ES2877230T3 - Método para producir paneles de vidrio marcados - Google Patents

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Abstract

Un método para obtener un panel de vidrio marcado en una parte de una de sus caras con símbolos de formación de códigos; que comprende una etapa de grabar dichos símbolos mediante radiación láser en una lámina de vidrio obtenida mediante flotación en un baño de estaño fundido, llevándose a cabo dicho grabado en la cara que ha estado en contacto con dicho baño de estaño fundido.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para producir paneles de vidrio marcados
La invención se refiere al campo del marcado de códigos de identificación en paneles de vidrio.
Puede resultar útil marcar paneles de vidrio mediante códigos de identificación que pueden contener cualquier tipo de información, por ejemplo, un número usado para la identificación del panel de vidrio, información relacionada con el lugar o con la fecha de fabricación y similares.
Se conoce un método, de la solicitud WO2015121549, para leer códigos de identificación marcados en la superficie de paneles de vidrio junto a la cara de borde de dichos paneles, en donde la lectura se lleva a cabo a través de la cara de borde de dichos paneles. Tal método hace posible la lectura rápida de códigos en dos dimensiones, por ejemplo, del tipo “ Datamatrix” , tanto en paneles aislados como en paneles apilados. El marcado se realiza, por ejemplo, mediante un láser que grabará la superficie del vidrio.
Un objetivo de la invención consiste en mejorar la fiabilidad de la lectura del código a través de la cara de borde.
Con tal fin, el objeto de la invención es un método para obtener un panel de vidrio marcado en una parte de una de sus caras con símbolos de formación de códigos, que comprende una etapa de grabar dichos símbolos mediante radiación láser en una lámina de vidrio obtenida mediante flotación en un baño de estaño fundido, llevándose a cabo dicho grabado en la cara que ha estado en contacto con dicho baño de estaño fundido.
Se describe un panel de vidrio formado a partir de una lámina de vidrio obtenida mediante flotación en un baño de estaño fundido, marcándose dicho panel con símbolos de formación de códigos grabados mediante radiación láser en una parte de la cara que ha estado en contacto con dicho baño de estaño fundido. Este objeto es, en particular, un panel de vidrio obtenido mediante el método según la invención.
Se describe un método para leer, a través de la cara de borde, símbolos de formación de códigos marcados en un panel de vidrio obtenidos mediante el método de la invención.
La fabricación de vidrio por flotación comprende convencionalmente las siguientes etapas:
- la etapa de flotación, en la que el vidrio fundido procedente de un horno de fusión se vierte continuamente sobre un baño de estaño fundido, formando una tira de vidrio continua, que se solidifica gradualmente,
- la etapa de recocimiento, en la que la tira de vidrio solidificado se enfría gradualmente, primero en un horno de recocimiento, conocido como “ Lehr” , y luego en el aire abierto, para eliminar posibles tensiones residuales propensas a producir roturas,
- la etapa de corte, en la que la tira se corta para formar paneles de vidrio de gran tamaño, típicamente, de 6*3 m2.
Durante la etapa de flotación, una cara de la tira estaba en contacto con el baño de estaño y se conoce comúnmente como “cara de estaño” en la técnica, y también en el presente texto. La otra cara, en contacto con la atmósfera, se conoce como “cara de atmósfera” . Los inventores han sido capaces de demostrar que un grabado por láser llevado a cabo en la cara de estaño de la lámina de vidrio hace posible mejorar la calidad de la imagen captada a través de la cara de borde de los paneles de vidrio y, por lo tanto, facilitar la lectura de los códigos. Por lo tanto, es posible reducir el tamaño de los códigos a la vez que se conserva una buena calidad de lectura.
Según una realización, el método de la invención comprende, antes de la etapa de grabado, una etapa de flotación en un baño de estaño fundido para obtener la lámina de vidrio, después, una etapa de recocimiento de dicha lámina de vidrio, después, una etapa de corte, llevándose a cabo la etapa de grabado durante la etapa de recocimiento o entre la etapa de recocimiento y la etapa de corte.
En esta realización, el grabado químico se lleva a cabo por lo tanto en la tira de vidrio móvil, típicamente, en movimiento lineal. La velocidad de desplazamiento de la tira es típicamente entre 5 y 24 metros por minuto, según la velocidad del horno y el espesor de la tira de vidrio.
Según otra realización de la invención, la etapa de grabado se lleva a cabo después de al menos una etapa de corte, en paneles de vidrio de tamaños terminados. Por lo tanto, el grabado se lleva a cabo después de la etapa de corte, de hecho, incluso después de otras etapas de corte subsiguientes, opcionalmente, en otros lugares que no son la planta de fabricación de vidrio en flotación, por ejemplo, en una planta para la transformación del vidrio en acristalamientos para la industria de la construcción o la industria del automóvil. Por lo tanto, el panel marcado final no tiene necesariamente las mismas dimensiones que el panel en donde se llevó a cabo el grabado.
En esta realización, el grabado se puede llevar a cabo por lo tanto en un panel de vidrio estático o en un panel de vidrio móvil, típicamente, en movimiento lineal. En el último caso, generalmente, el grabado se lleva a cabo cuando el panel de vidrio se mueve a lo largo de una línea de transformación, por ejemplo, una línea para el depósito de capas delgadas, particularmente mediante metalizado al vacío catódico, a lo largo de una línea de revestimiento, a lo largo de una línea para la fabricación de acristalamientos laminados, de acristalamientos múltiples, de acristalamientos templados y similares.
Por lo tanto, según la realización seleccionada, el grabado se puede llevar a cabo igualmente bien en la línea del vidrio en flotación, siendo de este modo la lámina de vidrio la tira de vidrio en flotación, y fuera de la línea del vidrio en flotación, siendo de este modo la lámina de vidrio un panel de vidrio.
La radiación láser es, preferiblemente, radiación ultravioleta. Se entiende que por radiación ultravioleta se hace referencia a radiación cuya longitud de onda está dentro de un intervalo que se extiende de 100 a 400 nm. Esto se debe a que el uso de radiación ultravioleta hace posible aumentar aún más la resolución del grabado, por ejemplo, haciendo posible la obtención de códigos perfectamente legibles a través de la cara de borde con tamaños de símbolos más pequeños que 180 pm. Además, los inventores han podido demostrar que las ventajas de la invención en términos de legibilidad del código mejoran particularmente en el caso del uso de radiación ultravioleta: esto se debe a que la diferencia de legibilidad entre una marca de la cara de estaño y una marca de la cara de atmósfera es aún mayor en el caso del grabado por un láser ultravioleta. Por lo tanto, es posible grabar códigos de pequeño tamaño que permanecen perfectamente legibles.
La radiación ultravioleta puede ser particularmente el resultado de un láser seleccionado de:
- láseres de excímero, por ejemplo, un láser de fluoruro de argón (longitud de onda de 193 nm),
- láseres que comprenden una matriz YAG (yttrium aluminum garnet - granate de itrio aluminio) o YVO4, en particular dopados con neodimio o con iterbio, y acoplados a un triplicador o cuadriplicador de frecuencia, un láser ND:YAG o Nd: YVO4 puede, por lo tanto, acoplarse a un triplicador de frecuencia para producir radiación láser cuya longitud de onda es de 355 nm, o incluso a un cuadriplicador de frecuencia, teniendo por lo tanto la radiación obtenida una longitud de onda de 266 nm,
- láseres de fibra dopados con iterbio.
Otros láseres que emiten en la región ultravioleta son, por ejemplo, láseres de argón o láseres de ion (xenón, criptón), láseres de colorante, láseres de electrones libres, láseres de estado sólido dopados con cerio o diodos láser de gallium nitride (nitruro de galio - GaN).
Preferiblemente, la radiación láser es pulsada.
También es posible usar láseres pulsados de femtosegundos o picosegundos.
De una manera conocida, el rayo láser formado se puede enfocar en la superficie de la lámina de vidrio mediante un cabezal de enfoque, estando dotado este último preferiblemente de medios para la orientación del rayo, tales como espejos montados en posicionadores piezoeléctricos.
Cuando el grabado se lleva a cabo después de una etapa de corte, el método de marcado según la invención puede comprender, antes de la etapa de grabado, una etapa de identificación de la cara de estaño de la lámina de vidrio. Esta etapa de identificación puede llevarse a cabo, en particular, por irradiación de las caras de dicha lámina de vidrio mediante radiación ultravioleta (por ejemplo, usando una lámpara que emite a una longitud de onda de 254 nm) y observación, opcionalmente visual, de la presencia o ausencia de radiación de fluorescencia, identificándose la cara de estaño como la cara que emite dicha radiación de fluorescencia.
Un panel de vidrio comprende dos caras, o caras principales, conectadas entre sí por una cara de borde. El espesor de la cara de borde (por lo tanto, del panel de vidrio) es generalmente entre 1 y 19 mm, particularmente, entre 2 y 6 mm, de hecho, incluso entre 3 y 5 mm. Las caras del panel de vidrio son generalmente de forma rectangular. Las dimensiones laterales del panel de vidrio pueden estar particularmente entre 1 y 7 m, particularmente entre 2 y 6 m.
El vidrio que constituye la lámina o panel de vidrio presenta preferiblemente una composición de sosa-cal-sílice, es decir, una composición que comprende sílice (SiO2) como óxido formador de red y óxidos de sodio (sosa Na2O) y calcio (cal CaO). Esta composición comprende preferiblemente los siguientes constituyentes en un contenido que varía dentro de los límites en peso definidos a continuación:
SiO2 60 - 75 %
Al2O3 0 - 10 %
B2O3 0 - 5 %, preferiblemente 0
CaO 5 - 15 %
MgO 0 - 10 %
Na2O 5 - 20 %
K2O 0 - 10 %
BaO 0 - 5 %, preferiblemente 0.
Además, son posibles otros tipos de composiciones, tales como composiciones de borosilicato o aluminosilicato, que participan también en la formación mediante el método de flotación de vidrio.
Los símbolos presentan preferiblemente un tamaño medio de entre 50 y 180 pm, en particular, entre 60 y 160 pm, de hecho, incluso entre 70 y 140 pm. Los símbolos son en su mayor parte de forma sustancialmente circular, correspondiéndose de este modo su tamaño medio con su diámetro. El tamaño medio de los símbolos puede determinarse particularmente mediante el uso de un perfilómetro o mediante microscopía, por ejemplo, mediante microscopía óptica de campo claro.
Por “grabado en la cara” se entiende generalmente que los símbolos están en la superficie del vidrio, estando dispuesta la zona afectada por el grabado a una distancia generalmente inferior a 50 pm, de hecho, incluso 40 pm e incluso 30 pm, de la superficie del vidrio.
Los símbolos están preferiblemente como máximo a 10 mm de una cara de borde de la lámina o panel de vidrio, preferiblemente como máximo a 7 mm, de hecho, incluso 5 mm e incluso 4 mm de una cara de borde de la lámina o panel de vidrio. Así, se facilita la lectura en toda la cara de borde.
El código es preferiblemente un código bidimensional, particularmente del tipo Datamatrix o análogo. Es posible mencionar, a título de ejemplos no limitativos, códigos 3-DI, Código Aztex, Codablock, Código 1, Código 16K, Código Dot, Código QR, ezCode, BeeTagg Big, BeeTagg Landscape, DataMatrix, Maxicode, Snowflake, Verocode, BeeTagg Hexagon, BeeTagg None, ShotCode, MiniCode, Código 49, Código Datastrip, Código CP o ISS SuperCode. Alternativamente, el código puede ser un código unidimensional, tal como un código de barras.
El código bidimensional presenta preferiblemente unas dimensiones de como máximo 5*5 mm2 , de hecho, incluso 4*4 mm2 e incluso 3*3 mm2 o 2*2 mm2.
El código es generalmente un código para la identificación o para la autentificación del panel de vidrio. Por ejemplo, el código almacena un número de identificación único para el panel de vidrio, estando asociado dicho número en una base de datos con ciertas características del panel. Estas características pueden ser, por ejemplo, la presencia de defectos, su naturaleza, tamaño y/o posición, lo que permite que el transformador optimice el corte posterior del panel de vidrio.
El método de lectura según la invención comprende preferiblemente una etapa de adquisición, mediante una cámara, de al menos una imagen a través de la cara de borde de los paneles de vidrio, siendo la dirección de observación perpendicular e inclinada con respecto a dicha cara de borde de cada uno de los paneles de vidrio, cuyo código tiene que leerse con dicha imagen, y una etapa de procesamiento de imágenes en donde la imagen adquirida se procesa mediante un ordenador programado para extraer la información presente en al menos un código visible en la imagen y que tiene que leerse. Preferiblemente, los paneles de vidrio están dispuestos en una pila durante la lectura. La adquisición de imágenes se lleva a cabo preferiblemente bajo condiciones de iluminación de campo oscuro.
Los ejemplos que siguen ilustran de manera no limitativa la invención.
Las Figuras 1 y 2 son fotografías de códigos mostrados a través de la cara de borde para un ejemplo comparativo y para un ejemplo según la invención, respectivamente.
Una lámina de vidrio flotante claro de sosa-cal-sílice, del tipo comercializado por la compañía solicitante bajo el nombre Planiclear, se sometió a irradiación mediante una lámpara UV (longitud de onda de 254 nm), para identificar la cara de estaño de la lámina.
En un ejemplo según la invención, un código Datamatrix se grabó de este modo en la cara de estaño de la lámina, mediante una radiación ultravioleta de emisión de láser de pulso, más precisamente un láser Nd: YVO4 bombeado mediante el uso de un diodo láser y asociado a un triplicador de frecuencia para producir radiación con una longitud de onda de 355 nm. El código, con un tamaño total de 3*3 mm2, está formado por puntos circulares con un diámetro que oscila de 50 a 120 pm, estando dispuestos los puntos más cercanos a la cara de borde a una distancia de 2 mm de esta última.
En este ejemplo, el grabado se llevó a cabo en la lámina de vidrio mientras estaba en movimiento rectilíneo a una velocidad de 18 metros por minuto.
En un ejemplo comparativo, el mismo código se grabó de la misma manera, pero en la cara de atmósfera de la lámina de vidrio.
Posteriormente, los códigos se leyeron a través de la cara de borde mediante una cámara en un ángulo de aproximadamente 30° con respecto a una normal a la cara de borde.
La imagen tomada por la cámara en el caso del ejemplo comparativo se representa en la Figura 1. Puede observarse que la calidad de la imagen es mediocre, con los puntos que forman el código estando en posiciones discernibles con dificultad entre sí. Aparentemente, esta visibilidad reducida de los puntos se debe a la presencia de microgrietas que se propagan entre los puntos, siendo invisibles dichas microgrietas durante la lectura de la cara, pero dispersando la luz para afectar la lectura a través de la cara de borde. De este modo, la lectura del código es difícil e incluso puede resultar en errores de lectura.
La imagen tomada por la cámara en el caso del ejemplo según la invención se representa en la Figura 2. Aquí se observa que la imagen es de buena calidad y los puntos están bien separados entre sí. De este modo, la lectura del código se facilita enormemente y se minimiza el riesgo de error de lectura.
Por otra parte, cabe señalar que, vistos a través de la cara, los códigos del ejemplo según la invención y del ejemplo comparativo no presentan diferencias visibles. A simple vista, el grabado parece ligeramente más obvio cuando el grabado se lleva a cabo en la cara de atmósfera, aunque en caso de leer el código a través de la cara, no se observan diferencias. Se obtuvieron resultados similares en otras pruebas de grabado, realizadas en paneles de vidrio estáticos.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un método para obtener un panel de vidrio marcado en una parte de una de sus caras con símbolos de formación de códigos; que comprende una etapa de grabar dichos símbolos mediante radiación láser en una lámina de vidrio obtenida mediante flotación en un baño de estaño fundido, llevándose a cabo dicho grabado en la cara que ha estado en contacto con dicho baño de estaño fundido.
  2. 2. El método según la reivindicación 1, de manera que la radiación láser es radiación ultravioleta.
  3. 3. El método según la reivindicación anterior, de manera que la radiación ultravioleta resulta de un láser seleccionado de:
    - láseres de excímero,
    - láseres que comprenden una matriz YAG (yttrium aluminum garnet - granate de itrio aluminio) o YVO4, en particular dopados con neodimio o con iterbio, y acoplados a un triplicador o cuadriplicador de frecuencia,
    - láseres de fibra dopados con iterbio.
  4. 4. El método según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende, antes de la etapa de grabado, una etapa de flotación en un baño de estaño fundido para obtener dicha lámina de vidrio, después, una etapa de recocimiento de dicha lámina de vidrio, después, una etapa de corte, llevándose a cabo la etapa de grabado durante la etapa de recocimiento o entre la etapa de recocimiento y la etapa de corte.
  5. 5. El método según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la etapa de grabado se lleva a cabo después de al menos una etapa de corte, en paneles de vidrio con tamaños terminados.
  6. 6. El método según una de las reivindicaciones anteriores, de manera que los símbolos se disponen como máximo a 10 mm de una cara de borde de la lámina de vidrio o del panel de vidrio, preferiblemente a como máximo 7 mm de una cara de borde de la lámina de vidrio o del panel de vidrio.
  7. 7. El método según una de las reivindicaciones anteriores, de manera que los símbolos presentan un tamaño medio de entre 50 y 180 pm, en particular, entre 60 y 160 pm.
  8. 8. El método según una de las reivindicaciones anteriores, de manera que el código es un código bidimensional, en particular del tipo Datamatrix.
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