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DD215776A1 - METHOD FOR PRODUCING COLORED IMAGES ON GLASS - Google Patents

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Publication number
DD215776A1
DD215776A1 DD83251454A DD25145483A DD215776A1 DD 215776 A1 DD215776 A1 DD 215776A1 DD 83251454 A DD83251454 A DD 83251454A DD 25145483 A DD25145483 A DD 25145483A DD 215776 A1 DD215776 A1 DD 215776A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
glass
glass surface
diffusion
color
laser beam
Prior art date
Application number
DD83251454A
Other languages
German (de)
Inventor
Stephan Mueller
Ines Geiling
Hartmut Mueller
Roland Ziermann
Original Assignee
Geraberg Thermometer
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Geraberg Thermometer filed Critical Geraberg Thermometer
Priority to DD83251454A priority Critical patent/DD215776A1/en
Publication of DD215776A1 publication Critical patent/DD215776A1/en

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0025Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/005Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to introduce in the glass such metals or metallic ions as Ag, Cu
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/262Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used recording or marking of inorganic surfaces or materials, e.g. glass, metal, or ceramics

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Abstract

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines hocheffektiven variablen Verfahrens zur Herstellung resistenter farbiger Bilder auf Glasunterlagen. Die Aufgabe besteht in der Entwicklung eines Verfahrens, mit dem Skalen, Dekors und Beschriftungen unterschiedlichster Abmessungen fuer verschiedene Kombinationen von Glaesern und Diffusionsfarben hergestellt werden koennen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Diffusionsfarben mittels energiereicher Strahlung, vorzugsweise mittels eines schwachen infraroten Laserstrahles entsprechend den vorgesehenen Konturen des Bildes gleichzeitig mit der Glasoberflaeche erhitzt und konvektiv und durch Diffusion in die Glasoberflaeche eingebracht werden, wobei eine dauerhafte saeure- und laugenfeste, fuer normalsichtige Augen gleichmaessige Farbspur entsteht.The aim of the invention is to provide a highly effective variable method for producing resistant colored images on glass substrates. The task is the development of a method that can be used to produce scales, decorations and labels of different dimensions for different combinations of glasses and diffusion colors. This method is characterized in that diffusion colors are heated by means of high-energy radiation, preferably by means of a weak infrared laser beam according to the intended contours of the image simultaneously with the glass surface and convective and introduced by diffusion into the glass surface, with a permanent acid and alkali-resistant, for normal-sighted Eyes consistent color trail arises.

Description

Erfinder: Dr. R. Ziermann, JenaInventor: Dr. R. Ziermann, Jena

Dr. H. Müller, Neulobeda-Ost I. Geiling, Naumburg Dr. St. Müller, IlmenauDr. H. Müller, Neulobeda-East I. Geiling, Naumburg St. Muller, Ilmenau

Zustellungsbevollmächtigter: 'Serving Agent: '

VEB Kombinat Technisches Glas Ilmenau - Zentrales Büro für Schutzrechte - -VEB Kombinat Technical Glass Ilmenau - Central Office for Property Rights - -

6300 Ilmenau6300 Ilmenau

Postfach 303, ,PO Box 303,,

IPK : C 03 C, 21/00IPK: C 03 C, 21/00

Titel der Erfindung:Title of the invention: Verfahren zur Herstellung farbiger Bilder auf GlasProcess for producing colored images on glass Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung farbiger Bilder auf Glas unter Verwendung von Diffusionsfarben, vorzugsweise zur Herstellung von Skalen auf Thermometern und anderen Meßgeräten aus Glas sowie von Dekors und Beschriftungen auf Glasartikeln und Glasteilen, die insbesondere in der chemischen Industrie, Nahrungsgüter Industrie u.a. Industriezweigen Anwendung finden.The invention relates to a process for producing colored images on glass using diffusion paints, preferably for the production of scales on thermometers and other glass measuring devices and of decorations and labels on glass articles and glass parts, in particular in the chemical industry, food industry and the like. Industries apply.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Die Forderung, haltbare Bilder auf Glasunterlagen herzustellen, stellt seit langem ein Problem dar. Für die Herstellung haltbarer Bilder auf Glasunterlagen sind nach den DD-WP 100 928 und DD-WP 101 376 Verfahren bekannt, bei denen durch in die Oberflache eindiffundierende Ionen, z. B. Silber (gelbbraun, bräun) oder Kupfer (rot, schwarz) eine Färbung erreicht wird. Die so erzeugten Kontrast st reifen und vorlagegetreuen Bilder können erst durch das Entfernen der von der Diffusion erfaßten Oberflächenschicht beseitigt werden. Sie sind also gegen normale Ümweltbedingungen , gegen Öle und organische Lösungsmittel, aber auch gegen Laugen und Säuren, die das Glas nicht angreifen, resist ent.The requirement to produce durable images on glass substrates, has long been a problem. For the production of durable images on glass substrates are known according to DD-WP 100 928 and DD-WP 101 376 methods in which by diffusing into the surface ions, eg , As silver (yellow-brown, brown) or copper (red, black), a color is achieved. The contrast images and true-to-life images produced in this way can only be eliminated by removing the surface layer covered by the diffusion. They are thus resistant to normal ambient conditions, to oils and organic solvents, but also to lyes and acids which do not attack the glass.

Diese Verfahren besitzen jedoch verschiedene Nachteile:However, these methods have several disadvantages:

Die Diffusion der Ionen in die Glasoberfläche ist ein temperatur- ' und zeitabhängiger Prozeß. Außerdem sind Farbe bzw. Tönung und Kontrast der Bilder von der Ladung und Koordination der diffundierenden Ionen abhängig. Somit macht sich neben der Auswahl einer geeigneten Glasmatrix ein meist komplizierter und energieintensiver Prozeß notwendig, dem das gesamte Glasteil unterworfen wird. So erfolgt z.B.The diffusion of the ions into the glass surface is a temperature and time dependent process. In addition, the color or tint and contrast of the images are dependent on the charge and coordination of the diffusing ions. Thus, in addition to the selection of a suitable glass matrix, a usually complicated and energy-intensive process is necessary, to which the entire glass part is subjected. Thus, e.g.

bei silberhalt igen Farben ein Einbrennen bei ca. 480'C (Diffusion) und wenn die Glasmatrix nicht die kontrast verbessernden Arsen- oder Antimon-Iorien beinhaltet, ist gewöhnlich eine reduzierende Nachbehandlung des'Glasgerätes oder -teiles bei ca. 450*C ("Entwicklung") notwendig. Bei Kupfer sind je nach zu erzielender Farbe bis zu drei thermische Behandlungen bei noch höheren Temperaturen erforderlich. Damit werden beim Einbrennen bzw. thermischen Nachbehandeln hohe Forderungen an die Ofenführung gestellt. Die Temperaturen für eine ausreichende Diffusion liegen im Bereich der Transformat ionstemperaturen bzw. sogar der Erweichungstemperaturen der Gläser. Für "normale" Gläser mit tg von 450 ... 550eC und E 600*C kommen nur relativ teure Farben auf Basis'des färbenden Silber-Ions in Betracht.with silver-containing inks, burn-in at about 480 ° C. (diffusion), and if the glass matrix does not contain the contrast-enhancing arsenic or antimony-based ion, a reducing after-treatment of the glassware or part is usually at about 450 ° C. (" Development ") necessary. Depending on the color to be achieved, copper requires up to three thermal treatments at even higher temperatures. This makes high demands on the kiln guide during firing or thermal aftertreatment. The temperatures for a sufficient diffusion are in the range of Transformat ion temperatures or even the softening temperatures of the glasses. For "normal" glasses with tg of 450 ... 550 e C and E 600 * C only relatively expensive colors based on the coloring silver ion come into consideration.

Eine weitere Einbegrenzung erfahren diese Techniken dadurch, daß die Farben direkt oder indirekt mittels .Siebdruckverfahren aufgebracht werden müssen. Damit ist ihre Variabilität stark eingeschränkt.Für geringe Stückzahlen oder z.B. für Präzisionsskalen,A further limitation experienced by these techniques in that the colors must be applied directly or indirectly by .Siebdruckverfahren. Thus their variability is severely limited. For small numbers or e.g. for precision scales,

die auf Basis von Mehrfachkalibrierungen aufgebaut sind, lassen sich diese Verfahren nicht wirtschaftlich einsetzen, da die Umspann- und Einstellarbeiten dominieren. x Built on the basis of multiple calibrations, these methods can not be used economically because the Umspann- and adjustments dominate. x

Deshalb wird für diese Einsatzfälle weiterhin die Ätztechnik bevorzugt, bestehend aus den ArbeitsschrittenTherefore, the etching technique is still preferred for these applications, consisting of the steps

- Einwachsen der Glasteile- ingrowth of the glass parts

- Beschriften (Wachs mit Stichelwerkzeug entfernen)- Label (remove wax with a pricking tool)

- Ätzen des freiliegenden Glases z.B. mit FlußsäureEtching the exposed glass e.g. with hydrofluoric acid

- Entwachsen- Dewaxing

- Einbringen der Farbe in die geätzten Vertiefungen und Entfernen- Add the color to the etched wells and remove

der überschüssigen Farbe - Trocknen der Farbethe excess color - drying the paint

Das Ätzverfahren ist trotz Rationalisierung, vor allem des Beschriftens, sehr aufwendig und durch das Ätzen umweltgefährlich unddeshalb mit hohen Sicherheitsvorschriften verbunden.The etching process is in spite of rationalization, especially the labeling, very expensive and connected by the etching environmentally hazardous and therefore with high safety regulations.

Diese Nachteile werden nach dem DD-WP 112 941 beträchtliph durch ein Verfahren der Lasergravur beseitigt. Durch Einsatz;mikrorechnergesteuerter Bewegungseinrichtungen bei kommerziellen Beschriftungssystemen können die ersten vier Arbeitsschritte des Ätz Verfahrensrationell zusammengefaßt werden.These disadvantages are considerably eliminated according to DD-WP 112 941 by a method of laser engraving. By use of microcomputer-controlled moving devices in commercial lettering systems, the first four steps of the etching process can be rationally summarized.

Eine weitere Verbesserung erfahren letztgenannte Verfahren dadurch, daß entweder nach dem 3A-PS 49-43 252 eine auf den Glaskörper vorher aufgebrachte Emailfarbe mit dem Laserstrahl unmittelbar nachgeführte'r Farbstoff-Strahl mit der flüssigen Laserspur verschmolzen wird.A further improvement experienced by the latter method in that either according to the 3A-PS 49-43 252 an on the glass body previously applied enamel color with the laser beam immediately nachführ'r dye jet is fused with the liquid laser track.

Die letztgenannten Verfahren ermöglichen eine hohe Variabilität, die damit erzeugten Bilder sind jedoch im vorgenannten Sinn/fe nicht resistent. Es können nur mechanisch und chemisch instabile lufttrocknende Farben bzw. Schmelzfarben der N-Reihe (N=nichtresistent) für die "normalen" Gläser verwendet werden.The latter methods allow a high variability, but the images produced therewith are not resistant in the aforementioned sense. Only mechanically and chemically unstable air-drying inks or enamel colors of the N-series (N = non-resistant) can be used for the "normal" glasses.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem diese Nachteile beseitigt und mit höchster'Effektivität farbige re-The aim of the invention is to develop a method in which these disadvantages are eliminated and colored with the highest efficiency.

sistente Bilder hergestellt werden, wobei' ökonomisch günstige Färb kombinationen angewendet werden.sistente images are produced, with 'economically favorable dye combinations are applied.

Darlegung des We sens der Erfindung:   Presentation of the essence of the invention:

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung resistenter farbiger Bilder auf Glas zu entwickeln,mit dem Skalen, Dekors und Beschriftungen unterschiedlicher, häufig wechselnder, extremer Abmessungen unter Verwendung verschiedener, auch für bestimmte Glasarten bisher nicht anwendbarer Diffusionsfarben hergestellt werden und mit dem außerdem unterschiedliche Farbgebungen möglich sind. 'The invention has as its object to develop a process for the production of resistant colored images on glass, with the scales, decorations and labels different, often changing, extreme dimensions using different, even for certain types of glass previously not applicable diffusion colors are produced and with the In addition, different colors are possible. '

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verfahren zur Herstellung farbiger Bilder auf Glas dadurch gekennzeichnet ist, daß gleichmäßig über die gesamte Fläche des Bildes auf das Glas auf getragene Diffusionsfärbe mittels energiereicher fol^ussierter Strahlung, vorzugsweise mittels infraroter Laserstrahlen durch eine gesteuerte Relativbewegung von Laserstrahl zu Glasob'erfläche entsprechend den vorgesehenen Konturen des Bildes, gleichzeitig mit der Glasoberfläche lokal erhitzt wird. Dabei wird die Glasoberfläche aufgeschmolzen und die Diffusionsfarbe konvektiv in das ge- schmolzene Glas eingemischt. Erfindungsgemäß werden durch die Erhitzung Farbionen sofort und auch nach dem Weiterlaufen des Laserstrahles bis zu Abkühlung des GIa,ses im Bereich der thermischen Nachwirkung aus der Diffusionsfarbe in die Glasoberfläche diffundiert, so daß sie eine für normalsichtige Augen gleichmäßige und dauerhafte Farbspur ohne Gravuren oder sonstige Schädigungen des Glases hinterlassen. ' According to the invention, the object is achieved in that the method for producing colored images on glass is characterized in that uniformly over the entire surface of the image on the glass carried diffusion dye by means of high-energy fol ^ ussierter radiation, preferably by means of infrared laser beams by a controlled relative movement of Laser beam to Glasob'erfläche corresponding to the intended contours of the image, is heated simultaneously with the glass surface locally. In the process, the glass surface is melted and the diffusion color is mixed convectively into the molten glass. According to the invention, color ions are diffused by the heating immediately and also after the laser beam has continued to cool down in the area of the thermal aftereffect from the diffusion paint into the glass surface, so that it produces a uniform and permanent color track without engraving or other damage to normal-sighted eyes leave the glass. '

Für das Verfahren eignen sich nur Kompositionen mit diffusionsfähigen und färbenden Ionen, Schmelzfarben auf Glasurbasis sind ungeeignet. Es werden normalerweise die für den Siebdruck geeigneten Farben, verdünnt und gleichmäßig auf die Glasoberfläche aufgetragen Der Laserstrahl fährt die Konturen de.s zukünftigen Bildes ab. Die Bilddaten sind vorzugsweise in einem Mikrorechner gespeichert, der einen Kreuztisch plus eine Laserstrahl-Ausbleηdvorrichtung bzw. ein Spiegelablenksystemplus Ausblendung steuert.Only compositions with diffusible and coloring ions are suitable for the process, glaze-based enamel colors are unsuitable. The colors suitable for screen printing are usually thinned and applied evenly to the glass surface. The laser beam cuts off the contours of the future image. The image data are preferably stored in a microcomputer which controls a cross table plus a laser beam dropout device or a mirror deflection system plus blanking.

Die teilweise mit der Farbe in die Laserspur konvektiv eingemischten organischen. Farbbestandteile sorgen für reduzierende Bedinq-The partially mixed with the color in the laser track convective organic. Color components provide for reducing conditions

· "i .   · "I.

ungen. Die Vorteile des Verfahrens bestehen auch darin, daß durch eine optimale Einstellung von Laserleistung und Vorschub garantiert wird, daß das Glas nicht verdampft, daß keine Bruchstücke aus der Glasoberfläche herausgerissen werden und daß keine Haarrisse ins Glasinnere auftreten. Das vom Laserstrahl aufgeheizte und ge- ^ schmolzene Glas behält aufgrund seiner schlechten Wärmeleitfähig-The advantages of the method are also that it is guaranteed by an optimal adjustment of laser power and feed that the glass does not evaporate, that no fragments are torn out of the glass surface and that no hairline cracks occur in the glass interior. The glass, heated and molten by the laser beam, retains due to its poor thermal conductivity.

. keit relativ lang eine hohe Temperatur bei. Die anfangs sehr hohe Diffusionsgeschwindigkeit der färbenden Ionen in der aufgeheizten Laserspur garantiert, daß die anfänglich durch Konvektion erzeugte, Relatively long a high temperature. The initially very high diffusion rate of the coloring ions in the heated laser track guarantees that the initially generated by convection

' ' ν '' ν

ungleichmäßige Einmischung der Farbe am Ende des Prozesses eine für normalsichtige Augen gleichmäßige Farbspur ergibt. Diese erscheint in ihrer endgültigen Form nach dem Entferenen der überschüssigen Farbe . ,Uneven mixing of the color at the end of the process results in a uniform color for normal eyes. This appears in its final form after removing the excess color. .

Desweiteren ist, das Verfahren dadurch gekennzeichnet; daß die Glasoberfläche durch den infraroten Laserstrahl lokal auf Temperaturen über der Erweichungstemperatur des Glases erhitzt wird und die Färb ionen mit Temperaturen der merklichen Diffusion oberhalb des Transformationsbereiches des Glases in die Glasoberfläche eingebracht werden können. Damit ist es möglich, auch auf Gläser mit niedriger Transformations- und Erweichungstemperatur farbige, resistente Skalen, Beschriftungen oder dekors mit solchen Farben aufzubringen, die eine hohe Diffusionstemperatur besitzen, ohne dabei die Glasgeräte bzw. Gegenstände zu deformieren. Dadurch ist ein Ersatz des teuren Silbers gegeben. Desweiteren ist das Verfahren auch dadurch gekennzeichnet , daß die Herstellung von mehrfarbigen Bildern in einem Hauptverfahrensschritt möglich ist, indem mehrere Diffusionsfarben gleicher oder unterschiedlicher Dif- fusionstemperaturen gleichzeitig auf die Glasoberfläche aufgetragenFurthermore, the method is characterized; that the glass surface is heated by the infrared laser beam locally to temperatures above the softening temperature of the glass and the color ions can be introduced at temperatures of appreciable diffusion above the transformation region of the glass in the glass surface. This makes it possible to apply even to glasses with low transformation and softening temperature colored, resistant scales, labels or decors with such colors, which have a high diffusion temperature, without deforming the glassware or objects. This is a replacement of the expensive silver. Furthermore, the method is also characterized in that the production of multicolor images in a main process step is possible by simultaneously applying a plurality of diffusion colors of identical or different diffusion temperatures to the glass surface

und mittels des infraroten Laserstrahls in einem Verfahrens sehri11 > eingebracht werden.and by means of the infrared laser beam in a process.

Das Verfahren läßt sich sowohl auf Flachglas wie auch auf Rundmaterial durchführen. Bei geringer Strahldivergenz ist bei letzterem weder ein Abrollen wie beim Siebdruck noch eine FokusnachführungThe process can be carried out both on flat glass and on round material. In the case of low beam divergence, in the latter case neither unrolling is the same as in screen printing nor is focus tracking

(z-Koordinaten-Einstellung) notwendig.(z-coordinate setting) necessary.

Außerdem ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet , daß der Laserstrahl· bei mit aufgebrannten Schmelzfarben, vorzugsweise mit bleihaltigen Schmelzfarben, beschichteten Glas unterlagen den Oxida-,5 tionszustand der färbenden Ionen lokal ändert und dabei eine andersfarbige, aber nach o.g. Definition nichtresistente Spur erzeugt. Dabei werden Brennspuren durchReduktion oder andere chemische Umsetzungen von meist Schwermetallen erhalten.In addition, the method is characterized in that the laser beam · in the case of burnt enamel paints, preferably coated with lead-containing enamel, coated glass underlays the Oxida-, 5 tion state of the coloring ions locally and thereby a different-colored, but o.g. Definition of non-resistant track generated. Burning traces are obtained by reduction or other chemical reactions of mostly heavy metals.

Vorzugsweise werden mit bleihaltigen Schme1 ζfar ben der Reihe ΝΙΟ weiß schwarze Spuren erzeugt. Beim Einsatz derartiger beschichteter Gläser, den sogenannten Substitutionsgläsern,· ist es mit Hilfe der Lasertechnolögie möglich, bei Präzisionsskalen das teure Trübflach glas (Milchglas) zu ersetz en. 'Preferably, lead-containing black pigments of the series ΝΙΟ produce white-black traces. When using such coated glasses, the so-called substitution glasses, it is possible, with the aid of laser technolo- gy, to replace the expensive opaque glass (frosted glass) with precision scales. '

Desweiteren ist es mit dem erfindungsmäßigen Verfahren auch möglieh, daß der Laserstrahl bei bereits eingefärbten Gläsern den Oxidationszü stand, die Koordination oder Verteilung der Farbionen ·, lokal ändert und eine andersfarbige Spur erzeugt, so daß farbige Bilder auf Farbglas hergestellt werden können.Furthermore, it is möglieh with the erfindungsmäßigen method also possible that the laser beam stood in already colored glasses the Oxidationszü, the coordination or distribution of the color ions · locally changes and produces a different colored track so that color images can be made on colored glass.

Ausführungsbeispiele: v Exemplary embodiments: v

Die Erfindung soll nachfolgend an mehreren Beispielen erläutert we rden:The invention will be explained below with reference to several examples:

l.Die Herstellung einer Präzisionsskale auf Trübflachglas weiß, für ein Thermometer:l.The production of a precision scale on opaque glass white, for a thermometer:

Der gereinigte Skalenträger aus Trübflachga 1s kommt entweder mit sämtlichen Kalibriermarken oder mit einer Basis- bzw.1 Startmarke und den Daten über die restlichen Marken zu einer Laseranlage . Der physikalische Zusammenhang, d.h. die Funktion der Teilstrichabstände ist als sogenannte '.'Mutterskale" für die jeweilige Gerate- bzw. Thermometerart in einem Rechner eingegeben. Mit Hilfe von_Schnellwechselmagazinen wird der zu bearbeitende Skalenträger nach dem Einjustieren des Basispunktes und dünnemThe cleaned scale carrier from Trübflachga 1s comes to a laser system either with all calibration marks or with a base or 1 start mark and the data on the remaining marks. The physical relationship, ie the function of the pitch delimiters, is entered as a so-called "mother scale" for the respective device or thermometer type in a computer With the aid of rapid change magazines, the scale carrier to be processed is adjusted after the base point has been adjusted

Einstreichen mit verdünnter siebdruckfähiger Diffusionsfarbe, ζ. Β. mit silberhaltiger "Gelbätze", auf einen x-y-Bearbeitungstisch gebracht. Anschließend werden die Abstände der Kalibriermarken in den Rechner eingegeben und das entsprechende Skalenprogramm gestartet. Während der Laser einenBlock von Skalen bearbeitet , wi rd das nächste Schnei lwech sel-magazin vorbereitet und auch die Daten werden bereits eingespeichert. Damit werden die die Ökonomie des Verfahrens mitbestimmenden Leerlaufzeiten des Lasers minimiert. Wird für dieses Beispiel ein CO?-Laser im c-w-Betrieb verwendet, so reicht für die übliehe Strichbreite eine Leistung unter 10 W an der Werkstückoberfläche aus . Dadurch werden eine Gravur des Glases oder andere Schädigungen, wie sie z. B. bei anderen Laserverfahren mit weitaus höheren Outputleistungen zu befürchten sind, nahezu ausgeschlossen. Wird ein Laser im MuItimodenbetrieb verwendet, ist trotz der Leistungsminderung durch die Fokussieroptik eine. Laserau s.gangsleistung von ca. 10 W ausreichend.. Damit wird die Glasoberfläche durch den Laserstrahl nur aufgeschmolzen, die Diffusionsfarbe wird mit dem aufgeschmolzenem Glas vermischt, gleichzeitig setzt die Diffusion der Farbionen ein, die infolge der Wärmespeicherung im aufgeschmolzenenApply with diluted, screen-printable diffusion paint, ζ. Β. with silver containing "yellow sets", placed on an xy-processing table. Subsequently, the distances of the calibration marks are entered into the computer and the corresponding scale program is started. While the laser processes one block of scales, the next cutting magazine is prepared and the data is already stored. Thus, the economy of the process co-determining idle times of the laser are minimized. Does this example become a CO ? Laser used in CW operation, so for the übliehe line width a power under 10 W at the workpiece surface from. As a result, an engraving of the glass or other damage, as z. B. are to be feared in other laser methods with much higher output, almost impossible. If a laser is used in multi-mode operation, despite the power reduction by the focusing optics, a. Laserau s.gangsleistung of about 10 W sufficient .. Thus, the glass surface is only melted by the laser beam, the diffusion color is mixed with the molten glass, at the same time begins the diffusion of color ions, due to the heat storage in the molten

20' Glas auch nach dem Entfernen des Laserstrahles noch eine bestimmte Zeit anhält. Dadurch werden Diffusionswege erzielt, die zu einer gleichmäßigen Verteilung der Farbionen entlang der Laserspur führen. Statt des CO -Lasers mit einer Wellenlänge von ca. 10 pm kann ζ . B. auch ein Nd-YAG-Laser mit 1,06 pm angewendet werden.20 'glass even after the removal of the laser beam for a certain time stops. As a result, diffusion paths are achieved, which lead to a uniform distribution of the color ions along the laser track. Instead of the CO laser with a wavelength of approx. 10 pm, ζ. For example, a 1.06 pm Nd-YAG laser can also be used.

Nach der Laserbear beitung wird die überschüssige Diffusioηsfarbe zurückgewonnen, ζ. Β. durch Ablösen,.Abstreifen oder Abwischen.After laser processing, the excess diffuse color is recovered, ζ. Β. by peeling, stripping or wiping.

2. Das Aufbringen einer -Skale auf Rundmaterial aus Geräteglas mit niedriger Erweichungstemperatur mittels Kupfer-Diffusionsfarbe, vorzugsweise auf eine Meßküvette ο der -pipette:2. The application of a -Skale on round material made of low-softened device glass by means of copper diffusion paint, preferably on a measuring cuvette ο the pipette:

Das Verfahren wird mit den gleichen Verfahrensschritten wie unter Pkfc. 1 durchgeführt. Voraussetzung für den Wegfall eines Drehmechanismus oder einer z-Koordinatenfuhrung ist entweder die Anwendung eines YAG-Lasers oder eines CO -Lasers mit geringer DivergenzThe process is carried out with the same process steps as under Pkfc. 1 performed. Prerequisite for the elimination of a rotating mechanism or a Z coordinate guidance is either the application of a YAG laser or a CO laser with low divergence

(Monomodenbetrieb; Optik mit großer Brennweite o.a.)·(Single-mode operation, optics with long focal length, etc.) ·

3.Das Aufbringen einer Präzisionsskale auf "Substitutionsglas", einem mit weißer bleihaltiger Emaille beschichtetem Glas:3. Applying a precision scale to "substitution glass", a glass coated with white lead enamel:

Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen 1. und 2. wird die Glas-5 oberfläche nicht mit Diffusionsfarbe bestrichen. Durch das Aufschmelzen der Emailleschicht mit Hilfe des Laserstrahles treten die Bleiionen lokal in der Laserspur mit der Atmosphäre in Wechselwirkung und werden dabei teilweise reduziert, wodurch die vom Laserstrahl abgefahrene Spur gleichmäßig schwarz wird. Vorteilhafter Weise wird ein YAG-Laser verwendet, mit dem hierbei feinste Spuren mit sehr gutem Kontrast erzielt werden. Ansonsten wird der Verfahrensablauf, wie unter Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt;In contrast to the embodiments 1 and 2, the glass-5 surface is not coated with diffusion paint. By melting the enamel layer with the aid of the laser beam, the lead ions interact locally with the atmosphere in the laser track and are thereby partially reduced, as a result of which the track worn by the laser beam becomes uniformly black. Advantageously, a YAG laser is used, with this the finest tracks are achieved with very good contrast. Otherwise, the procedure is carried out as described in Example 1;

Claims (4)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur Herstellung farbiger Bilder auf Glas, gekennzeichnet dadurch, daß 1. A process for producing colored images on glass, characterized in that - eine Diffusionsfarbe gleichmäßig über die gesamte Fläche des vorgesehenen Bildes auf die Glasunter lage auf ge tragen- Apply a diffusion color evenly over the entire surface of the intended image on the glass surface on ge - mittels energiereicher fokussierter Strahlung, vorzugsweise
mittels eines infraroten kontinuierlichen Laserstrahl es von
- By means of high-energy focused radiation, preferably
by means of an infrared continuous laser beam it from
1 bis 2 0 W durch eine gesteuert« Relativbewegung von Laserstrahl
zu Glasoberfläche entsprechend den vorgesehenen Konturen des BiI-des gleichzeitig mit der Glasoberfläche erhitzt
„ - dabei konvektiv in die geschmolzene Glasoberfläche eingemischt,
1 to 2 0 W by a controlled «relative movement of laser beam
heated to glass surface according to the intended contours of the BiI-des simultaneously with the glass surface
"- convective in the molten glass surface,
wobei ihre Farbionen sofort und danach im Bereich der thermischen Nachwirkung in das Glas diffundieren undwherein their color ions immediately and then in the range of thermal aftereffect in the glass diffuse and - als für normalsichtige Augen gleichmäßige und dauerhafte Farbspur ohne Gravuren oder sonstige Schädigungen des Glases auf der Glasoberfläche sichtbar wird.- As for normal eyes consistent and permanent color trail without engraving or other damage to the glass on the glass surface is visible.
2. Verfahren nach /Punkt/ 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Glasoberfläche lokal auf Temperaturen über der Erweichungstemperatur
des Glases erhitzt wird und die Farbionen mit Temperaturen der
2. Method according to / point / 1., characterized in that the glass surface is locally at temperatures above the softening temperature
of the glass is heated and the color ions with temperatures of
merklichen Diffusion oberhalb des Transformationsbereiches des
Glases in die Glasoberfläche eingebracht werden.
noticeable diffusion above the transformation range of the
Glases are introduced into the glass surface.
3. Verfahren nach /Punkt/ 1. und 2 . , dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Diffusionsfarben gleicher oder unterschiedlicher Temperaturen der merklichen Diffusion gleichzeitig auf die Glasoberfläche
3. Procedure according to / point / 1. and 2. , characterized in that
multiple diffusion colors of the same or different temperatures of noticeable diffusion simultaneously on the glass surface
aufgetragen und mittels infraroten Laserstrahles bei gleichen
Verfahrensparametern eingebracht werden.
applied and by means of infrared laser beam at the same
Procedural parameters are introduced.
4. Verfahren nach /Punkt/ 1.. dadurch gekennzeichnet , daß auf mit
eingebrannten Schmelzfarben vorzugsweise mit bleihaltigen Sch.melz-
4. Method according to / point / 1 .. characterized in that on with
baked enamel paints preferably with lead-containing melt
farben, beschichteten Glasunterlagen mittels infrarotem Laserstrahles der Oxidationszustand der Farbionen lokal geändert und eine
andersfarbige Spur erzeugt wird.
colors, coated glass substrates by means of infrared laser beam, the oxidation state of the color ions locally changed and a
different colored track is generated.
S.Verfahren nach /Punkt/ 1 . , dadurch gekennzeichnet, daß auf. bereits eingefärbten Gläsern mittels infrarotem Laserstrahl der Oxidationszustand , die Koordination oder die-Vertei1ung der Farbionen lokalgeändert und eine andersfarbige Spur erzeugt-wird.S.Proceed to / point / 1. , characterized in that. already colored glasses by means of infrared laser beam, the oxidation state, the coordination or the distribution of the color ions locally changed and a different colored track is generated.
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