用于懸掛在花園、室內以及圣誕樹上的幾種玻璃花球如圖34所示。
3玻璃鎮紙的分類
按鎮紙形狀分類:
(1)圓形和橢圓形,球形、扁平圓形、橢圓形、扁平橢圓形等。
(2)錐形,正圓錐形、倒圓錐形、橢圓錐形等。
(3)多邊形,三角形、五邊形、六邊形、矩形等。
(4)異形,心形、海星形、貝殼形等。
按裝飾方法分類:
(1)單色鎮紙,由無色透明和單一的各種有色玻璃制作。
(2)復色鎮紙,套彩、點彩、纏絲、金星等制作。
(3)表面裝飾鎮紙,雕刻、蝕刻、砂雕、鍍膜、彩繪等表面裝飾。
14.1.2玻璃花球和鎮紙的制造工藝玻璃花球大都用鈉鈣玻璃成分和相應的有色玻璃成分,個別用鉛晶質玻璃成分。鎮紙大都用鉛晶質玻璃成分,也有用鈉鈣玻璃成分的。
一般空心玻璃花球是用吹管蘸透明料或有色料吹成球形即可,如在透明料熱的小泡上粘有色玻璃粉或有色玻璃碎片,再在烤爐上烘烤,吹成所需尺寸,就成表面上有各種顏色斑點、花紋的球。如纏絲花球是將紅熱玻璃小泡在排列成圖案的彩色玻璃絲上滾一下,再烘烤后吹制成形,即成表面有各種顏色線條組成花紋圖案的花球。玻璃球上其他表面裝飾,如彩繪、噴繪、鍍膜,與一般藝術玻璃制作工藝相同。
實心玻璃花球和鎮紙,一般挑取透明料或有色料到模具中,壓制成各種形狀的花球或鎮紙。如表面需要花紋圖案,可在模具上刻成陰紋,壓制后即可得到有花紋的花球或鎮紙,但所有壓制成形的花球和鎮紙,在成形后要立即火焰拋光表面才光滑,然后進行退火。高級的雕刻鎮紙則在退火后的制品表面用各種型號的金剛砂輪、銅輪磨刻,樹脂輪拋光,也可用砂雕或化學蝕刻。
傳統的玻璃花球和鎮紙(萬花球)的制作分為兩大部分,一部分是用透明料制作球身實體,另一部分是制作花蕊?;ㄈ锿ǔJ穷A先用彩色玻璃制作,在坩堝窯內熔化各種彩色玻璃,拉成各種彩色玻璃棒,再進行加工?;ㄇ蛑谱鞯木唧w過程見圖36,首先用吹管l在坩堝窯挑明料,在料碗內滾料、整形,整形后放在坩堝口或窯爐前設置的重熱爐(烤爐)內重新加熱,形成圓形料泡2,同時將預熱過的顏色玻璃料段也放在烤爐中加熱,隨后取出,將此色料段粘在明料泡前端3,將多余料剪去,再用特制的帶齒狀鐵片從料泡前端向內壓入,將色料棒壓人明料料泡中形成花瓣狀4,然后用另一根吹管5粘在料泡I表面有花辮處,并將料泡2上原來的吹管l從端部擊落而與料泡2分離,料泡2就粘在吹管5上。用吹管5將料泡重熱,滾料整形為圓球,最后將料泡2與吹管5分離,送入退火窯退火,冷卻后就成為玻璃花球。如將花球底部磨平,即為鎮紙。用不同形狀的齒形鐵片,可在料泡內將顏色料段壓成不同花形,如牡丹,菊花、荷花等。如需要在花中制花蕊,需將料泡再次加熱后,在料泡中央扎一空洞塞人預熱后各種色料的細玻璃絲作為花蕊。在此基礎上進行二次蘸料,將花瓣、花蕊覆蓋裹入料中,并用剪刀將有氣泡部位的玻璃料挑出剪去,在料碗中滾圓成球形,再用夾子將連接挑料桿端部玻璃料夾細,從挑料桿處將料泡擊落后人草木灰中保溫,再送人退火爐中退火。
如要求在料泡中形成的花瓣上有魚、鳥及小動物時,則在第2次蘸料滾成球形料團后,將事先由燈工制作的有色玻璃小動物放在胎?;蛲斜P上預熱,然后粘到料泡的適當部位,再進行第3次蘸料后將小動物裹入玻璃料內并使整體滾成球形,從料桿上擊落到草木灰中等待退火。此過程操作需十分小心,料泡掌握不好,就使小動物變形,具體操作非常復雜,要有豐富經驗才能制成。
二、玻璃彈子(玻璃小球)
玻璃彈子是指直徑在8—30 inln的玻璃球體,分為單色玻璃彈子和復色玻璃彈子兩種類型,是由紅、藍、黃等多種顏色的透明和不透明的玻璃制成,復色玻璃彈子是在透明玻璃球中心用各種顏色的乳濁玻璃形成五色斑斕羽毛狀花紋的各種玻璃彈子。
以前玻璃彈子只作為玩具,相傳最初用作雕塑中人物或動物的眼珠,后來由于其晶瑩和豐富色彩而產生華麗感和貴重感,用于觀賞魚缸、觀賞植物的水下點綴等室內裝飾,同時大量的應用于鑲嵌在彩色水泥或其他膠凝材料中,作為地面、內外墻面的裝飾材料。
玻璃彈子所用成分為SiO:一CaO—R:0系統,為提高玻璃的光澤和著色劑的著色效果,常常在成分中加入適量的B203、ZnO,BaO等。
14.2.1 單色玻璃彈子制作工藝單色玻璃彈子的生產方法與玻璃纖維坩堝拉絲法所用玻璃球生產方法相似。池窯熔化,滴料機供料,剪刀剪料,玻璃料滴通過滑槽落人具有螺旋紋溝槽的成形輥子間輥壓成球形,如圖37所示。
熔融好的玻璃液由通路到供料器3上的出口2,向自動制球機供給連續的玻璃液流1,玻璃液流進固定的供料切割漏斗4中,用帶有三孔的活動剪刀片5切割成料滴,剪刀片往復運動,在一定操作循環中兩個邊孔每次切割一滴,中孔則每次切割兩滴。邊孔料滴靠接收管6、中孔料滴靠導料管7導入槽8中,并通過漏斗9輪流落入4對回轉筒lO及11中,每對輥筒以同一轉速旋轉,并在小輥筒和大輥筒之間各自將料滴輥壓
成玻璃彈子。玻璃彈子到達輥筒邊,沿輸送槽12滾向螺旋輸送器13,在此玻璃彈子按直徑大小自動進行分級。按直徑大小經過挑選的玻璃彈子裝入金屬桶中,并在桶中進行完全冷卻。
玻璃彈子自動成形主要依靠成形輥進行,成形輥由兩個直徑略有不同的輥子組成,如小輥子直徑為18ella,大輥子直徑為20 em,兩輥子以0.1 em的間隙水平排列,每個輥子上分別刻有與成形玻璃彈子大小相近的等螺距螺旋形溝槽,輥子內部通水冷卻。當兩個輥子以相同轉速同方向旋轉時,由于兩輥子直徑不同,則沿圓周將產生圓周速度之差。這樣,當玻璃落到成形輥子上時,玻璃料滴不會嵌入輥子之間,而是在兩個輥子間進行轉動。直徑小的輥子把玻璃在兩個輥子間擠推向前,另~輥子則把玻璃以上拋的趨勢,朝同一方向用相同轉速向前運轉。如此,玻璃一邊自轉,一邊沿輥子的螺旋狀溝槽移動。同時,由于玻璃表面張力的作用,使玻璃成為球形狀,硬化后即制成玻璃彈子。輥子上溝槽形狀和對輥的配置是玻璃彈子成形的關鍵。
2復色玻璃彈子制作工藝復色玻璃彈子制作原理與單色彈子相似,也是利用對輥成形,其成形設備示意如圖38所示。
制造球內嵌有羽毛狀花瓣的彩色玻璃彈子時,可在滴塊供料器6的滴料孔上部懸掛分割成三室或四室的坩堝2與5,并將坩堝浸在無色透明熔融玻璃液1內。圓筒形坩堝的每個分割室3和4內分別裝有顏色玻璃A和顏色玻璃B,坩堝各分割室的底部設有小孔,坩堝內的顏色玻璃可以從小孔內流出,這樣從滴塊供料器的料碗出料孔7流下來的無色玻璃中便有線條狀顏色玻璃嵌入,用剪刀8剪成料滴,通過滑槽,在成形輥
子9和lO中形成玻璃球后,球內的顏色玻璃就成羽毛形狀。
另外,也可以用瓷管代替坩堝,置于無色玻璃的包圍之中,瓷管中間分隔成四部分。其中分別插入事先拉好的不同顏色玻璃棒,則無色玻璃被加熱時,瓷管中顏色玻璃棒也被加熱,當無色玻璃液沿出料孔流下時,瓷管中的顏色玻璃也隨之流下,形成無色玻璃中嵌有彩色條紋玻璃,剪成料滴,經過一大、--II,輥子輥壓,成形后即可制成中間有羽毛狀花瓣的玻璃彈子。如果加人多種顏色玻璃,可制成五顏六色的玻璃彈子。在瓷管中放入顏色玻璃棒比用分隔的坩堝中顏色玻璃更為簡單方便,玻璃可以預先拉制,顏色不受限制。
三、玻璃圍棋子
玻璃圍棋子在明清時期我國即已生產,當時采用為滴料法,將挑料棒蘸取玻璃液,讓其自由落在石板上(后來用鐵板),由于表面張力作用成為扁平圓形圍棋子。國內制造的玻璃圍棋子直徑為22.5~23.5 mm,厚度為9 mm,一般不超過10 mm,有黑、白兩種,黑色181枚,白色180枚。日本制造的有玻璃和蛤石玻璃圍棋子,分為5個等級,第1等松印(厚10 mm),第2等竹印(厚9 mm),第3等梅印(厚8 mm) ,第4等櫻印(厚7mm) ,第5等椿印(厚6 mm)。目前我國生產的玻璃圍棋子規格與日本的竹印規格基本相同,黑白兩色玻璃棋子共361枚,重量2 600 go
我國著名的圍棋子為“云子”,是云南所制造,始于900多年前的唐代,盛于明、清,其中以云南永昌府(今保山市)所產尤佳,故稱為“永子”,也有500 年以上歷史?!坝雷?有寶石、玉石和玻璃。傳說永昌人在京城保管珠寶、玉器,有次宮廷失火,珠寶、玉石為火所熔化,卻得到晶瑩透亮扁圓形物,成了達官貴人喜愛的圍棋子。之后就用瑪瑙、琥珀等寶石加熱熔化制成圍棋子,成為寶物。目前存世量很少,為收藏家青睞,市場價格很高。
據云南永昌府志、滇南雜記所載,“永子”是琉璃的一種,以瑪瑙、紫瑛石研細為料,加上紅丹粉、硼砂等多種原料,熔化后,鐵桿蘸料,滴成棋?,旇е饕煞譃槎趸?紫瑛石就是螢石,因此云子實質上為SiO, -B,0,-PbO ~Na,0 - CaF。系統的仿玉乳濁玻璃。民國時期,"永子"制造工藝失傳。20世紀60年代國內領導人指示要恢復云子的制造,1970年昆明市開始研制云子配方與工藝。到1974年,質量較好的“云子”開始生產,并在國內外市場銷售。
14.3.1玻璃圍棋子“云子”的特色―玻璃圍棋子“云子”是由仿玉乳濁玻璃制成,分黑、白兩種,與一般乳濁玻璃不同,它乳濁的顆粒比較細致,稍微透光,其特點為:
(1)色澤純正。學者形容黑子仰視若碧玉,俯視若點漆,放在棋盤上漆黑一點,無任何雜色,仰光照看,則通透晶瑩,常呈碧綠與寶藍之光彩。也有人稱黑子順光漆黑潤澤,對光為半透明狀,周邊有碧綠光芒。學者形容白子為溫潤如羊脂美玉,微有淡黃.翠綠色澤,悅目和諧,呈靜美之態。也有人將白子描寫為白如玉,柔而不透,微有象牙之色。
(1)色澤純正。學者形容黑子仰視若碧玉,俯視若點漆,放在棋盤上漆黑一點,無任何雜色,仰光照看,則通透晶瑩,常呈碧綠與寶藍之光彩。也有人稱黑子順光漆黑潤澤,對光為半透明狀,周邊有碧綠光芒。學者形容白子為溫潤如羊脂美玉,微有淡黃.翠綠色澤,悅目和諧,呈靜美之態。也有人將白子描寫為白如玉,柔而不透,微有象牙之色。
(2)大小一致.色差小。棋子直徑、厚度公差嚴格控制,各棋子之間色差很小,全部棋子放在棋盤上,不能有異樣出現。
(3)質量重,落子穩。棋子需有一定質量,放在棋盤上穩定。
(4)無刺目眩光。棋子表面折射率,反射率不能太高,避免產生眩光,影響棋手視線。(5)不易沾污,便于清洗。
(6)不風化、不老化,能長期使用和收藏。
14.3.2玻璃圍棋子的制造工藝傳統的玻璃圍棋子采用人工生產,其工藝如圖39所示。
熔化部采用平板附璧式鉬電極加熱,電極尺寸200 mm x 150 mm。電極板通過鉬棒引出池壁,鉬棒以干式雙套管保護,可省去復雜的軟化水循環冷卻系統,且進一步降低了熔窯熱損失。3對電極安裝在兩側池璧上部,電極中心距500 mm,電極之間距離650miil,電極面積300 cm2。正常運轉電極電流密度1,1.聾A/era2。電極消耗量黑白兩色玻璃略有不同,乳白玻璃鉬電極平均每月減薄l~1.5 mill,黑色玻璃中鉬電極每月減薄2-3 mm,這是由于黑色玻璃的熔化溫度
比乳白玻璃為高而透熟性又差,電極附近熱量不易散失,電極本身溫度太高,導致對電極的侵蝕反應加劇。
全窯采用整體保溫,窯底保溫層厚500 mm,除電極孔附近外,池壁保溫層厚350—400 mill,上部空間側墻及碹頂保溫層厚230—270 into。正常運行中窯底及池壁外表面溫度在50。C以下,上部空間側墻及頂部表面溫度均底于1000C,因此窯體散熱很少。
由于熔化池為冷碹頂加熱方法,熔化時玻璃表面為配合料覆蓋,氟化物等原料揮發量顯著降低,窯上部空間溫度底,減少表面熱散失。玻璃液表面配合料層厚度150—200 mill較合適,料層太薄不利于隔熱保溫,散熱量增大,有效熔化熱減少,不利于熔化;料層過厚,使電極處玻璃溫度降低,電極電阻增大,導致有效熔化熱減少。
黑白玻璃棋子熔化時實際碎玻璃含量為89%和76%,熔化(玻璃液)溫度分別為l 2500C和1 1500C。黑色玻璃理論耗電量為0.51 l kW·h/kg玻璃,白色玻璃為0.488 kW·h/kg玻璃。根據實際生產測定黑色玻璃耗電量為0.8 kW·h/kg玻璃,白色玻璃為0.75 kW·h/kg玻璃。熔窯熱效率分別為60%和65%。(3)成形工藝與設備。玻璃圍棋子成形采用滴料式供抖及落球法盤式成形工藝,要求料滴形成近似圓球形,自由平穩落在盤式成形板,料滴在成形板上均勻分布和充分固化。
為了使玻璃盡可能形成圓球狀,必須選擇料滴的長度和直徑比例以及玻璃料流股的溫度。玻璃料滴的長度和直徑比例,理論上應為1:l,才能使料滴形成圓球狀。如長度過大,剪出的料滴呈棒狀;如直徑過大,剪出的料滴呈橄欖狀。如料滴形成這樣大的形狀偏差是無法在小于I/3 s的短時間依靠表面張力使其聚成近似圓球狀,因此必須控制料滴合適的長度和直徑比例。
玻璃的粘度和表面張力對料滴的形狀也有重大影響,而溫度又直接影響到粘度和表面張力。當料股溫度過高時,玻璃的粘度和表面張力均較小,不能平衡重力拉伸作用,于是剪切和下落過程中,導致出現尖滴和細腰狀料滴。當料股溫度過低時,表面張力不足以克服粘滯力而改變料滴形狀,剪刀剪料滴處玻璃過冷硬化,形成尖角,因此玻璃料流股溫度應控制在相應粘度10乙5一lO置oPa·S為合適。
滴料式供料機結構如圖42所示。剪切機采用直流電機驅動,剪切頻率50一250次/min,根據需要可以調節。生產時通過玻璃料流股溫度、流股直徑、剪切平面高度、剪切頻率等參數能夠獲得制造各種規格玻璃棋子所需的料滴。
剪切下的玻璃料滴下落到盤式成形機上成形。盤式成形機的結構見圖43。盤式成形機上裝有高度可調節的圓盤,以直流電機為動力,變速后,圓盤以3—5r/rain速度旋轉,盤上設有若干導向裝置,紅熱的玻璃料滴在盤上自動地按螺旋線形均勻排列。在導向裝置作用下,料滴還會產生一定速度的自轉,從而更迸一步提高棋子的圓度。根據實驗,要使料滴充分聚圓,形成理想圓滑的表面并定形下來,至少需要40
~60 S,如采用帶式成形機,其有效長度要10 m以上,而采用螺旋線形排列方式,成形平板的直徑1一1.5 m即已足夠,從而節約了成形機面積和制造材質。
成形后的玻璃棋子,從成形平板中部出料口落入滑槽,進入退火設備退火。冷卻到室溫時,經人工挑選,殘次品送回電熔窯作原料,經分類篩選后的棋子,按規格送入半成品庫中儲存。玻璃棋子的計數和包裝是很煩瑣的工作,費工費時。為了降低計數和裝棋子的差錯率,提高包裝速度,采用光電自動計數裝盒機。
目前玻璃圍棋子與傳統的“云子”相比還有很大差距。古代雖然玻璃制造設備和工藝條件不及現代水平,但精心制作,千中選一、萬中求一,不講效率、不計成本,自然用優中選優方法制作出存世量很少的“云子”?,F代玻璃圍棋子采用高速度、大批量生產,要達到“云子”質量,則需繼續改善成分和工藝。
傳統的云子采用以仿玉料作為白子的玻璃成分,采用多種乳濁劑和著色劑,達到半透明乳濁,晶瑩而不眩目,因此必須控制乳濁劑形成的微粒大小及微粒結構,使玻璃透過一部分光線,又散射一部分光線,而沒有明顯的反射眩光。在黑子成分上,要用多種著色劑,如Cr03、Fe:0,、CoO、NiO、CuO等,才能發出碧綠與寶藍之光。在物理和化學性質上,云子比一般玻璃棋子有較大的密度,較高的機械強度和化學穩定性,傳統的云子需加入紅丹以及其他密度大的氧化物,如BaO、ZnO,玻璃熔化和退火良好,方可達到堅而不脆、沉而不滑,收藏數百年而不變質。
在成形方面,一般的滴料壓制均有一定公差,要做到質量、形狀、大小如一,就得采用光學玻璃的精密壓制成形工藝,在高尺寸精度、高光潔度的精密模具中壓制,才能得到高精度的圍棋子。
玻璃圍棋子雖然是很小的產品,但用現有生產手段要在質量方面趕上“云子”,需要在玻璃成分選擇、生產工藝的各個環節上作一系列改進,因此仍然有大量的工作要做。