Brevet FR2575422A1 — publié le 19860704

La présente invention est relative à un procédé permettant de décorer, de marquer et de graver ou de traiter d'une manière analogue au moyen d'un faisceau laser des objets, notamment des objets pour usages ménagers, qui com- portent une surface émaillée. La décoration et le marquage d'objets au moyen de faisceaux laser sont en principe connus et utilisés sur- tout dans l'industrie de la verrerie et pour la vaisselle en acier fin (DD-P 112 941, DE-OS 3 04 1072). Pour réaliser avec exactitude des décorations et des marques ou des inscriptions sans endommager les surfaces voisines, différents procédés ont été mis au point, notamment pour la décoration d'articles en verre et en céramique. Ils impliquent, d'une part, des modifications momentanées des puissances de rayonnement,et, par conséquent, de l'énergie qui agit sur les objets et, d'autre part, il est connu,maintenant, d'appliquer, pendant l'action du rayonnement, une couche de protection empêchant la surface d'être endommagée. Il a été proposé également, pour éviter des destructions,de faire agir un milieu de refroidissement protecteur pendant l'application du rayonnement (DD-P 118 251, DD-P 212 701). - Une transposition de ces procédés connus pour la décoration, le marquage et la gravure ou pour des traite- ments analogues d'objets recouverts d'une couche d'émail n'est cependant possible qu'à certaines conditions en prenant des dispositions compliquées et coûteuses sans que l'on soit sûr, pour autant, d'obtenir un résultat=répondant à toutes les exigences. Il n'est pas possible, en particulier, avec les procédés connus, d'obtenir des décorations dans le cas du passage au feu pour l'émaillage direct à une couche. De plus, après un usage prolongé des objets qui les portent, ces décorations et ces marquages posent des problèmes du point de vue de l'hygiène (structure à bulles de la couche d'émail). Le but de l'invention est de permettre l'utilisa- tion du rayonnement laser pour la décoration, le marquage et la gravure ou un traitement analogue d'objets comportant une couche superficielle d'émail, de manière à obtenir, avec des moyens simples, des décorations, des marques et des inscriptions faciles à identifier, sans risque de détériora- tion des surfaces voisines et sans que l'utilisation des objets pose des problèmes du point de vue de l'hygiène. Le but de l'invention est donc la mise au point d'un procédé permettant, au moyen d'un dispositif à laser connu, de réaliser les conditions de traitement d'objets émaillés et d'obte'nir destracés de décorations, de gravures, de marques et d'inscriptions sans défauts. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que l'on mélange au revêtement d'émail des produits géné- rateurs d'un trouble, comme les oxydes de titane, d'étain, de cérium et d'antimoine qui, lorsqu'ils sont soumis à l'action d'un faisceau laser, se dissocient localement et optiquement par suite de réactions chimiques et physiques, ce qui produit une modification de la couleur de la zone irradiée et,par conséquent, permet de la déceler facilement. Cette action de rayonnement peut s'exercer sur une couche superficielle d'émail déjà passée au four comme sur un revêtement d'émail qui n'a pas encore été soumis à une cuisson ou sur de l'émail encore chaud ou plastique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les bords qui se forment sous l'action du rayonnement laser peuvent être estompés par une nouvelle action d'un faisceau laser ayant une énergie différente pour par un chauffage de l'ensemble de l'objet au moyen de sources de chaleur connues. Pour améliorer encore l'aspect obtenu, on peut pour répondre à certaines exigences, soumettre l'objet à un traitement supplémentaire consistant à le recouvrir d'une autre couche d'émail. Cette couche peut être constituée par des émaux transparents, troubles, non troublés ou colorés. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les surfa- ces peuvent être, en plus, pendant l'irradiation par le faisceau laser, recouvertes par un matériau absorbant imbibé de flux, d'agents de lustrage ou d'une solution de sels fortement colorante, ce qui ne fait qu'améliorer l'aspect obtenu. Le procédé suivant l'invention est applicable aussi bien pour un traitement au laser de couches d'émail appliquées par des procédés habituels que pour le traitement d'objets soumis à une cuisson directe ou en deux couches. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'exemples de réalisation: Exemple 1 Un récipient en aluminium est soumis à un traite- ment préalable habituel puis recouvert par vaporisation d'une barbotine d'émail. Cette barbotine a une composition correspondant aux proportions suivantes: parties de fritte ou 100 parties de fritte parties de Tio2 5 parties de colorant 15 parties d'agent de fixation 5 parties de Tio2 parties d'eau 15 parties d'agents de fixation parties d'eau Après la vaporisation de la barbotine, l'émail est immédia- tement soumis à la cuisson. Le récipient terminé est ensuite placé sur un dispositif de décoration au laser. Suivant un programme fixé à l'avance, une décoration est réalisée au moyen d'un faisceau laser au Co2 sur le récipient du fait que le produit générateur de trouble Tio2 se dissocie locale- ment ou optiquement suivant la manière dont le faisceau laser est guidé. Exemple 2 Le tableau de commande d'une cuisinière à gaz ou d'une cuisinière électrique doit comporter l'indication de l'usine productrice et des inscriptions utiles au fonctionnement. On commence par effectuer l'émaillage fon- damental de l'objet suivant les procédés habituels. Ensuite, on applique par projection un émail couvrant qui contient % d'oxyde de titane fondu. Après le séchage, la réali- sation des inscriptions voulues sur l'objet s'effectue au moyen d'un laser Co2 ou YAG suivant un programme fixé à l'avance. Ce n'est qu'ensuite que l'objet est soumis à une cuisson à une température utilisée couramment pour l'émail. Exemple 3 Un récipient en tôle d'acier est recouvert d'émail suivant un procédé habituel, l'émail de couverture contenant un produit générateur de trouble. L'objet émaillé est ensuite décoré, au moyen d'un faisceau laser, dans les conditions déjà indiquées dans l'exemple 1 et l'exemple 2. Sur l'objet décoré, on applique ensuite un émail coloré transparent consitué par un émail de majolique, on le sèche et on le soumet à une cuisson. On obtient de cette manière un récipient émaillé portant une belle décoration, les contours du faisceau laser traversant l'émail de majolique. REVENDICATIONS 1. Procédé et décoration, de marquage et de gravure ou de traitement analogue au faisceau laser de corps comportant des surfaces émaillées, caractérisé en ce qu'on mélange à l'émail ou aux matières premières constituant l'émail des produits générateurs de trouble, comme les oxydes de titane, d'étain, de cérium et d'antimoine, qui, sous l'action du faisceau laser, se dissocient localement et par action optique, par suite de réactions chimiques et physiques et, de ce fait, provoquent une modification de couleur. 2. Procédé de décoration, de marquage et de gravure ou de traitement analogue selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement par laser s'effectue aussi bien sur une couche superficielle d'émail cuite que non cuite. 3. Procédé de décoration, de marquage et de gra- _ vure ou de traitement analogue selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement par laser s'effectue également sur une surface d'émail chaude ou plastique. 4. Procédé de décoration, de marquage et de gravure ou de traitement analogue selon l'une des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que lasurface traitée au laser ou l'objet tout entier sont soumis à un nouveau traitement thermique. 5. Procédé de décoration, de marquage et de gra- vure ou de traitement analogue selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface de l'objet traité au laser est munie d'une autre couche d'émail transparent, trouble, non troublé, ou coloré.- - 6. Procédé de décoration, de marquage et de gravure ou de traitement analogue selon l'une des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que, pendant le rayonne- ment par faisceau laser, la surface est recouverte d'un matériau absorbant imprégné de flux, d'agents de lustrage ou de solutions de sels fortement colorantes.