WO1993015029A1 - Verfahren zur beschriftung oder dekoration von transparenten substraten mit einem laser - Google Patents

Verfahren zur beschriftung oder dekoration von transparenten substraten mit einem laser Download PDF

Info

Publication number
WO1993015029A1
WO1993015029A1 PCT/CS1992/000002 CS9200002W WO9315029A1 WO 1993015029 A1 WO1993015029 A1 WO 1993015029A1 CS 9200002 W CS9200002 W CS 9200002W WO 9315029 A1 WO9315029 A1 WO 9315029A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
auxiliary layer
ions
laser
laser radiation
substrate
Prior art date
Application number
PCT/CS1992/000002
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jir^¿í KVAPIL
Josef Kvapil
Bohumil Perner
Michal KOS^¿ELJA
Peter URBÁNEK
Augustín KRENDL
Original Assignee
Glas Glas Und Laser Applikation Systeme
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Glas Glas Und Laser Applikation Systeme filed Critical Glas Glas Und Laser Applikation Systeme
Priority to PCT/CS1992/000002 priority Critical patent/WO1993015029A1/de
Publication of WO1993015029A1 publication Critical patent/WO1993015029A1/de

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/28Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using thermochromic compounds or layers containing liquid crystals, microcapsules, bleachable dyes or heat- decomposable compounds, e.g. gas- liberating
    • B41M5/281Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used using thermochromic compounds or layers containing liquid crystals, microcapsules, bleachable dyes or heat- decomposable compounds, e.g. gas- liberating using liquid crystals only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/26Printing on other surfaces than ordinary paper
    • B41M1/34Printing on other surfaces than ordinary paper on glass or ceramic surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/008Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in solid phase, e.g. using pastes, powders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0025Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam

Definitions

  • the invention relates to a method for labeling or decorating transparent substrates, in particular products made of glass, with a laser.
  • substrates such as colorless glass, which are transparent for visible or near-infrared electromagnetic radiation, with a laser radiation from a CO 2 laser, the wavelength of which is approximately 10.6 ⁇ m.
  • a laser radiation from a CO 2 laser the wavelength of which is approximately 10.6 ⁇ m.
  • transparent glass To label transparent glass with a laser.
  • This auxiliary layer contains ions of a transition element which absorb this laser radiation.
  • the inscription is formed by grooves in the glass surface which have a matt or shell-shaped surface.
  • the quality of this inscription is unsatisfactory, especially at higher inscription speeds, because the initially low absorption of the laser radiation in the surface, as a rule, increases indefinitely with the irradiation intensity and the duration of the irradiation and thus causes an irregular typeface.
  • the invention is based on the object of specifying a method for laser marking and laser decoration of substrates, in which a laser radiation is used, the wavelength of which lies in a wavelength range in which these substrates are transparent and which is a regular one even at higher writing speeds Typeface possible.
  • an auxiliary layer is applied to the surface of the substrate at least in the labeling or decoration area, b) the auxiliary layer contains at least two types of ions of transition elements which differ in their valence level or atomic number, c) the labeling provided with this auxiliary layer - Or decoration area is irradiated with a laser radiation with a wavelength between 0.3 ⁇ m and 1.6 ⁇ m.
  • the ions can thus differ in their valence or in their atomic number or in their valence and atomic number.
  • the elements of the subgroups of the periodic system are to be understood as transition elements or transition metals. These are in particular the elements of the first to third subgroups with the ordinal numbers 21-30, 39-48 and 57-80.
  • the ions can be present in the auxiliary layer in dissociated or in bound form in an ion compound.
  • the auxiliary layer thus always contains at least two types of transition metal ions, which differ in their valency or in their atomic number.
  • the action of the laser beam on the auxiliary layer can cause dissociation of the chemical compounds present in the auxiliary layer.
  • the laser beam is absorbed in the auxiliary layer. Due to the physico-chemical processes taking place in the auxiliary layer during the irradiation, the absorption in the
  • REPLACEMENT LEAF Auxiliary layer A heated plasma is created in the auxiliary layer, which has a processing effect on the substrate.
  • the absorption of the laser radiation in the applied auxiliary layer thus causes an indirect interaction of the laser beam with the transparent material and the applied auxiliary layer is only active during the action of the laser beam.
  • the auxiliary layer can be removed after processing.
  • the laser radiation is easily absorbed by the applied auxiliary layer regardless of the layer thickness and the increase in absorption takes place in a very short time. This is caused by an absorption-induced charge transfer between the same ions of different valence levels, for example between Ti and Ti + , or different ions in the same valence level, for example Ti + and Fe + .
  • the ions can be in the form of oxide mixtures or their compounds, for example CoCr 2 0., FeTiO , in the form of mixed oxides or in the form of soluble or insoluble salts.
  • the auxiliary layer can also contain water, alcohol, moistening agents or binders.
  • constituents which advantageously influence the properties of the layer are, for example, substances such as sugar, which in particular in the case of layers which each contain only one transition element, for example only Fe or only Ti, ensure that this does not only have the maximum value in the auxiliary layer activity, for example Fe or Ti + , but also occurs in a value level which is lower than the maximum value ⁇ z of the element in question, for example Fe + or Ti.
  • the sugars act here as a reducing agent.
  • Maximum value is to be understood as the highest value level in which the element in question occurs in nature.
  • REPLACEMENT LEAF 4 With the aid of the method according to the invention, it is possible to treat the surface of glass or other transparent or only slightly absorbent materials in such a way that reliable marking by means of the radiation from a solid-state laser with wide possibilities of shape variation is ensured. If necessary, grooves can also be formed, on which the glass can be broken, for example.
  • the ions of different valence levels or different atomic numbers to one another are preferably present in the auxiliary layer in an atomic ratio which is at most 800: 1.
  • the total content of ions in the auxiliary layer after drying in air up to a constant weight is preferably at least 3% by weight.
  • ions of the elements of the first sub-group are provided in the auxiliary layer, in particular the elements with the atomic numbers 22-29, that is the elements titanium Ti to copper Cu.
  • the laser radiation from a neodymium laser is used.
  • the auxiliary layer is preferably dried in air after application to the substrate.
  • the auxiliary layer is removed, for example washed off with alcohol or water, or removed mechanically.
  • transparent substrates made of glass and plastic for example poly-methyl methacrylate PMMA, can be labeled or decorated.
  • Example 1 Anhydrous titanium dioxide Ti0 2 with a content of 0.5% by weight of trivalent iron ions was ground in an agate dish and then suspended in ethyl alcohol. The atomic ratio Ti + to Fe + was 148.8. This suspension was applied with a brush to a soda lime glass plate. After drying, this plate was labeled with a modulated neodymium laser radiation, the pulses of which had a length of 120 ns. The pulse frequency was about 800 Hz with an average power of 3.5 W. The track width was about 0.3 mm at a labeling speed of 5 m / s. The lettering was regular and of good quality. Labeling was not possible when using titanium dioxide Ti0 2 with 99.99% purity.
  • the oxides NiO and Mn0 2 were ground in an atomic ratio of ions of 100: 1 in an agate bowl. A suspension in ethyl alcohol was prepared from this mixture. This suspension was applied to a plate using a brush
  • Nd YAG laser radiation with the following parameters: frequency 10 kHz, pulse length 120 ns, average power 8 W, track width 0.05 mm, inscription speed 150 mm / s.
  • V 2 0 and Co 2 0 were ground in an atomic ratio of the ions 1: 300 in an agate bowl.
  • a suspension in ethyl alcohol was prepared from this mixture. This suspension was then applied to a 1 mm thick glass plate. After drying, the glass was irradiated with Nd: YAG pulse laser radiation with the following parameters: pulse energy 10 3, pulse length 5 ms, track width 0.1 mm. In this case, the glass plate was pierced with a laser pulse. If the glass plate was not provided with the layer described, the laser pulse passed through the plate practically without absorption.
  • Titanium dioxide with a purity of 99.99% was heated for 40 minutes at a temperature of 780 ° C. in an atmosphere which contained 98% by volume of argon Ar and 2% by volume of hydrogen H 2 .
  • a blue-brown powder product was formed which was a mixture of oxides of Ti + and Ti + . It was determined analytically that the powder contained Ti + and Ti + ions in an atomic ratio of 10: 3.
  • a suspension of this powder in ethyl alcohol was applied to the rim of an eyeglass lens. After drying, the glass was inscribed at this point with the aid of modulated radiation from an Nd: YAG laser.
  • the parameters used were: frequency 10 kHz, pulse length 220 ns, average power 3.2 W, track width 0.03 mm, labeling speed 110 mm / s. A visible label was created, which resembled a matt cut.

Abstract

Um eine Laserbeschriftung oder eine Laserdekoration von transparenten Substraten mit einem Neodym-Laser zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung auf das Substrat eine Hilfsschicht aufgetragen, die zwei Arten von Übergangsmetallionen enthält, die sich in ihrer Wertigkeit oder Ordnungszahl unterscheiden. Die Laserstrahlung wird in der Hilfsschicht absorbiert und wirkt dadurch indirekt auf das Substrat ein. Auf diese Weise kann auch bei höheren Beschriftungsgeschwindigkeiten ein gleichmäßiges Schriftbild erzeugt werden.

Description

Verfahren zur Beschriftung oder Dekoration von transparenten Substraten mit einem Laser
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschriftung oder Dekoration von transparenten Substraten, insbesondere Erzeugnissen aus Glas, mit einem Laser.
Es ist bekannt, Substrate, wie beispielsweise farbloses Glas, die für sichtbare oder infrarotnahe elektromagnetische Strah- lung transparent sind, mit einer Laserstrahlung eines C0„-La- sers, deren Wellenlänge etwa 10,6 μm beträgt, zu beschriften. Um eine Beschriftung von transparentem Glas mit einer Laser- . Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 0,3 μm und 1,6 μm, beispielsweise mit der Laserstrahlung eines Neodym-Lasers, der bei einer Wellenlänge von etwa 1 μm emittiert, zu ermöglichen, ist es bekannt, die Oberfläche des Glases mit einer Schicht zu versehen. Diese Hilfsschicht enthält Ionen eines Über¬ gangselementes, die diese Laserstrahlung absorbieren.
Bei den bekannten Verfahren wird die Beschriftung durch Rillen in der Glasoberfläche gebildet, die eine matte oder muschel- förmige Oberfläche haben. Die Qualität dieser Beschriftung ist jedoch vor allem bei höheren Beschriftungsgeschwindigkei¬ ten unbefriedigend, weil die anfangs in der Regel niedrige Absorption der Laserstrahlung in der Oberfläche undefinierbar mit der Bestrahlungsintensität und der Dauer der Bestrahlung wächst und somit ein unregelmäßiges Schriftbild verursacht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Laserbeschriftung und Laserdekoration von Substraten an¬ zugeben, bei dem eine Laserstrahlung verwendet wird, deren Wellenlänge in einem Wellenlängenbereich liegt, in dem diese Substrate transparent sind und die auch bei höheren Be- schriftungsgeschwiπdigkeiten ein regelmäßiges Schriftbild er- möglicht.
ERSATZBLATT Die genannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Be¬ schriftung oder Dekoration der Oberfläche eines im Beschrif- tungs- oder Dekorationsbereich transparenten Substrates, ins¬ besondere eines Substrates aus Glas, mit folgenden Merkmalen:
a) auf die Oberfläche des Substrates wird wenigstens im Be- schriftungs- oder Dekorationsbereich eine Hilfsschicht aufgetragen, b) die Hilfsschicht enthält wenigstens zwei Arten von Ionen von Übergangselementen, die sich in ihrer Wertigkeitsstufe oder Ordnungszahl unterscheiden, c) der mit dieser Hilfsschicht versehene Beschriftungs- oder Dekorationsbereich wird mit einer Laserstrahlung mit einer Wellenlänge zwischen 0,3 μm und 1,6 μm bestrahlt.
Die Ionen können sich somit in ihrer Wertigkeit oder in ihrer Ordnungszahl oder in ihrer Wertigkeit und Ordnungszahl unter¬ scheiden.
Als Übergangselemente oder Ubergangsmetalle sind die Elemente der Nebengruppen des periodischen Systems zu verstehen. Dies sind insbesondere die Elemente der ersten bis dritten Neben¬ gruppe mit den Ordnungszahlen 21 - 30, 39 - 48 und 57 - 80.
Die Ionen können in der Hilfsschicht in dissoziierter oder in gebundener Form in einer Ionenverbindung vorliegen. Die Hilfsschicht enthält somit stets wenigstens zwei Arten von Übergangsmetallionen, die sich in ihrer Wertigkeit oder in ihrer Ordnungszahl unterscheiden. Dabei kann durch die Einwir- kung des Laserstrahles auf die Hilfsschicht eine Dissoziation der in der Hilfsschicht vorliegenden chemischen Verbindungen verursacht werden.
Der Laserstrahl wird in der Hilfsschicht absorbiert. Durch die während der Bestrahlung in der Hilfsschicht stattfindenden physikalisch-chemischen Prozesse steigt die Absorption in der
ERSATZBLATT Hilfsschicht an. In der Hilfsschicht entsteht ein erhitztes Plasma, das bearbeitend auf das Substrat einwirkt. Die Absorp¬ tion der Laserstrahlung in der aufgetragenen Hilfsschicht ver¬ ursacht somit eine indirekte Interaktion des Laserstrahles mit dem transparenten Material und die aufgetragene Hilfsschicht ist nur während der Einwirkung des Laserstrahles aktiv. Nach der Bearbeitung kann die Hilfsschicht entfernt werden.
Die Laserstrahlung wird von der aufgetragenen Hilfsschicht leicht und unabhängig von der Schichtdicke absorbiert und das Ansteigen der Absorption vollzieht sich in sehr kurzer Zeit. Dies wird verursacht durch einen durch Absorption induzierten Ladungsübergang zwischen gleichen Ionen unterschiedlicher Wertigkeitsstufen, beispielsweise zwischen Ti und Ti +, oder unterschiedlichen Ionen in gleichen Wertigkeitsstufen, bei- spielsweise Ti + und Fe +.
Die Ionen können in Form von Oxidgemischen oder deren Verbindungen, z.B. CoCr20., FeTiO,, in Form von Mischoxiden oder in Form löslicher oder unlöslicher Salze vorliegen.
Entsprechend dem Adhäsionsbedarf des zu beschriftenden Ma¬ terials kann die Hilfsschicht außerdem Wasser, Alkohol, An- feuchtungs- oder Bindemittel enthalten.
Weitere die Eigenschaften der Schicht vorteilhaft beeinflus¬ sender Bestandteile sind z.B. Stoffe wie Zucker, die insbe¬ sondere bei Schichten, die jeweils nur ein Übergangselement, beispielsweise nur Fe oder nur Ti enthalten, sicherstellen, daß dieses in der Hilfsschicht nicht nur mit der Höchstwer¬ tigkeit, z.B. Fe oder Ti +, sondern auch in einer Wertig¬ keitsstufe vorkommt, die niedriger als die Höchstwertigkeit ~z des betreffenden Elements ist, beispielsweise Fe + bzw. Ti .. Die Zucker wirken dabei wie ein Reduktionsmittel. Unter Höchstwertigkeit ist die höchste Wertigkeitsstufe zu verste¬ hen, in deren das betreffende Element in der Natur vorkommt.
ERSATZBLATT 4 Mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es möglich, die Oberfläche von Glas oder anderer durchsichtiger oder nur gering absorbierender Materialien so zu behandeln, daß eine zuverlässige Beschriftung mittels der Strahlung eines Fest- körperlasers mit breiten Möglichkeiten der Formvariation ge¬ währleistet ist. Gegebenenfalls können auch Rillen gebildet werden, an denen das Glas zum Beispiel gebrochen werden kann.
Vorzugsweise liegen in der Hilfsschicht die Ionen unterschied- licher Wertigkeitsstufen oder unterschiedlicher Ordnungszahl zueinander in einem Atomverhältnis vor, das höchstens 800 : 1 beträgt.
Der Gesamtgehalt der Ionen in der Hilfsschicht beträgt nach Trocknung an Luft bis zum konstanten Gewicht vorzugsweise wenigstens 3 Gew.-%.
Insbesondere sind in der Hilfsschicht Ionen der Elemente der ersten Nebengruppe, insbesondere die Elemente mit den Ord- nungszahlen 22 - 29, das sind die Elemente Titan Ti bis Kup¬ fer Cu, vorgesehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Laserstrahlung eines Neodym-Lasers verwendet.
Vorzugsweise wird die Hilfsschicht nach Auftragen auf das Substrat an Luft getrocknet.
Nach erfolgter Bestrahlung wird die Hilfsschicht entfernt, beispielsweise mit Alkohol oder Wasser abgewaschen, oder mechanisch abgetragen.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung können transparente Substrate aus Glas und aus Kunststoff, beispielsweise Poly- methylmetacrylat PMMA beschriftet oder dekoriert werden.
ERSATZBLATT Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die nachfol¬ genden Beispiele verwiesen.
Beispiel 1 Wasserfreies Titandioxid Ti02 mit einem Gehalt von 0.5 Gew.-% von dreiwertigen Eisenionen wurde in einer Achatschale zer¬ rieben und dann in Äthylalkohol suspendiert. Das Atomver¬ hältnis Ti + zu Fe + betrug 148.8. Diese Suspension wurde mit einem Pinsel auf ein Natronkalkglasplättchen aufgetragen. Nach dem Abtrocknen wurde dieses Plättchen mit einem modulier¬ ten Neodym-Laser-Strahlung beschriftet, deren Impulse eine Länge von 120ns hatten. Die Pulsfrequenz betrug bei einer Durchschnittsleistung von 3.5 W etwa 800 Hz. Die Spurbreite betrug bei einer Beschriftungsgeschwindigkeit von 5m/s etwa 0,3 mm. Die Beschriftung war regelmäßig und von guter Quali¬ tät. Bei Verwendung von Titandioxid Ti02 mit 99.99 % Reinheit war eine Beschriftung nicht möglich.
Beispiel 2
In eine Lösung von FeS0..7H20 und NiS0..7H20 mit einem Gehalt von 12% Ionen Fe + und Ni + deren Gewichtsverhältnis 12,61:27 betrug, wurden 2 Tropfen Saponat pro Liter zugegeben, um die Adhäsion zum Glas zu erhöhen. Diese Lösung wurde auf die Ober¬ fläche von Laborglasgefäßeπ aus Borosilikatglas aufgetragen. Nach teilweiser Trocknung wurde die Oberfläche mit einem kontinuierlichem Nd:YAG-Laserstrahl bestrahlt. Der Durchmes¬ ser des Strahles betrug 2 mm bei einer Leistung von 30 W und einer Beschriftungsgeschwindigkeit von 0,3 m/s. Die Glasbe¬ schriftung war zusammenhängend und hatte ein leicht mattes Aussehen.
Bei Verwendung einer einmolarigen, nur Eisensulfat FeSO, ent¬ haltenden Lösung wurden unter sonst gleichen Bedingungen nur unregelmäßige Markierungen in Form von muschelartigen Spuren auf dem Glas abgebildet.
ERSATZBLATT Beispiel 3
In einer Achatschale wurden die Oxide NiO und Mn02 im atoma¬ ren Verhältnis der Ionen 100:1 zerrieben. Aus diesem Gemisch wurde eine Suspension in Äthylalkohol bereitet. Diese Suspeπ- sion wurde mit Hilfe eines Pinsels auf eine Platte aus
Bariumkristall aufgetragen. Nach dem Austrocknen wurde die in dieser Weise behandelte Oberfläche mit einer modulierten Nd:YAG-Laserstrahlung mit folgenden Parametern bestrahlt: Frequenz 10 kHz, Impulslänge 120 ns, Durchschnittslei- stung 8 W, Spurbreite 0.05 mm, Beschriftungsgeschwindigkeit 150 mm/s.
Beispiel 4
In einer Achatschale wurden die Oxide CuO und CrO, im ato a- ren Verhältnis der Ionen 100 : 1 zerrieben. Aus diesem Gemisch wurde eine Suspension in Wasser zubereitet. Diese Suspension wurde mit Hilfe von einem Pinsel auf ein Plättchen aus Natron¬ kalkglas aufgetragen. Nach Trocknung im Ofen bei 150 "C haben wir dieses Plättchen mit einer Nd:YAG-I pulslaserstrahlung mit folgenden Parametern bestrahlt: Impulsenergie 100 mJ, Impuls¬ länge 0,1 ms, Frequenz 10 Hz, Spurbreite 0,1 mm. Bei einer Be¬ schriftungsgeschwindigkeit von 50 mm/s war die Glasoberfläche ähnlich zerstört wie nach Sandstrahlen oder nach einer chemi¬ schen Mattierung.
Beispiel 5
V20 und Co20, wurden im atomaren Verhältnis der Ionen 1 : 300 in einer Achatschale zerrieben. Aus diesem Gemisch wurde eine Suspension in Äthylalkohol zubereitet. Diese Suspension wurde dann auf ein 1 mm dickes Glasplättchen aufgetragen. Nach Aus¬ trocknen wurde das Glas mit einer Nd:YAG-Impulslaserstrahlung mit folgenden Parametern bestrahlt: Impulsenergie 10 3 , Im¬ pulslänge 5 ms, Spurbreite 0,1 mm. In diesem Fall wurde die Glasplatte mit einem Laserimpuls durchgebohrt. War die Glas- platte mit der beschriebenen Schicht nicht versehen, ging der Laserimpuls praktisch ohne Absorption durch die Platte.
ERSATZBLATT Beispiel 6
Titandioxid der Reinheit 99, 99 % wurde für 40 Minuten bei ei¬ ner Temperatur von 780 °C in einer Atmosphäre erhitzt, die 98 Vol.-% Argon Ar und 2 Vol.-% Wasserstoff H2 enthalten hat. Es entstand ein blaubrauπes Pulverprodukt, das ein Gemisch von Oxiden von Ti + und Ti + war. Analytisch wurde festge¬ stellt, daß das Pulver Ti + und Ti + Ionen im atomaren Ver¬ hältnis 10 : 3 enthielt. Eine Suspension dieses Pulvers in Äthylalkohol wurde auf den Rand eines Brillenglases aufgetra- gen. Nach Austrocknen wurde das Glas auf dieser Stelle mit Hilfe einer modulierten Strahlung eines Nd:YAG-Lasers be¬ schriftet. Die benutzten Parameter waren: Frequenz 10 kHz, Impulslänge 220 ns, Durchschnittsleistung 3,2 W, Spurbreite 0,03 mm, Beschriftungsgeschwindigkeit 110 mm/s. Es entstand eine sichtbare Beschriftung, die einem matten Schliff ähnelte.
Beispiel 7
Für die Beschriftung von Trinkgläsern mit Hilfe eines Nd:YAG-
Lasers, wobei die Parameter für die Bestrahlung dieselben wie im Beispiel 6 waren, wurden Wasser-Alkohol-Lösungen mit Gehalt von 5 Gew.-% K4Fe(C )6 oder K3Fe(CN)6 benutzt. Die Beschrif¬ tung wurde nach Austrocknen der auf die Glasoberfläche aufge¬ brachten Lösungen durchgeführt. Die Resultate waren nicht gut reproduzierbar. Die Beschriftung war in beiden Fällen stark unregelmäßig. Bei Benutzung einer Wasser-Alkoholsuspension, die 5 Gew.-% von FeΛ |Fe(CN), I , enthielt, und in der Ionen Fe 3+ und Fe2+ im atomaren Verhältnis von 4 : 3 vertreten wa¬ ren, war die Beschriftung regelmäßig, ohne Fehler und leicht gelb gefärbt.
ERSATZBLATT

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beschriftung oder Dekoration von der Ober¬ fläche eines im Beschriftungs- oder Dekorationsbereich transparenten Substrates, insbesondere eines Substrates aus Glas, mit folgenden Merkmalen:
a) auf die Oberfläche des Substrates wird wenigstens im Be¬ schriftungs- oder Dekorationsbereich eine Hilfsschicht aufgetragen, b) die Hilfsschicht enthält wenigstens zwei Arten von Ionen von Übergangselementen, die sich in ihrer Wertigkeitsstu¬ fe oder Ordnungszahl unterscheiden, c) der mit dieser Hilfsschicht versehene Beschriftungs- oder Dekorationsbereich wird mit einer Laserstrahlung mit einer
Wellenlänge zwischen 0,3 μm und 1,6 μm bestrahlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n¬ z e i c h n e t , daß die zwei Ionen zueinander in einem Atomverhältnis vorliegen, das höchstens 800 : 1 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Gesamtgehalt dieser Ionen in der Hilfsschicht nach Trocknung an Luft bis zum konstanten Gewicht wenigstens 3 Gew.-% beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Übergangselemente Elemente mit den Ordnungszahlen 22 - 29, das sind die Elemente Titan Ti bis Kupfer Cu, vorgesehen sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Laserstrahlung eines Neodym-Lasers verwendet wird.
ERSATZBLATT
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß nach Auftra¬ gen der Hilfsschicht auf das Substrat eine Trocknung an Luft durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hilfs¬ schicht nach erfolgter Laserbestrahlung entfernt wird.
8. Verfahren zur Beschriftung und Dekoration von transpa¬ renten Materialien mit Hilfe von Neodym-Lasern, hauptsächlich Erzeugnissen aus Glas mit einer Hilfsschicht, die die im Be¬ reich von 0.3 μm bis 1.6 μm generierte Laserstrahlung ab¬ sorbiert, wobei die Hilfsschicht nur während der Interaktion mit dem Laserstrahl aktiv ist, g e k e n n z e i c h n e t durch das Auftragen einer Hilfsschicht auf die Erzeugnissober¬ fläche, die mindestens zwei Arten von Ionen von Nebengrup¬ penelementen mit Atomzahlen 22 bis 29, die sich durch Wertig¬ keit oder Art des Elementes gegenseitig unterscheiden, ent- hält, wobei das höchste atomare Verhältnis von mindestens zwei dieser Ionen 800:1 beträgt und der Gesamtgehalt derselben Ionen im Stoff der Materialschicht nach Trocknung bis zum konstanten Gewicht auf der Luft mindestens 3 Gewichtsprozente beträgt, wobei die Interaktion der Laserstrahlung mit der aufgetragenen Hilfsschicht, die aufgrund einer exzitierten Absorbierung vorgeht, wobei durch die Hilfsschicht eine Interaktion der Laserstrahlung mit dem transparenten Material verursacht wird.
ERSATZBLATT
PCT/CS1992/000002 1992-01-23 1992-01-23 Verfahren zur beschriftung oder dekoration von transparenten substraten mit einem laser WO1993015029A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CS1992/000002 WO1993015029A1 (de) 1992-01-23 1992-01-23 Verfahren zur beschriftung oder dekoration von transparenten substraten mit einem laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CS1992/000002 WO1993015029A1 (de) 1992-01-23 1992-01-23 Verfahren zur beschriftung oder dekoration von transparenten substraten mit einem laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1993015029A1 true WO1993015029A1 (de) 1993-08-05

Family

ID=5456625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CS1992/000002 WO1993015029A1 (de) 1992-01-23 1992-01-23 Verfahren zur beschriftung oder dekoration von transparenten substraten mit einem laser

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO1993015029A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10351226A1 (de) * 2003-10-27 2005-06-09 Baublys Control Laser Gmbh Verfahren zum Beschriften von Glas mittels Laser
WO2015036426A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-19 Saint-Gobain Glass France Laser process for the implementation of metallic nanoparticles into the surface of large size glass substrates
US10583668B2 (en) 2018-08-07 2020-03-10 Markem-Imaje Corporation Symbol grouping and striping for wide field matrix laser marking

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0233146A1 (de) * 1986-01-31 1987-08-19 Ciba-Geigy Ag Laserbeschriftung von keramischen Materialien, Glasuren, keramischen Gläsern und Gläsern
EP0391848A1 (de) * 1989-04-06 1990-10-10 Ciba-Geigy Ag Laserbeschriftung von keramischen Materialien, Glasuren, keramischen Gläsern und Gläsern

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0233146A1 (de) * 1986-01-31 1987-08-19 Ciba-Geigy Ag Laserbeschriftung von keramischen Materialien, Glasuren, keramischen Gläsern und Gläsern
EP0391848A1 (de) * 1989-04-06 1990-10-10 Ciba-Geigy Ag Laserbeschriftung von keramischen Materialien, Glasuren, keramischen Gläsern und Gläsern

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 114, no. 18, 6. Mai 1991, Columbus, Ohio, US; abstract no. 169817e, Seite 346 ; *
YI J. J.L., STRUTT P. R.: "SURFACE MODIFICATION OF SIO2 GLASS BY LASER PROCESSING.", JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS., NORTH-HOLLAND PHYSICS PUBLISHING. AMSTERDAM., NL, vol. 120., no. 01 - 03., 1 April 1990 (1990-04-01), NL, pages 283 - 287., XP000128528, ISSN: 0022-3093, DOI: 10.1016/0022-3093(90)90214-7 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10351226A1 (de) * 2003-10-27 2005-06-09 Baublys Control Laser Gmbh Verfahren zum Beschriften von Glas mittels Laser
WO2015036426A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-19 Saint-Gobain Glass France Laser process for the implementation of metallic nanoparticles into the surface of large size glass substrates
US10583668B2 (en) 2018-08-07 2020-03-10 Markem-Imaje Corporation Symbol grouping and striping for wide field matrix laser marking

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0531584A1 (de) Verfahren zur Beschriftung oder Dekoration von transparenten Substraten mit einem Laser
AT405931B (de) Bildung einer silberbeschichtung auf einem glasartigen substrat
EP1885555B1 (de) Farbig strukturierte low-e-schichtsysteme und verfahren zur erzeugung der farbig strukturierten low-e-schichtsysteme sowie deren verwendung
EP0391848B1 (de) Laserbeschriftung von keramischen Materialien, Glasuren, keramischen Gläsern und Gläsern
EP1728770B1 (de) Verfahren zur Markierung von Objektoberflächen
EP2804844B1 (de) Verfahren zur herstellung von metallisiertes produkt
DE3826355A1 (de) Verfahren zum beschriften von verbundbauteilen mit laserstrahlung und mit diesem verfahren hergestelltes verbundbauteil
EP3405445B1 (de) Verfahren zur herstellung einer biozid wirkenden glasoberfläche eines kalk-natronsilicatglases
DE2113336A1 (de) Vorrichtung zum Aufbringen von duennen Werkstoffschichten
WO1993015029A1 (de) Verfahren zur beschriftung oder dekoration von transparenten substraten mit einem laser
DE1496641B2 (de) Verfahren zum gleichmaessigen faerben von glas durch reduk tion von in die glasoberflaeche eingebrachten faerbenden metallkomponenten
DE2324028C3 (de) Transparenter Glaskörper mit einem unter der Einwirkung ultravioletter Strahlung fluoreszierenden Muster, sowie Verfahren zu seiner Herstellung
EP1379477A1 (de) Verfahren zur herstellung farbiger strukturen eines glases
EP1957422B1 (de) Verfahren zur markierung von einscheibensicherheitsglas
DE102020215235A1 (de) Verfahren zum Erzeugen von farbigen, 3-dimensionalen Strukturen in Glaselementen
AT397817B (de) Verfahren zur herstellung eines kupferspiegels
WO2022117271A1 (de) Verfahren zum löschen einer laserinduzierten markierung von glastafeln sowie verfahren und vorrichtungen zum markieren und entmarkieren von glastafeln, vorzugsweise von basisglastafeln, bevorzugt von floatglastafeln
EP1989658B1 (de) Verfahren zum maschinellen lesen von markierungen an/auf/in transparenten markierungsträgern
DE4025814C1 (en) Glass prodn. process - by introducing silver ions into glass surface and treating in steam atmos. to form silicon hydroxide gps.
DE2718739A1 (de) Verfahren zur herstellung eines magnetischen aufzeichnungsmediums
DE2021902A1 (de) Verfahren zum selektiven Durchloechern von Festkoerpern
EP2045091A2 (de) Anordnung und Verfahren zur Beschriftung einer Oberfläche eines Substrats
WO2020165325A1 (de) Verfahren zum erhöhen der festigkeit eines glassubstrates
DE1913497A1 (de) Verfahren zur Modifizierung der physikalischen Eigenschaften von Glas und vitrokristallinen Koerpern
DD218014A1 (de) Verfahren zum strukturieren transparenter schichten mittels laser

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA