璃還遠遠不能滿足需要，尤其是要在玻璃表面作圖文、雕花，就需要采用一些物理或化學的方法對玻璃表面進行二次加工來實現玻璃表面裝飾。玻璃表面裝飾有別于顏色玻璃，它不需在玻璃整體中加入太多的著色劑，只需在玻璃表面覆上一層薄薄的涂層即可達到特殊的效果，因而，

4、成本較低、加工方法靈活、產品附加值高。一般玻璃表面裝飾方法分如下几類。(1)表面覆膜：A.鍍膜如彩色干涉膜、彩色玻璃幕牆B.貼膜如鐳射玻璃、彩色貼膜、箔膜玻璃、貼花紙玻璃C.夾膜如彩色夾層(透明膜、花紋膜、光柵紙)玻璃D.復合膜透過率可調玻璃(2)表面涂層：如彩繪玻璃、冰晶玻璃、熱噴涂或感光著色玻璃(3)熱處理：如表面擴散玻璃、銀染法玻璃(4)機械處理：如噴砂、雕刻、磨砂(5)化學處理：如蒙砂、蝕刻(6)特種處理：如輻射著色、離子注入、激光刻花b.蒙砂粉清除玻璃表面油脂、灰塵自然干燥抗蝕油墨網印預處理蒙砂浸漬清洗脫墨水洗干燥成品B、網印法(蒙砂膏)a.蒙砂膏配制蒙砂網印潔淨的玻璃水沖洗干燥成品

5、b.阻熔劑網印圖文涂布蒙砂劑(不屬本文介紹范圍)高溫烘烤冷卻清除阻熔劑成品玻璃表面化學蒙砂是依據蒙砂劑組分中氫氟酸或其鹽成分能對玻璃表面的硅氧層產生酸蝕的原理，使玻璃形成凹凸不平無光澤的表面。化學反應簡式如下：SiOSi+R+F-SiOR+SiF(1)(1)式中SiOSi表示為硅氧層，R為H+、Na+、K+、NH+4、Ca2+等離子，為了敘述方便，以下R用H+離子表示。玻璃在與蒙砂劑接觸的情況下，硅氧層中的Si4+和O2-離子同時不斷地受到新的正負電荷進攻，故易受到侵蝕。(1)式中生成物SiOH還可繼續與氫氟酸反應生成氟硅酸，如Si(OH)4+6HF=H2SiF6+4H2O (2)另外，玻璃中

6、硅酸鹽水解產生的氫氧化物與(2)式所得的氟硅酸還會相互反應得到氟硅酸鹽，見下列一組反應式。Na2SiO3+2H2O=2NaOH+H2SiO3;H2SiF6+2NaOH=Na2SiF6+2H2O;CaSiO3+2NaOH=Ca(OH)2+H2SiO3;2H2SiF6+Ca(OH)2=CaSiF6+H2SiO3+H2O;若蒙砂劑中含有氟化物，也會與SiF4生成氟硅酸鹽，反應式如下。2NH4F+SiF4=(NH4)2SiF6;2NaF+SiF4=Na2SiF6;CaF2+SiF4=Ca2SiF6;從上述反應中我們可以看出氟硅酸鹽既是反應生成物又是蒙砂劑中重要的有效組分之一，所以應合理選擇各組分原料的

7、類型和定量，不同的組分配比，所達到的蒙砂效果也不同，甚至蒙砂加工時間都有區別。以上只簡明扼要地描述了玻璃表面蒙砂機理，實際上玻璃表面侵蝕反應較為復雜。玻璃表面蒙砂后的狀態主要取決于侵蝕后生成物的性質、溶解度的大小、鹽類結晶的粗細以及是否附著牢固等，因此，在蒙砂劑配方中，一般可根據需要添加一些預期能產生溶解度較小的鹽類，如氟化鈣、鋇、鉛鹽和氟硅酸鉀、鈉、鈣、鋇鹽，使其結晶態粘附于玻璃表面，形成起始晶核，并不斷長大。覆蓋部分玻璃表面，被結晶鹽覆蓋處，阻礙了與蒙砂劑的接觸和進一步反應而未被覆蓋的部分，即結晶顆粒間的隙縫，該部分玻璃表面仍暴露在蒙砂劑中則受到侵蝕。覆蓋部分處的鹽結晶不斷變化，未覆蓋的隙

8、縫處玻璃繼續被侵蝕，即玻璃表面受到非均勻侵蝕，形成凹凸不平的無光澤表面。對蒙砂后的玻璃表面蒙砂效果進行描述或表征，可幫助我們定性和定量地了解蒙砂加工過程，以便根據需要選擇適宜的加工條件。一般用以下几個指標來描述玻璃蒙砂程度。(1)散射率：由于目前玻璃散射率無專用儀器測量，所以一般儀器所測散射率數據僅僅是定性，玻璃表面的散射率愈高，玻璃的蒙砂程度愈高。(2)總透過率：玻璃對入射光除了產生散射、反射和吸收，其余即是透射，而無色玻璃對可見光的吸收率比較小，且同品種的無色透明玻璃，厚度也相同，蒙砂前在可見光下的總透過率几乎不變，總透過率愈低，玻璃的蒙砂程度愈大。公式如下：式中T為總透過率，1為投射到玻

9、璃上的光通量，2為透射出玻璃的光通量。輕度蒙砂玻璃總透過率為20%30%中度蒙砂玻璃總透過率為10%20%重度蒙砂玻璃總透過率為10%以下。(3)表面形貌：主要指酸蝕后玻璃表面侵蝕產物的尺寸大小與分布，不僅影響到總透過率，也影響到整個表面細膩程度。可用顯微放大或手觸摸感覺。三、網印裝飾技朮1.蒙砂印料選擇蒙砂印料主要由氫氟酸、氟化物、硫酸鹽、有機物、鹽酸或硫酸等組成，其組分見表1。表中“+”表示在印料配方中含有的原料種類。由于氫氟酸為強腐蝕性液體，對其包裝、運輸、儲存都有特殊要求，給加工使用帶來了許多不便，因此，目前一般市面上蒙砂劑大多已配制成固體粉或膏出售。粉和膏中主要選用氟化物、氟硅酸鹽作

10、為主料，在使用時添加一定量的鹽酸或硫酸生成氫氟酸。單使用氟化物、氟硅酸鹽制成的蒙砂劑，均勻度比較差且易沉澱，為了克服這一缺點可適當添加一些增稠劑，如硫酸鋇、木屑粉、改性澱粉、纖維素、冰晶石及其它有機物，這些增稠劑既能耐酸又能增加酸液粘稠性，并可減小氟硅酸鹽的溶解度，以及減少氫氟酸液和玻璃的接觸機會，增加蒙砂效果。氫氟酸對不同種類硅酸鹽玻璃的硅氧層骨架進行腐蝕程度有所不同，普通鈉鈣玻璃比較容易蒙砂，尤其是高CaO玻璃硼酸鹽玻璃和磷酸鹽玻璃含SiO2比較少不適宜蒙砂。硅酸鹽玻璃中含PbO比較高時常常會形成細粒的毛面，含BaO時呈粗粒的毛面，含有ZnO、CaO或Al2O3時呈中等粒狀毛面。蒙砂過程中

11、由于氫化物對人體影響較大，嚴重危害工人健康和污染環境，這就要求盡量做到無廢氣、廢酸液排放或采用吸收法處理三廢，并保証作業區通風設施良好。表1蒙砂劑組成氫氟酸硫酸、鹽酸水氟化銨氟化鈣氟化氫銨氟化氫鈉氟硅酸鹽硫酸鉀硫酸銨硫酸鋇冰晶石改性纖維素有機物蒙砂液+蒙砂粉+蒙砂膏+2.網印操作蒙砂粉工藝操作在清洗干淨的玻璃表面，用絲網印刷的方法(網版絲網目數為220350、感光膠為耐溶劑型)印上抗蝕油墨圖文層，油墨可用783 #或防堵劑調配。墨層干燥后再對其表面進行預處理，然后，把玻璃置于用塑料容器盛裝的蒙砂劑(蒙砂粉配制)中，浸漬1min取出滴干，用清水沖洗，再用鹼液脫去抗蝕層，并用清水充分清洗干淨表面即

12、得成品。蒙砂膏工藝操作繃好200目的絲網，涂上重氮感光膠，經曝光、顯影、硬化后形成圖文待用。在清洗干淨的玻璃表面，用配制好的蒙砂膏直接網印得蒙砂膏圖文，保持膏層在玻璃表面35min后，徹底沖洗掉表面懸浮物，自然干燥后即為成品。玻璃表面直接網印圖文，附著力較差，大多數所用的玻璃專用油墨必須加溫固化，而經蒙砂后的玻璃表面就比較粗糙，油墨在上面附著力明顯增強，可用透明度好的普通三原色油墨在其表面網印圖文，方法與一般網印相同如果要大面積的著色也可采用噴射方法。在蒙砂玻璃生產加工過程中應注意如下几個問題。(1)玻璃表面的清潔玻璃在生產、運輸、貯藏和出售等過程中表面會不同程度地受到外界的污染，產生一些缺陷

13、如表面油脂、灰塵或霉跡、水印跡，直接影響玻璃蒙砂效果。因此，要保証良好的蒙砂效果必須對玻璃表面進行清洗。清洗方法是用洗滌劑和酸液對玻璃表面進行噴射和刷洗。另外，由于玻璃制造方法的不同也會影響到玻璃的光學特性及蒙砂效果，所以蒙砂平板玻璃時要選用質量較好的浮法玻璃。(2)溫度對玻璃蒙砂的影響溫度對蒙砂劑影響較大，如蒙砂劑溫度低一些，蒙砂處理時間就要延長溫度較低時，蒙砂玻璃表面會出現未蒙砂的冰晶狀，蒙砂效果差溫度高時蒙砂效果好，但物料揮發增加，造成大量損失和污染。一般最佳溫度為2530，此時蒙砂加工，可使玻璃的總透過率較低，蒙砂效果較好，損失和污染相對較少。生產中為了保持蒙砂效果的穩定，應采取有效措施使玻璃和蒙砂劑保持一致的溫度。(3)蒙砂劑有效濃度和時間對蒙砂的影響蒙砂劑主要成分為氫氟酸，其濃度直接影響到玻璃表面的蒙砂。濃度高時腐蝕效果明顯，在較短的時間內即可達到一定深