專利名稱：人造貓兒眼寶石的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)玻璃材料的加工工藝，涉及一種人造寶石的制造方法。
貓兒眼是天然寶石中極其名貴的珍品，它有一條活光亮線，不僅隨光線照射方向的不同而移動(dòng)，而且隨光線照射的角度和亮度的變化，其寬度和亮度也隨之變化，極象貓兒眼瞳孔，因而得名。由于這種天然寶石十分稀少，故不能滿足人類對(duì)飾品的需要，為此，不少科學(xué)家致力于研究、開(kāi)發(fā)、制造人造貓兒眼寶石，以滿足飾品工業(yè)日益發(fā)展的需要。
目前工業(yè)上制造貓兒眼寶石的方法為管棒法(其技術(shù)雖處于保密中，但必竟作為一種科學(xué)技術(shù)被有關(guān)的專業(yè)人員所了解)，系將兩種折射率不同的玻璃分別制成一定直徑的玻棒和玻管。然后將高折射率的低熔點(diǎn)玻棒表面拋光再插入低折射率高熔點(diǎn)的玻管中(即外層為低折射率高熔點(diǎn)玻料，內(nèi)層為高折射率低熔點(diǎn)玻料)，在電爐中加熱熔化，拉制成同心的一次復(fù)合纖維，然后將一次復(fù)合纖維截成200毫米定長(zhǎng)，按每150～300根整齊排列捆扎成束，置于電爐中加熱軟化，拉制成二次復(fù)合纖維，此時(shí)每根二次復(fù)合纖維中包含有150～300根由兩種折射率不同的玻璃組成的同心一次復(fù)合纖維;將二次復(fù)合纖維截成40～100毫米定長(zhǎng)后，整齊排列于模具中，再置于電爐中加熱，達(dá)到兩種玻璃的軟化溫度時(shí)，模壓成形，然后隨爐冷卻至室溫，取出已壓熔成一體的無(wú)氣泡的人造貓兒眼寶石坯料，按寶石所需的尺寸切割、并研磨成鵝卵石形，再經(jīng)拋光，即可得到活光亮線垂直于纖維方向的人造貓兒眼寶石成品。但上述的管棒法存在如下一些缺點(diǎn)(1)由于該法需要將不同折射率的玻璃首先分別熔化拉制成一定尺寸的玻棒和玻管。然后冷卻至室溫，再將合格的玻棒表面拋光后插入合格的玻管中，置于電爐中加熱熔化，拉制成同心的一次復(fù)合纖維，因此不僅原材料耗量大，費(fèi)工費(fèi)料，而且成品率很低，因?yàn)槔瞥傻牟９?、玻棒稍有毛?如灰塵、配合不善夾層中易有氣泡、拋光不合格等)拉制成的一次復(fù)合纖維就不合格，所以該法所得的一次復(fù)合纖維的成品率就很低，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的價(jià)格仍然非常昂貴。
(2)由于該法按照習(xí)慣，以低折射率高熔點(diǎn)的玻璃制成玻管，高折射率低熔點(diǎn)玻璃制成玻棒，然后配套后拉制成同心一次復(fù)合纖維，而制造人造貓兒眼寶石，常要求有較深的顏色，即需要對(duì)玻棒進(jìn)行著色，可是高折射率低熔點(diǎn)的玻璃不易著色，所以目前人造貓眼寶石的色彩顯得很單調(diào)。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種人造貓兒眼寶石的制造方法，該法不僅具有簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，而且可以方便地通過(guò)調(diào)色工藝制造出許許多多顏色鮮艷的人造貓兒眼寶石來(lái)。
本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的(1)采用雙層同心坩堝拉制法(簡(jiǎn)稱同心坩堝法)，一次制取“同心一次復(fù)合纖維”，以克服管棒法費(fèi)工費(fèi)料的缺點(diǎn)，使同心一次復(fù)合纖維的成品率大大提高。
(2)改變傳統(tǒng)的同心復(fù)合纖維的制備工藝，通常傳統(tǒng)的同心復(fù)合纖維的制備工藝系先將低折射率高熔點(diǎn)的玻料拉成玻管、高折射率低熔點(diǎn)的玻料拉成玻棒，然后將表面拋光玻棒插入玻管中，置于電爐中加熱軟化拉制成同心一次復(fù)合纖維，而本發(fā)明卻相反，將低折射率高熔點(diǎn)的玻璃料放在雙層同心坩堝的內(nèi)層，高折射率低熔點(diǎn)的玻璃碎料放在外層，然后置放于電爐中加熱，熔化，一次拉成“同心一次復(fù)合纖維”，這樣改進(jìn)的結(jié)果具有如下一些顯著的優(yōu)點(diǎn)①由于低折射率高熔點(diǎn)的玻璃碎料(以下為了敘述簡(jiǎn)便，將玻璃碎料簡(jiǎn)稱玻料)極易著色，放在同心一次復(fù)合纖維的內(nèi)層，從而克服了管棒法同心復(fù)合纖維內(nèi)層著色困難的問(wèn)題;
②由于高折射率低熔點(diǎn)的玻料放在同心一次復(fù)合纖維的外層，當(dāng)將一次復(fù)合纖維截?cái)嗬υ墒M(jìn)二次加工成二次復(fù)合纖維時(shí)，相互間很容易融合在一起，使成品率大大提高;
③當(dāng)將二次復(fù)合纖維截?cái)嗪蠓旁谀Ｗ又屑訜峒訅撼膳髁蠒r(shí)，由于低熔點(diǎn)的玻料在復(fù)合纖維的外層，故很容易將纖維之間空氣擠掉，并可減少二次復(fù)合纖維在模壓時(shí)的變形，使成品率大大提高。
(3)將數(shù)種單色的同心一次復(fù)合纖維，如藍(lán)、綠、紅、黑以及無(wú)色同心一次復(fù)合纖維，按照調(diào)色原理，選取不同的比例，均勻排列捆扎成束，然后通過(guò)送料機(jī)構(gòu)置于電爐中，待加熱軟化融合后，由拉絲滾輪拉細(xì)成二次復(fù)合纖維，從而可以得到許許多多顏色的二次復(fù)合纖維。這種不同比例的單色同心一次復(fù)合纖維的組合以制備許許多多顏色的二次復(fù)合纖維的方法，稱為調(diào)色工藝。
(4)此外將二次復(fù)合纖維進(jìn)一步加工成人造貓兒眼室石，雖然沿用了現(xiàn)有技術(shù)，但是由于二次復(fù)合纖維的外層為低熔點(diǎn)玻料從而使進(jìn)一步加工更方便，有利于成品率的提高。
本發(fā)明亦是這樣實(shí)現(xiàn)的1.在一雙層同心坩堝中，其內(nèi)層放置有顏色玻璃碎料，如低折射率高熔點(diǎn)的Na2O-B2O3-SiO2玻璃碎料，外層(同心坩堝的夾層中)放置無(wú)色玻璃碎料，如高折射率低熔點(diǎn)的K2O-PbO-SiO2玻璃碎料(以下玻璃碎料簡(jiǎn)稱玻料)，將裝滿玻料的雙層同心坩堝置于電爐中加熱，當(dāng)兩種玻料在電爐中被加熱熔化后，由拉絲滾輪機(jī)構(gòu)拉制成中心為低折射率高熔點(diǎn)的顏色玻璃。外層為高折射率低熔點(diǎn)的無(wú)色玻璃組成的同心一次復(fù)合纖維，復(fù)合纖維的直徑以0.3～0.5毫米為宜，它的大小由電爐溫度或拉絲滾輪的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)(因調(diào)節(jié)電爐溫度或調(diào)節(jié)拉絲滾輪的轉(zhuǎn)速均為現(xiàn)有技術(shù)，故敘述從簡(jiǎn))。所有的玻料均可用上述方法一次制成同心的一次復(fù)合纖維，但生產(chǎn)上僅需數(shù)種顏色的玻料如藍(lán)、綠、紅、黑色及無(wú)色玻料，可分別制得相應(yīng)的單色同心一次復(fù)合纖維。
2.將上述制得的同心一次復(fù)合纖維截成150～300毫米定長(zhǎng)后，按每150～300根捆扎成排列整齊的復(fù)合纖維束，兩端用銅絲或康銅絲扎緊，中間再用尼龍細(xì)線扎緊，然后將復(fù)合纖維束懸掛于送料機(jī)構(gòu)上(為一種現(xiàn)有技術(shù))，徐徐下放入電爐中，待加熱軟化融合后，通過(guò)拉絲滾輪機(jī)構(gòu)拉成二次復(fù)合纖維，此時(shí)每根二次復(fù)合纖維中含有150～300根由兩種玻料組成的一次復(fù)合纖維。所說(shuō)的復(fù)合纖維束，可以由一種顏色的一次復(fù)合纖維組成，也可以由兩種以上顏色的一次復(fù)合纖維按不同比例組成，其比例的變化范圍為藍(lán)色一次復(fù)合纖維0～100%;
綠色一次復(fù)合纖維0～100%;
紅色一次復(fù)合纖維0～100%;
黑色一次復(fù)合纖維0～100%;
無(wú)色一次復(fù)合纖維0～100%。
將兩種以上的單色的一次復(fù)合纖維，按不同的比例混合均勻并捆扎成復(fù)合纖維束，然后放入電爐中加熱軟化融合，再拉制成不同顏色的二次復(fù)合纖維的方法稱為“調(diào)色工藝”，顯然，經(jīng)過(guò)調(diào)色工藝，可以制得許許多多不同顏色的二次復(fù)合纖維，從而可進(jìn)一步加工制得色彩非常豐富的各種人造貓兒眼寶石。
3.將上述制得的二次復(fù)合纖維截成40～100毫米定長(zhǎng)整齊排列于不銹鋼模具中，置于電爐中加熱至軟化溫度500～750℃，然后模壓成無(wú)氣泡的塊料，其壓縮比為 1/5 ～ 1/3 。再隨爐以100℃/小時(shí)速率冷卻至室溫，取出已壓融成一體無(wú)氣泡的塊料-即人造貓兒眼寶石的坯料，然后按寶石所需的尺寸切割，研磨成鵝卵石形，經(jīng)拋光即可得到活光亮線垂直于纖維方向的人造貓兒眼寶石制品。
本發(fā)明的技術(shù)核心在于(1)采用同心雙層坩堝法一次制取內(nèi)層為低折射率高熔點(diǎn)的顏色玻料，外層為高折射率低熔點(diǎn)的無(wú)色玻料所組成的同心一次復(fù)合纖維。
(2)將兩種以上同心一次復(fù)合纖維，通過(guò)調(diào)色工藝制得色彩非常豐富的二次復(fù)合纖維。
下面將通過(guò)一實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容實(shí)施例取300g低折射率顏色玻料(折射率ηd＝1.51，膨脹系數(shù)88×10-7)置于同心雙層坩堝內(nèi)層，100克高折射率無(wú)色玻料(折射率ηd＝1.62，膨脹系數(shù)91×10-7)置于同心雙層坩堝的外層，然后放入電爐中，加熱至900℃±5℃，通過(guò)拉絲滾輪機(jī)構(gòu)，拉制成直徑為0.35毫米的同心一次復(fù)合纖維可得同心一次復(fù)合纖維320克，再將同心一次復(fù)合纖維截成200毫米定長(zhǎng)，將200根定長(zhǎng)的同心一次復(fù)合纖維，整齊排列捆扎成φ20毫米的復(fù)合纖維束，再通過(guò)送料機(jī)構(gòu)置放于電爐中，加熱至700℃±5℃，拉制成φ4.0±0.04毫米的二次復(fù)合纖維(可得二次復(fù)合纖維250克)。將二次復(fù)合纖維截成50毫米定長(zhǎng)，整齊排列于不銹鋼模具中，置于電爐中加熱至580℃±2℃，模壓成無(wú)氣泡的塊料，如模具中的纖維層高度(橫向整齊排列)為60毫米時(shí)，壓入濃度為18毫米，壓縮比為3/10，然后將塊料隨爐以100℃/小時(shí)的速率冷卻至室溫，取出后按寶石的尺寸切割，研磨成鵝卵石形，拋光后得到人造貓兒眼寶石制品。最終可得成品180克，總得率為45%，這與傳統(tǒng)的管棒法相比成品率高了5～9倍。顯然，本發(fā)明的方法可為人造貓兒眼寶石的制造工業(yè)帶來(lái)顯著的進(jìn)步。
權(quán)利要求
1.一種人造貓兒眼寶石的制造方法，由兩種不同折射率的玻璃先經(jīng)加熱熔化拉制成單色同心的一次復(fù)合纖維，然后將一次復(fù)合纖維截成一定長(zhǎng)度并整齊排列、捆扎成束、置于電爐中，再經(jīng)加熱軟化拉制成二次復(fù)合纖維，二次復(fù)合纖維經(jīng)截?cái)喑?0～100毫米定長(zhǎng)后，整齊排列于模具中，加熱軟化、模壓成塊狀坯料，再經(jīng)切割、研磨、拋光成人造貓兒眼寶石成品，本發(fā)明的特征在于(1)采用同心雙層坩堝法，在同心雙層坩堝的內(nèi)層放置低折射率高熔點(diǎn)的顏色玻璃碎料，外層放置高折射率低熔點(diǎn)的無(wú)色玻璃碎料，經(jīng)加熱熔化，拉制成單色同心的一次復(fù)合纖維；(2)將兩種以上單色同心的一次復(fù)合纖維，截成150～300毫米定長(zhǎng)后，并按調(diào)色工藝要求將上述的復(fù)合纖維每150～300根進(jìn)行均勻整齊排列捆扎成復(fù)合纖維束，置放于電爐中，再經(jīng)加熱軟化拉制成二次復(fù)合纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中復(fù)合纖維束可根據(jù)調(diào)色工藝要求進(jìn)行調(diào)色，其可變范圍為藍(lán)色同心一次復(fù)合纖維0～100%，綠色同心一次復(fù)合纖維0～100%，紅色同心一次復(fù)合纖維0～100%，黑色同心一次復(fù)合纖維0～100%，無(wú)色同心一次復(fù)合纖維0～100%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種人造貓兒眼寶石的制造方法，該法系采用同心雙層坩堝法制備出數(shù)種單色的同心一次復(fù)合纖維，然后通過(guò)調(diào)色工藝，拉制成各種色彩的二次復(fù)合纖維，再經(jīng)加熱、模壓、切割、研磨、拋光成各種色彩的人造貓兒眼寶石。
文檔編號(hào)C03B37/00GK1046726SQ9010286
公開(kāi)日1990年11月7日 申請(qǐng)日期1990年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月26日
發(fā)明者陳祖熊, 馮大山, 尚志偉, 陸劍英 申請(qǐng)人:華東化工學(xué)院