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Dokumentenidentifikation DE20023710U1 30.03.2006
Titel Farbige Muster
Anmelder Pösl, Rudolf, Dipl.-Ing., 90453 Nürnberg, DE;
Lenhart, Armin, Prof. Dr., 91077 Neunkirchen, DE
Vertreter Christ, D., Dipl.-Ing., 91080 Uttenreuth
DE-Aktenzeichen 20023710
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 30.03.2006
Registration date 23.02.2006
Application date from patent application 30.10.2000
File number of patent application claimed 100 53 771.5
IPC-Hauptklasse B41M 1/34(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41M 1/28(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B41J 3/407(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B41J 3/413(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

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

Die Erfindung betrifft ein System 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 Anlagen bekannt, mit denen auf dem vorgenannten Weg z.B. Beschriftungen auf Glas, Metall oder Keramik erzielbar sind.(vgl. z.B. US-PS 6075223). Die bekannten Systeme ergeben nur eine relativ beschränkte Auswahlmöglichkeit hinsichtlich Farben und Träger.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System anzugeben, mit dem eine Vielzahl unterschiedlicher wählbarer Farben auf den genannten Substraten ohne Oberflächenbeschädigungen aufbringbar sind.

Diese Aufgabe wird u.a. wesentlich durch folgende Merkmale gelöst:

ein Überzug mit einem Anteil der Farbe-Metalloxyde, Pigmentezwischen 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 wirkliche Schädigungen des Substrates sehr gering, sodaß die Gebrauchsfähigkeit nicht beeinträchtigt wird. Auch werden Farbpigmente durch die hohe kurzzeitige Temperatur nicht zerstört, sodaß die eingestellte. Farbe nicht unzulässig verändert wird.

Als Flußmittel kann z.B. Borosilikatglas mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 3,3 × 10 K verwendet werden und als Energieabsorber SnO, TiO 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 Ausdehnungskoeefizienten unter 5×10–6 K–2 oder ein Glasfluß mit leichter Rufschmelzbarkeit (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 &mgr; ,einem Absorberanteil zwischen 5–30 % und dem Rest Glasfluß als Überzug lässt sich dieser Effekt erzielen.

Anhand eines schematischen Beispieles sei die Erfindung näher erläutert: Ein Substrat 1 aus Metall, Glas oder Keramik ist mit einem Überzug von z.B. 5–25 &mgr; versehen, der aus einem Flußmittel mit einem Anteil von z.B. 40%, einem Farbabteil 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, sodaß an den entsprechenden Stellen ein fester Farbauftrag entsteht. Die Relativbewegung des Strahles 5 zum Substrat 1 kann dabei durch Strahlablenkung und/oder 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.


Anspruch[de]
  1. System zum Herstellen farbiger Muster auf einem Substrat(1) aus Glas, Keramik oder Metall, mit einem von einem Rechner (4) gesteuerten Infrarotlaser (3) und mit einem Substrat, welches auf der Oberfläche mit einem Überzug (2) aus 10–70% Farbe -Metalloxyde, Pigmente-, 0–90% Energieabsorber und 10–90% Flußmittel versehen ist , relativ zu dem der Strahl(5) des Infrarotlasen (3) verschiebbar ist, welcher eine elektrische Leistung kleiner/gleich 10 Watt und eine Relativgeschwindigkeit zum Substrat größer/gleich 60 mmm/sec aufweist.
  2. System nach Anspruch 1, mit einem Infrarotlaser(3) mit einer Leistung zwischen 4–7 Watt und einer Vorschubgeschwindigkeit zwischen 70–150 mm/sec.
  3. System nach Anspruch 1, mit einem Überzug von Borosilikatglas als Flußmittel und SnO, TiO2 oder Glas als Energieabsorber.
  4. System nach Anspruch 1, mit einem Überzug mit einem Farbanteil zwischen 20–50% und einem Flußmittelanteil zwischen 20–40%.
  5. System nach Anspruch 1, zum Herstellen von „weiß" mit einem Überzug zwischen 30–70 % ZrO2 Farbanteil, 5–30% Energieabsorber und einem Rest aus Glasfluß ggf. mit Zuschlagstoffen.
  6. System nach Anspruch 5, mit einem Überzug von ca. 50% ZrO, ca. 10% Energieabsorber und ca. 40% Glasfluß.
  7. System nach Anspruch 5, bei dem der Überzug zusätzlich Antimonoxid enthält.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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