專利名稱：具有曲率變化圖案的玻璃面及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有曲率變化圖案的玻璃面及其制造方法，尤指一種在玻璃表面形成隱性圖形的曲率變化圖案，可由光線反射以投射呈現(xiàn)對應的清晰光影圖案，特別是，該曲率變化圖案是利用設有預定圖案屏蔽以化學離子強化手段形成在玻璃面上。
背景技術：
投射鏡是指一種在鏡面上設有隱性圖案，特別是細微的曲率變化圖案，當光線照射在鏡面上，反射后的光線受到鏡面上的曲率變化圖案的作用，使光線產(chǎn)生微妙匯聚或分散現(xiàn)象，因而可將鏡面上的隱性圖案投射形成一相對應的清晰光影圖案，令人備感新奇，因此該技術適合應用作為商標或裝飾圖案的設置，一可應用于藝術化圖形工藝品的創(chuàng)作。根據(jù)史料記載，投射鏡最早可見于中國西漢時代，其利用銅鏡來進行光線反射，可在光線反射后顯影呈現(xiàn)出對應于銅鏡背面花紋的清晰光影圖案，而該銅鏡的投射鏡效果是利用精細刮磨的手法以在鏡面上形成一對應于該銅鏡背面花紋的細微的曲率變化圖案，由于前述銅鏡的精細刮磨手段不僅十分耗時費工，而且須要具備精良操作技術方可順利加工完成，導致投射鏡無法被廣為使用。美國專利US5，080, 940中揭露了具有上述相同效果的投射鏡制造方法，其是在反射體成型后，在反射體鏡面?zhèn)鹊牧硪幻孢M行雷射切割出具花紋的圖樣，利用該圖樣使得反射體鏡面?zhèn)刃纬蓪那首兓瑏磉_到如同上述在鏡面?zhèn)冗M行刮磨所產(chǎn)生的效果，但是此方法同樣需要進行二段加工，且使用雷射進行圖樣切割成本昂貴，不符合經(jīng)濟效益。另外，公告號M292695的臺灣專利揭露一種利用射出成型所制成的投射鏡，利用在一厚度小于3mm的塑化本體一側(cè)形成有具花紋圖樣的凹凸結(jié)構(gòu)，使另一側(cè)對應于該凹凸結(jié)構(gòu)形成有些微凹凸結(jié)構(gòu)的曲率變化面，并在該曲率變化面的一側(cè)則設置有反光層，因此不需要對塑化本體再進行任何的刮磨、切割加工，可直接在背面形成具有對應圖樣的投射鏡面。該技術主要應用在薄板型的射出成型或鑄造物上，對于較厚的板體或非平板型對象則不適用，另外該技術也無法應用在上下表面均被要求平坦的板體例如玻璃上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要提供一種具有曲率變化圖案的玻璃面及其制造方法，其利用化學離子強化手段可在玻璃物體上的任意光滑面上形成一隱性的曲率變化圖案，該圖案可由光線反射以投射呈現(xiàn)對應的清晰光影圖案。為了達成上述目的，本發(fā)明所提供的具有曲率變化圖案玻璃面的制造方法，其步驟如下:(1)提供一玻璃，在該玻璃本體外表至少具一表面粗糙度(Ra)約0.12 μ m以下的光滑面，該光滑面可為一平坦面或非平坦面，例如是凹或凸的弧面或球面，該玻璃可為一厚度在0.5mm以上的平板玻璃，其上、下表面至少之一為平坦面，而該平坦面的另一對應表面可為平坦面或非平坦面；(2)在該光滑面上設置一屏蔽，該屏蔽緊密貼附于前述光滑面上，在屏蔽上由多個鏤空排列組成一預定圖案，而該鏤空的截面形狀可為圓形、矩形等幾何面或各式不規(guī)則形狀，并令其截面積至少在0.2mm2以上；(3)對該玻璃進行化學離子強化制程，將前述設有屏蔽的光滑面浸潰在充滿熔態(tài)強化液的鹽浴中來進行離子交換處理，使玻璃表面層的離子被具有同價或氧化狀態(tài)的大型離子取代或交換，在該光滑面上會形成多個對應于前述屏蔽鏤空的壓應力區(qū)域；以及(4)去除該光滑面上的屏蔽，并清潔該光滑面，因此在該光滑面上形成對應于前述預定圖案的曲率變化圖案。特別是，前述屏蔽是使用具備耐酸蝕性以及可耐高溫380°C以上的合成橡膠材料所制成的，所述的合成橡膠材料是選自于娃膠(Silicone)、多硫化物(polysulfide)、氟橡膠(fIuororubber)、丁基橡膠(Butyl rubber)、聚娃氧燒(Polysiloxane rubber)等，但實施的材料范圍不以前述材料為限；該屏蔽的設置方式可使用熔融的合成橡膠材料以模板印刷法、狹縫式涂布法或是毛細管涂布法等技術手段布設到玻璃的光滑面，也可使用由合成橡膠材料制成的薄膜以覆貼等技術手段，在該玻璃的光滑面形成屏蔽圖案，但屏蔽的設置方式并不以上述設置手段為限；設置在玻璃表面的屏蔽圖案可經(jīng)由加熱烘烤的方式，促進屏蔽的定型及增進在表面的附著力。特別是，該玻璃材料可選用鈉鈣硅酸鹽玻璃，但實施的材料范圍并不以此為限，例如其他各種堿金屬鋁硅酸鹽玻璃也可適用。而前述強化液是選自于硝酸鹽、硫酸鹽或大型堿金屬離子的氯化物的溶液之一或其混合物，但實施的材料范圍不以前述溶液為限；例如為對前述的鈉鈣硅酸鹽玻璃進行化學離子強化制程，該強化液可采用硝酸鉀(KNO3)溶液。在一可行實施例中，本發(fā)明還包含在前述具有曲率變化圖案的玻璃面上在增加設置一光反射層，其可為一金屬薄膜層，且表面粗糙度(Ra)約0.12 μ m以下，以及層厚度在100 μ m以下，因此在該光反射層表面上形成對應于前述預定圖案的曲率變化圖案。特別是，前述金屬薄膜層的設置手段是選自于涂布、噴灑、電鍍、濺鍍、化學氣相層積(CVD)、物理氣相層積(PVD)、薄膜表面黏著技術(SMT)等，但實施的材料范圍不以前述手段為限。根據(jù)本發(fā)明，依前述制造方法所獲得的具備曲率變化圖案的玻璃面，其于玻璃本體外表的光滑面上設有由多個壓應力區(qū)域排列組成的預定圖案，該壓應力區(qū)域的壓應力值至少50Mpa以上，在該壓應力區(qū)域內(nèi)因壓應力作用產(chǎn)生的應變使表面產(chǎn)生微凸狀，所以在該光滑面上形成對應于前述預定圖案的曲率變化圖案，該圖案可由光線反射以投射呈現(xiàn)對應的清晰光影圖案。


圖1是本發(fā)明的玻璃與屏蔽分離狀態(tài)的立體示意 圖2是本發(fā)明的玻璃與屏蔽組合的立體示意 圖3是本發(fā)明的玻璃成品的立體 圖4為本發(fā)明的玻璃成品的側(cè)視剖面示意 圖5為本發(fā)明的玻璃成品使用狀態(tài)示意 圖6為本發(fā)明另一實施例的玻璃成品的側(cè)視剖面示意 圖7為本發(fā)明以光照投射成像的一種光影圖案； 圖8為本發(fā)明以光照投射成像的另一種光影圖案；圖9為本發(fā)明以光照投射成像的再一種光影圖案。圖中:
1，玻璃；
12，光滑面；
13，壓應力區(qū)域；
2，屏蔽；
21，鏤空； 3,光反射層；
P，預定圖案；
P’，曲率變化圖案；
F，光影圖案。
具體實施例方式有關本發(fā)明的前述及其他技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式和實施例的詳細說明。如后附各圖所示，本發(fā)明實施例提供的具有曲率變化圖案玻璃面的制造方法的流程步驟如下:
首先，取一玻璃I，在本實施例中是選用鈉鈣硅酸鹽玻璃板或鋁硅酸鹽玻璃板，在表面具有表面粗糙度(Ra)約0.0f0.12 μ m之間的光滑面12，該光滑面可為一平坦面或非平坦面，例如是凹或凸的弧面或球面，該玻璃板可為一厚度在0.5mm以上的平板玻璃,其上、下表面至少之一為平坦面，而該平坦面的另一對應表面可為平坦面或非平坦面。然后，在光滑面12上設置屏蔽2，該屏蔽2可緊密附著于該光滑面12上，如圖1、2，在該屏蔽2設有多個鏤空21以排列組成一預定圖案P，而鏤空21的截面形狀為不規(guī)則的幾何面，但其截面積至少在0.2mm2以上以供后述化學離子強化液可在其中順利流通；該屏蔽2是采用具備耐酸蝕特性且可耐高溫約380°C以上的娃膠(Silicone)、多硫化物(polysulfide)、氟橡膠(fIuororubber)、丁基橡膠(Butyl rubber)、聚娃氧燒(Polysiloxane rubber)等合成橡膠材料，在本實施例中，該屏蔽2是利用模板印刷的技術手段將熔融的硅膠印刷在光滑面12上以形成屏蔽圖案；將硅膠材料設置到玻璃表面后，最好，再將玻璃I置入于熱風烤箱中進行低溫烘烤，然后徐徐降溫至常溫(約25°C左右)，以促進該屏蔽2的定型，并以增加該屏蔽2在該光滑面12的附著力。接續(xù)，對該玻璃光滑面12進行化學離子強化制程，將該覆設有屏蔽2的玻璃光滑面12浸潰到鹽浴中(未顯 示于圖面)，該鹽浴內(nèi)盛裝有溫度范圍約380°C到450°C的熔態(tài)強化液，前述強化液是選自于硝酸鹽、硫酸鹽或大型堿金屬離子的氯化物的溶液之一或其混合物，在本實施例中，該強化液是采用硝酸鉀(KNO3)溶液，以便可為對前述的鈉鈣硅酸鹽玻璃進行化學離子強化；在強化制程中，該光滑面12位于屏蔽鏤空21區(qū)域的外露表面區(qū)域?qū)c強化液之間進行離子交換處理，使玻璃表面層的鈉離子(Na+)被強化液中同價的鉀離子(K+)取代，由強化液中的大型離子(鉀離子，K+)取代玻璃上小型離子鈉離子(Na+)，因此在前述鏤空21區(qū)域的玻璃表面形成壓應力層，而該光滑面12被屏蔽2遮蔽的其他區(qū)域則因未進行離子交換處理，所以不會表面形成壓應力層；因此經(jīng)前述強化制程，可在該光滑面12上會形成多個對應于前述屏蔽鏤空21的壓應力區(qū)域13 (如圖3、4所示)。通常玻璃浸潰在強化液中的時間從約0.5小時到約7小時。離子交換處理產(chǎn)生的強化玻璃，其壓應力范圍約從50到800MPa。本領域的技術人員知道，離子交換處理的參數(shù)包括但不限定如上述的鹽浴池的成分和溫度，浸潰時間，鹽浴中浸潰玻璃的個數(shù)，多個鹽浴的使用，譬如退火的額外步驟，沖洗等，這些通?？筛鶕?jù)玻璃的成分和所需要壓應力層的深度、表面的壓應力數(shù)值等因素，作為強化作業(yè)參數(shù)的設定。最后，再進行剝膜加工制程以將玻璃光滑面12上的屏蔽2剝除，使玻璃表面上的壓應力圖案呈現(xiàn)出來；其實施方式略是對該玻璃表面上設置屏蔽2的部位進行噴灑剝膜劑或輕量拋磨，使屏蔽可順利地由玻璃表面被剝離去除，再以洗滌液(例如:清水)對該玻璃施予清洗。完成前述各加工步驟，即可獲得一具有曲率變化圖案的玻璃面，在該玻璃光滑面上具有多個壓應力區(qū)域13排列組成的圖案，通常該壓應力區(qū)域的壓應力值至少50Mpa以上，而因壓應力作用會使該區(qū)域內(nèi)的表面產(chǎn)生微凸狀的應變現(xiàn)象，所以可在玻璃光滑面12上形成一個對應于前述預定圖案P的隱性圖形的曲率變化圖案P’，而當光線照射在該圖案上，反射后的光線受到該光滑面12上的曲率變化圖案P’的作用，使光線產(chǎn)生匯聚或分散現(xiàn)象，因而投射呈現(xiàn)出一對應于前述預定圖案P的清晰光影圖案F(如圖5及圖7-9所示)。本發(fā)明的另一可行實施例中，還可在前述具有曲率變化圖案的玻璃光滑面12上在增加設置一光反射層3，最好，該光反射層3為一金屬薄膜層，其表面粗糙度(Ra)約在
0.08Γ0.12 μ m之間，以及層厚度在2(Γ 00μπι之間；設置該薄膜后可在該光反射層3表面上形成對應的曲率變化圖案P’(如圖6所示)。通常前述金屬薄膜的光反射層3可使用涂布、噴灑、電鍍、濺鍍、化學氣相層積(CVD)、物理氣相層積(PVD)、薄膜表面黏著技術(SMT)等手段設置。本發(fā)明并非局限于以上所述形式，很明顯參考上述說明后，能有更多技術等同的改良與變化；所以，所有熟 悉本案技藝的人士，有在相同的創(chuàng)作精神下所作有關本發(fā)明的任何修飾或變更，皆仍應包括在本發(fā)明意圖保護的范疇。
權利要求
1.一種具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:在玻璃的本體外表的光滑面上設有由多個壓應力區(qū)域排列組成的預定圖案，該壓應力區(qū)域的壓應力值至少50Mpa以上，在該壓應力區(qū)域內(nèi)因壓應力作用產(chǎn)生的應變使表面產(chǎn)生微凸狀，所以在該光滑面上形成對應于前述預定圖案的曲率變化圖案。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:該玻璃的材料是選自于鈉鈣硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃其中之一。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:其中，該光滑面的表面粗糙度為0.12 μ m以下。
4.根據(jù)權利要求1所述的具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:其中，該光滑面為平坦面、弧面或球面之一。
5.根據(jù)是權利要求1所述的具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:該玻璃的本體為一平板玻璃，其上、下表面至少之一為平坦面。
6.根據(jù)是權利要求5所述的具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:該平板玻璃厚度在0.5臟以上。
7.根據(jù)是權利要求1所述的具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:該光滑面上設有光反射層。
8.根據(jù)是權利要求7所述的具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:其中，該光反射層的表面粗糙度約0.12 μ m以下。
9.根據(jù)是權利要求7所述的具有曲率變化圖案的玻璃面，其特征在于:其中，該光反射層是一厚度在100 μ m以下的金屬薄膜層。
10.一種在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:包括以下步驟: a.提供一玻璃，在該玻璃本體外表至少具一光滑面； b.在該光滑面上設置一屏蔽，該屏蔽上由多個鏤空排列組成一預定圖案，并令該屏蔽緊密貼附于前述光滑面上； c.對該玻璃進行化學離子強化制程，將前述設有屏蔽的光滑面浸潰在充滿熔態(tài)強化液的鹽浴中來進行離子交換處理，因此在該光滑面上會形成多個對應于前述屏蔽鏤空的壓應力區(qū)域；以及 d.去除該光滑面上的屏蔽，并清潔該光滑面，因此在該光滑面上形成對應于前述預定圖案的曲率變化圖案。
11.根據(jù)權利要求10所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該玻璃的材料是選自于鈉韓娃酸鹽玻璃、招娃酸鹽玻璃之一。
12.根據(jù)權利要求10所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該光滑面的表面粗糙度約0.12 μ m以下。
13.根據(jù)權利要求10所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該玻璃為一厚度在0.5mm以上的平板玻璃。
14.根據(jù)權利要求10所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該屏蔽是使用具備耐酸蝕性以及可耐高溫380°C以上的合成橡膠材料。
15.根據(jù)權利要求14所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該合成橡膠材料為硅膠。
16.根據(jù)權利要求10所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該鏤空的截面形狀為圓形、矩形之一。
17.根據(jù)權利要求10所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該鏤空的截面積至少在0.2mm2以上。
18.根據(jù)權利要求10所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:其中，該強化液是選自于硝酸鹽、硫酸鹽或大型堿金屬離子的氯化物的溶液之一或其混合物者。
19.根據(jù)權利要求18所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該強化液為硝酸鉀溶液。
20.一種在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:包括以下步驟: a.提供一玻璃，在該玻 璃本體外表至少具一光滑面； b.在該光滑面上設置一屏蔽，該屏蔽上由多個鏤空排列組成一預定圖案，并令該屏蔽緊密貼附于前述光滑面上； c.對該玻璃進行化學離子強化制程，將前述設有屏蔽的光滑面浸潰在充滿熔態(tài)強化液的鹽浴中來進行離子交換處理，因此在該光滑面上會形成多個對應于前述屏蔽鏤空的壓應力區(qū)域； d.去除該光滑面上的屏蔽，并清潔該光滑面，因此在該光滑面上形成由多個壓應力區(qū)域排列組成的預定圖案。
21..去除光滑面上的屏蔽，并清潔該光滑面；以及 e.在光滑面設置一光反射層，因此在該光反射層表面上形成對應于前述預定圖案的曲率變化圖案。
22.根據(jù)權利要求20所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該光反射層的表面粗糙度約0.12 μ m以下。
23.根據(jù)權利要求20所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該光反射層是一厚度在100 μ m以下的金屬薄膜層。
24.根據(jù)權利要求22所述的在玻璃面上形成曲率變化圖案的方法，其特征在于:該金屬薄膜層的設置手段是選自于涂布、噴灑、電鍍、濺鍍、化學氣相層積、物理氣相層積、薄膜表面黏著技術之一。
全文摘要
一種具有曲率變化圖案的玻璃面及其制造方法，其于玻璃本體外表的光滑面上設有由多個壓應力區(qū)域排列組成的預定圖案，令該壓應力區(qū)域的壓應力值至少50Mpa以上，因此在該光滑面上形成對應于前述預定圖案的曲率變化圖案；而前述玻璃面的制造方法包括，在表面粗糙度(Ra)約0.12μm以下的玻璃光滑面上設置一屏蔽，該屏蔽上由多個鏤空排列組成一預定圖案，對該玻璃光滑面進行化學離子強化制程，在該光滑面上會形成多個對應于前述屏蔽鏤空的壓應力區(qū)域，去除屏蔽并清潔該光滑面，因此在該玻璃光滑面上可形成對應于前述屏蔽預定圖案的曲率變化圖案。本發(fā)明所獲得的具備曲率變化圖案的玻璃面，光滑面上形成曲率變化圖案，其可由光線反射投射呈現(xiàn)清晰光影圖案。
文檔編號C03C21/00GK103086591SQ20111034996
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權日2011年11月8日
發(fā)明者梁乃悅 申請人:雅士晶業(yè)股份有限公司