CN101817646B - 用于玻璃或玻璃陶瓷板的显示器区域的涂层,生产这种涂层的工艺方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

透明涂层，用于生产涂层的工艺方法，以及它用于全部表面区域都被涂层的玻璃或玻璃陶瓷板的显示器区域的应用，其中显示器区域的透明涂层是含有硅酸烷基酯作为粘合剂的溶胶-凝胶涂料，被安排在不透明涂层留下的未涂层部分中，涂层通过粘合剂的热处理，经硅酸烷基酯的反应性基团交联而形成，并含有直接与硅结合的有机的、不可水解的基团。

Description

用于玻璃或玻璃陶瓷板的显示器区域的涂层,生产这种涂层的工艺方法及其应用
在由玻璃或玻璃陶瓷构成的料理台(cooking surface)中，通过照明显示器(LED，LCD等)提供信息的区域的构造越来越重要。具体来说，与常规的由有色玻璃陶瓷制成的料理台相比，由无色或浅色、透明的玻璃陶瓷制成的料理台提供了全新的机遇。 
由无色玻璃陶瓷构成的料理台一般具有有色的下侧涂层，其阻止看到炉圈的内部(缆线，金属支持物等)。简单地在底面涂层的一部分上留下开口，可以产生用于显示器的未涂层区域(“显示窗”)。单独的LED、7段显示器或完整的LCD视觉显示器装置被安置在不同形状的小的(几毫米)或大的(例如10cm×30cm)显示器区域的后面，使得它不仅能够表明料理台的运行状态，而且还能通过红外或电容式接触传感器检索和显示例如烹调食谱。 
但是，取决于照明显示器的设计，可能需要在炊具顶板的显示器区域中也具有涂层，例如以限制看到电子部件(线路板等)。特别高质量的用于显示器区域的涂层可以从例如EP 1 867 613 A1获知。其中提出的贵金属层具有与可见光谱匹配的透射率，因此既可以安装红色、白色或其他有色的LED，也可以使用有色的LCD视觉显示器装置。此外，它们很少散射光，因此照明显示器非常明亮和清晰。但是，缺点是与这种层的贵金属含量相关的高的制造成本，以及受限的颜色选择(只能获得黑色、棕色、银色、金色或铜色)。 
但是，在市场上也可以获得允许各种不同颜色的较廉价的显示器涂层，尽管在这种情况下有意识地接受了显示质量方面的限制。 
因此，例如FR 2 885 995 A1和WO 2007/066030A1提出了基于粘合剂例如硅酮、聚酰亚胺或聚酰胺的涂层，用于具有显示器区域的料理台。显示器区域中的涂层(“显示器涂层”)被施加在第一层赋予颜色的层中留下的开口区域中。在这里，为了强调显示器区域，希望显示器层与周围的赋予颜色的层之间存在颜色差异。可以由显示器层的不同反射或不同的着色作用来产生或加强所述差异。 
在FR 2 885 995 A1和WO 2007/066030A1中提到的显示器涂层的缺点是低的抗刮力和对来自显示器装置的光的较大的散射(作为使用具有微米级粒度的颜料的结果)。可商购的具有基于硅酮的显示器涂层的料理台的抗刮力测试显示，将调整到与涂层垂直的圆形碳化物金属端头(端头的半径：0.5mm)水平划过显示器层，即使在小于100g的负载下，也可以产生可以透过玻璃陶瓷看见的、即使用者可见的划痕。因此，这样的显示器涂层在生产和随后的装配过程中都需要仔细操作，以便将划伤的显示器层(等外品)造成的成本保持在低的水平。此外，出于美观原因，显示器层与赋予颜色的层之间的颜色差异是不利的，因为目前希望料理台具有均匀一致的颜色。 
根据JP 2003 086337 A，也可以通过硅酸烷基酯涂料(溶胶-凝胶涂料)来生产显示器涂层。根据该日本专利文献，基于溶胶-凝胶的显示器层作为第一个涂料层施加在料理台下侧的整个面积上，随后作为遮光层施加不透明的黑色涂料层，在显示器区域中留下开口。显示器层含有效应颜料以及可能的其他无机添加物。作为黑色遮光层的结果，效应颜料显示出它们的闪光效应，使得具有黑色涂层的区域具有与不带背衬的显示器区域不同的颜色(例如，料理台在被两层覆盖的区域中是金属灰的，在被一层覆盖的区域中是白色的)。 
根据JP 2003 297540 A，可以通过为显示器区域提供黑色涂层的点来减少显示器区域与其他区域之间的颜色差别。则料理台具有至少近似均匀的色度。但是，显示器区域只适用于背光显示器装置，而不能 用于例如7段显示器。 
在JP 2003 086337 A和JP 2003 297540 A中描述的显示器涂层的明显缺点是周围区域(热区，冷区等)的颜色对显示器涂层颜色的依赖性。因为显示器涂层作为第一层施加在整个料理台上，显示器层的颜色继续决定了料理台的其他区域的颜色。料理台的设计可能性由此受到相当大的限制。 
因此，本发明的目的是提供用于玻璃或玻璃陶瓷的有色、透明的显示器涂层，其中
-涂层的颜色不取决于玻璃或玻璃陶瓷的其余区域的颜色， 
并且涂层 
-对于照明显示器来说足够透明， 
-比贵金属层廉价， 
-比常规的层更具抗刮力，并且 
-以足够的程度限制进入例如炉圈内部的可见性。 
具体的目标是提供其颜色实际上与周围区域的颜色一致的显示器层。在特定情况下，涂层还必须适用于电容式接触传感器或红外接触传感器。 
通过使用施加在不存在不透明底面涂层的区域中的硅酸烷基酯涂料而解决了这种复杂的任务。由于料理台首先被提供有如DE 100 14373 C2或DE 10 2005 018 246 A1中所述的不透明涂层，并且涂层具有开口区域(“显示窗”)，其中硅酸烷基酯涂料在独立的涂覆步骤中被施加在开口区域，不透明涂层和显示器涂层的色调可以彼此完全独立地选择。因为基于硅酸烷基酯的显示器层不必含有任何贵金属，它比从EP 1 867 613 A1得知的解决方案便宜许多。由于它们类似玻璃的微观结构，硅酸烷基酯层也比在FR 2 885 995 A1或WO 2007/066030A1中提到的常规有机层更具抗划伤，特别是当烘烤在200℃或更低的 温度下进行时。 
可以通过喷涂、浸涂、流延、涂覆、丝网印刷、移印或其他压印方法来施加涂料。丝网印刷提供了显示器层的厚度可以通过丝网密度进行精确定义的优点，使得在制造过程中可以在宽的区域上以高的精度产生恒定的层厚度。这个方面在显示器层的情况下是特别重要的，因为通过这种方式，发光元件的光的透射可以以确定的方式设定，并在整个显示器区域中保持恒定。适合的涂层厚度在2-20μm的范围内，优选为5-12μm。在层厚度低于2μm的情况下，显示器涂层不再具有足够的不透明性，并且它们的抗刮力低于100g。在层厚度超过20μm的情况下，显示器涂层对于可见光的透射率太低，散射效应显著增加，因此照明显示器不能再足够清晰地分辨。在高的层厚度的情况下还可能发生黏附问题。 
对于涂料在留下的开口区域中的定向施加来说，丝网印刷工艺还不需要任何复杂的掩蔽技术(如在喷涂情况下)。即使当显示器区域周围的区域中涂层非常厚(高达60μm)，使得显示器层不得不印刷在凹处中时，尽管存在需要克服的步骤，但令人吃惊的是，在涂布留下的开口显示器区域中没有发生任何问题。 
特别是，当显示器层的印刷与其余区域中的涂层有大约1-5mm的重叠时，在边缘、即周围区域的涂层结束的边界处没有出现未被润湿的地方。 
显示器层在周围区域的涂层上的重叠印刷是有利的，因为由于制造允许误差，用于印刷显示器层的模板可以相对于所有其他以前印刷的层(包括上侧装饰层)校准的精确度通常为0.3-1.0mm。如果不与周围的底面涂层重叠，由于制造允许误差引起的模板偏移，显示窗的区域可能仍然未被涂覆。但是，如果提供了足够大的显示器层与周围涂层的重叠，就可以确保整个显示器区域总是完全填充有显示器层。 
在这种情况下，重要的条件是显示器层与周围涂层具有足够的黏附性。在基于硅酸烷基酯的显示器层的情况下，已经发现获得了与其他硅酸烷基酯涂料的特别好的粘合，特别是在DE 103 55 160 B4和DE10 2005 018 246 A1中提到的体系。层之间的高黏附强度被假定是由于它们的化学和结构相似性产生的。本发明的基于硅酸烷基酯的显示器层也令人满意地与DE 10 2005 046 570 A1或EP 1 867 613 A1中讨论的贵金属层黏附。 
另一方面，当周围的层主要含有(超过干燥的层的重量的50％)硅酮(聚硅氧烷)作为粘合剂时，发生了黏附问题。在这种情况下，当0.5到10wt％、在特定情况下高达30wt％的硅酮被添加到显示器层中时，层间的黏附可以得到改进。在硅酮含量高于30wt％时，抗刮性降低到低于100g。添加的硅酮也增加了显示器层对水、油和其他液体的不透性，结果显示器层与液体接触形成斑点的趋势被降低。黏附强度可以通过“TESA测试”来测试，其中将透明胶带条在涂层上摩擦，然后猛然拉下(Tesafilm，型号104，Beiersdorf AG)。如果不能通过胶带使涂层从玻璃陶瓷上剥离，使得使用者看不到破坏，那么底面涂层的黏附足够强。 
适合的粘合剂是硅酸烷基酯，例如原硅酸，聚硅酸，原硅酸的酯或聚硅酸的酯，它们具有一个或多个有机的、不可水解的基团，并且可以溶解在有机溶剂中并通过与大气中的水分发生反应而固化。可以通过在DE 043 38 360 A1和EP 1 611 067 B1中描述的硅烷与有机硅烷的部分水解和缩聚而制备的溶胶，例如来自甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷的溶胶，是特别适合的。 
用于生产可丝网印刷的厚漆的适合的溶剂，具体来说是相对不挥发的溶剂，例如二乙二醇丁醚乙酸酯，萜品醇，甲氧基丙醇(VD＝38)，丁基乙二醇(VD＝165)或丁基二乙二醇(VD＞1200)，它们的汽化 值(VD)高于35，沸点高于120℃(VD二乙醚＝1)。相对不挥发性的高沸点溶剂，首先具有将涂料在丝网中保持为液体、即可加工的任务，其次，重要的是涂料的浓度在加工过程中保持恒定，以便可以获得可再生产的层厚度以及因此涂层的恒定透光性。加工过程中涂料的恒定浓度只能通过在涂料中使用足够比例的相对不挥发性的溶剂来实现，因为容易挥发(VD＜10)或中度挥发(VD＝10-35)的溶剂在涂料印刷过程中将会蒸发，并且结果涂料的浓度将不可接受地改变。 
但是，实验也显示，容易挥发的溶剂例如乙醇(VD＝8.3)或中度挥发溶剂例如乙酸丁酯(VD＝11)可以以一定的量存在，而不会在丝网印刷工艺过程中作为溶剂蒸发的结果发生高得不可接受的透光性变化以及相关的浓度的增加。具体来说，容易挥发溶剂的比例必须不高于相对不挥发性溶剂的比例。由粘合剂和溶剂构成的溶液，也被称为“溶胶”，应该含有30-60wt％的用于成膜的、预先缩合的有机硅烷以及70-40wt％的溶剂。 
这样的溶胶在干燥或烘烤后实际上是无色的。因此，为了降低涂层的透光性，需要加入颜料。在高达200℃下至少暂时(1-10分钟)热稳定的颜料是适合的。显示器涂层一般不必可承受更高的温度，首先是因为位于底下的7段显示器装置或LCD视觉显示器装置不允许更高的温度，因此这样的显示器区域被提供在料理台的冷区中，其次是因为接触传感器通常被安排在显示器区域的附近，料理台在开关的区域中必须低于60℃，以便在操作料理台时使用者的手指不被烫伤。 
因此，除了热稳定性非常高的无机颜料之外，有机颜料也是适合的。由于对电学和电子器具的法规要求，颜料不应该含任何铅、六价铬(Cr+V1)、镉或汞。有色和黑色的无机颜料例如氧化铁颜料、氧化铬颜料或具有金红石或尖晶石结构的氧化混合相颜料，以及白色无机颜料(氧化物，碳酸盐，硫化物)是适合的。适合的颜料的例子是由赤铁矿(α-Fe2O3)构成的氧化铁红色颜料，具有近似于Fe3O4的组成 的氧化铁黑色颜料和混合相颜料钴蓝CoAlO4，锌铁棕(Zn，Fe)FeO4，铬铁棕(Fe，Cr)2O4，铁锰黑(Fe，Mn)(Fe，Mn)2O4，尖晶石黑Cu(Cr，Fe)2O4和石墨，还有白色颜料TiO2和ZrO2。 
为了在着色中实现特殊的效果，也可以使用有光泽的无机颜料(金属效果颜料，珠光颜料和干涉颜料)。铝、铜或铜锌合金的片层状颗粒适合用作金属效果颜料。 
作为有机颜料，可以使用偶氮颜料(例如萘酚AS，二吡唑酮)，多环颜料(例如喹吖啶酮，芘)或金属复合颜料(例如铜酞菁颜料)。 
颜料的平均颗粒直径通常在1-25μm(优选为5-10μm)的范围内。D90应该低于40μm(优选6-15μm)，D50应该低于25μm(优选为6-8μm)，D10应该低于12μm(优选2-5μm)。片层状颜料应该具有60-100μm(优选5-10μm)的最大边缘长度，以便厚漆可以没有问题地压过140-31网筛(对应于36μm的筛网开口)或100-40网筛(对应于57μm的筛网开口)。更粗的颜料得到的涂层对可见光的散射太强，使得不再能够足够清晰地分辨照明显示器。颜料越细，显示器层散射的可见光越少，显示器就变得越清楚(清晰)。在提到的颗粒尺寸下，通常发生5-40％(波长范围：400-800nm)的散射(参见EP 1 867 613A1)。当使用的颜料具有低于1μm的颗粒尺寸时，散射可以被降低到低于5％。但是分散纳米微粒和稳定厚漆的困难性以及与其相关的成本，盖过了这种低散射层显示质量的好处。 
在烘烤过的涂层中颜料的比例应该为2-45wt％，优选为25-40wt％。在颜料含量低于2wt％的情况下，显示器层的透光度太高，使得不足以防止看到炉圈的内部。在颜料含量高于45wt％的情况下，显示器层的透光度太低，使得不能足够清晰地感觉到照明显示器。 
列举的颜料含量和层厚度在可见光区域中得到的透光度τvis为 10-40％，特别是12-18％(对于光类型D65来说根据DIN EN 410进行计算)。通过图5中对于具有组成E(颜料含量：37.4％；透光度：13.4％)和不同颜料浓度的显示器层所例举的例子，对干燥的显示器层的颜料含量与根据Lambert-Beer定律预计的透光度之间的指数关系进行描述。 
因为含有颜料的溶胶对于丝网印刷来说流动性太高，因此必须通过添加填充剂来增加粘度。否则，涂料在溢流后可能通过丝网滴下，加工将是不可能的或至少非常难以进行。 
不改变印刷油墨的颜色和透光度的适合的增稠剂和触变剂是例如聚丙烯酸酯、聚硅氧烷(在20℃固化的树脂)、热解硅石或纤维素衍生物。硅石特别适合用于增加粘度(在酸性溶胶的情况下，纤维素衍生物分解，厚漆将稳定仅仅几天)。但是，二氧化硅的比例(基于烘烤过的层)不应该超过15wt％，4-10wt％的例外高(对于印刷油墨来说)的比例是理想的。在二氧化硅的比例高于15wt％的情况下，印刷油墨的粘度太高，因此不再获得封闭的薄膜，即在显示器层中出现小的未涂层的区域。在这些地方，发光元件将通过料理表面不成比例地发亮，因此损坏了美观印象。在比例低于1wt％时，涂料的粘度太低，使得涂料通过丝网滴下。 
为了最优化印刷的图像，可以向印刷油墨(例如0.1-2wt％的聚硅氧烷，粘度为5000-50000mPa·s)中添加消泡剂、润湿剂和匀染剂。 
通过使用与周围涂层中相同的颜料或(在多种颜料的情况下)相同的多种颜料，保持颜料彼此之间的比例，相应于干燥的显示器涂层的25-39wt％的总颜料含量，只将颜料的总比例(在每种情况下基于干燥的层)从周围涂层中通常的42-46wt％降低到原始值的25-90％、特别是60-85％，从而获得与周围区域的涂层具有相同的或相当的色度的显示器涂层。在这里，取决于颜料的颜色和细度以及所用的丝网，有时需要显示器层中非常不同的总颜料含量才能获得适合的透光度。 
但是，不能简单地通过将溶剂加入到用于周围区域的涂料中来生产用于显示器区域的涂料。获得的涂料的粘度将太低，通过丝网印刷来加工将变得不可能，因为涂料将通过丝网滴下。相反，必须通过增加溶胶的比例和增稠剂或触变剂(例如硅石)的比例来降低颜料的总比例，同时必须遵循上面提出的限制。 
因此，例如，可以生产在颜色上与DE 103 55 160 B4中描述的不透明硅酸烷基酯涂层(其透光度τvis低于2％)相当的显示器涂层，其透光度使得当打开7段显示器或LCD视觉显示器装置时能够透过它足够亮地发光，并且在关闭状态下被足够地覆盖。 
如上所述，获得的印刷油墨可以通过细度为140-31或100-40的丝网印刷在玻璃或玻璃陶瓷板上。不建议较粗的丝网，因为它们得到较不均匀的印刷图像，层的厚度有波动，对显示质量有相当大的破坏。随后可以将涂层干燥和烘烤。干燥的目的是从涂层中除去溶剂。干燥可以在室温或最高达200℃下进行。一般来说，取决于温度，从几分钟到几小时的时间，特别是在100-200℃下1-45分钟，就已足够。 
随后的烘烤导致消除了醇(一般为乙醇)和水，并在成膜剂分子之间形成化学键，在涂层中形成氧化硅网络。作为烘烤的结果，使涂层密实，从而变得坚硬和抗划。干燥和烘烤可以在一个步骤中进行，例如通过将涂层在200℃热处理45分钟。 
当在烘烤过程中发生反应性基团、特别是烷氧基硅烷基团和羟基基团之间非常完全的交联，并且与硅直接结合的有机集团(例如芳基或烷基)没有被热消除时，涂层的抗刮力最高。这些修饰氧化硅框架而不是打算用于缩合反应的有机基团的消除，通常只在高于200℃(更通常高于250℃)时才发生。因此，在烘烤过程中不应该超过200℃，以便显示器层的抗刮力被最大化。通过上面描述的过程获得的显示器 层的抗刮力为至少100g，在特定情况下甚至为200g。 
由于溶胶的反应性，只要时间足够，不需要烘烤，仅仅通过与空气中水的反应，也可以自然形成层的玻璃状微结构。但是，由于时间原因以及为了获得确定的层结构，优选在150-200℃和确定的大气湿度下进行烘烤。 
当底面涂层的料理台适用于电容运行的接触传感器(例如接触控制装置)时，要求显示器区域中的硅酸烷基酯涂层不导电，即显示器涂层的表面电阻应该在兆欧姆、更好在千兆欧姆的级别(高于109Ω/平方)。可以通过在显示器涂层中避免导电颜料(例如金属粉末，铝片，石墨)，或至少使涂层中导电材料的比例保持在非常低的水平，以便确保足够高的表面电阻(例如，在层厚度不超过10μm的情况下，显示器涂层中最高达10wt％的石墨是可以允许的)而获得这种性质。也可以通过在使用铝片或其他导电颜料时将这些颜料用不导电的层涂覆(例如用二氧化硅涂覆铝片)来防止涂层的导电性。 
同样已经发现，在可见光范围内透光度τvis为20-40％的显示器涂层适合于红外接触传感器。但是在可见光范围内的透光度仅仅是IR传感器适用性的粗略度量。关键因素是显示器涂层在940nm处(IR传感器工作的波长)的透光度。它应该为至少25％，尤其是在30-80％的范围内。因此，取决于颜料的类型，在可见光范围内透光度τvis小于20％的显示器涂层可能也适合于IR传感器(参见例如实施例2，表7，组成D)。 
适合用于涂层系统的基质材料是例如Li2O-Al2O-SiO2类型的玻璃陶瓷，尤其是在30-500℃的温度范围内热膨胀为-10·10-7K-1到+30·10-7K-1的无色玻璃陶瓷，其已知组成报告在特别是下面的表1中： 
表1：适合的玻璃陶瓷基质的组成 
玻璃陶瓷含有至少一种下列精炼剂：As2O3，Sb2O3，SnO2，CeO2，硫酸盐或氯化物。 
由铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或碱土金属硅酸盐玻璃制成的辊轧或浮法玻璃板也是适合的，尤其是当玻璃板已经过化学或热(例如在EP 1 414 762 B1中所述)施加预应力时。 
硅酸烷基酯涂料不仅适合用于料理台顶部面板的显示器区域，而且可用于可控制光学屏中的显示器区域，或其中玻璃或玻璃陶瓷板经受的温度不高于200℃的其他应用中。 
附图说明
图1-3本发明的实施方式 
图4未涂层的玻璃陶瓷和在显示器区域中涂层的玻璃陶瓷的透光度曲线 
图5具有组成E(颜料含量：37.4％；透光度：13.4％)和不同颜料浓度的显示器层的实例 
图6具有组成B到F的显示器涂层的玻璃陶瓷在400-800nm的相关波长范围内的散射曲线 
在第一个实施例(灰色显示器层)中，无色的玻璃陶瓷板(1)被用作起始材料，它两面光滑，大约60cm宽、80cm长和4mm厚，其组成描述在EP 1 837 314 A1中(表1)，上侧面已经如DE 197 21 737C1中所述用陶瓷装饰涂料(6)在点格中涂层，其中在显示器区域(3)中留下了开口，并已被陶瓷化。 
如图1中所示，然后将具有表2中所示的组成(A)的溶胶-凝胶涂料的第一个赋予颜色的不透明涂料层(2)通过丝网印刷(丝网54-64)施加在陶瓷化的玻璃陶瓷板(1)底面的整个表面上，但是留下显示器区域空着。 
将赋予颜色的涂层(2)在100℃下干燥1小时，在300℃烘烤8小时。另一种溶胶-凝胶涂料(4)随后作为第二个涂料层(覆盖层)印刷(同样的54-64筛网)在第一个涂料层(2)上，并在150℃干燥30分钟，以获得性质例如高度抗刮性以及对水和油的不透性。关于具有赋予颜色的不透明的溶胶-凝胶层的玻璃陶瓷料理台的底面涂层的详细内容可见DE 103 55 160 B4。 
然后将具有表2的组成(B)的硅酸烷基酯涂料通过丝网印刷(丝网100-40)施加到留下的空着的显示器区域(3)中，其中显示器层(5)与周围的涂层具有大约1mm的交叠。将显示器层(5)在150℃干燥30分钟。 
在其他实施方案中，施加显示器层(5)和覆盖层(4)的次序也可以逆转：则在烘烤赋予颜色的层(2)后将显示器层(5)施加在显示器区域(3)中，在显示器区域中留下开口的覆盖层(4)被施加到干燥的显示器层(5)上，如图2中所示。 
该实施方案的其他发展描述在图3中，其中覆盖层(4)延伸到显示器区域(3)中，只有单个的小区域、例如直接位于发光装置(7)上方的区域，保持空着。该实施方案的优点是，即使在显示器区域(3)中烹调区域存在极强光照的情况下(例如通过现代排气罩的卤素灯)，也不可能看到炉圈的内部，因为覆盖层(4)将除了特定区域(例如直接位于LED上方的区域)之外的区域的透光度降低到2％以下。 
作为溶胶，使用了甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷在二乙二醇丁醚乙酸酯和乙醇中的酸化混合物。溶胶的固形物含量是47.5％。 
通过将组成(A)中颜料的比例降低到62％(基于烘烤过的层的组成计)，并通过减少乙二醇含量和增加二氧化硅含量(表2和表3)来调整印刷油墨的粘度，来获得组成(B)。 
表2：印刷油墨的组成 
Figure GSA00000036505100141
表3：烘烤过的层的组成 
Figure GSA00000036505100142
作为在独立的(第二或第三个)印刷步骤中将显示器层施加在有意留下的开口区域中的结果，显示器层的颜色可以独立于周围赋予颜色的层而进行选择。赋予颜色的层和覆盖层合在一起的总厚度是35.4±3.0μm。显示器层的厚度是9.3±1.2μm。显示器层可以没有问题地(在角落上没有未印刷的区域)印刷在留下的开口区域中。 
因为显示器涂层的配方(组成[B])是通过降低颜料的比例同时保持颜料的比率(lriodin∶石墨＝3.2∶1)而得自于赋予颜色的层的配方(组成[A])的，因此显示器层的色度与赋予颜色的层的色度是相当的。 
两个相应层的色值显示在表4中。它们使用分光光度计(Mercury2000，来自Datacolor)从使用者的视角、即通过基质进行记录(光的 类型：D65，观察角度：10°)。首先使用白色瓷砖作为背景，然后使用黑阱作为背景进行显示器层的测量。根据CIELAB系统(DIN 5033，第三部分“颜色测量编号”)报告色值。根据DIN 6174，色差ΔE＝2.2(白色背景)和ΔE＝4.5(黑色背景)。 
颜色对背景的依赖性可以从测量值清楚地看出。色度之间(显示器层/赋予颜色层)的差异主要是由于L*值(明度)、即背景的差异，并且是可以预测的，因为显示器层不是完全不透明的，而是仍然略微透明，并含有与赋予颜色的层相同比率的同样的颜料。由于值a*和b*(色度)的差异小，显示出赋予颜色的层和显示器层在它们的颜色方面是大约相当的(|Δa*|≤0.4，|Δb*|≤1.4)。也可以说，显示器层与赋予颜色的层具有不同亮度的相同色度。因此，使用具有正常视觉的眼睛检测，只能感觉到小的或令人满意的颜色差异。 
从显示器层到周围层(赋予颜色的层或覆盖层)的颜色过渡，通过用上述的陶瓷涂料涂覆在过渡区域中涂层料理台的上侧面(例如以线、点、符号或文字的形式)，可以被制造得甚至更不明显。 
表4：显示器层和赋予颜色的层的色值 
显示器层的透光度τvis(通过玻璃陶瓷基质测量)是12.6％。图4显示了未涂层的玻璃陶瓷和在显示器区域中涂层的玻璃陶瓷的透光度曲线。 
通过与EP 1 867 613 A1中相同的方法测定的显示器层的散射通常 为6-18％，在特定情况下仅仅为3-12％。图6显示了具有组成B到F的显示器涂层的玻璃陶瓷在400-800nm的相关波长范围内的散射曲线。 
将料理台安装在炉圈中，并在与实际使用相关的条件下(在常用的排气罩下照明)进行测试，以确定是否足以辨别打开的发光显示(来自E.G.O.的接触控制区的7段显示器)。因为目前常用的显示器的发光元件可以在60-80cm的距离处被清楚地分辨(即通过涂层玻璃陶瓷足够清晰和明亮地发光)，因此显示器层的散射和透光度是令人满意的。在关闭照明显示器时，在同样的照明条件下进行检查，以确定是否可以通过显示器层分辨接触控制区。因为在关闭状态下无法辨别控制区，因此显示器层足以限制进入炉圈的视线。
因为显示器层不含任何贵金属，它显然比基于贵金属制备物的涂层更廉价。 
涂层的抗刮力是200g，因此比使用硅酮树脂作为成膜剂的常规显示器层高出两倍以上。通过将装载有相应重量(100g，200g，300g)的碳化物金属端头(端头的半径：0.5mm)垂直放置在涂层上，并将该金属端头在涂层上以20-30cm/s的速度移动大约30cm的距离而测量抗刮力。由使用者看过玻璃陶瓷而进行评估。当在距离白色背景60-80cm处、在日光D65下没有观察到损伤时，在选定负载下进行的测试被认为是通过了。 
因为显示器层只含有小比例的导电颜料(以烘烤过的层计6.5wt％的石墨)，因此涂层适合于电容接触传感器。利用上述的来自E.G.O.的接触控制装置进行测试。可以没有问题地通过装置的电容接触传感器打开烹调区，因为涂层的表面电阻高于20GΩ/平方(20℃)。 
可以使用欧姆计，通过将测量仪表的两个电极放置在涂层上彼此非常接近的位置(间隔为大约0.5-1mm)来相对简单地测定表面电阻。 测量仪表指示的电阻近似对应于涂层的表面电阻。 
组成(B)的显示器层不适合于红外接触传感器，因为在近红外区(940nm处)中的透光度低于25％，如图4中所示。 
实施例2产生了浅灰、米色、深灰和米色-灰色显示器层。在实施例1中使用的显示涂料可以被表5的组成(C-F)取代，其产生了大量各种不同的涂料，具有不同的透明程度和改进抗刮可能性。 
表5：其他显示涂料的涂料组成 
Figure GSA00000036505100171
组成C是组成B的透明性更高的变体。通过140-31筛网进行印刷得到的显示器层的透光度τvis为32.8％(图4)，涂层厚度为5.7±0.4μm。抗刮力是100g。与组成B相反，组成C适合于IR接触传感器，因为940nm处的透光度高于30％。 
表6显示了烘烤过的显示器层的组成。显示器层的性质概括在表7中。组成D的显著之处是尽管在可见光区域中透光度低，但在红外区域(940nm处)中的透光度却足以用于红外接触传感器。 
表6：烘烤过的显示器层的组成 
Figure GSA00000036505100181
Figure GSA00000036505100191

Claims (26)

1.用于具有全表面涂层的玻璃或玻璃陶瓷板的显示器区域的透明涂层，其特征在于该透明涂层是含有硅酸烷基酯作为粘合剂的溶胶-凝胶涂料，并被安排在不透明全表面涂层留下的未涂覆部分中，其中由所述粘合剂通过热处理形成的涂层经由所述硅酸烷基酯的反应性基团进行交联，并具有直接与硅结合的有机的、不可水解的基团。
2.权利要求1的透明涂层，其特征在于形成所述涂层的涂料含有粘合剂、溶剂、颜料和填充剂。
3.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于所述涂料含有硅酸烷基酯作为粘合剂。
4.权利要求3的透明涂层，其特征在于所述硅酸烷基酯是原硅酸的酯或聚硅酸的酯。
5.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于所述涂料含有相对不挥发的高沸点的有机化合物作为溶剂，其具有高于35的汽化值VD，和高于120℃的沸点。
6.权利要求5的透明涂层，其特征在于所述涂料含有二乙二醇丁醚乙酸酯，萜品醇，甲氧基丙醇，丁基乙二醇或丁基二乙二醇作为溶剂。
7.权利要求5的透明涂层，其特征在于在所述涂料中具有小于或等于35的VD的挥发性溶剂的比例低于相对不挥发溶剂的比例。
8.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于由粘合剂和溶剂形成的溶胶含有30-60wt％的成膜预缩合的有机硅烷和70-40wt％的溶剂。
9.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于所述涂料含有无机和/或有机颜料。
10.权利要求9的透明涂层，其特征在于在所述涂料的热处理后，在所述涂层中颜料的比例为2-45wt％。
11.权利要求10的透明涂层，其特征在于在所述涂料的热处理后，在所述涂层中颜料的比例为25到40wt％。
12.权利要求9的透明涂层，其特征在于有色颜料、黑色颜料、氧化铁颜料、氧化铬颜料或具有金红石或尖晶石结构的氧化混合相颜料或白色颜料被用作无机颜料，和偶氮颜料、多环颜料或金属复合物颜料作为有机颜料存在于所述涂料中。
13.权利要求12的透明涂层，其特征在于所述白色颜料选自氧化物，碳酸盐和硫化物。
14.权利要求9的透明涂层，其特征在于所述颜料的平均颗粒直径在1-25μm的范围内。
15.权利要求14的透明涂层，其特征在于所述颜料的平均颗粒直径在5-10μm的范围内。
16.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于通过喷涂、浸涂、流延、涂漆、丝网印刷、移印或其他压印方法来施加所述涂料。
17.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于在所述热处理后，所述涂层的层厚度在2-20μm的范围内。
18.权利要求17的透明涂层，其特征在于在所述热处理后，所述涂层的层厚度在5-12μm的范围内。
19.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于所述透明涂层被安排在所述不透明涂层中留下的开口的凹处部分中。
20.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于所述透明涂层与所述不透明涂层交叠。
21.权利要求20的透明涂层，其特征在于所述交叠为1-5mm。
22.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于所述透明涂层与安排在所述不透明涂层顶上的另一个覆盖层交叠。
23.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于所述透明涂层在其组成成分上对应于所述不透明的赋予颜色的全表面涂层。
24.权利要求1或2的透明涂层，其特征在于通过在≤200℃下的热处理来进行所述涂料的固化。
25.用于生产权利要求1到24任何一项的透明涂层的工艺方法，其特征在于将所述透明涂层作为含有硅酸烷基酯作为粘合剂的溶胶-凝胶涂料施加在所述不透明全表面涂层留下的开口部分中，其中所述透明涂层的形成通过将施加的涂料在低于或等于200℃下的热处理来进行。
26.权利要求1到24任何一项的透明涂层用于料理台、烤箱门、操作面板和显示器区域的用途。
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