文 朱則剛
絲網(wǎng)印刷彩釉鋼化玻璃探秘
文 朱則剛
進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國城市化進(jìn)程不斷加快,一座座拔地而起的高層建筑正逐漸取代舊時的低層樓房,成為人們新的生活、辦公、社交場所。這些建筑往往都具有一個鮮明的特點,就是都不約而同的使用了玻璃幕墻來代替原有的鋼筋水泥外部結(jié)構(gòu)。從實用性來說,采用玻璃結(jié)構(gòu)可以有效的阻隔太陽輻射,保持建筑內(nèi)溫度,而在外觀上相對于傳統(tǒng)建筑也更加具有時尚、現(xiàn)代化的氣息。所以,越來越多的城市建筑開始應(yīng)用經(jīng)過鋼化處理的玻璃作為外圍幕墻,這一市場也隨之進(jìn)入了供需兩旺的態(tài)勢。同時,為了追求個性,體現(xiàn)建筑的和諧之美,彩釉玻璃也隨之登上了建筑裝飾的歷史舞臺,受到廣大消費者的青睞。
彩釉玻璃又俗稱彩色釉面玻璃。它是將無機(jī)釉料(又稱油墨),印刷到平板玻璃表面,然后經(jīng)烘干、鋼化或熱化加工處理,將釉料永久燒結(jié)于玻璃表面而得到一種耐磨、耐酸堿的裝飾性玻璃產(chǎn)品。這種產(chǎn)品具有很高的功能性和裝飾性。它有許多不同的顏色和花紋,如條狀、網(wǎng)狀和電狀圖案等等;也可以根據(jù)客戶的不同需要另行設(shè)計花紋。
在建筑業(yè)日益發(fā)展的今天,人們都期待能不斷出現(xiàn)各種新的建筑及裝修材料來豐富自己的設(shè)計,并使建筑別具風(fēng)格、獨樹一幟。彩釉鋼化玻璃作為一種裝飾材料使用,在國外已有幾十年了,在國內(nèi)也有近20年的歷史。彩釉鋼化玻璃已經(jīng)成為一種成熟的玻璃加工產(chǎn)品并被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。如金玻推出彩釉玻璃,至今已有很多年的時間。耀華、南玻等是國內(nèi)最早一批引入彩釉玻璃產(chǎn)品的玻璃加工企業(yè),而今產(chǎn)量已經(jīng)名列世界前茅。南玻推出鍍膜玻璃產(chǎn)品后又全套引進(jìn)美國、瑞士等國的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù),推出彩釉鋼化玻璃,以期將我國玻璃幕墻建筑設(shè)計水平推向新的高峰,并為建筑室內(nèi)外裝修等提供一種新的優(yōu)良材料。
特別是對于建筑幕墻而言,巧妙的把握好彩釉玻璃的色彩和結(jié)構(gòu),在很大程度上可以直接實現(xiàn)利用彩釉玻璃替代磨砂玻璃,甚至著色玻璃的效果。所以對設(shè)計師來說,面對著顏色枯燥單一的浮法玻璃,彩釉玻璃可以帶來更多的創(chuàng)意與靈感支持。
近20年,建筑形式有了很大的變化。玻璃用作裝飾建筑和經(jīng)濟(jì)的建筑材料的數(shù)量越來越多。建筑物外墻用玻璃已迅速發(fā)展為建筑玻璃的主要部分。最初彩色玻璃所使用的涂料耐久性較差,現(xiàn)在由于使用玻璃彩釉,把玻璃彩釉涂到平板玻璃上,得到了永久性的飾面層。
彩釉玻璃由于其出色的裝飾功能,被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域,為單調(diào)的建筑風(fēng)格增添了無數(shù)靚麗的色彩。網(wǎng)印平板玻璃廣泛應(yīng)用于人們生活的各個角落:可在展示櫥窗、建筑空間分區(qū)、建筑物外觀美化、汽車擋風(fēng)玻璃和鑲嵌玻璃等地方輕松地找到它們的身影。同時,它們也廣泛應(yīng)用于家具裝飾和游戲工具,以及數(shù)不清的裝飾和藝術(shù)創(chuàng)作中。
絲網(wǎng)印刷彩釉鋼化玻璃的主要用途體現(xiàn)在以下幾個方面:建筑外墻玻璃、建筑采光天棚、室內(nèi)裝飾隔斷及其他玻璃制品,如煤氣爐玻璃臺面、家具玻璃等。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建筑裝飾行業(yè)、家私玻璃、電子產(chǎn)品玻璃等;同時可以和其它的玻璃制品組合多種產(chǎn)品,例如建筑外墻、室內(nèi)裝飾隔斷、建筑采光天棚等。目前國內(nèi)有很多絲印加工企業(yè)在從事藝術(shù)、裝飾玻璃加工領(lǐng)域。這一領(lǐng)域?qū)υO(shè)備技術(shù)等方面要求相對不高,且利潤空間豐厚,令不少企業(yè)趨之若鶩,而彩釉玻璃更是有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和市場前景。
由于玻璃的彩釉加工只是對玻璃的表面進(jìn)行了裝飾,并不影響玻璃本身所具有的特性。因此,對于玻璃深加工企業(yè)來說,在玻璃功能性深加工的基礎(chǔ)上,擁有彩釉玻璃加工生產(chǎn)線將更能滿足市場用戶的多元化需求,為產(chǎn)品帶來更多的用戶,為企業(yè)開拓廣闊的市場,賺取更多的利潤效益。相信隨著人們生活水平的日益提高,尤其是對建筑的美觀和舒適性越來越高的追求,彩釉玻璃的應(yīng)用將會有廣闊的前景。
彩釉玻璃生產(chǎn)工藝通常包括生產(chǎn)準(zhǔn)備、施釉、烘干、熱處理四個主要環(huán)節(jié)。其中的生產(chǎn)準(zhǔn)備因不同印刷方式相差巨大,特別是絲印的網(wǎng)版制作較為繁瑣而專業(yè),已形成一個小的行業(yè)圈,故在此略過。施釉可采用絲網(wǎng)印刷、輥筒印刷等方式實現(xiàn),甚至可用噴涂或手繪方式施釉。烘干通常緊跟在施釉的后面連續(xù)進(jìn)行。烘干的目的在于使油劑逐漸揮發(fā),避免直接加溫產(chǎn)生爆皮。釉層越厚,覆蓋率越高,烘干的作用越明顯而必要。熱處理包括鋼化、半鋼化、熱彎等不同熱處理方式,彩釉玻璃燒結(jié)溫度一般在650-750℃之間,過高則顏色變淺,過低則融化不徹底,缺乏光澤。彩釉玻璃色彩豐富,圖案多樣,其顏色、圖案均可按客戶要求定做,使用范圍廣泛,其色澤穩(wěn)定,耐老化、抗酸堿、不褪色,裝飾效果突出。同時還能夠吸收、反射部分太陽熱能,遮陽效果明顯。選擇不同熱處理可得到不同功能的玻璃產(chǎn)品。彩釉玻璃還可進(jìn)一步進(jìn)行鍍膜、夾層、中空等復(fù)合加工,附加更多功能和效果。不單單只有平面彩釉,也可生產(chǎn)彎形的彩釉玻璃。
隨著加工技術(shù)的發(fā)展,絲網(wǎng)印刷取代早期的貼花工藝逐漸成為了彩釉玻璃加工過程中必不可少的加工環(huán)節(jié)。除了絲印,燒結(jié)也是彩釉玻璃加工過程中不可或缺的環(huán)節(jié)之一,玻璃彩釉的燒結(jié)也稱烤花,一般在烤花爐中進(jìn)行。玻璃彩釉的燒結(jié),關(guān)鍵是控制好燒結(jié)溫度。彩釉印墨是用油性溶劑和醇酸樹脂調(diào)配而成,在爐中的燒制大約要經(jīng)過以下幾個階段:第一階段:從室溫到120℃,預(yù)熱,印墨無變化;第二階段:從120℃到250℃,輕質(zhì)油蒸發(fā)氣化;第三階段:從250℃到500℃,重質(zhì)油及樹脂燃燒氣化;第四階段:從500℃到580℃,彩釉中玻璃粉開始熔化,同時承印體玻璃的表面也稍稍軟化;第五階段:從580℃到620℃,玻璃釉粉熔化,外將顏料粉也熔入其中,這時玻璃體表面也完全軟化,彩釉與玻璃結(jié)合為一體,完成釉彩的轉(zhuǎn)印和燒結(jié),然后徐徐降至室溫。另外,相較于傳統(tǒng)烤漆玻璃,彩釉玻璃在各個方面的表現(xiàn)都要優(yōu)于前者。譬如環(huán)保性、產(chǎn)能等,尤其對于色彩的表現(xiàn)力方面,彩釉玻璃的釉料與玻璃本身融為一體,永不退色;而烤漆玻璃則只是把油墨利用物理手段附著于玻璃表面,表現(xiàn)力與彩釉玻璃不可同日而語。
彩釉滾筒印刷工藝是,玻璃在傳送過程中,印刷膠輥在旋轉(zhuǎn)中將釉料均勻的印制到玻璃表面,并通過調(diào)節(jié)傳送筒印刷設(shè)備由傳送帶、傳送膠輥、烘干爐、冷卻爐等幾部分組成。滾筒印刷主要針對全幅印刷的玻璃訂單,是歐美一些發(fā)達(dá)國家彩釉玻璃生產(chǎn)中最流行的加工方式,它具有操作方便、生產(chǎn)效率高、印刷涂層厚的特點,缺點是:釉料消耗大,且印刷輥筒在輥印過程中會使玻璃印刷釉層產(chǎn)生一定有規(guī)律的印刷波紋,透光觀察會較明顯,這也就決定了它只能使用在建筑不透光部位。
由于印刷材料性能及印刷工藝的復(fù)雜性,以及用戶對最終印刷效果認(rèn)可的多樣性,因此在批量使用前,用戶應(yīng)少量試用并充分確認(rèn)符合要求后才能批量使用。做好承印物(玻璃)的表面清除油脂及雜質(zhì)(如:玻璃隔離粉)工作,以防止白點、針孔等表面缺陷出現(xiàn)。
印刷濕膜的烘干過程有良好的排風(fēng),防止溶劑揮發(fā)異味,印刷濕膜較厚的烘干溫度稍低,時間延長,避免烘干過快產(chǎn)生邊緣變形不整齊;最好用紅外線干燥機(jī)干燥。
正確調(diào)配油墨與稀釋劑的比例,加入1%-3%的稀釋劑,油墨使用前必須低速完全攪拌,攪拌時間以1-2h為宜。攪拌后的玻璃油墨(懸濁液)需靜置30min以消除攪拌中產(chǎn)生的氣泡。漿料若在非低溫情況下出現(xiàn)分層、結(jié)塊、流動性差、攪拌不易等現(xiàn)象,油墨可能發(fā)生變質(zhì),則不宜使用。測量印刷厚度,確保厚度一致,厚度的變化可能導(dǎo)致顏色的變化;印刷后立即烘干,以防粘結(jié)灰塵;對于套印,玻璃必須恢復(fù)至室溫,再進(jìn)行第二種顏色的印刷。
應(yīng)用彩釉玻璃上的彩釉層實質(zhì)上也是燒結(jié)后的致密的玻璃體,在其內(nèi)部分布著色礦物微粒。色料分布在釉層中的情況,與石子分布在水泥混凝土中的情況類似,只是釉層透明,且外表面略有凸凹不平而已。彩釉玻璃通過表面涂釉而具有明顯的裝飾作用,在玻璃深加工類別中屬于玻璃表面加工及裝飾類的范圍。彩釉鋼化玻璃可以視作鋼化玻璃一樣使用,只是增加了裝飾效果。彩釉表面并不會影響其他工序的進(jìn)一步復(fù)合加工,所以彩釉夾層玻璃、彩釉中空、彩釉鍍膜等品種玻璃也很普遍,早已大量被使用,這極大地擴(kuò)大了彩釉玻璃的使用范圍。彩釉玻璃不但具有裝飾作用,還有遮陽的功能,普通白色絲印彩釉玻璃的遮陽系數(shù)可達(dá)0.32左右,這樣的彩釉玻璃相當(dāng)于陽光控制膜玻璃的遮陽效果了。
鋼化彩釉玻璃是將無機(jī)釉料通過絲網(wǎng)印刷、滾筒印刷和數(shù)碼釉料打印等施釉工藝涂覆(或處理)在玻璃表面,經(jīng)過干燥、加熱爐加熱至玻璃釉料熔融狀態(tài),并經(jīng)過鋼化淬冷制得的。通過加熱燒結(jié),可以使釉層與玻璃永久性結(jié)合成一體,使裝飾玻璃產(chǎn)品具有良好的抗酸堿性和安全性。釉料玻璃行業(yè)使用無機(jī)釉料主要用于制作建筑彩釉玻璃、汽車玻璃、瓶罐及其他裝飾玻璃,如爐面灶具玻璃、微波爐護(hù)板、冰箱電器玻璃等方面。
彩釉材料分氧化物釉料和貴金屬釉料,其中建筑彩釉中最常用的是無機(jī)非金屬釉料。建筑用釉料因施釉的過程多為絲網(wǎng)印刷或輥筒印刷,故其釉料又稱為油墨。
油墨有三大組成成分:色料、熔塊、油劑。色料多是金屬氧化物,印刷燒結(jié)后覆蓋在玻璃表面,形成不透明有色層(個別彩釉為透明或半透明),發(fā)揮了彩釉的發(fā)色功能。熔塊本身就是玻璃質(zhì)物質(zhì),燒結(jié)后可粘結(jié)色料、產(chǎn)生特有光澤。此外熔塊還有調(diào)整彩釉層膨脹系數(shù)的作用,使不同顏色彩釉層與玻璃基板熱膨脹系數(shù)相匹配,從而避免彩釉層開裂、脫落等現(xiàn)象。油劑用來調(diào)節(jié)油墨的粘稠程度,使油墨適用于不同的印刷工藝方式。
玻璃印刷的印墨用網(wǎng)版在玻璃上進(jìn)行印刷,其制版與印刷同一般的網(wǎng)版印刷別無二致。玻璃印刷的特點就在它的印墨上。玻璃印刷的印墨主要由三種成份構(gòu)成:
用于制作玻璃印墨的玻璃料一般由二氧化硅、三氧化硼、氧化鉛與三氧化二鋁等組成。
玻璃印刷必須經(jīng)高溫?zé)Y(jié)才能將顏料固著在玻璃上,因此印墨的顏料不能用有機(jī)顏料,只能用無機(jī)金屬氧化物。一旦經(jīng)高溫?zé)Y(jié),這些金屬氧化物與玻璃融為一體,玻璃也就著上了顏色。常用作玻璃印墨的無機(jī)顏料有如下一些:紅色——硫化鎘;黃色——鉻酸鉛、硫化鎘、鈾鹽;綠色——氧化鉻;藍(lán)色——鋁酸鈷;褐色——氧化鐵;白色——氧化鈣、高嶺土等;黑色——氧化銥、氧化錳等混合物。畫面上顏色的變化是無窮無盡的,為了顯示各種不同的過渡色相和明暗不同的亮度,常常是將多種色料適當(dāng)調(diào)配使用。將易熔玻璃同玻璃顏料混合并研磨成細(xì)粉才能用作制墨, 也有稱這種粉末為玻璃彩釉粉。
調(diào)墨油也就是玻璃印墨的連結(jié)料,由松油醇、松節(jié)油,加適量醇酸樹脂配成。調(diào)墨油一方面要有一定的流動性使玻璃彩釉粉能很好地分散其中,具有較好的印刷適性;另一方面燒結(jié)時在玻璃彩釉熔融之前,就要先行氣化燃燒干凈,盡量對彩釉的形成不產(chǎn)生不良影響。
彩釉鋼化幕墻玻璃產(chǎn)品用 于鈉鈣玻璃特別是浮法玻璃的表面施釉,為黑色漿料。主要應(yīng)用于鋼化玻璃生產(chǎn),推薦用于空氣面;固含量82%。
在絲印時,保持印刷環(huán)境的干凈非常重要。干凈的環(huán)境將可保證產(chǎn)品的質(zhì)量。印刷房的溫度應(yīng)控制在25±2℃,濕氣在60%,除塵一定要徹底。
使用印刷過程中應(yīng)防止其它雜物的混入,影響印刷性能,若有圖案不清晰應(yīng)及時調(diào)整粘度或印刷工藝(刮板、絲網(wǎng)目數(shù)、間距等),若粘度低則可和生產(chǎn)商聯(lián)系調(diào)整,推薦工藝:網(wǎng)目200目;刮板硬度:80-85°。由于在印刷過程中存在稀釋劑揮發(fā),因而必須在添加稀釋劑與油墨攪拌均勻后,保持推薦的工藝粘度印刷。
早期貼花紙印刷剛剛開始流行時,也曾將貼花紙貼在玻璃上,回爐烤結(jié),使花紙上的彩釉附著在玻璃上,但效果并不理想。由于玻璃的軟化溫度較陶瓷燒結(jié)溫度要低得多,當(dāng)貼花紙上的彩釉粉遠(yuǎn)未達(dá)到熔融溫度時,玻璃體已開始軟化,很難達(dá)到預(yù)期效果。70年代以后,隨著網(wǎng)版印刷技術(shù)的發(fā)展,用網(wǎng)版在玻璃上直接印刷彩釉的方法,得到廣泛的應(yīng)用。
彩釉玻璃顏色豐富、色澤亮麗、持久不變、圖案多樣、裝飾效果突出,而且具有絕佳的遮蔽性和良好的陽光控制作用,被廣泛用于建筑裝飾等行業(yè)。彩釉鋼化玻璃的特性特點如下:
彩釉玻璃能根據(jù)設(shè)計需要調(diào)配出PANTONG色標(biāo)上的大部分顏色,同時有大量的有序圖案可供選擇,且因采用無機(jī)色釉,產(chǎn)品色澤穩(wěn)定性高。一般可根據(jù)客戶要求定做,選擇面廣,在幕墻組合中它能反襯其他玻璃或進(jìn)行色彩配套;彩釉為同玻璃材料的無機(jī)色釉,不褪色,不剝落,因此原有的色調(diào)與大樓壽命保持一致。根據(jù)需要可制作多種圖案、多種色彩的彩釉玻璃,滿足現(xiàn)代建筑不同的美學(xué)風(fēng)格。
彩釉易于接受用來隔絕拱肩背的非硬性粘膠;遮陽效果明顯,釉面能吸收并反射部分陽光熱能,具有節(jié)能的功效;色澤穩(wěn)定且不褪色、不剝落;具有無吸收、無滲透之特性,并易于清潔;彩釉玻璃能阻隔太陽熱源,遮陽效果明顯,可降低空調(diào)費用。
帶圖案的彩釉玻璃因有次序的局部印刷,可降低玻璃眩光,同時對陽光西曬和直射有明顯的緩和作用。
彩釉玻璃經(jīng)鋼化處理,強(qiáng)度增加,安全性高,彩釉玻璃能安裝于支撐結(jié)構(gòu),同時還可以制成彩釉夾層玻璃以增強(qiáng)其抗風(fēng)壓強(qiáng)度。經(jīng)鋼化處理具有鋼化玻璃的各種性能。最終的產(chǎn)品具有良好的機(jī)械性能,抗打擊性能和抗熱沖擊性能,安全性能更高。
彩釉玻璃可代替其他材料,例如比磚、石材、磁磚或木材等建材便宜,而且安裝施工容易,能大大減輕外墻的結(jié)構(gòu)負(fù)荷??蛇M(jìn)行鍍膜、夾層、合成中空等復(fù)合加工,獲得其它用途的特殊性能。
彩釉鋼化幕墻玻璃可以用鋼化玻璃顏料配成各種顏色并任意配搭出不同效果的色彩。這些經(jīng)過鋼化處理的顏料除了可以遮蔽光線外,還有良好的抗腐蝕能力和耐候性。彩釉玻璃最突出的特點是其所具有的裝飾功能,彩釉鋼化玻璃已經(jīng)成為一種成熟的玻璃加工產(chǎn)品,其使用已十分廣泛而普遍。彩釉玻璃顏色豐富、種類齊全、裝飾效果突出,它使單調(diào)的玻璃變成了多彩的世界。彩釉玻璃最突出的特點是其所具有的裝飾功能,被廣泛應(yīng)用于建筑裝飾行業(yè),為高樓增輝,為大廈添彩。在其他領(lǐng)域使用彩釉玻璃,也可使單調(diào)的玻璃變成了多彩的世界,美化了人們的生活。
總而言之,無論對于人們生活或是工作,一個結(jié)構(gòu)合理,美觀大方的環(huán)境都可以為人們帶來身心的愉悅,正所謂愛美之心人皆有之。彩釉玻璃作為一種建筑玻璃材料,它賦予建筑的最大特點是其裝飾功能,不僅極大的完善了現(xiàn)代玻璃幕墻的建筑美學(xué),更使建筑物呈現(xiàn)出豐富的色調(diào)和圖案,并隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態(tài)的美。彩釉玻璃的出現(xiàn)為建筑和生活找到了一個完美的契合點,也為絲印加工產(chǎn)業(yè)提供了一條穩(wěn)步發(fā)展的道路。隨著人民生活水平的提高,對于建筑裝飾領(lǐng)域的需求將會愈發(fā)增多,也會為玻璃絲印帶來更為廣闊的市場空間。