CS258304B1

CS258304B1 - The way of creating colored decors in glass

Info

Publication number: CS258304B1
Application number: CS851665A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Pesek; Zdenek Prasil; Miroslav Matusek; Vlastimil Brozek; Radovan Drahorad
Original assignee: Miroslav Pesek; Zdenek Prasil; Miroslav Matusek; Vlastimil Brozek; Radovan Drahorad
Priority date: 1985-03-11
Filing date: 1985-03-11
Publication date: 1988-08-16
Also published as: CS166585A1

Abstract

Účelem způsobu je vytváření barevných dekorů ve akle nebo skleněných výrobcích působením vyeokoenergetického elektromagnetického a/nebo korpuakulárního ionizujícího záření a to tak, že ae záření do místa dekoru směřuje pomocí stínění nebo masek nebo čoček nebo reflektorů nebo kolimačních systímů. Podle způsobu se sklo nebo skleněné výrobky v místech požadovaného dekoru odbarvují působením záření o nižší energii kvant s výhodou ultrafialovým zářením a zářením o nižší vlnové délce. Vybarvování a odbarvování skla v místech požadovaného dekoru je možno provádět v některých případech současně. Vytváření dekoru ve skle může být využíváno ve sklářském průmyslu, v bižuterním průmyslu, při výrobě optiokýohjpřístrojů, i při výrobě stavebních prvků e barevným dekorem pro stavebniotví a to pro použití v interiéru i pro venkovní užitíThe purpose of the method is to create colored decorations in glass or glass products by the action of high-energy electromagnetic and/or corpuscular ionizing radiation, in such a way that the radiation is directed to the place of the decoration by means of shielding or masks or lenses or reflectors or collimation systems. According to the method, glass or glass products are discolored in the places of the desired decoration by the action of radiation with lower quantum energy, preferably ultraviolet radiation and radiation with a lower wavelength. Coloring and discoloring of glass in the places of the desired decoration can be carried out simultaneously in some cases. Creating a decor in glass can be used in the glass industry, in the jewelry industry, in the production of optical instruments, and in the production of building elements as a colored decor for construction, both for indoor and outdoor use.

Description

Vynález se týká způsobu vytváření barevných dekorů ve skle a/nebo ve skleněných výrobcích. .The invention relates to a method of forming colored decors in glass and / or glass products. .

Dosud známé způsoby vytváření barevných dekorů ve skle, přičemž barevným dekorem se rozumí odlišné vybarvení nebo odbarvení vybraných částí skle ně rýcři’výrobků nebo polotovarů, spočívají především v· raisení sklovin s různými barevnými odstíny v průběhu přípravy různých'výrobků ze skla. Je rovněž známá výroba barevných dekorů ozařováním speciálních tzv. fotosenzitivních skel, což je např. popsáno v publikaci; J. Nebřenský; Fotosenzitivní skla, SNU Praha 1978, nebo v AO SSSR č. 581109 nebo 57441?. Fotosenzitivní skla jsou záměrně vyráběna tak, že vhodnými příměsemi jsou v nich vytvořeny podmínky pro vznik zbarvení po osvětlení ultrafialovým nebo viditelným .zářením, obecně nízkoenergetickým. . zářením. Je rovněž známo vytváření povrchových rytých dekorů pomocí laserů - např. EP 7947?. Je známo rovněž barvení skla ozařováním vysokoenergetickým zářením. Jednoduchým ozařováním vysolcoenergetickým zářením ale není možno, vytvořit výrazné barevné dekory. lak.např. v čs< AG č. 191.639 je popsáno barvení skla v celém objemu vystavením· skleněného předmětu působení ionizujícího záření.The prior art methods of forming colored decors in glass, wherein colored decor means different coloring or discoloration of selected portions of glass or semi-finished products, mainly consist of raising glass with different color shades during the preparation of different glass products. It is also known to produce colored decors by irradiating special so-called photosensitive glasses, as described in the publication; J. Nebřenský; Photosensitive glass, SNU Praha 1978, or in the USSR AO No. 581109 or 57441 ?. The photosensitive glasses are deliberately produced so that the appropriate ingredients create conditions for coloration upon illumination by ultraviolet or visible radiation, generally low energy. . radiation. It is also known to produce surface engraved decors using lasers - e.g. EP 7947 ?. It is also known to color the glass by irradiation with high-energy radiation. However, it is not possible to produce distinctive color decors by simply irradiating with high-energy radiation. lak.např. No. <RTI ID = 0.0> AG </RTI> 191.639 describes the staining of glass in its entirety by exposure of the glass article to ionizing radiation.

na rozdíl od těchto známých způsobů vytváření dekorů bylo zjištěno, že lze vytvářet barevné dekory v průmyslově· vyráběných sklech nef otosenziti-vního typu pomocí vysokoenergetického ionizujícího záření bu3 samotného, nebo v kombinaci s odbarvením části výrobku pomocí záření o nižší energii.In contrast to these known methods of decorating, it has been found that color decors can be produced in industrially produced non-photosensitive type glasses using high-energy ionizing radiation either alone or in combination with decolorizing a portion of the article using lower energy radiation.

Absorpcí kvant vysokoenergetického záření dochází ve sklech ke vzniku tzv. barevných center schopných absorbovat určitou složku viditelného světla, což'· se projeví tím, že sklo předtím ozářené vhodným zářením změní ve viditelné oblasti světla svou barvu. Některé změny tohoto typu jsou trvalé nebo velmi dlouhodobé a lzeBy absorbing quantum high-energy radiation, so-called colored centers capable of absorbing a certain component of visible light are produced in the glasses, which is manifested by the fact that the glass previously irradiated with suitable radiation changes its color in the visible region of light. Some changes of this type are permanent or very long-term and can be

- 2 je proto využít k trvalo nebo velmi dlouhodobé změně zbarvení skla. Jiné zrněny tohoto typu mají charakter reversibilní a vhodnou · tepelnou úpravou nebo dodatečným-ozařováním již ozářeného skla zářením o větěí vlnové délce je možno je v různé a kontrolované míře likvidovat, čehož lze využít k vytváření různých barevných dekorů nebo k vytváření odstupňovaných barevných odstínů o různé intenzitě zbarvení a k dalším efektům, které jsou jinak obtížně dosažitelné. ^JPopsaných jevů je možno využít k vytváření barevných dekorů ve sklech různého složení, při čemž je možno vybarvení stabilizovat přidáním malých množství aditiv, např. oxidu manganičitého.- 2 is therefore used for the permanent or very long-lasting change in the color of the glass. Other grains of this type have the character of a reversible and suitable heat treatment or after-irradiation of already irradiated glass with radiation of a wavelength longer and can be disposed of in various and controlled ways, which can be used to create different color decors or color intensity and other effects that are otherwise difficult to achieve. ^The described phenomena can be used to create colored decors in glasses of different compositions, whereby the coloring can be stabilized by the addition of small amounts of additives such as manganese dioxide.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že barevný dekor se vytváří působením vysokoenerge tického elektromagnetického a/nebo korpuskulárního ionizujícího záření ve sklech nebo ve skleněných výrobcích tím způsobem, že do vybraného místa barevného dekoru se toto záření směruje. bu3 pomocí stínění _řnebo-masek, nebo čoček, nebo reflektorů, nebo kOlimaČ níc& systémů. Barevného dekoru lze dosáhnout také tím způsobem, že se sklo nebo výrobek ze skla vybarví v celém objemu nebo ve zvolené části objemu vysokoenergetickým elektromagnetickým a/nebo korpuskulárním ionizujícím zářením o energii větší jak 1 keV a bu3 následně^nebo současně se v místě barevného dekoru odbarví působě ním elektromagne tického zářeni . o vlnové délce větší než 10'nm, s výhodou ultrafialovým nebo laserovým zářením , nebo zahřátím vybrané části výrobku, přičemž místo barevného dekoru se vymezí bu3 pomocí stínění, nebo pomocí masek·, nebo čoček, nebo kolimačních systémů, nebo zrcadel/nebo zrcadlových systémů.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is based on the fact that the colored decor is formed by the action of high-energy electromagnetic and / or particle ionizing radiation in glasses or glass products by directing the radiation to a selected location of the color decor. BU3 by _shielding-R or masks or lenses or reflectors, or --N & collimation systems. Color decoration can also be achieved by coloring the glass or glass product in all or part of the volume with high-energy electromagnetic and / or corpuscular ionizing radiation with an energy greater than 1 keV and either subsequent to or simultaneously discolouring at the color decoration by electromagnetic radiation. having a wavelength greater than 10 nm, preferably by ultraviolet or laser radiation, or by heating a selected part of the article, the color decoration being defined either by shielding or by masks or lenses, or collimation systems, or mirror / or mirror systems .

Barevný dekor lze zvýraznit využitím různé tloušťky skla, vhod rým umístěním ozařovaného předmětu ve svazku nebo v poli záření, případně současným působením vhodných geometrických uspořá- . dání, nebo součaš rým působením výše uvedených opatření.The color decoration can be accentuated by the use of different glass thicknesses, by suitable placement of the object to be irradiated in the beam or in the radiation field, or by the simultaneous action of suitable geometric arrangements. or by simultaneous action of the above measures.

Pro tento účel lze v praxi použít pouze ty druhy skla, v nichž vysokoenergetické ionizující záření vytváří barevná centra o dostatečná dlouhé době života, za teplot jimž je radiačně vybarvený předmět vystaven. V radiačně odolných skel/které jsou svým složením určeny např. pro průzory horkých komor a pro podobné účely, nelze tento postup v praxi využít. ·In practice, only those types of glass in which high-energy ionizing radiation can produce color centers of sufficient length of life to which the radiation-colored article is exposed can be used in practice. In radiation-resistant glasses / whose composition is intended, for example, for hot-chamber visors and for similar purposes, this procedure cannot be used in practice. ·

Hlavní výhody popsaného způsobu výroby barevných dekorů spočívají v tom, že je možno při výrobě barevných dekorů na výrobcích ze skla používat výrobky nebo polotovary připravené pouze z. ‘The main advantages of the described method of making colored decors are that in the manufacture of colored decors on products made of glass it is possible to use products or semi-finished products prepared only from.

2-583042-58304

- 3 jedné skloviry, přičemž barevný dekor je na výrobcích nebo polotovarech vytvářen teprve dodatečně. Dále je takto možno zhotovit ba- řevné dekory, které by jinak nebylo možno realizovat buS vůbec, nebo s velkými obtížemi. Při popsaném způsobu výroby barevných dekorů ve skle se postupuje tak, že záření o vhodné vlnové délce se směruje do skla pomocí vhodných masek, stínění i čoček, zrcadel, kolimaČních nebo zrcadlových systémů s přihlédnutím ke geometrickým faktorům takovým způsobem, že v určitém místě nebo místech ve skle dosáhneme bu3 současným/nebo následným působením daného záření vý-^:znamně vysSí koncentrace barevných center než v ostatních místech objemu skla. To se projeví vznikem více či méně ostře ohraničeného barevného dekoru. Jeho ostrost a tvar jsou dány vlastnostmi použitého stínícího a kolimáčního systému a geometrickým uspořádáním systému sklo - zdroje záření, včetně geometrických vlivů tvaru a polohy skleněného předmětu a zdrójů ionizujícího záření. Významným způsobem ovlivňuje ostrost dekoru a intenzitu vybarvení i tloušXka skla nebo'skleněného, předmětu. Pro přípravu složitějších barevných dekorů je možno použít skleněné výrobky nebo polotovary zhotovené ze dvou nebo více sklovin s různým složením, kde vlivem, ionizujícího záření dochází lce vzniku nebo k mizení různý<h barevných center.- 3 single scleros, whereby the color decoration is only produced subsequently on products or semi-finished products. Furthermore, it is possible to produce color decors which otherwise would not be possible to implement at all or with great difficulty. The described process for producing colored decors in glass is directed by directing radiation of a suitable wavelength to the glass by means of suitable masks, shielding and lenses, mirrors, collimation or mirror systems, taking into account geometric factors in such a way that in glass achieve simultaneous BU3 / or subsequent action of the radiations ^vý-: nificant higher concentration of color centers at other sites than the volume of glass. This results in more or less sharply defined color decors. Its sharpness and shape are given by the properties of the shielding and collimation system used and the geometrical arrangement of the glass - radiation source system, including the geometrical effects of the shape and position of the glass object and the ionizing radiation sources. The thickness of the decor and the color intensity of the glass or glass object are significantly influenced by the sharpness of the decor. For the preparation of more complex color decors it is possible to use glass products or semi-finished products made of two or more glass melts of different composition, where the influence of ionizing radiation leads to the formation or disappearance of different color centers.

P^o přípravu primárních barevrých dekorů ve skle je možno použít různé zdroje vysokoenergetického záření o energii výšší než 1 keV, jako např. radioaktivní zářiče'alfa,· beta, a/nebo gama, urychlovače • korpuskulárních částic, např. elektronů, protonů a další. Pro vytváření barevrých dekorů odbarvením lze použít světelné nebo rtulové, xenonové a j. výbojky, lasery, zdroje tepelného záření, a^iné zdroje, generující záření o větší vlnové délce než bylo použito pro vznik primárního radiačního vybarvení - o vlnové délce větší jak 10 nmA variety of high energy radiation sources greater than 1 keV, such as alpha, beta, and / or gamma emitters, particle particle accelerators, such as electrons, protons, and next. Light or mercury, xenon and other lamps, lasers, heat sources, and other sources generating radiation of a wavelength greater than that used to produce primary radiation coloring - wavelengths greater than 10 nm may be used to create colored decors by decolourisation

Dále uvedené příklady provedení vynálezu objasňují, aniž by tento omezovaly.The following examples illustrate the invention without limiting it.

Příklady provedení:Examples:

1. Sklenice válcového tvaru ze sodnodraselného skla s obsa''hem 6,3 % hmot. oxidu olovnatého PbO byla ozařována zářením gama1. Cylindrical soda-glass glasses having a content of 6.3% by weight. PbO was irradiated with gamma radiation

6θθο o průměrné energii kvant gama 1,25 MeV tak, že silné spodní části sklenice byly nejblíže k zářiči s Co a ostatní části sklenice byly stíněry olověrým stíněním. Silně části sklenice umístěné nejblíže k zářiči byly ozářery dávkou záření 5«10^ Gy. Takto byl vytvořen výrazný dekor vzniklý vzájemným piůsobením záření, tloušíky skla,, stínění a geometrických faktorů.6θθο with an average quantum gamma energy of 1.25 MeV, so that the strong lower parts of the glass were closest to the Co-emitter and the other parts of the glass were shielded by lead shielding. The heavily portions of the glass closest to the emitter were irradiated with a dose of 5 10 10 µ Gy. In this way, a distinctive decoration was created due to the interaction of radiation, glass thickness, shielding and geometric factors.

2. Střední spodní část aklenice,připravená podle příkladu lrbyla ve druhém stupni ozařována· ultrafialovým světlem rtutové výbojky tak, že světlo bylo soustřeďováno na tuto část sklenice kovovými zrcadly a křemennou čočkou, při čemž další části dna sklenice byly odstíněny kovovou maskou.'Takto byl primárně vzniklý barevný dekor dále upraven a zvýrazněn tak, že střední část dna skle-r nice byla výrazně méně zbarvená.2. The middle lower part of the glass, prepared according to Example 1, was irradiated in the second stage with ultraviolet light of the mercury lamp so that light was focused on this part of the glass by metal mirrors and a quartz lens, while the other parts of the glass bottom were shielded by the primary color decoration is further modified and accentuated in such a way that the middle part of the bottom of the glass is significantly less colored.

5« náhrdelník ze skleněných perliček s obsahem 10 % hmot. oxidu olovnatého PbO byl vložen do olověného pouzdra o síle stěny 10 cm tak, že část náhrdelníku· byla ozářena zářením gama ^Co. Nechráněná Část náhrdelníku byla ozářena dávkou záření 6,7.10⁴ Gy, ^:na rozdíl od stíněná Části náhrdelníku, která byla ozářena podstatnč menšími dávkami záření. Po skončení ozařování byl náhrdelník vyjmut z olověného pouzdra a. krátkodobým ohřátím náhrdelníku na 100 °C byl vytvořený barevný dekor stabilizován.5 «glass beads necklace containing 10% by weight lead oxide PbO was placed in a 10 cm lead wall case so that a portion of the necklace was irradiated with gamma-Co. Exposed portion of necklace being irradiated with radiation 6,7.10 ⁴ ^Gy: Unlike necklace shaded portion which was irradiated podstatnč smaller doses of radiation. After the irradiation was completed, the necklace was removed from the lead housing and the color decoration was stabilized by briefly heating the necklace to 100 ° C.

. 4· Váza ze sodnodraselného skla s obsahem 6,3 % hmot. oxidu olovnatého PbO s prolamovaným, výrazně hloubkovým reliéfem byla ozařována rovnoměrně zářením gama integrální dávkou záření 6,7.10⁴ Gy. po ozáření byla váza ve druhém stupni rovnoměrně ozářena UV zářením rtutové výbojky. Tenké partie dekoru - reliéfu vázy byly působením ultrafialového záření odbarveny a silné části , Zůstaly tmavé. Takto byl vytvořen zajímavý dekor, který je jinými technikami pouze obtížně dosažitelný. ' '. 4 · Sodium potassium glass vase with a content of 6.3% by weight. lead oxide PbO with open-cast, markedly deep relief was irradiated evenly by gamma radiation with an integral dose of 6.7.10 ⁴ Gy. after irradiation, the vase in the second stage was evenly irradiated with UV light from a mercury lamp. The thin parts of the decor-relief of the vase were discolored by the action of ultraviolet radiation and the thick portions remained dark. An interesting decor was created in this way, which is difficult to achieve by other techniques. ''

5. Berta vytvořená ze skleněných šatonů rovnoměrně rozmístčných v plošné síti byla rovnoměrně ozářena zářením gama ^otfco celkovou dávkou 1.10⁵ Gy. Po ozáření byla na bor tu přiložena maska z hliníkového, plechu, v níŽ byly vyříznuty otvory ve tvaru požadovaného dekoru. Qořta s maskou¹ byla ve druhém stupni ozářena .5. Berta formed from glass chatons evenly spaced across the surface area was irradiated irradiated gamma ^ot fco with a total dose of 1.10 ⁵ Gy. After irradiation, an aluminum sheet mask was placed on the boron, in which the holes in the shape of the desired decor were cut. Qorta with mask ¹ was irradiated in the second stage.

ultrafialovým zářením rtutové výbojky. Místa neozářená ultrafialovým zářením zůstala zbarvená, ozářená místa byla odbarvena» Tím vznikl na bortě žádaný plošrý barevný dekor.ultraviolet radiation mercury lamps. The areas not exposed to ultraviolet radiation remain colored, the irradiated areas have been discolored.

6i6i

Popelník ž barnátého křištálu s příměsí 0,02 % hmot. oxidu manganičitého MnOr, byl opatřen maskou z hliníkové folie o :.Ash ashtray with barium crystal with an admixture of 0,02% wt. MnOr was provided with an aluminum foil mask of:.

• ta· tlouštce 0,1 am, v níž byl ve středové části vyříznut kruhový k · '60 otvor. Popelník s maskou byl ozařován zářením gama. . Co a současně dovaný ohraniče rý barevný. dekor.A thickness of 0.1 am, in which a circular hole 60 was cut in the central part. The ashtray with the mask was irradiated with gamma radiation. . What and at the same time given borders colored. decor.

z jedné strany ultrafialovým zářením rtutové výbojky. Popelník byl ozářen celkovou dávkou záření 5.1Ο² Gy. Takto byl vytvořen poža258304 from one side by ultraviolet radiation of mercury lamp. The ashtray was irradiated with a total dose of 5.1Ο ² Gy. Thus, the requirement was 25304304

7· Lustr sestavený z několika koncentricky orientovaných závěsných kruhů ss skleněnými ověsky ze skloviny s obsahem 5,3 % hmot. oxidu olovnatého PbObyl rovnoměrně ozářen zářením gama7 · Chandelier composed of several concentrically oriented pendant rings with glass engravings with a content of 5.3% by weight. PbO was uniformly irradiated with gamma radiation

6θ0ο celkovou dávkou l.lO^Gy. Po ozáření byl do středu lustru umístěn zdroj ultrafialového záření a vybrané .části lustru byly odstíněny hliníkovou folií. Takto byl vytvořen požadovaný barevný .6θ0ο the total dose of 10 ^ Gy. After irradiation, a ultraviolet radiation source was placed in the center of the chandelier and selected portions of the chandelier were shielded with aluminum foil. The desired color was created.

dekor vytvořený z vybarvených a nevybarverých skleněných ověsků.decoration made of colored and uncoloured glass trimmings.

8. Planparalelní skleněná destička o tloušťce 5 mm byla 60 «6 rovnoměrně ozářena zářením gama Go dávkou záření l_e10 Gy.- Vzniklé zbarvení tylo stabilizováno zahřátím destičky po dobu 300 min na teplotu 80 °C. Destička byla vložena pod plechovou masku programovatelně posunovátelnou ve směru delší hrany destičky. Nad maskou byl umístěn difuzní zdroj ultrafialového záření. Plechová maska byla naprogramovanou rychlostí posouvána ve směru delší hrany destičky tak, .že byly postupně různé části destičky exponovány různou dobu ultrafialovým zářením. Takto byl vytvořen z destičky šedý optický klín.. . ..8. A 5 mm thick planar parallel glass plate was irradiated with 60 × 6 gamma irradiation by a gamma dose of 1 _e 10 Gy. The resulting color tulle was stabilized by heating the plate for 300 min at 80 ° C. The plate was inserted under a sheet metal mask programmably displaceable in the direction of the longer edge of the plate. A diffuse ultraviolet light source was placed above the mask. The sheet metal mask was moved at a programmed speed in the direction of the longer edge of the plate such that successively different portions of the plate were exposed to ultraviolet radiation at different times. In this way, a gray optical wedge was formed from the plate. ..

Vytvářeňí barevného dekoru ve skle může být využíváno-ve. sklářském průmyslu, v bižuterním průmyslu, při výrobě osvětlovacích těles, pří výrobě optických přístrojů, i při výrobě staveb- . nich prvků s barevným dekorem pro stavebnictví a to pro užití v interiéru i pro venkovní použití.Creating a color decor in glass can be utilized. in the glass industry, in the jewelery industry, in the manufacture of lighting fixtures, in the manufacture of optical instruments, and in the manufacture of buildings. of elements with colored decoration for construction and for use indoors and outdoors.

Claims

A method for producing colored decors in glass and / or glassware by high-energy electromagnetic and / or corpuscular ionizing radiation, characterized in that the radiation is directed to the decor by means of shields or masks, or lenses or reflectors, or collimator systems.

2. A method of forming colored decors in a glass and / or in a glass product radiated in a certain volume according to claim 1, characterized in that the glass is discolored at the desired décor by a lower energy emission of quantum with a wavelength greater than 10 nm. preferably ultraviolet and / or wavelength radiation.

5. A method according to claim 2, characterized in that the dyeing and decolourising are carried out simultaneously.

4. Method according to claim 1 or 2f, characterized in that it heats up the desired decor.