用于标记玻璃的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于标记玻璃或玻璃样材料的方法和装置，其中刻写激光束(9)与所述玻璃或所述材料(5)相对于彼此移动，以便在所述玻璃表面或材料表面上形成标记阵列(3)，所述标记阵列由在不连续标记步骤中产生且沿至少一个方向(x、y)分布的多个不连续标记(A、B)组成。根据本发明专利技术，直接彼此相邻的标记(A11、B11；A11、A21)是在预定方向(x、y)上在不直接相继执行的两个标记步骤(PA11、PA12；PA11、PA31)中产生。以此方式，至少两个标记序列在所述预定方向(x；y)上产生，其中所述标记以规则间隔彼此隔开且在所述预定方向上嵌套于彼此内部。因此，且由于在编码期间根据本发明专利技术的温度方案，可实现玻璃的特别低应力的无开裂标记。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及分别根据技术方案I和15的前言所述的用于标记或刻写玻璃的一种方法和一种设备。
技术介绍
玻璃或玻璃制品的可靠标记或刻写正变得越来越重要，例如用于标记由玻璃制成的玻璃批料或产品，例如用于跟踪目的。具体地说，还可能需要在玻璃之中或之上的防篡改标记来确保原有的质量,例如在由玻璃制成的初级包装中，例如呈玻璃小瓶形式用于制药工业。近来，激光辐射逐渐用于标记或刻写玻璃。这类方法极清楚地描述于本申请人的德国专利申请案DE10234002A1的说明书的导言部分中，所述申请案的内容出于公开内容的目的特此明确地以引用的方式并入本文中。然而，这类方法通常要求特别的测量，所述测量通常是昂贵的。本申请人的德国专利DE10122335C1 (对应于美国专利申请案US2003/0029849A1)公开一种用激光标记玻璃的方法和设备，其中通过在欲标记的玻璃表面上的热冲击，在玻璃表面上设置标记。在这一情况下，标记在高于玻璃转化温度的高温下形成，例如在玻璃管制造期间在拉管车间中。本申请人的德国专利申请案DE10234002A1公开一种类似方法，其中标记通过玻璃表面的一处或一处以上局部变形而形成，所述局部变形分别执行透镜作用。W02009/128893A1公开一种用于在玻璃基板表面中形成微结构凹穴的激光烧蚀方法，所述方法用于例如以下的应用微射流系统、提供高疏水表面、微型凹穴阵列、微型透镜系统、生命科学细胞应用和提供微型混合反应器。微结构凹穴在玻璃基板的表面中。公开的是第一实施例，其中第一的多个激光点沿第一行设置，且然后另外多个激光点沿平行于第一行的第二行设置。还公开的是第二实施例，其中连续系列的彼此重叠的激光点以致密的间隔且以“断续性(stuttering)”方式(即以交叉几何形式)逐行形成。激光点彼此重叠。玻璃基板表面中的微结构凹穴通过激光烧蚀而形成。然而，彼此相邻的激光点是否彼此同时或相继设置并不重要。更确切地说，欲在玻璃基板表面中形成的微结构凹穴的开口直径和形状是借助于激光点彼此之间的距离以及借助于激光点彼此的重叠来调节的。尤其对于形成由许多标记点组成的复杂标记来说,需要在相对短的周期内在玻璃中沉积高量的能量，所述相对短的周期仍可引起材料的弱化，例如引起微小裂痕，尽管标记在高于玻璃转化温度的温度下形成。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于标记或刻写玻璃或玻璃样材料(其未必是透明材料)的一种增强型方法和一种增强型设备，由此可实施玻璃或玻璃样材料的更可靠且对材料更温和的标记。根据本专利技术的其它方面，另外提供一种相应方法和一种相应设备，能够实现尤其防篡改和/或充分可读的标记。这些和其它目的通过根据技术方案I所述的方法和根据技术方案15所述的设备来根据本专利技术达成。其它有利的实施例是附属权利要求书的主题。在根据本专利技术的一个方法中，直接彼此相邻的标记不在相继立即执行的两个标记步骤中形成。相反，根据本专利技术，在这两个标记步骤之间执行另一标记步骤，所述另一标记步骤用于形成另一标记，所述另一标记不与第一标记直接相邻且借助于上述两个标记步骤形成。换句话说，根据本专利技术，标记不直接串联或相继形成，而是适时偏移地形成。因此，在第一标记之后，首先形成不与第一标记直接相邻的标记，随后在另一标记步骤中或在另一定时移位标记步骤中形成另一标记。举例来说，根据一个例示性优选实施例，在第一标记之后，首先可形成隔一个标记，随后，在另一标记步骤中形成另一标记，所述另一标记在第一标记与隔一个标记之间或在第一标记与另一远距离标记之间形成。以此方式，根据本专利技术，可快速形成由多个不连续标记组成的标记阵列，且材料的所得热和机械应力还是可有利地保持在低水平且可更好地分布于材料中。即，在一定程度上使材料在紧邻的标记的形成之间冷却。因此，根据本专利技术，标记阵列的机械强度可有利地增加。本专利技术人的精心设计的实验系列已特别显示如果根据现有技术的两个直接相邻的标记直接相继形成，那么与要是执行单个标记步骤相比，在两个标记之间的重叠区域中将普遍存在较高材料温度，所述较高材料温度通常将对材料强度产生负面影响。然而，根据本专利技术，标记步骤的顺序可经调节使得由在先的标记步骤引起的温度梯度在后续标记步骤时已几乎完全退化，且因此普遍存在与在单个标记步骤情况下类似的温度概况。通常，可以个别标记的任何次序执行根据本专利技术的相邻标记的交错写入，只要确保总体上所需标记阵列由多个标记形成即可，且只要防止直接相邻的标记借助于直接相继执行的标记步骤而形成即可。为此目的，激光束原则上还可以随机顺序在标记阵列中写入个别标记，只要确保总体上所需标记阵列由多个标记形成即可，且还是只要防止直接相邻的标记借助于立即相继执行的标记步骤而形成即可。因此，此连续标记的随机顺序服从约束，即防止直接相邻的标记借助于立即相继执行的标记步骤而形成。然而，通常根据本专利技术优选的是个别标记步骤的规则顺序，例如具体表现为个别点状标记的交插或交错标记行。在根据本专利技术的一个方法中，标记优选沿至少一个空间方向、优选沿空间中两个相互正交的方向分布。在所述实施例中，标记由此以经界定的顺序形成，所述顺序被调适成编码的模式。优选的是编码速度关于速度或两个相邻激光点之间的最大时间间隔的最佳化。标记优选地由此以规则间隔沿空间中的相应方向交错形成，以便总体上形成由可用于编码信息的不连续标记点组成的一维或二维阵列。根据另一实施例，标记步骤在相应预定方向上形成至少两个规则间隔开的标记系列，所述标记系列在相应预定方向上交插或交错。此举可例如通过偏转玻璃表面上的脉冲激光束来实施，其中对于每一扫描行或扫描列，仅写入隔一个、隔两个等标记点，且在后续扫描中再次偏移扫描相应行或列以写入标记阵列的相应偏移标记点。根据本专利技术的标记点顺序的时间延迟写入大大有助于标记阵列的形成。特别是，以此方式也维持了每一个标记点的极其一致的条件。如果在高于玻璃的转化温度Tg至少20K的预定温度下形成标记，那么结果是对于获得高机械强度以及防止形成开裂尤其有利。在第一实施例中，原则上此举可通过适当调节激光脉冲的功率和/或强度来实现。根据本专利技术的一个优选实施例，标记阵列或整个标记阵列和其紧接着的邻近区域被适当加热，以便在高于玻璃的转化温度至少20K的预定温度下刻写个别标记。为此目的，标记阵列或标记阵列和紧接着的邻近区域的温度可持久维持在高于玻璃的转化温度至少20K的温度下。根据本专利技术，激光脉冲的强度经调节使得这些激光脉冲不引起材料的任何加热，或在任何情况下不存在材料的明显加热，然而，总体上材料被加热到高于至少用于写入相应标记点的转化温度至少20K的温度。对于加热标记阵列或标记阵列和其紧接着的邻近区域，基本上可使用任何加热方法，包括燃烧器加热、红外线加热等。然而，优选地使用借助于光辐射、尤其借助于适当扩大或成像的加热激光束(例如CO2-激光的扩大的激光束)的预热。当标记或标记阵列在执行标记步骤期间和/或之后以受控制的方式冷却，直到已达到低于玻璃的转化温度的第二预定温度为止时，可根据另一实施例获得具有甚至更小张力的标记阵列。为此目的，原则上，可使用用于加热材料的加热方法，尤其是经适当调节的加热激光束。或者，还可使用经控制的红外线加热，即例如通过在执行标记步骤之后立即移出玻璃且使其在下游红外线加热炉中冷却。第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.02 DE 10201003727301.一种用于标记玻璃或玻璃样材料的方法，其中写入激光束(9)与所述玻璃或玻璃样材料(5)相对于彼此移动，以在所述玻璃或玻璃样材料之中或之上形成由多个不连续标记(A、B)组成的标记阵列(3)，所述不连续标记是在不连续标记步骤中形成且沿至少一个方向(x、y)分布，其中 在预定方向(x、y)上直接彼此相邻的标记(All、Bll ;A11、A21)是在不直接相继接连执行的两个标记步骤(PA11、PA12 ;PA11、PA31)中形成，且 所述标记步骤在所述预定方向(x;y)上形成至少两个标记系列，所述标记系列以规则间隔彼此隔开且在所述预定方向上交错， 其特征在于所述相应规则间隔开的标记系列是通过所述写入激光束(9)与所述玻璃或玻璃样材料(5)之间沿所述预定方向(X ；y)逐行或逐列地相对移动或通过以随机顺序形成所述标记来形成，从而防止直接相邻的标记借助于直接相继接连执行的标记步骤而形成。2.根据权利要求1所述的方法，其中在用于形成在所述预定方向(x;y)上直接彼此相邻安置的相应第一标记和第二标记(Al1、BI I ;A11，A21)的相应第一标记步骤(PAll)与相应第二标记步骤(PB11 ；PA21)之间，执行用于形成在所述预定方向上不与所述第一标记(All)直接相邻的另一标记(A12 ；A31)的另一标记步骤(PA12 ;PA31)。3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述标记借助于短激光脉冲形成，其中所述标记阵列(3)的标记形成二维矩阵(I)，在所述二维矩阵中所述标记沿两个相互正交的方向(x、y)安置且彼此间隔开，以编码信息。4.根据权利要求3所述的方 法，其中所述标记阵列(3)或所述标记阵列(3)连同其紧接着的邻近区域一起被加热到预定温度，尤其借助于光辐射，优选借助于扩大的加热激光束(12)加热到预定温度。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述激光脉冲的功率使得在高于所述玻璃的转化温度(Tg)至少20K的第一预定温度(Tl)下形成所述标记。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述标记阵列(3)或所述标记阵列(3)连同其紧接着的邻近区域一起被加热到低于所述第一预定温度(Tl)的温度(THl ;TH2)。7.根据权利要求4到6中任一权利要求所述的方法，其中所述标记或所述标记阵列(3)在执行所述标记步骤期间和/或之后以受控制的方式冷却，直到达到低于所述玻璃的所述转化温度(Tg)的第二预定温度(T2)为止。8.根据权利要求7所述的方法，其中使用受控制的红外线加热或受控制的光辐射以所述受控制的方式，尤其是激光辐射来进行所述冷却，以便实现受控制的回火。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述第二预定温度(T2)低于所述玻璃的所述转化温度至少20K且优选至少40K，和/或如果所述温度下降到低于所述第二预定温度，优选低于比所述玻璃的所述转化温度低至少50K的温度，那么执行另一冷却步骤，尤其是不受控制地冷却。10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中在用于产生直接相邻的标记(A1UB11 ;A11、A21)的两个标记步骤(PAlKPBlI ;PA11、PA21)之间存在至少0.01秒长的时间，在所述时间中在所述玻璃之中或之上所述写入激光束(9)的强度减小或消失。11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中在所述标记阵列(3)中直接彼此相邻的所述不连续标记(A、B)中的至少一些彼此部分重叠。12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述标记阵列(3)中直接彼此相邻的所述不连续标记(A、B)经形成以使得其在一定程度上彼此重叠。13.根据权利要求12所述的方法，其中在所述标记阵列(3)中直接彼此相邻的所述不连续标记(A、B)是以各自具有预定直径的圆形标记的形式形成，且使得所述直接相邻的标记的所述相应预定直径比所述标记之间的距离大最多10%，优选大最多20%。14.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述玻璃或由其形成的玻璃产品仍然在加热状态下测试，且通过热处理来使有缺陷的玻璃或玻璃产品的所述标记阵列的标记难以辨认或无效。15.一种用于标记玻璃或玻璃样材料的设备，所述设备借助于在所述玻璃或玻璃样材料(5)之中或之上的共同形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·维茨曼，乌拉·特林克斯，
申请(专利权)人：史考特公司，
类型：
国别省市：