DE10053771A1 - Verfahren zum Herstellen von farbigen Mustern, wie z. B. Beschriftungen, Bildern usw. auf einem Substrat aus Glas, Keramik oder Metall - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von farbigen Mustern, wie z. B. Beschriftungen, Bildern usw. auf einem Substrat aus Glas, Keramik oder Metall

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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/262—Thermography ; 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von farbigen Mustern auf Glas, Keramik oder Metall. Hierzu werden Farbe, Energieabsorber, Flußmittel, Geschwindigkeit und Energie des Beschriftungslasers optimal aufeinander abgestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von farbigen Mustern, wie z. B. Beschriftungen, Bildern usw. auf einem Substrat aus Glas, Keramik oder Metall, bei dem das Substrat mit einem Überzug aus Farbe, Energieabsorber und Flußmittel versehen wird und ein Infrarotlaser entsprechend dem gewünschten Muster auf den Überzug einwirkt.
Es sind bereits Verfahren bekannt, mit denen auf dem vorgenanntem Weg z. B. Beschriftungen auf Glas, Metall oder Keramik erzielbar sind (vgl. z. B. US-PS 6075223). Die bekannten Verfahren liefern nur eine relativ beschränkte Aus­ wahlmöglichkeit hinsichtlich Farben und Träger.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Vielzahl unterschiedlicher wählbarer Farben auf den genannten Substraten ohne Oberflächenbeschädigungen aufbringbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
ein Überzug mit einem Anteil der Farbe - Metalloxyde, Pigmente - zwischen 10-70%,
einem Anteil des Energieabsorbers zwischen 0-90%,
einem Anteil des Flußmittels zwischen 10-90% und
einem Infrarotlaser mit einer Leistung kleiner/gleich 10 Watt und
einer Vorschubgeschwindigkeit des Laserstrahles relativ zum Substrat grösser/gleich 60 mm/sec.
Durch die hohe Vorschubgeschwindigkeit in Verbindung mit der relativ niedrigen Laserenergie sind Schädigungen des Substrates sehr gering, so daß die Gebrauchsfähigkeit nicht beeinträchtigt wird. Auch werden Farbpigmente durch die hohe kurzzeitige Temperatur nicht zerstört, so daß die eingestellte Farbe nicht unzulässig verändert wird.
Als Flußmittel kann z. B. Borosilikatglas mit einem Wärmeausdehnungs­ koeffizienten von 3,3 × 10-6 K-1 verwendet werden und als Energieabsorber SnO, TiO2 oder bestimmte Gläser. Auf den Absorber kann ggf. ganz oder teilweise verzichtet werden, falls die übrigen Bestandteile genügend Laserenergie im Infrarotbereich aufnehmen.
Ein günstiges Flußmittel mit geringer Schädigung empfindlicher Substrate (z. B. Glas, Keramik mit Glasur) ist entweder ein Glas mit geringem Ausdehnungskoeffizienten unter 5 × 10-6 K-1 oder ein Glasfluß mit leichter Aufschmelzbarkeit (d. h. Transformationstemperatur kleiner 450°C; noch besser kleiner 400°C).
Interessant ist die Farbe "Weiß". Mit einem Anteil von 30-70% lichtstreuenden ZrO2-Partikeln zwischen 1-50 µ, einem Absorberanteil zwischen 5-30% und dem Rest Glasfluß als Überzug lässt sich dieser Effekt erzielen.
Anhand eines schematischen Beispiels sei die Erfindung näher erläutert:
Ein Substrat 1 aus Metall, Glas oder Keramik ist mit einem Überzug von z. B. 5-25 µ versehen, der aus einem Flußmittel mit einem Anteil von z. B. 40%, einem Farbanteil von 40% und einem Energieabsorberanteil von 10% besteht. Der positionierbare Strahl 5 eines von einem Rechner 4 gesteuerten Infrarotlasers 3 wirkt entsprechend dem gewünschten Muster auf den Überzug 2 ein, so daß an den entsprechenden Stellen ein fester Farbauftrag entsteht. Die Relativbewegung des Strahles zum Substrat kann dabei durch Strahlablenkung und/oder durch Verschiebung des Lasers relativ zum Substrat vorgenommen werden.
Die Leistung des Lasers kann dabei 6 Watt und die Vorschubgeschwindigkeit von Laserstrahl zum Substrat 100 mm/sec betragen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen von farbigen Mustern wie z. B. Beschriftungen, Bilder usw. auf einem Substrat aus Glas, Keramik oder Metall, bei dem das Substrat mit einem Überzug aus Farbe, Energieabsorber und Flußmittel versehen wird und ein Infrarot­ laser entsprechend dem gewünschten Muster auf den Überzug einwirkt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
ein Überzug mit einem Farbanteil - Metalloxyde, Pigmente - zwischen 10-70%,
einem Anteil des Energieabsorbers zwischen 0-90%,
einem Flußmittelanteil zwischen 10-90% und
einem Infrarotlaser mit einer el. Leistung kleiner/gleich 10 Watt und einer Vorschubgeschwindigkeit des Laserstrahles relativ zum Substrat größer/gleich 60 mm/sec.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Laser mit einer Leistung zwischen 4-7 Watt und einer Vorschubgeschwindigkeit zwischen 70-150 mm/sec.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Borosilikatglas als Flußmittel und SnO, TiO2 oder Glas als Flußmittel.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Farbanteil zwischen 20-50%, einem Energieabsorberanteil zwischen 20-50% und einem Flußmittelanteil zwischen 20-40%.
5. Verfahren nach Anspruch 1 zum Herstellen der Farbe "Weiß", bei der der Farbanteil zwischen 30-70% ZrO2, der Energieabsorberanteil zwischen 5-30% liegt und der Rest aus Glasfluß ggf. mit Zuschlagstoffen besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 5 mit einem Farbanteil von ca. 50% ZrO2, ca. 10% Energieabsorber und ca. 40% Glasfluß.
7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die zusätzliche Verwendung von SnO und/oder Antimonoxid.
DE2000153771 2000-10-30 2000-10-30 Verfahren zum Herstellen von farbigen Mustern, wie z. B. Beschriftungen, Bildern usw. auf einem Substrat aus Glas, Keramik oder Metall Withdrawn DE10053771A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007021820A1 (de) 2007-05-07 2008-11-13 Chemische Fabrik Budenheim Kg Laserpigmente für Keramiken
CN100436155C (zh) * 2006-08-15 2008-11-26 北京工业大学 一种基于透明材料的激光快速热升华印刷方法
CN104070289A (zh) * 2013-03-27 2014-10-01 江苏犇银贵金属有限公司 一种在白银表面增强扫描识别率的激光打标方法

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