PT1379477E - Processo para a produção de estruturas coloridas de um vidro - Google Patents

Description

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Descrição "Processo para a produção de estruturas coloridas de um vidro" A presente invenção refere-se ao fabrico de estruturas coloridas de um vidro, em particular para aplicar uma inscrição ao vidro de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. É do conhecimento colocar estruturas coloridas, por exemplo inscrições, num vidro aplicando à superfície do vidro uma pasta que contém sais metálicos através de impressão por máscara, serigrafia ou impressão tampogrãfica na estrutura desejada através de um tratamento posterior por calor. Previamente foram incorporados iões metálicos na camada de vidro contígua à superfície (por dopagem). Eles são reduzidos f.J j ] a átomos, através dos' meios de redução contidos no vidro e sob influência de temperatura, que se aglomeram para formar partículas metálicas (coagulação). A DE 40 13 300 descreve uma aplicação prática deste processo para aplicar uma inscrição a um pãra-brisas para automóveis em que uma fita de filtragem que atenua a luz e radiação do calor é impressa por meio da técnica de serigrafia. O processo conhecido utiliza esta tecnologia na tintagem de vidros em que aditivos na forma de sais metálicos são adicionados a um fundido de vidro. Durante um recozimento posterior, através de processos de permutação de ' iões próximos da superfície do vidro, agentes redutores no vidro ajudam na formação de átomos, que 2 se aglomeram em partículas metálicas, proporcionando deste modo uma coloração. Sais de ouro, cobre, e prata ou os seus átomos são particularmente apropriados para a coloração dos vidros na gama espectral visível. A desvantagem do conhecido processo de inscrição é a mão-de-obra relativamente intensiva devido aos vários passos de produção e à necessidade de fabricar máscaras apropriadas para cada estrutura desejada. Além disso, as estruturas coloridas que podem ser produzidas deste modo encontram-se confinadas, na sua dimensão possível mínima e também precisão, pelas máscaras e processo de difusão de modo que pór esta via se torna impossível produzir estruturas coloridas que apresentam dimensões na gama dos micrómetros. Ξ adicionalmente conhecido utilizar raios laser para produzir estruturas coloridas e gravuras que apresentam dimensões até à gama dos micrómetros em superfícies de vidro, plástico, metais, cerâmicas,· etc. Estes processos baseiam-se numa destruição local da estrutura da superfície por erosão do material, evaporação, fusão ou queima de material estranho. As destruições locais da estrutura da superfície originam uma diminuição da capacidade de tensão mecânica do vidro que não pode ser aceite para várias aplicações. Além disso,, as estruturas encontram-se directamente na superfície do vidro, sendo que deste modo podem ser facilmente atacadas tanto mecanicamente como quimicamente. A patente US 4.769.310 é um processo para a produção de inscrições em cerâmicas ou vidros que contêm compostos 3 inorgânicos sensíveis à radiação. As inscrições produzidas por este processo encontram-se também localizadas em camadas contíguas à superfície. A patente US 5.206.496 descreve um processo para a produção de estruturas não somente planas mas também espaciais em volumes de corpos transparentes moldados aleatoriamente. Um raip.de uma elevada densidade de energia, focado, para o qual o'material é transparente, é direccionado para um corpo feito de vidro ou plástico. No foco que se encontra no interior do corpo, devido às propriedades õpticas não lineares que se tornam eficientes somente a densidades de energia muito elevadas, o raio provoca uma ionização do material e, por fim, danos confinados localmente ao material sem modificar de modo apreciável as áreas fora do foco e na superfície do corpo. Tais danos conduziram a uma extinção mais intensa nas áreas processadas se comparada com material processado. A extinção cada vez maior é provocada por microfissuras que espalham á luz incidente, tornando deste modo visível o local no qual o foco esteve. Deste modo é possível produzir estruturas pré-determinadas através de um movimento relativo entre o corpo e o foco.

Da DE 91 40.547 tornou-se conhecida a produção de uma variedade de estruturas coloridas que apresentam uma, duas ou três dimensões no interior de vidros sem prejudicar as propriedades mecânicas do vidro. Isto ê obtido por tais partículas serem precipitadas em elementos de volume pequeno em qualquer ponto no vidro que contém iões de metais que 4 pintam o vidro na forma de partículas submicroscõpicas, sendo a estrutura de cor desejada formada alinhando elementos de volume coloridos deste modo. 0 aquecimento limitado localmente dos elementos de volume pode limitar a formação de partículas sobre estes. Por isso, o processo conhecido baseia-se na produção de marcas, estruturas ou inscrições em vidros por meio de um raio laser. Contudo, isto pressupõe que os vidros foram previamente dopados, isto ê contêm iões de metais. Tal como mencionado inicialmente isto pode ser obtido adicionando aditivos apropriados ao vidro fundido ou é aplicada ao vidro uma pasta que contém sais metálicos, em que um recozimento posterior faz com que os iões metálicos migrem para uma camada contígua à camada limite através de processos de troca de iões e difusão.

Da DD 215 776 AI é conhecido um processo para a produção de imagens coloridas em vidro. No processo tinta de difusão é aquecida por raios laser simultaneamente com a superfície de vidro de acordo com os contornos previstos para a imagem. Na superfície aquecida ' dó vidro a tinta ' de difusão vai para dentro do vidro por convecção e difusão, o que produz uma pista de tinta durável resistente aos ácidos e resistente aos resíduos alcalinos. A desvantagem deste processo conhecido é que a superfície de vidro tem que ser fundida e, deste modo, a sua estabilidade mecânica ê prejudicada.

Da WO 95/25639 é conhecido um processo para a marcação de material transparente no qual um raio laser é direccionado para um portador através do material a ser marcado. 0 5 portador aquece, funde e evapora-se. 0 portador apresenta neste caso uma distância do material transparente e pode ser constituído por exemplo por uma cor serigrãfica ou um metal. As partículas evaporadas do portador depositam-se sobre a superfície do material transparente.

Na EP 0 531 584 A encontra-se descrito um processo para a marcação ou decoração da superfície de um substrato transparente no qual uma camada de apoio, que contêm dois géneros de iões de elementos de transição com valências ou números atómicos diferentes, é aplicada sobre a superfície sendo aquecida por meio deraios laser. Deste modo tem lugar uma interacção da camada de apoio com a superfície de vidro que tinta o vidro. Neste caso é tomado em consideração que a superfície do substrato ,é danificada. A superfície assemelha-se, após a marcação, por exemplo a uma superfície esmerilada ou despolida quimicamente ou grenalhada. A invenção tem como objectivo indicar um processo para o fabrico de estruturas coloridas de um vidro, em especial para marcação de um vidro que, no modo conhecido descrito acima, também por meio de um faio laser, produz partículas submicroscõpicas na área' contígua à camada limítrofe por aquecimento confinado' lócalmente, partículas essas que se encontram compostas numa estrutura desejada alinhando elementos de volume coloridos sem necessidade de incorporar anteriormente iões metálicos no vidro.

Este objectivo é alcançado através das características da reivindicação 1. 6

No processo de acordo cóm a invenção, o vidro não dopado é aquecido localmente através de uma solução ou gel de um sal metálico que transmite bem o raio laser e se encontra em contacto directo com a superfície de vidro. Esta acçao é baseada na verificação que o vidro pode por um lado ser localmente dopado com iões metálicos por meio do raio laser, isto é somente em pontos onde eles são necessários, e os processos de permutação de iões na redução dos átomos, que formam por outro lado as partículas metálicas repetidamente mencionadas na área do vidro contígua à camada limítrofe. Deste modo, no processo de acordo com a invenção, a dopagem e inscrição ou marcação ; ou formação de estrutura são executados num único passo, que exige muito pouco esforço de modo que uma dopagem de grande volume do vidro tal como é aplicada nos processos convencionais se torna desnecessária. No processo de acordo com a invenção, a temperatura de aquecimento na área a ser colorida é menor do que a temperatura necessária para fazer com que a superfície funda. Deste modo é evitado um enfraquecimento da estabilidade do vidro de modo que o processo é particularmente apropriado para marcar pára-brisas e outras vidraças em veículos a motor. Por exemplo, a marcação das vidraças, pode ser efectuada com um número definitivo tal como o·" número ' de identificação do chassis, para efeitos de prevenção contra roubo.

Uma solução alternativa para o objecto de acordo com a invenção encontra-se indicada na reivindicação 9. De acordo com a mesma, o vidro não dopado pode ser localmente aquecido 7 através de um substrato que contém um sal metálico, que transmite bem o raio .laser 'e entra em contacto directo com uma superfície do vidro.' O processo que tem lugar aqui é o mesmo que descrito acima.

De acordo com um aspecto da invenção, a solução ou gel cobre a superfície do vidro numa camada fina ou película. A película ou camada pode' ser localmente pulverizada no vidro em pontos em que uma inscrição, marcação ou semelhante é desejável. Alternativamente, o gel ou solução podem ser pintados no vidro. Contudo, é também possível mergulhar o vidro num banho de solução. O que é essencial, contudo, é que a solução ou gel sejam suficientemente transparentes para permitir que energia suficiente seja alimentada para o vidro para obter a formação de partículas.

De acordo com outro aspecto da invenção, pode-se também pensar em aplicar a solução ou gel como uma camada a uma folha que subsequentemente entra em contacto com a superfície do vidro. A solução ou gel podem formar uma unidade com a folha que, por exemplo por razões de protecção, é coberta com uma camada protectora qué é retirada antes de a folha entrar em contacto com a superfície do vidro. Deverá ser entendido que a folha tem que apresentar propriedades suficientes para transmitir o raio laser. Isto aplica-se naturalmente também ao caso em que o sal metálico é incorporado numa folha tal como é proposto na reivindicação 9.

Os sais metálicos considerados para utilização são o nitrato de prata, nitrato de ouro, nitrato de cobre, nitrito 8 de cobre, ou sais de halogéneo tal como bromidas, cloretos, fluoretos com metais. A cor é determinada pelo metal escolhido tal como é do conhecimento. As fontes de raio laser convencionais podem ser utilizadas para gerar o raio laser, mesmo lasers de dióxido de carbono que são somente condicionalmente apropriados para gravar vidro. Os lasers de dióxido de carbono são particularmente pouco dispendiosos no fabrico. O processo de acordo com a invenção é especificamente apropriado para marcar ou aplicar inscrições em vidros, por exemplo vidraças de automóveis, e torna impossível uma remoção indesejável, não visível e/ou manipulação das inscrições.

Lisboa, 15 de Janeiro de 2009

Claims (10)

1 Reivindicações 1. Processo para a produção de estruturas coloridas numa superfície de vidro, em particular para inscrições em vidro, com os seguintes passos de procedimento: a superfície de vidro de um vidro não dopado é munida com uma solução ou um gel de um sal metálico apropriado para a coloração de vidro, que transmite muito bem o raio laser, um raio laser é direccionado para a solução ou o gel na superfície numa área a ser colorida, a área a ser colorida é aquecida por luz laser incidente, caracterizado por a temperatura do aquecimento na área a ser colorida ser menor dò que uma temperatura necessária para fundir a superfície.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução ou o gel cobrir somente a superfície do vidro numa camada fina ou uma película.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o gel ou a solução serem pulverizados sobre o vidro. Processo de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por o gel ou solução serem pintados no vidro.

4. 2

5. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2 caracterizado por o vidro ser submergido num banho de solução.

6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por somente.uma área de superfície local do vidro ser colocada/em contacto com o gel ou solução.

7. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a solução ou gel serem aplicados numa película com uma camada que é depois colocada em contacto com a superfície do vidro.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a película ser transparente para os comprimentos de onda da luz laser.

9. Processo para a produção de' estruturas coloridas numa superfície de vidro, em particular para a inscrição do vidro com os seguintes passos de procedimento: um substrato, que contém uma solução de um sal metálico apropriado' para a coloração de vidro, é colocado em contacto directo com uma superfície de um vidro não dopado, em que o substrato transmite bem o raio laser, e uma área a ser colorida é aquecida pela luz laser incidente 3 caracterizado por um raio laser ser direccionado através da superfície no substrato e o substrato ser transparente para o raio laser e a temperatura de aquecimento na área a ser colorida ser menor do que uma temperatura necessária para fundir a superfície.

10. Processo de acordo còm a reivindicação 9, caracterizado por uma película plástica que é transparente para os comprimentos de onda do raio laser ser utilizada como substrato. Lisboa, 15 de Janeiro de 2009