DD158642A1 - METHOD FOR COLORED DECORATION OF GLASS - Google Patents

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DD158642A1
DD158642A1 DD22949381A DD22949381A DD158642A1 DD 158642 A1 DD158642 A1 DD 158642A1 DD 22949381 A DD22949381 A DD 22949381A DD 22949381 A DD22949381 A DD 22949381A DD 158642 A1 DD158642 A1 DD 158642A1
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glass
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DD22949381A
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Gottfried Boden
Andreas Kolitsch
Edgar Richter
Dieter Sorg
Alfred Ullmann
Thilo Poitz
Hansjuergen Schulz
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Gottfried Boden
Andreas Kolitsch
Edgar Richter
Dieter Sorg
Alfred Ullmann
Thilo Poitz
Hansjuergen Schulz
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur farbigen Dekoration von Glasgegenstaenden und betrifft vorrangig die Herstellg. mechanisch resistenter farbiger Dekore sowohl bei Schmuck- als auch bei Gebrauchsglaesern. Ferner koennen mit diesem Verfahren dauerhafte farbige Markierungen, Skalen, Beschriftungen usw. an Stellen angebracht werden, die oberflaechenmaessig stark beansprucht sind. Ziel d. Erfindg. ist d. Schaffg. eines Verfahrens zur Herstellg. dauerhafter farbiger Dekore o. Markierungen an Glasgegenstaenden, wobei d. Nachteile bisheriger technischer Loesungen vermieden werden sollen. Es lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Dekorieren u. Markieren von Glasgegenstaenden zu finden, mit dem farbige Schmuckelemente, Skalen, Beschriftungen, Markierungen dauerhaft angebracht werden koennen. Das wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass mittels eines Laserstrahls in die Oberflaeche des zu dekorierenden Gegenstands ein vorgegebenes Muster eingebracht wird und daran anschliessend die durch den Laserstrahl in der Glasoberflaeche erzeugten Vertiefungen mit der Farbkomponente gefuellt und diese eingebrannt wird. Es wurde gefunden, dass es vorteilhaft ist, das zu dekorierende Glas vor der Laserbehandlung chemisch durch Tieftemperaturionenaustausch in Kaliumnitrat zu verfestigen und nach dem Eingravieren des Dekors den Gegenstand mit einer Lithiumnitratschmelze in Beruehrung zu bringen.The invention relates to a process for the colored decoration of Glasgegenstaenden and concerns primarily the Herstellg. mechanically resistant colored decors both in jewelery and in service glazes. Furthermore, this method permanent color markers, scales, labels, etc. can be attached to places that are surface stressed heavily. Goal d. Erfindg. is d. Schaffg. a process for the produc permanent colored decors o. Markings on Glasgegenstaenden, where d. Disadvantages of previous technical solutions should be avoided. It was the object of a method for decorating u. Marking glass objects to find, with the colored decorative elements, scales, labels, markers can be permanently attached. This is inventively achieved in that by means of a laser beam in the surface of the object to be decorated, a predetermined pattern is introduced and then the filled by the laser beam in the glass surface recesses filled with the color component and this is baked. It has been found that it is advantageous to chemically solidify the glass to be decorated prior to the laser treatment by cryogenic ion exchange in potassium nitrate and, after engraving the decoration, to contact the article with a lithium nitrate melt.

Description

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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur farbigen Dekoration von Glasgegenständen. Es dient vorrangig zur Herstellung mechanisch resistenter farbiger Dekore sowohl bei Schmuck- als auch bei Gebrauchsgläsern. Weiterhin können mit diesem "Verfahren dauerhafte farbige Markierungen, Skalen, Beschriftungen u. a. angebracht werden, die insbesondere durch mechanische Einwirkungen wie Seibung u. ä. an der Oberfläche des Glasgegenstandes in ihrer Haftfähigkeit gefährdet sind·The invention relates to a method for the colored decoration of glass objects. It is primarily used for the production of mechanically resistant colored decors in both jewelery and consumer glasses. Furthermore, permanent color markings, scales, inscriptions and the like can be applied with this process, which are endangered in their adhesiveness, in particular by mechanical effects such as disguise and the like on the surface of the glass article.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Gläser wurden bisher auf sehr unterschiedlichen Wegen dekoriert. So kann man beispielsweise durch Schleifen, Schneiden oder Ätzen farbig überfangener Gläser farbige Negativdrücke aufbringen. S1Ur filigrane Schmuckelemente ist das Ätzen mittels Laserstrahl üblich (DD-PS 118251). Farbige Positivdekore konnten mit diesen Verfahren nicht realisiert werden, d. h. die mit dem Laserstrahl geätzten Linien und Flächen weisen die Farbe des Untergrundes auf. Weitere Dekorationsmöglichkeiten sind das Aufbringen von Lustern oder Metallschichten .Glasses have been decorated in very different ways. For example, it is possible to apply colored negative pressures by grinding, cutting or etching colored glass. S 1 Ur filigree jewelry elements is the etching by laser beam usual (DD-PS 118251). Colored positive decors could not be realized with these methods, ie the lines and surfaces etched with the laser beam have the color of the background. Further decoration options are the application of chandeliers or metal layers.

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Weite Verbreitung zur Herstellung farbiger Dekore hat der Siebdruck gefunden. Der Nachteil der Siebdruckdekore liegt vor allem in ihrer geringen mechanischen Resistenz, zum Beispiel bei der Beanspruchung durch maschinelle Reinigungsverfahren der Gläser.Wide spread for the production of colored decors has found the screen printing. The disadvantage of the screen printing décors lies above all in their low mechanical resistance, for example when exposed to mechanical cleaning methods of the glasses.

Zum inbringen von Markierungen oder Skalen bedient man sich in der Regel des Sandstrahlens, des Ultraschalls oder des Säureätzens. Farbige Markierungen sind auf diese Weise nicht herstellbar. In der japanischen Patentschrift IA 4-9-4352 wird ein Verfahren zum Auftragen farbiger Bilder auf Glas und Keramik mittels Laserstrahlung vorgestellt, bei dem Farbschichten auf das zu dekorierende Glas aufgebracht und mittels Laser eingebrannt wurden. Von Nachteil ist dabei, daß die Farbschichten sehr gleichmäßig aufgebracht werden müssen und ein großer Teil der Farbkomponente durch den Laserstrahl verdampft wird und somit für die Dekoration verlorengeht.For the introduction of markings or scales, one usually uses sandblasting, ultrasound or acid etching. Colored markings can not be produced in this way. In Japanese Patent IA 4-9-4352 a method for applying colored images on glass and ceramic by means of laser radiation is presented in which color layers were applied to the glass to be decorated and baked by means of laser. The disadvantage here is that the color layers must be applied very evenly and a large part of the color component is evaporated by the laser beam and thus lost to the decoration.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung dauerhafter farbiger Dekore und/oder Markierungen an Gläsgegenständeh, wobei die Nachteile bisheriger technischer Lösungen vermieden werden sollen.The aim of the invention is to provide a process for the production of durable colored decorations and / or markings on Gläsgegenständeh, the disadvantages of previous technical solutions should be avoided.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die ,Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dekoration und/oder Markierung von Gegenständen aus Glas zu finden, wodurch dauerhafte farbige Schmuckelemente, Skalen, Beschriftungen, Markierungen usw. angebracht werden.The invention is based on the object to find a method for decoration and / or marking of objects made of glass, whereby permanent colored decorative elements, scales, labels, markings, etc. are attached.

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Srfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit Hilfe eines Laserstrahls in die Oberfläche des zu dekorierenden oder zu markierenden Glasgegenstandes ein vorgegebenes Muster eingebracht wird und daran anschließend die durch den Laserstrahl in der Glasoberfläche erzeugten Vertiefungen mit der Farbkomponente gefüllt und diese eingebrannt wird. Das Auffüllen der lasergeätzten Vertiefungen kann durch Aufsprühen der Farbkomponente und anschließende Entfernung des Farbkörpers von der ungeätzten Oberfläche durch Abstreifung, Heibung oder Politur erfolgen oder die Farbkomponente wird direkt in die Vertiefungen eingerieben. Das infolge der Laserbearbeitung erzeugte Kitzmuster besitzt darüberlhinausAccording to the invention, this object is achieved in that with the aid of a laser beam in the surface of the glass object to be decorated or to be marked a predetermined pattern is introduced and then the recesses generated by the laser beam in the glass surface filled with the color component and this is baked. The filling of the laser-etched recesses can be done by spraying the color component and then removing the color body from the unetched surface by stripping, buffing or polishing or the color component is rubbed directly into the recesses. The pattern of fawning produced as a result of the laser processing has moreover

aufgrund der relativ rauhen Oberfläche eine gute Haftfähigkeit der Farbkomponente·good adhesion of the paint component due to the relatively rough surface

Um eine gleichmäßige Verteilung der Farbe in den mittels Laserstrahl eingebrachten Vertiefungen zu erreichen, erweist es sich als vorteilhaft, das zu dekorierende Glas vor der Laserbehandlung chemisch durch Tieftemperaturionenaustausch in KNOo zu verfestigen·In order to achieve a uniform distribution of the color in the laser beam introduced cavities, it proves to be advantageous to chemically solidify the glass to be decorated before the laser treatment by cryogenic ion exchange in KNOo ·

Nach dem Eingravieren des aufzubringenden Dekors oder der Markierung wird das Glas mit einer LiNO^-Schmelze in Berührung gebracht, wobei das vom Laser eingravierte Muster bzw. Markierung infolge Eukryptit oder Spodumenbildung oberflächlich auskristallisiert. Die anschließend in die kristallisierten Vertiefungen eingebrachten Farbkomponenten verteilen sich dort entlang der Korngrenzen s'ehr homogen, so daß nach dem Einbrennen die Farbe überall gleichmäßig erscheint und tiefer in die Glasmatrix eingedrungen ist.After engraving the decoration or marking to be applied, the glass is brought into contact with a LiNO.sub.2 melt, wherein the pattern or marking engraved by the laser crystallizes out superficially as a result of eukryptite or spodumene formation. The color components subsequently introduced into the crystallized depressions are distributed there homogeneously along the grain boundaries, so that after the stoving the color appears uniform everywhere and has penetrated deeper into the glass matrix.

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Die Erfindung wird durch folgende Ausführungsbeispiele noch näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.The invention will be explained in more detail by the following embodiments, wherein the invention is not limited to these examples.

Beispiel 1:Example 1:

luf ein Glasrohr von 20 mm Durchmesser und 3 mm Wandstärke wurde eine Skala aufgebracht. Dazu wurde das Rohr in einer Drehvorrichtung mit konstanter Geschwindigkeit um die Längsachse gedreht. Mit Hilfe eines CC^-Lasers von 200 Watt Leistung wurden im Abstand von zwei Millimetern auf dem Glasrohrmantel Billen von 0,5 nun Breite eingraviert. Nach der Lasergravur wurde das Glasrohr mit blauer Siebdruckfarbe besprüht und anschließend die überschüssige Farbe mittels eines Bakels aus Hartgummi abgerieben. Während die ursprüngliche Oberfläche wieder frei von Farbkomponenten war, befand sich in der durch den Laser gravierten Skala weiterhin die Einbrennfarbe. Bei 500 - 55O0G wurde nun die Farbe zwei Stunden eingebrannt und dann langsam abgekühlt. Die eingravierte Skala war kräftig blau eingefärbt.A glass tube of 20 mm diameter and 3 mm wall thickness was applied to a scale. For this purpose, the tube was rotated in a rotating device at a constant speed about the longitudinal axis. With the help of a CC ^ laser of 200 watts power, beads of 0.5 mm width were engraved on the glass tube jacket at a distance of two millimeters. After laser engraving, the glass tube was sprayed with blue screen ink and then the excess paint was rubbed off with a hard rubber bakel. While the original surface was again free of color components, the laser engraved scale continued to have the stoving color. At 500 - 55O 0 G, the paint was then baked for two hours and then slowly cooled. The engraved scale was colored strongly blue.

Beispiel 2:Example 2:

Ein farbloses Stielglas wurde durch gleichmäßiges Drehen auf einem Drehteller bei gleichzeitigem langsamen .Anheben mit einem Laser analog Beispiel 1 dekoriert. Nach der Laserdekoration wurde das Glas mit einer roten Einbrennfarbe besprüht und die überschüssige Farbe wie in Beispiel 1 abgerieben und die in der Gravur verbliebene Farbe eingebrannt. Das Glas zeigte ein rotes Streifendekor, das sich durch mechanische Einwirkungen, wie Kratzen und iteiben nicht entfernen ließ.A colorless stemmed glass was decorated by rotating it evenly on a turntable while simultaneously lifting slowly with a laser analogous to Example 1. After the laser decoration, the glass was sprayed with a red stoving paint and the excess paint was abraded as in Example 1 and the ink remaining in the engraving baked. The glass showed a red stripe decor which could not be removed by mechanical effects such as scratching and scratching.

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Beispiel Ji Example Ji

Über ein Stangenglas wurde eine Metallschablone mit einem Weinlaub-Dekor geschoben und das Glas auf einem Drehteller bei gleichzeitiger Yertikalbewegung des Tellers gedreht. Während dieser Bewegung rasterte der Laserstrahl analog Beispiel 1 die gesamte Metallschablone ab und hinterließ auf dem Stangenglas das gewünschte Dekor. .Anschließend wurde das Glas mit einer grünen Farbkomponente gewalzt und die überschüssige Farbe abgerieben, so daß nur noch in den durch den Laser erzeugten Vertiefungen der Glasoberfläche Farbstoff vorhanden war, der durch die entsprechende !Temperaturbehandlung eingebrannt wurde. Das Glas zeigte ein kräftiges grünes Weinlaubmuster. Die Farbe wies eine hohe mechanische Abriebfestigkeit auf.A metal stencil with a vine leaf decoration was pushed over a bar glass and the glass was rotated on a turntable with simultaneous vertical movement of the plate. During this movement, the laser beam scanned the entire metal template as in Example 1 and left the desired decoration on the bar glass. . Subsequently, the glass was rolled with a green color component and the excess color rubbed off, so that only in the laser-generated recesses of the glass surface dye was present, which was baked by the appropriate temperature treatment. The glass showed a strong green vine leaf pattern. The paint had a high mechanical abrasion resistance.

Beispiel 4 sExample 4 s

Sin Natron-Kalk-Glas in Form eines Kelches wurde dem K/lla-Ionenaustausch in einer KNO^-SaIζschmelze über 4 Stunden bei 4000C unterworfen und anschließend gereinigt. Nun wurde gemäß Beispiel 2 der Glaskelch mit dem Laserstrahl dekoriert, inschließend wurde das Glas dem Li/Ha-Ionenaustausch in einer LiUOo/NalTCU-Salzschmelze (40 : 60) bei 35O0G 20 Minuten unterzogen, wobei die mit Laserstrahl bearbeiteten Teile der Oberfläche auskristallisierten und weiß erschienen. Die Einfärbung dieser weißen Flächen erfolgt durch Aufwalzen eines gelben Farbkörpers und anschließendem Abrieb der überstehenden Farbkomponente. Das Einbrennen des farbigen Dekors erfolgt bei 500 - 55O0G über zwei Stunden. Das Glas zeigte ein leuchtend gelbes Dekor, das eine hohe mechanische Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Waschlösungen aufweist.Sin soda lime glass in the form of a cup was subjected to K / IIa ion exchange in a KNO ^ -SaIζschmelze over 4 hours at 400 0 C and then cleaned. Now, the glass cup has been decorated with the laser beam according to Example 2, inschließend the glass was the Li / Ha ion exchange in a LiUOo / NalTCU molten salt (40: 60) at 35O 0 G subjected to 20 minutes, the machined with the laser beam portions of the surface crystallized and appeared white. The coloring of these white areas is carried out by rolling a yellow color body and subsequent abrasion of the protruding color component. The colored decoration is baked at 500 - 55O 0 G for two hours. The glass showed a bright yellow décor, which has high mechanical abrasion resistance and resistance to washing solutions.

- β- - β-

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Beispiel 5*Example 5 *

Ein farbloses Stielglas wurde auf einem Drehteller langsam gedreht. Mt Hilfe des unter Beispiel 1 beschriebenen Lasers wurde durch mechanische luf- und Ibbewegung der Linse ein sinuswellenartiges Muster in das Glas eingraviert. In die eingravierten Rillen wurde eine Mischung aus Titannitrid-FuIver der Körnung kleiner 1 um und einer farblosen Glasfritte, angemaischt mit Siebdrucköl, eingerieben. Bach dem Einbrennen bei 55O0C zeigte sich ein goldfarbenes Muster auf dem Glas, das durch mechanische Wäsche nicht entfernt werden konnte.A colorless stemmed glass was slowly turned on a turntable. With the aid of the laser described in Example 1, a sine wave-like pattern was engraved into the glass by mechanical luffing and ib movement of the lens. Into the engraved grooves was rubbed a mixture of titanium nitride film of grain size less than 1 μm and a colorless glass frit, mingled with screen printing oil. Bach baking at 55O 0 C, a golden pattern showed on the glass, which could not be removed by mechanical scrubbing.

Claims (2)

229493 8229493 8 Erfindunpsansprucht Inventive claim t 1. Verfahren zur Dekoration oder Markierimg von Gegenständen aus Glas dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Laserstrahls hinreichender Energiedichte auf der Ober» fläche des zu dekorierenden oder zu markierenden Glasgegenstandes das vorgesehene Muster eingraviert wird und in diese Gravur in einem nachfolgenden zweiten Prozeßschritt eine Farbkomponente eingesprüht, aufgewalzt oder eingerieben wird, wobei anschließend die auf der nichtde« korierten Oberfläche befindliche Farbe entfernt wird und somit nur in den vom Laserstrahl geätzten Mustern Farbkomponenten vorliegen, die entsprechend eingebrannt oder aufgeschmolzen werden.1. A method for decoration or Markierimg of objects made of glass, characterized in that is engraved with the aid of a laser beam of sufficient energy density on the surface of the surface to be decorated or to be marked glass object, the intended pattern and sprayed in this engraving in a subsequent second process step, a color component , rolled or rubbed in, and then the paint located on the nondecorresponding surface is removed and thus color components are present only in the patterns etched by the laser beam, which are baked or melted accordingly. 2. Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Farbkörper Siebdruckfarben, Emails oder Farbglasfritten einzeln oder im Gemisch verwendet werden.2. The method according to item 1, characterized in that are used as the color body screen printing inks, enamels or Farbglasfritten individually or in admixture.
DD22949381A 1981-04-24 1981-04-24 METHOD FOR COLORED DECORATION OF GLASS DD158642A1 (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2760202A1 (en) * 1997-03-03 1998-09-04 Vtf Ind Sarl METHOD FOR PRODUCING CONTROL PANELS, PARTICULARLY FOR HOUSEHOLD APPLIANCES
FR2843913A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-05 De Preneuf Jean Martinant Process for forming a color decoration on optical organic material glasses involves forming image contour on surface of varnish layer, removing varnish layer with laser beam and applying desired color to defined space
ITTV20090155A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-01 Ricamificio Ds Di Dussin Silvana SYSTEM FOR DECORATION ON RIGID MATERIALS

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