DD200251A1

DD200251A1 - METHOD FOR PRODUCING COLORED DECORATION ON GLASS

Info

Publication number: DD200251A1
Application number: DD23315281A
Authority: DD
Inventors: Gottfried Boden; Edgar Richter; Andreas Kolitsch; Ludwig Staedtler; Tilo Poitz; Hans-Juergen Schulz
Original assignee: Gottfried Boden; Edgar Richter; Andreas Kolitsch; Ludwig Staedtler; Tilo Poitz; Schulz Hans Juergen
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1983-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur farbigen Dekoration von Gegenstaenden aus Glas. Es dient vorrangig zur Erzeugung resistenter farbiger Dekore auf Schmuck- und Gebrauchsglaesern. Weiterhin koennen mit diesem Verfahren dauerhafte farbige Markierungen , Skalen, Beschriftungen und aehnliches angebracht werden. Mit der Erfindung soll die oekonomissche Herstellung dauerhafter vorzugsweise filigraner farbiger Dekore und/oder Markierungen von Glasgegenstaenden bei vollstaendiger Ausnutzung der eingesetzten Farbkoerper erreicht werden. Erfindungsgemaess wird dies dadurch geloest, dass mit Hilfe eines feinfokussierten Laserstrahles einer Outputleistung von 20 bis 200 Watt in die Oberflaeche des zu dekorierenden oder zu markierenden Glasgegenstandes ein vorgegebenes Muster eingezeichnet wird, wobei dem Laserstrahl mit definiertem Abstand mittels einer Duese ein feiner Strahl eines Farbpulvers oder einer Farbglasfritte geeigneter Koernung derart nachgefuehrt wird, dass die Farbkoerper auf der durch die Lasereinwirkung aufgeschmolzene Oberflaeche auftreffen und mit dem dort vorliegenden schmelzfluessigen Glas reagieren.The invention relates to a method for the colored decoration of glass objects. It is primarily used for the production of resistant colored decors on jewelry and Gebrauchsglaesern. Furthermore, this method permanent colored markers, scales, labels and the like can be attached. With the invention, the oekonomissche production of durable preferably filigree colored decors and / or markings of Glasgegenstaenden should be achieved with complete utilization of the color body used. According to the invention, this is achieved by drawing a predetermined pattern into the surface of the glass object to be decorated or marked with the aid of a finely focused laser beam of 20 to 200 watts, the laser beam having a defined distance by means of a duese a fine beam of a color powder or a color glass frit suitable Koernung is nachgefuehrt such that the color bodies impinge on the surface melted by the laser action and react with the present therein molten glass.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur farbigen Dekoration von Gegenständen aus Glas. Es dient vorrangig zur Erzeugung resistenter farbiger Dekore auf Schmuck- und Gebrauchsgläsern. Weiterhin können mit diesem Verfahren dauerhafte farbige Markierungen, Skalen, Beschriftungen und ähnliches angebracht v/erden. . 'The invention relates to a method for colored decoration of objects made of glass. It is primarily used to produce resistant colored decors on jewelery and consumer glasses. Furthermore, permanent colored markings, scales, inscriptions and the like can be attached with this method. , '

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Gläser v/erden bisher auf sehr unterschiedlichen Wegen dekoriert. So kann man beispielsweise durch Schleifen, Schneiden oder Atzen farbig' überfangener Gläser farbige Hegativdekore aufbringen. Pur filigrane Schmuckelemente ist das Ätzen mittels Laserstrahl gebräuchlich (DD-PS 118 251). Farbige Positivdekore sind mit diesem Verfahren nicht zu realisieren. Weite Verbreitung hat der Siebdruck zur Herstellung farbiger Dekore gefunden. Nachteilig bei den Siebdruckdekoren sind einmal die_ Giftigkeit bestimmter Parbkompositionen (PbO-haltige Pärben) und zum anderen ihre geringe Resistenz gegen mechanische Beanspruchung speziell bei der maschinellen Reinigung der Gläser. .Glasses have been decorated in very different ways so far. For example, by sanding, cutting or etching colored glasses, colored hegative patterns can be applied. Pur filigree jewelry elements etching is using laser beam in use (DD-PS 118 251). Colored positive decors can not be realized with this method. Screen printing has found widespread use for the production of colored decors. Disadvantages of the screen printed décors are once the toxicity of certain parabolic compositions (PbO-containing dyes) and, secondly, their low resistance to mechanical stress, especially in the case of automated cleaning of the glasses. ,

In der japanischen Patentschrift IA 49 - '4352 wird ein Verfahren zum Auftragen farbiger Bilder auf Glas und Keramik mittels Laserstrahlung vorgestellt, bei dem mittels Farbpqsten farbige Bilder auf das zu dekorierende Glas aufgebracht und mittels Laserstrahlung..eingebrannt werden· Nachteilig.ist dabei, daß der Durchmesser des Laserstrahls etwa die Größe und die Form des aufzubringenden Bildes haben muß, wodurch mit diesem Verfahren keine Dekore mit ünregel-In Japanese Patent IA 49 - '4352 a method for applying colored images on glass and ceramic by means of laser radiation is presented in which Farbpqsten colored images are applied to the glass to be decorated and burned by means of laser radiation .. · The disadvantage is that the diameter of the laser beam must be approximately the size and the shape of the image to be applied, which means that with this method no decoration with

mäßiger geometrischer Form oder filigraner Struktur aufgebracht werden können. .moderate geometric shape or filigree structure can be applied. ,

Bei Anwendung von PbOr oder CdO- haltigen.Farbkörpern ist außerdem ein erhöhter arbeitsschutztechnischer Aufwand erforderlich.When using PbOr or CdO -haltigen.Farbkörpern also increased occupational safety effort is required.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die ökonomische Herstellung dauerhafter vorzugsweise filigraner farbiger Dekore und/oder Markierungen von Glasgegenständen·The aim of the invention is the economical production of durable preferably filigree colored decors and / or markings of glass objects.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

•Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dekoration und/oder Markierung von Gegenständen aus Glas zu schaffen, mit dem auf der Oberfläche dieser Glasgegenstände dauerhafte farbige Schmuckelemente, Skalen, Muster oder Markierungen bei vollständiger Ausnutzung der eingesetzten Farbkörper, angebracht werden»• The invention has for its object to provide a method for decoration and / or marking of objects made of glass, with the permanent surface on the surface of these glass objects decorative elements, scales, patterns or markings with full utilization of the color bodies used to be attached »

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch· gelöst, daß mit Hilfe eines feinfokussierten Laserstrahles einer Output- · leistung von 20 - 200 Watt in die Oberfläche des zu dekorierenden oder zu markierenden Glasgegenstandes ein vorgegebenes Muster eingezeichnet wird, wobei dem Laserstrahl mit definiertem Abstand mittels einer Düse ein feiner Strahl eines'Farbpulvers oder einer Farbglasfritte geeigneter Körnung derart nachgeführt wird, daß die Farbkörper auf der durch die Lasereinwirkung aufgeschmolzene. Oberfläche auftreffen und mit dem dort vorliegenden schmelzflüssigen Glas reagieren. Dadurch erscheint das mit dem Laser in die Glas- Oberfläche eingezeichnete Muster farbig. Durch 'mehrmalige Laserzeichnung mit unterschiedlich-gefärbtem nachgeführten Farbpartikelstrahl kann man sehr.resistente mehrfarbige Dekore herstellen. Als Farbpartikel eignen sich dazu insbe-According to the invention, this object is achieved in that with the aid of a finely focused laser beam of an output power of 20-200 watts into the surface of the glass object to be decorated or marked a predetermined pattern is drawn, wherein the laser beam with a defined distance by means of a nozzle fine stream of a color powder or a colored glass frit of suitable grain size is tracked in such a way that the color bodies are melted on the laser effect. Impact surface and react with the existing there molten glass. As a result, the pattern drawn in the glass surface by the laser appears colored. By 'repeated laser drawing with differently-dyed tracking color particle beam can produce very resistant multi-colored decors. Suitable color particles are in particular

sondere Übergangsmetalloxide, wie zum Beispiel CoO, C^⁰O* CuO oder CdO sowie Farbglasfritten einzeln oder im Gemisch. . ·special transition metal oxides, such as CoO, C ^ ⁰ O * CuO or CdO and Farbglasfritten individually or in a mixture. , ·

Ausführungsbeispieleembodiments

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: ' · . '*

Auf ein Glasrohr von 20 rnxn 0 wurde eine Skala aufgebracht. Dazu wurde das Glasrohr an beiden Enden in eine Drehvorrichtung eingespannt und um die Längsachse mit gleichmäßiger Geschwindigkeit gedreht. Mit Hilfe eines COg-Lasers mit 200 Watt Ausgangsleistung wurden im Abstand von 5 mm auf dem Glasrohrmantel Rillen von 1,5 mm Breite aufgeschmolzen. Dem Laserstrahl wurde im Abstand von 3 mm mit Hilfe eines Luftgebläses ein Strahl von CoO ~ Pulver der KörnungOn a glass tube 20 rnxn 0 a scale was applied. For this purpose, the glass tube was clamped at both ends in a rotating device and rotated about the longitudinal axis at a uniform speed. With the help of a COg laser with 200 watts output power grooves of 1.5 mm width were melted at a distance of 5 mm on the glass tube jacket. To the laser beam at a distance of 3 mm with the help of an air blower a beam of CoO powder of grain was

C 1 jLim nachgeführt, wobei der Durchmesser des auf die Glasoberfläche auftreffenden Pulverstrahles exakt der Breite der vom Laser geschmolzenen Rille entsprach. Das CoO - Pulver und die Blasluft wurden vorher auf ca. 450 ⁰C vorgewärmt. Das CoO verband sich in der Rille mit dem durch den Laserstrahl aufgeschmolzenen Glas zu.einem dunkelblauen Ring. C 1 jLim tracked, wherein the diameter of the impinging on the glass surface powder jet exactly equal to the width of the laser-fused groove. The CoO powder and the blown air were previously preheated to about 450 ^° C. The CoO joined in the groove with the glass fused by the laser beam to a dark blue ring.

Example 2:

Ein farbloses Stielglas würde durch gleichmäßiges Drehen auf einem Drehteller bei gleichzeitigem langsamen Anheben des Glases mit einem Laser wie in Beispiel 1 bestrahlt. Dem Laser wurde analog Beispiel 1 mittels eines Luftgebläses, eine dunkelrote Glasfritte der Körnung 1 -, 3 um und gleicher chemischer Grundzusammensetzung wie das Stiel-.A colorless stemmed glass would be irradiated by rotating uniformly on a turntable while simultaneously lifting the glass slowly with a laser as in Example 1. The laser was analogously to Example 1 by means of an air blower, a dark red glass frit with a particle size of 1 -, 3 microns and the same basic chemical composition as the stem.

glas selbst im Abstand von 2 rom nach'geführt. Das Glas zeigte-ein leuchtend rotes sinuswellenförmiges Muster«glass even after the distance of 2 roms nach'geführt. The glass showed-a bright red sine-wave pattern «

Example 3:

Über ein Stangenglas wurde eine Metallmaske mit einem Weinlaubmuater geschoben und das.Glas auf einem Drehteller beigleichzeitigem Absenken langsam gedreht. Dem Laserstrahl, der die gesamte Maske abrastete, wurde ein Strahl mit einem durch CrpCU eingefärbtem Lötglas im Abstand von S. u. in nachgeführt. Die Körnung der Lötglasfritte lag bei 1 auh. Nach Abkühlen und Entfernen der Metallschablone zeigte das Glas ein gleichmäßig gefärbtes scharf gezeichnetes Weinlaubdekor«Over a bar glass a metal mask was pushed with a Weinlaubmuater and the glass was slowly turned on a turntable with simultaneous lowering. The laser beam, which snapped the entire mask, was a beam with a solder glass colored by CrpCU at a distance of S. u. in tracked. The grain size of the solder glass frit was 1 auh. After cooling and removal of the metal stencil, the glass showed a uniformly colored sharply drawn vine leaf decor «

Die nach der Erfindung hergestellten Dekore zeigten eine gegenüber dem Siebdruck wesentlich höhere Abriebfestigkeit, so daß selbst nach mehrfachem maschinellen Reinigen der Gläser keinerlei Fehlstellen im Dekor vorhanden waren.The decors produced according to the invention showed a relation to the screen significantly higher abrasion resistance, so that even after multiple machine cleaning of the glasses no defects in the decor were present.

Claims

- 5-invention claim

1. A method for decoration or marking of objects made of glass, characterized in that with the aid of a fein ^ focused laser beam of an output power of 20 - 200 watts on the surface of the glass object to be decorated or marked the intended pattern is drawn, wherein the laser beam in defined distance a fine beam of a color body powder of suitable grain size is tracked.

2. The method according to item 1, characterized in that as a colored body transition metal oxides, preferably CoO, CrpO ^, CuO or CdO or Farbglasfritten individually or in Ge. '

• mixed used. · -

3. Method according to. Points-1 and 2, characterized in that the laser drawing is carried out a plurality of times using different body parts.