DE102018103661A1 - Transparenter Artikel aus Glaskeramik mit hoher Oberflächenqualität sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen transparenten Artikel aus Glaskeramik mit hoher Oberflächenqualität sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der Artikel aus Glaskeramik ist zur Verwendung als Sichtscheibe geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Artikels aus Glaskeramik umfasst die folgenden Schritte:
- Erzeugen einer Schmelze mit einer für eine Keramisierung geeigneten Rohstoff-Zusammensetzung,
- Erzeugen eines flachen Substrates aus keramisierbarem Grünglas mit zwei gegenüberliegend angeordneten, im wesentlichen ebenen Oberflächen aus der Schmelze mittels Heißformgebung,
- Bearbeiten von zumindest einer der Oberflächen des Substrates mit einem glättenden Feinbearbeitungsverfahren,
- Keramisieren des Substrates zur Erzeugung des Artikels aus Glaskeramik.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen transparenten Artikel aus Glaskeramik mit hoher Oberflächenqualität sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
• Glaskeramiken, insbesondere transparente Glaskeramiken, erfahren eine zunehmende Bedeutung aufgrund ihrer breiten Verwendbarkeit auch in Bereichen mit hoher Temperatur. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass Glaskeramiken eine geringe Wärmedehnung aufweisen, so dass sie auch in Bereichen mit starken Temperaturschwankungen verwendet werden können.
• Typische transparente Glaskeramiken beruhen auf dem LAS-System mit den Hauptbestandteilen Lithiumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid. Die Herstellung einer derartigen LAS-Glaskeramik umfasst üblicherweise das Bereitstellen eines Grünglases, hergestellt aus einer Schmelze, wobei das Grünglas zu einem Artikel oder zu einer Glaskeramikscheibe geformt werden kann. Sodann wird das Grünglas auf eine Keimbildungstemperatur erhitzt, so dass mit Hilfe von Keimbildnern eine Vielzahl von Kristallisationskeimen in dem Grünglas erzeugt werden. Danach wird die Temperatur auf eine optimale Kristallisationstemperatur erhöht
• Durch derartige Herstellverfahren kann ein Artikel aus Glaskeramik geschaffen werden, welcher in seinen Eigenschaften auch beispielsweise einen Einsatz als Vorsatzscheibe für Feuerstätten ermöglicht.
• Eine Verwendung einer transparenten Glaskeramik als Sichtscheibe, etwa für Feuerstätten wie Kamine, ist zum Beispiel aus der DE 10 2016 216 305 A1 bekannt. In dieser Druckschrift wird eine Kaminsichtscheibe beschrieben, welche sowohl für den Außenbereich als auch für den Innenbereich verwendbar ist.
• Auch die DE 20 2014 004 209 U1 beschreibt eine Kaminsichtscheibe mit einer Glas- oder Glaskeramikscheibe. Zur Befestigung der Kaminsichtscheibe im Kaminofen oder zur Verbindung mit anderen Bauteilen wird eine Befestigung aus einem metallischen Material vorgeschlagen.
• Das Dokument DE 103 44 439 B3 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Glaskeramikplatten mit einem breiten Facettenschliff.
• Das Dokument DE 10 2010 023 407 A1 beschreibt einen Glaskeramik-Gegenstand mit einer hohen chemischen Beständigkeit gegenüber einer korrosiven Atmosphäre.
• Die Druckschrift GB 1 322 796 beschreibt eine Oberflächenbearbeitung von Glasartikeln mittels eines Polierverfahrens.
• Die Druckschrift JP 2013/112554 A beschreibt ein Polierverfahren für Glas-Substrate.
• Die Druckschrift JP 2015/176753 A beschreibt eine Kochplatte mit einer rückseitig polierten Oberfläche, welche es erlaubt, eine Beschichtung aufzubringen.
• Das Dokument US 2016/0075597 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines flachen Artikels aus Glaskeramik, wobei ein Polieren der Oberfläche erfolgt, um die Rauigkeit zu reduzieren und die Durchsicht zu verbessern.
• Um flache Substrate aus Glaskeramik herzustellen, was für eine Verwendung als Sichtscheibe erforderlich ist, wird häufig eine Heißformgebung mittels Walzen eingesetzt.
• Bedingt durch die Herstellung in einem Walzprozess kann es aber zu feinen Kratzern auf der Oberfläche des Artikels aus Glaskeramik kommen, was zu einem erhöhten Ausschuss führen kann oder aber eine Nachbearbeitung erforderlich macht, welche wiederum zu weiteren Nachteilen führen kann.
• Vermutet wird, dass die Oberflächen der Substrate aus keramisierbarem Grünglas bedingt durch Fertigungstoleranzen der Formgebungswalzen immer eine leichte, aber messbare Feinwelligkeit aufweisen. Diese Feinwelligkeit erweist sich als nachteilig für die nachfolgende Keramisierung dieser Substrate. Hier kommen häufig Unterlags- bzw. Trägerplatten zum Einsatz, auf welchen die Substrate zur Keramisierung durch einen Durchlauf- oder Rollenofen laufen.
• Diese Trägerplatten wie auch die Keramisierungsformen verfügen im Allgemeinen über eine sehr glatte, speziell angepasste, ebene Oberfläche. Wenn die Substrate nun auf die sehr ebenen Trägerplatten aufgelegt werden, können sich zwischen den sehr glatten, ebenen Trägerplatten und den feinen Wellen der Substrate Luftpolster bilden, auf denen das Substrat gleiten kann. Bei vollautomatischen Transportsystemen, wie sie typischerweise heutzutage anzutreffen sind, etwa Rollenbahnen oder Kettenbänder, kann es dann zu Relativbewegungen zwischen Substrat und Trägerplatte oder Keramisierungsform kommen. Dies wiederum kann zu einer lokalen Beschädigung der Oberfläche und damit einhergehend zu einer Beeinflussung der Festigkeit bis hin zu einem starken Abfall der Festigkeit führen.
• Trotz vielfältiger Verbesserungsmaßnahmen konnten bis heute keine Oberflächen im Walzverfahren erzeugt werden, welche frei von diesen Feinwellen sind. Daher verbleibt hier lediglich die Möglichkeit, einen zusätzlichen, nachfolgenden Fertigungsschritt zur Feinbearbeitung der Oberfläche an dem Artikel aus Glaskeramik vorzusehen, um diese Feinwelligkeit zumindest etwas zu reduzieren. In der Regel sind diese Oberflächenbehandlungen aber mit einem mechanischen Läpp- und Polierprozess verbunden, welcher zu einer Reduzierung der mechanischen Festigkeit führen kann.
• Verschiedene Versuche zeigen, dass das ursprüngliche Festigkeitsniveau nur sehr schwer wieder erreicht werden kann und ein aufwendiges Einstellen der verschiedenen Läpp- und Polierparameter erfordert.
• Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass eine Reduzierung der Oberflächenschicht, welche fertigungsbedingt lithium-verarmt sein kann, zu einer deutlichen Reduzierung der Beständigkeit gegenüber chemischen Produkten aus der Verbrennung führen kann.
• Wünschenswert wäre daher ein Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik zur Verwendung beispielsweise als beschusshemmende Sichtscheibe, also in einem Schichtverbund, als Kochfläche, als Ofen- oder Kaminsichtscheibe, als Scheibe für Backofentüren, als Trägerplatte für Edelmetall-Beschichtungen, als Displayabdeckung, oder als unbedruckte oder bedruckte Koch- oder Arbeitsplatte oder -tisch, insbesondere großformatig mit wenigstens 0,7 m², bevorzugt wenigstens 1,0 m² Fläche, welches es zum einen ermöglicht, aufwendige Nachverarbeitungsprozesse wie eine Feinbearbeitung der Oberfläche zumindest zu reduzieren, welches es zum anderen aber auch erlaubt, derartige Substrate mit hoher Festigkeit und Beständigkeit herzustellen.
• Ein auf diese Weise erzeugter Artikel aus Glaskeramik soll eine neben der Reduzierung der Feinwelligkeit auch eine einwandfreie, möglichst unbeschädigte Oberfläche aufweisen.
• Die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Festigkeit, des Artikels aus Glaskeramik sollen dabei möglichst unverändert erhalten bleiben. Vorzugsweise soll sie der Festigkeit eines unpolierten Artikels aus Glaskeramik entsprechen oder sogar höher sein, selbst wenn ein zusätzlicher Polierschritt durchgeführt wird. Zudem soll auch eine gute Stoßfestigkeit gegeben sein.
• Schließlich soll auch die Beständigkeit gegenüber chemischen Produkten von Verbrennungsrückständen möglichst unverändert erhalten bleiben und mindestens auf dem Niveau einer nicht polierter Sichtscheibe liegen.
• Die auf diese Weise erzeugten Glaskeramikartikel sollen insbesondere in Bereichen, die durch starke Temperaturschwankungen und/oder durch mechanische Beanspruchung charakterisiert sind, wie beispielsweise als Kochgeschirr, als Glaskeramik-Kochfläche oder im Bereich des Feuerschutzes zum Einsatz kommen können.
• Insbesondere soll eine Verwendung als Sichtschutzscheibe für Kaminöfen, Pelletöfen oder Verbrennungsöfen möglich sein, wobei eine besonders hohe Resistenz gegenüber Verbrennungsprodukten, insbesondere gegenüber schwefelhaltigen Abgasen ermöglicht werden, die Verbindungen aus schwefeliger Säure oder sogar Schwefelsäure enthalten können.
• Dieser Aufgabe haben sich die Erfinder angenommen.
• Überraschend einfach wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik zur Verwendung als Sichtscheibe, beispielsweise als beschusshemmende Sichtscheibe, auch im Schichtverbund, als Kochfläche, als Ofen- oder Kaminsichtscheibe, als Scheibe für Backofentüren, als Trägerplatte für Edelmetall-Beschichtungen, als Displayabdeckung, oder als unbedruckte oder bedruckte Koch- oder Arbeitsplatte oder -tisch, insbesondere großformatig mit wenigstens 0,7 m², bevorzugt wenigstens 1,0 m² Fläche, sowie einen flachen, transparenten Artikel aus Glaskeramik nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
• Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik zur Verwendung als Sichtscheibe, umfassend die folgenden Schritte:
• - Erzeugen einer Schmelze mit einer für eine Keramisierung geeigneten Rohstoff-Zusammensetzung,
• - Erzeugen eines flachen Substrates aus keramisierbarem Grünglas mit zwei gegenüberliegend angeordneten, im wesentlichen ebenen Oberflächen aus der Schmelze mittels Heißformgebung,
• - Bearbeiten von zumindest einer der Oberflächen des Substrates mit einem glättenden Feinbearbeitungsverfahren,
• - Keramisieren des Substrates zur Erzeugung des Artikels aus Glaskeramik.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise im Bereich der großtechnischen Herstellung flacher, transparenter Artikel aus Glaskeramik angesiedelt werden.
• Erfindungsgemäß kann das keramisierbare Grünglas auf dem Lithium-Aluminosilikat-System basieren (LAS-Glaskeramik) und Keimbildner aufweisen, welche bevorzugt TiO₂ und/oder ZrO₂, oder auch SnO₂ umfassen können. Das Grünglas kann den nachfolgend dargestellten Zusammensetzungsbereich (in Gew.-%) aufweisen:
• 50 - 75 SiO₂, bevorzugt 58 - 74 SiO₂, besonders bevorzugt 60 - 73 SiO₂,
• 15 - 28 Al₂O₃, bevorzugt 15 - 25 Al₂O₃,
• 0 - 3,0 B₂O₃, bevorzugt 0 - 2,0 B₂O₃,
• 0 - 1,0 F,
• 2,0 - 6,0 Li₂O, bevorzugt 2,0 - 5,5 Li₂O, besonders bevorzugt 2,5 - 5,0 Li₂O,
• 0 - 6,5 CaO + SrO + BaO, bevorzugt 0 - 6 CaO + SrO + BaO, besonders bevorzugt 0 - 5 CaO + SrO + BaO,
• 0 - 7,0 TiO₂, bevorzugt 0 - 6,0 TiO₂, besonders bevorzugt 0 - 5,0 TiO₂,
• 0-5,0 ZrO₂,
• 0-5,0 ZnO,
• 0 - 3,0 Sb₂O₃,
• 0-3,0 MgO,
• 0 - 3,0 SnO₂,
• 2,0 - 7,0 TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂,
• 0 - 9,0 P₂O₅,
• 0-2,0 As₂O₃, bevorzugt 0 - 1,5 As₂O₃,
• 0-4,0 Na₂O + K₂O, wobei die jeweiligen Anteile innerhalb der nachfolgend angegebenen Bereiche liegen:
  • 0 - 4,0 Na₂O,
  • O - 4,0 K₂O,
  • bevorzugt 0 - 3 Na₂O + K₂O, wobei die jeweiligen Anteile innerhalb der nachfolgend angegebenen Bereiche liegen:
  • 0 - 2,0 Na₂O,
  • O - 2,0 K₂O;
  • besonders bevorzugt 0 - 1,2 Na₂O + K₂O, wobei die jeweiligen Anteile innerhalb der nachfolgend angegebenen Bereiche liegen:
  • 0 - 1,0 Na₂O,
  • O - 0,5 K₂O;
sowie übliche Läutermittel wie Sb₂O₃, As₂O₃, SnO₂, Ce₂O₃, Fluor, Brom und Sulfat, bei einem Wassergehalt von 0,01 - 0,08 Gew.-%.
• Die Herstellung erfolgt in mehreren Stufen und soll nachfolgend kurz umrissen werden. Zunächst wird das keramisierbare Grünglas, nachfolgend auch als kristallisierbares Ausgangsglas bezeichnet, aus einem Gemisch aus Scherben und pulverförmigen Gemengerohstoffen gemäß vorstehend genannter Zusammensetzung geschmolzen und geläutert. Die Glasschmelze erreicht dabei Temperaturen von 1.550 °C bis maximal 1.750 °C, meist bis zu 1.700 °C. Fallweise wird auch eine Hochtemperaturläuterung oberhalb 1.700°C, üblicherweise bei Temperaturen um 1.900°C eingesetzt. Nach dem Einschmelzen und Läutern erfährt das Glas üblicherweise eine Heißformgebung durch Walzen, Gießen, Pressen oder Floaten, wodurch ein flaches Substrat aus keramisierbarem Grünglas entsteht. Dieses flache Substrat kann dabei zwei annähernd plane, gegenüberliegend angeordnete Seitenflächen umfassen, nachfolgend auch als Oberfläche bezeichnet, und damit platten- oder scheibenförmig ausgebildet sein.
• In vielen Fällen ist zur Herstellung von flachen Substraten wie Platten oder Scheiben aus der Glasschmelze das Walzen für die Heißformgebung vorteilhaft. Gängige Walzverfahren umfassen zumindest ein gegenläufig zueinander rotierendes Walzenpaar, was auch vorliegend zum Einsatz kommen kann. Selbstverständlich können auch mehrere hintereinander geschaltete Walzen zum Einsatz kommen, bei denen schrittweise die gewünschte Dicke erreicht wird.
• Für die wirtschaftliche Herstellung dieser auf dem LAS-System beruhenden Glaskeramiken sind zum einen eine niedrige Schmelztemperatur und eine niedrige Verarbeitungstemperatur V_A bei der Heißformgebung gewünscht. Zum anderen darf das Glas bei der Formgebung keine Entglasung zeigen, das heißt, es dürfen sich keine störenden Kristalle bilden, da diese in den Glaskeramik-Artikeln die Festigkeit erniedrigen könnten oder visuell störend sind.
• Der bei der Formgebung über Walzen kritische kälteste Bereich ist der Kontakt der Glasschmelze mit der Ziehdüse aus Edelmetall, bevor das Glas durch die Walzen in die flachen Substrate geformt und abgekühlt wird. Dieser Kontakt der heißen Glasschmelze mit den deutlich kühleren Formgebungswalzen kann sehr oft zu einer Feinwelligkeit auf dem gewalzten Substrat führen. Diese Oberflächenerscheinungen auf dem gewalzten flachen Substrat können während des nachfolgenden Keramisierungsprozesses, vereinfachend auch als Keramisierung bezeichnet, zu Beschädigungen an der Oberfläche des Artikels aus Glaskeramik führen, welche eine Verwendbarkeit des Artikels, beispielsweise als Sichtscheibe, deutlich einschränken und/oder die Ausbeute verringern.
• Die Substrate können während der Keramisierung auf einer als Brennhilfsmittel dienenden, glatten Unterlage, auch als Trägerplatte bezeichnet, gelagert werden. Die Trägerplatten können allgemein aus einem hochtemperaturstabilen Material hergestellt sein, umfassend ein keramisches oder auch glaskeramisches Material. Bei Letzteren handelt es sich üblicherweise um sogenannte Unterlagsplatten aus Glaskeramiken, die vorwiegend Keatit-Mischkristalle (KMK) enthalten. Eine Trägerplatte aus Keatit wird z. B. in der US 7,056,848 B2 sowie der DE 102 26 815 B4 des gleichen Anmelders beschrieben.
• Selbstverständlich ist es auch möglich, verschiedene zu keramisierende Substrate getrennt durch Zwischenschichten wie Trägerplatten oder Trennmittel gestapelt auf einer Trägerplatte liegend zu keramisieren. Auch die Keramisierung in sogenannten Keramisierungsformen, wie sie beispielsweise für Schwerkraftsenkprozesse dem Fachmann bekannt und beschrieben sind, ist auf eine möglichst geringe Feinwelligkeit des Grünglases angewiesen.
• Dieses Auflegen des flachen Substrates mit den Mikrostrukturen auf die Trägerplatte kann dazu führen, dass sich zwischen den Mikrostrukturen oder den feinen Wellen auf der Oberfläche des Substrates und der sehr glatten, ebenen Oberfläche der Trägerplatte Luftpolster ausbilden, auf denen das Substrat gleiten kann. Bei vollautomatischen Transportsystemen, wie sie typischerweise heutzutage anzutreffen sind, etwa Rollenbahnen oder Kettenbänder, kann es dann zu Relativbewegungen zwischen Substrat und Trägerplatte kommen. Als problematisch erweisen sich allerdings die vorstehend genannten Mikrostrukturen und/oder die feinen Wellen auf der gewalzten Oberfläche des Substrates. Dies wiederum kann zu einer lokalen Beschädigung der Oberfläche des Substrates führen, etwa in Form von feinen Kratzern im Bereich der Wellenberge infolge der Relativbewegungen zueinander, und damit einhergehend zu einem starken Abfall der Festigkeit. Glaskeramische Oberflächen, die durch Kratzer verletzt wurden, brechen deutlich schneller, wenn sie unter Zugspannung geraten. Durch die Zugspannung können sich die Risse ausweiten und unter Stoßbelastung kann es dann eher zu Bruch kommen. Aus diesem Grund werden Polierprozesse normalerweise als letzter Bearbeitungsschritt vorgenommen, also nach der Keramisierung.
• Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch das Bearbeiten von zumindest einer Oberfläche des Substrates aus keramisierbarem Grünglas, welches insbesondere auf dem LAS-System basiert, mit einem glättenden Feinbearbeitungsverfahren vor der Keramisierung die Feinwelligkeit soweit reduziert werden kann, dass die Substrate aus keramisierbaren Grünglas nicht mehr auf der glatten Trägerplatte gleiten und die Oberflächen nicht mehr infolge der hieraus resultierenden Relativbewegungen verkratzt werden.
• Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, eine glättende Feinbearbeitung auf zumindest einer Oberfläche des Substrates aus keramisierbarem Grünglas vorzunehmen. In diesem Verfahrensstadium ist also noch kein Artikel aus Glaskeramik vorhanden, da die Keramisierung noch nicht erfolgte. Dies ist insofern überraschend, als bisher davon ausgegangen worden ist, dass derartige Bearbeitungsverfahren nur bei bereits keramisierten Artikeln zum Einsatz kommen können, da die Feinbearbeitung zu einer weiteren Oberflächenveränderung der bearbeiteten Oberflächen führen kann. Die glättende Feinbearbeitung wird daher vorzugsweise dergestalt ausgeführt, dass lediglich die Feinwelligkeit in einem vorbestimmten Umfang reduziert wird.
• Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass beim anschließenden Keramisieren der Substrate eine reduzierte, geringere Feinwelligkeit der Oberfläche dazu führt, dass sich die Luftpolster auf den sehr glatten Trägerplatten stark verkleinern und teilweise oder überwiegend nicht mehr vorhanden sind. Dadurch wird die Relativbewegung der Platte während der Durchfahrt durch den Ofen stark reduziert bzw. findet im Idealfall nicht mehr statt.
• Demnach kann bereits eine geringfügige Reduzierung der Feinwelligkeit, welche sich im Wesentlichen auf das Abtragen der Wellenberge beschränkt, zu einer deutlichen Reduzierung der Kratzer auf der Oberfläche infolge der Keramisierung führen. Die Oberfläche des Substrates kann demnach in dem bearbeiteten Bereich zu einem bestimmten Grad in ihrer ursprünglichen Qualität erhalten bleiben, sofern sich die Feinbearbeitung lediglich auf das Verringern der Wellenberge bezieht, diese aber nicht vollständig glättet. Die ursprüngliche Rauigkeit der Oberfläche des Substrates kann daher, insbesondere in den Wellentälern, unverändert erhalten bleiben.
• Eine geringe Feinwelligkeit der behandelten Oberfläche bleibt demnach ebenso erhalten und ist auch erwünscht. Bei der Feinbearbeitung ist also darauf zu achten, dass nicht, wie es allgemein bei einem Schleifen oder Glätten der Oberfläche mittels Polieren erfolgt, ein vollständiges Abtragen der Wellenberge erfolgt, sondern eine Rest-Feinwelligkeit der Oberfläche erhalten bleibt.
• In vorteilhafter Weise hat dies weiterhin zur Folge, dass die mechanische Festigkeit auf einem hohen Niveau verbleibt und ein lithium-verarmter Bereich an der Oberfläche erhalten bleiben kann. Damit ist das Endprodukt, also das Substrat nach der Keramisierung, gegenüber den chemischen Produkten aus den Verbrennungsrückständen weiterhin resistent.
• Durch die Feinbearbeitung der Oberfläche vor der Keramisierung kann insbesondere die Feinwelligkeit in einem Umfang reduziert werden, dass die Substrate aus Grünglas kaum noch oder im Idealfall gar nicht mehr auf den glatten Trägerplatten gleiten, wenn sie mit dieser nachbearbeiteten Oberfläche auf die Trägerplatte aufgelegt werden. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Oberflächen deutlich weniger oder im Idealfall gar nicht mehr durch das Auflegen auf die Trägerplatte und den Transport, insbesondere während der Keramisierung, verkratzt werden.
• Eine glättende Feinbearbeitung kann beispielsweise mit einem Abtragswerkzeug mit zumindest einer Abtragsfläche erfolgen, wobei Material von der nachzubearbeitenden Oberfläche des Substrates aus keramisierbarem Grünglas abgetragen werden kann. Das Abtragswerkzeug kann dabei zumindest eine Abtragsfläche aufweisen, welche um eine Achse senkrecht zur Abtragsfläche rotiert und wobei das Abtragswerkzeug entlang vorbestimmter Bahnen, beispielsweise mit konstantem Vorschub aber unterschiedlichen Prozessparametern wie Druck und Umdrehungsgeschwindigkeit, über die nachzubearbeitende Oberfläche geführt wird, und wobei die Bahnen einander überlappen. Dabei können ein gebundenes oder loses Abrasiv als Schleifmittel oder Poliermittel und/oder ein Kühlmittel zugegeben werden.
• Ein beispielhaftes glättendes Fertigungsverfahren ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2010 033 041 A1 des gleichen Anmelders angegeben, welche hiermit vollumfänglich inkorporiert wird.
• Dieses Dokument stellt ein Verfahren zur glättenden Feinbearbeitung einer Oberfläche eines flachen Substrates aus Glas- oder Glaskeramik vor, bei welchem
• - mit mehreren Abtragswerkzeugen Material von der nachzubearbeitenden Oberfläche des Substrates abgetragen wird, wobei die Abtragswerkzeuge Abtragsflächen aufweisen, welche jeweils um eine Achse senkrecht zur Abtragsfläche rotieren, wobei
• - die Abtragswerkzeuge entlang vorbestimmter Bahnen, insbesondere mit gleichem Vorschub aber vorzugsweise unterschiedlichen Prozessparametern wie Druck und Umdrehungsgeschwindigkeit über die nachzubearbeitende Oberfläche geführt werden, wobei die Bahnen einander überlappen, und wobei
• - zumindest ein erstes Abtragswerkzeug die nachzubearbeitende Oberfläche mit einem gebundenen Abrasiv als Schleifmittel einer ersten Körnung schleift und
• - zumindest ein zweites Abtragswerkzeug die vom zumindest einen ersten Abtragswerkzeug geschliffene Oberfläche mit einem zweiten, losen Abrasiv als Poliermittel mit gegenüber dem ersten Schleifmittel feinerer Körnung poliert, wobei das zweite Abrasiv ein Slurry umfasst, und wobei
• - dieses Slurry auch zwischen der Abtragsfläche des zumindest einen ersten Abtragswerkzeugs als zusätzliches feinkörniges Abrasiv und Kühlmittel und der nachzubearbeitenden Oberfläche während des Schleifens eingebracht wird.
• Derartige Abtragsprozesse mit mehreren Abtragswerkzeugen, welche zeitglich im Eingriff sind, sind besonders wirtschaftlich zu betreiben.
• Die Abtragsprozesse finden zwar insofern zeitgleich statt, als das erste und das zweite Abtragswerkzeug zumindest zeitweise gleichzeitig die Oberfläche bearbeiten, sind aber dennoch zeitlich gestaffelt, da das zweite Werkzeug die bereits vom ersten Werkzeug bearbeiteten Flächen poliert.
• Zunächst wird also der erste materialabtragende Prozess durch das Einfahren der Feinschleifwerkzeuge in das Werkstück gestartet und nach Bearbeiten der ersten Bahnen der zweite materialabtragende Prozess durch das Einfahren der Polierbänke in das durch die Feinschleifwerkzeuge schon vorbehandelte Werkstück gestartet. Zuletzt wird der erste materialabtragende Prozess auch als erster durch das Herausfahren der Feinschleifwerkzeuge beendet, bevor auch die Polierbänke nach Abfahren der letzten Bahnen aus dem Werkzeug herausfahren. Die Werkzeuge bearbeiten also mithin zwar teilweise zeitgleich das Werkstück, jedoch nicht gleichzeitig den gleichen Oberflächenbereich.
• Eine beispielhafte Vorrichtung zur glättenden Nachbearbeitung von flachen Substraten aus keramisierbarem Grünglas basiert auf
• - zumindest einem Abtragswerkzeug und
• - einem Bewegungsmechanismus, mit welchem das zumindest eine Abtragswerkzeug über eine nachzubearbeitende Oberfläche des Substrates geführt werden und Material mit dem zumindest einen Abtragswerkzeug abgetragen wird, wobei das zumindest eine Abtragswerkzeug Abtragsflächen und einen Rotationsantrieb aufweist, mit welchem die Abtragsflächen jeweils um eine Achse senkrecht zur Abtragsfläche rotiert werden, wobei
• - der Bewegungsmechanismus so ausgebildet ist, dass das zumindest eine Abtragswerkzeug entlang vorbestimmter Bahnen, insbesondere mit gleichem Vorschub, aber gegebenenfalls auch unterschiedlichen Prozessparametern wie Druck und Umdrehungsgeschwindigkeit über die nachzubearbeitende Oberfläche geführt werden, wobei bei mehreren Abtragswerkzeugen die Bahnen einander überlappen, und wobei
• - zumindest ein erstes Abtragswerkzeug eine Abtragsfläche mit einem Schleifmittel einer ersten gebundenen Körnung aufweist und, im Fall von mehr als einem Abtragswerkzeug,
• - zumindest ein zweites Abtragswerkzeug einen Polierkopf als Abtragsfläche aufweist, wobei eine Zuführeinrichtung vorgesehen ist, welche dem Polierkopf ein zweites, loses Abrasiv mit gegenüber dem ersten Schleifmittel feinerer Körnung in Form eines Slurry zuführt, und wobei
• - dieses Slurry mittels einer Zuführeinrichtung auch der Abtragsfläche des zumindest einen ersten Abtragswerkzeugs und der nachzubearbeitenden Oberfläche während des Schleifens und nachfolgenden Polierens zugeführt wird.
• Dieses Verfahren ist gut geeignet zur Nachbearbeitung von flachen Substraten aus Glaskeramik, kann allerdings auch überraschend gut für die glättende Feinbearbeitung von flachen Substraten aus keramisierbarem Grünglas wie oben erläutert eingesetzt werden.
• Die Substrate können Dicken im Bereich von 1 bis 10 mm und dabei Dickenschwankungen bis 200 Mikrometer aufweisen. Die Scheiben weisen vorzugsweise eine Fläche größer 1 m² auf, da sich die hohe Effektivität des erfindungsgemäßen Prozesses besonders bei großflächigen Substraten auswirkt.
• Hinsichtlich der Bewegung der Abtragswerkzeuge über das nachzubearbeitende Substrat hat es sich in Bezug auf einen gleichmäßigen Abtrag als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Abtragswerkzeuge mittels eines entsprechenden geeigneten Bewegungsmechanismus entlang zueinander paralleler Bahnen bewegt werden. Die Bahnen sind weiterhin bevorzugt geradlinig. Durch geradlinige, parallele Bahnen lässt sich die Einwirkungsdauer der Abtragswerkzeuge auf die Oberflächenbereiche genau festlegen. Zudem wird auf diese Weise eine gleichmäßige Einwirkungsdauer über die gesamte nachbearbeitete Oberfläche hinweg erzielt. Es wird jedoch nicht ausgeschlossen, dass dieses Ziel möglicherweise auch mit einem anderen Bewegungsmuster erzielt wird. Jedoch kommt angesichts der mit der Erfindung erzielbaren Verkürzung der Prozesszeit einer über die Oberfläche hinweg gleichmäßigen Bearbeitungszeit eine besondere Bedeutung zu. Im Gegensatz dazu könnte mit einer vollständig stochastischen oder quasizufälligen Bewegung eine derartige Verkürzung der Bearbeitungsdauer nicht erzielt werden, da in diesem Fall lange geschliffen und/poliert werden müsste, um im Mittel wieder einen über die Oberfläche hinweg gleichmäßigen Abtrag zu erzielen. Den Bahnen kann aber dennoch gegebenenfalls eine weitere, auch stochastische Bewegung überlagert werden, etwa, um stufenartige Höhendifferenzen an den Rändern der Bahnen zu vermeiden.
• Mit dem Verfahren wird überdies ein gleichmäßiger Abtrag bis hin zum Rand des flachen Substrates aus keramsierbarem Grünglas ermöglicht, wenn das zumindest eine Abtragswerkzeug während des Abtrags mit dem Rand der Abtragsflächen über den Rand des Substrates hinaus bewegt werden, wobei dabei die Rotationsachse auf dem Substrat verbleibt. Für die Gleichmäßigkeit des Abtrags am Rand ist es dabei günstig, wenn das zumindest eine Abtragswerkzeug zumindest bis zu einem Drittel des Durchmessers der Abtragsflächen über den Rand hinaus bewegt wird.
• Selbstverständlich werden dabei im Fall von mehr als einem Abtragswerkzeug die Abtragswerkzeuge so über die Oberfläche des nachzubearbeitenden Substrats geführt, dass die Oberflächenbereiche jeweils zuerst vom zumindest einen ersten, dann zeitlich danach vom zumindest einem zweiten Abtragswerkzeug auf einer Maschine ohne Handlingsaufwand zwischen den beiden Bearbeitungsschritten überfahren werden.
• Von großem Vorteil ist, dass für beide Prozessschritte das als Abrasiv für die Politur eingesetzte Slurry auch als Abrasiv und/oder Kühlmittel für den Schleifkopf, beziehungsweise das erste Abtragswerkzeug fungieren kann. Ebenso vorteilhaft ist es, dass es ohne Qualitätseinbußen möglich ist, das Slurry im Umlauf zu betreiben, ohne Gefahr zu laufen, im Polierschritt Kratzer durch freigesetzte Schleifpartikel von der Abtragsfläche des ersten Werkzeugs zu erhalten. Hier ist beachtenswert, dass bereits ein einziges Korn des gröberen Schleifmittels mit erster Körnung auf dem Polierkopf das gesamte Polierergebnis zunichtemachen kann.
• Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird also das Slurry im Umlauf betrieben, wobei das nach den Schleif-, beziehungsweise Polierschritten zurückbleibende Slurry wieder aufgesammelt und den Abtragswerkzeugen erneut zugeführt wird. Gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung ist also eine Umlauf-Zuführeinrichtung für das Slurry vorgesehen, wobei die Umlauf-Zuführeinrichtung eine Einrichtung zum Aufsammeln des nach dem Schleifen und Polieren zurückbleibenden Slurry und eine Einrichtung zum erneuten Zuführen des aufgesammelten Slurry zu den ersten und zweiten Abtragswerkzeugen umfasst.
• Ein Slurry ist im allgemeinen eine Suspension oder Dispersion eines Abrasivmittels in einer Flüssigkeit. Bevorzugt wird als Slurry eine Suspension von Ceroxid in Wasser eingesetzt. Möglich sind aber auch andere Abrasive und auch Flüssigkeiten, beispielsweise Öle und Additive zur Verhinderung der Sedimentation und Agglomeration der Abrasivkörner im Wasser. Geeignet sind verschiedene Phosphate, wie z. B. Mono-Natriumphosphat-Hydrat (NaH₂PO₄), Dinatrium-Phosphat (Na₂HPO₄), Natriumpyrophosphat (Na₄P₂O₇), sowie organische Salze, wie Natrium-Citrat (C₆H₅Na₃O₇ oder C12H25NaOS).
• Mit diesem Verfahren wird es ferner möglich, die unterschiedlichen Prozesse des Schleifens und Polierens auf einer Maschine ohne getrennte Führung der flüssigen Prozesszuläufe und Abläufe, beziehungsweise mit einer gemeinsamen Zuführung und Abführung von Abrasiv- und Kühlmittel für beide Prozessschritte zu realisieren. Damit konnten nahezu 40% der ansonsten üblichen Prozesszeit mit getrennten Schleif- und Poliervorgängen eingespart werden.
• Das Schleifmittel einer ersten Körnung weist bevorzugt eine Körnung von zumindest 8 Mikrometern, besonders bevorzugt eine Körnung bis höchstens 40 Mikrometern auf. Für das Slurry kommt ein Abrasiv zum Einsatz, dessen Körnung vorzugsweise bei kleiner 2 Mikrometern bei Normalverteilung liegt. Die vorstehenden Größenangaben beziehen sich jeweils auf den mittleren Durchmesser der Körner. Für das zumindest eine Abtragswerkzeug haben sich Diamantfolien oder diamantbesetzte Metallscheiben bewährt. Es können aber auch andere Abrasivstoffe, beispielsweise Korund, Siliziumcarbid, etc. eingesetzt werden. Für die Abtragsfläche des Polierwerkzeugs, beziehungsweise des zumindest einen zweiten Abtragswerkzeugs hat sich Filz oder ein Elastomer, vorzugsweise Polyurethan, am besten bewährt.
• Beim Umlaufbetrieb des Slurry ist es dann günstig, eine Trenneinrichtung vorzusehen, welcher der Einrichtung zum erneuten Zuführen des Slurry vorgeschaltet ist, und mit welcher Grob- und Feinanteile der Feststoffe im Slurry getrennt werden. Der Slurry aus den Rückläufen des aus dem Gesamtprozess abgeführten Slurry weist im Allgemeinen
1. a) Anteile von Grobabrieb durch das Feinschleifen, beziehungsweise dem Abtrag der ersten Abtragswerkzeuge,
2. b) entsprechenden Feinabrieb aus dem Polierprozess mit dem zumindest einen zweiten Abtragswerkzeug,
3. c) Fremdpartikel aus der Umgebung, und
4. d) eine sich ändernde Verteilung an Korngrößen des Abrasivs des Slurry auf.
• Um den Feststoffanteil zu sieben und geeignet in Grob- und Feinanteil zu trennen, eignet sich besonders eine Zentrifuge oder ein Zyklon. Damit kann dann durch die Trennung der erneute Zufluss zu den beiden Prozessschritten des Feinschleifens und des Polierens mit dem Unterlauf mit den Grobanteilen des Slurry für das Feinschleifen und die Versorgung des Polierprozesses aus dem Oberlauf mit den Feinanteilen des Slurry, der Grobanteil von Feststoffen, vor allem aber keinen Anteil des Schleifmittels erster Körnung mehr aufweist, gewährleistet werden. Unter anderem ist auch ein Sedimentationsbecken als Trenneinrichtung denkbar, welches allerdings langsamer wirkt als eine Zentrifuge oder ein Zyklon, so dass hier insgesamt eine größere Menge an Slurry bereitzustellen ist. Unabhängig von der Art der Trenneinrichtung wird dann vorteilhaft nur der Anteil des Slurry mit feineren Feststoffen den Abtragswerkzeugen wieder zugeführt.
• Es hat sich für einen schnellen und gleichmäßigen Abtrag weiterhin als günstig erwiesen, wenn die Durchmesser der Abtragsflächen für den Schleifvorgang und das nachfolgende Polieren unterschiedlich sind. Insbesondere ist es dabei günstig, wenn die Abtragsfläche des zumindest einen ersten Abtragswerkzeugs einen größeren Durchmesser als die Abtragsfläche des zumindest einen zweiten Abtragswerkzeugs aufweist. Um die typischen beim Walzen hervorgerufenen Dickenunterschiede des Glases bis zu 200 Mikrometern wirkungsvoll einebnen zu können, ist für Glas-/Glaskeramikplatten, insbesondere mit der genannten Fläche größer 1 m² ein Durchmesser der ersten Abtragsfläche von größer als 500 Millimetern günstig. Der Durchmesser der Abtragsfläche des zumindest einen zweiten Abtragswerkzeugs wird dann entsprechend kleiner als 500 Millimeter gewählt.
• In Bezug auf einen gleichmäßigen Abtrag ist es weiterhin günstig, wenn die von den Abtragswerkzeugen überfahrenen Bahnen um zumindest 20%, vorzugsweise um mindestens ein Drittel ihrer Breite, beziehungsweise ihres Durchmessers überlappen. Dies gilt vorzugsweise jeweils separat für die von dem oder den ersten Abtragswerkzeugen, als auch für die von dem oder den zweiten Abtragswerkzeugen überfahrenen Bahnen. Überlappen die Bahnen zu wenig, können sichtbare Streifen unterschiedlicher Höhe entlang der Bahnen hervorgerufen werden.
• Um die Bearbeitungszeit kurz zu halten, ist es außerdem vorteilhaft, die Abtragswerkzeuge in mäanderförmigem Pfad über die nachzubearbeitende Oberfläche zu führen. Dazu können die Abtragswerkzeuge beim Abtrag in Richtung entlang der Bahnen vor und zurückbewegt werden, wobei intermittierend die zu bearbeitende Scheibe relativ zu den Abtragswerkzeugen quer zu den Bahnen bewegt wird.
• Um Prozesszeit einzusparen, ist es möglich, den Prozess in Bezug auf die Körnung der Abrasive als lediglich zweistufig durchzuführen. Mit anderen Worten ist es ausreichend, nur zwei verschiedene Körnungen einzusetzen, nämlich die gröbere und gebundene Körnung des Abrasivs des ersten Abtragswerkzeugs und die feinere Körnung des Abrasivs im Slurry. Allerdings können gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung selbstverständlich jeweils mehrere erste und/oder zweite Abtragswerkzeuge verwendet werden.
• Durch das Feinbearbeitungsverfahren, wobei das vorstehend genannte lediglich beispielhaft genannt ist, ist es möglich, ein Substrat aus keramisierbarem Grünglas zu Verfügung zu stellen, welches über zumindest eine sehr ebene, glatte Oberfläche mit geringer Feinwelligkeit und geringer Rauigkeit verfügt. Die glättende Feinbearbeitung kann direkt nach dem Walzen, also im Anschluss an die Heißformgebung, erfolgen. Die Feinwelligkeit des flachen Substrates aus keramisierbarem Grünglas ist also nach der glättenden Feinbearbeitung geringer als vorher, also direkt nach der Heißformgebung.
• Grundsätzlich setzt sich eine für das Auge deutlich sichtbare Welligkeit für das Endprodukt aus Glaskeramik aus zwei Parametern zusammen. Zum einen ist die Amplitude maßgeblich. Allerdings hängt die Sichtbarkeit dieser Amplitude direkt mit der Wellenlänge der Welligkeit zusammen. Verallgemeinernd kann gesagt werden, dass je größer die Wellenlänge der Welligkeit, desto größer kann auch die Amplitude der Welligkeit sein, ohne dass diese vom Auge wahrgenommen wird. Eine für das Auge sichtbare Welligkeit ist beispielsweise bei Amplituden größer als 50 µm in Verbindung mit Wellenlängen von kleiner als 135 mm gegeben.
• Durch Anwendung eines glättenden Feinbearbeitungsverfahrens auf die Oberfläche des keramisierbaren Substrates konnte eine reduzierte Feinwelligkeit der bearbeiteten Oberfläche erreicht werden, welche sich wie folgt definieren lässt:
• Die erreichbare Welligkeit beträgt höchstens 10 µm, bevorzugt höchstens 5 µm, und ganz besonders bevorzugt höchstens 1 µm gemessen als Höhendifferenz zwischen einem Wellental und einem benachbarten Wellenberg. Eine minimale Welligkeit von etwa 0,1 µm bis zu 0,5 µm scheint dagegen für die Keramisierung unkritisch zu sein, dagegen aber eine festere und stabilere Auflage des Substrates auf der Trägerplatte zu begünstigen. Von daher beträgt die Welligkeit des Substrates nach der Feinbearbeitung vorzugsweise wenigstens 0,1 µm, wenigstens 0,3 µm oder wenigstens 0,5 µm. Die erreichbare Welligkeit der Wellenlängen liegt zwischen 50 und 500 mm, bevorzugt zwischen 60 und 200 mm.
• Die Rauigkeit der mit dem glättenden Feinbearbeitungsverfahren behandelten Oberfläche des Substrates ändert sich dabei im Wesentlichen nicht. Die maximale Rauigkeit Ra liegt bei höchstens 0,015 µm.
• Nach der glättenden Feinbearbeitung der zumindest einen Oberfläche des Substrates aus keramisierbarem Grünglas erfolgt der Keramisierungsprozess, um den flachen, transparenten Artikel aus Glaskeramik zu erhalten. Diese kann auf die nachfolgend kurz umrissene Art und Weise erfolgen, wie sie auch in der Druckschrift WO 2012/019833 vom gleichen Anmelder beschrieben ist und welche hiermit vollumfänglich inkorporiert wird. Durch das hier skizzierte Verfahren zur Keramisierung kann ein hoch-transparenter und zugleich hochfester Glaskeramik-Artikel erzeugt werden, welcher sich seine kurzen Verweilzeiten in der Keimbildungs- und Kristallisationsphase auszeichnet.
• Hierzu wird das flache Substrat umfassend das keramisierbare Ausgangsglas, in welchem die Keimbildner enthalten sind, bereitgestellt, und das Substrat wird einer Temperaturbehandlung unterzogen, wobei das Ausgangsglas zunächst auf eine Keimbildungstemperatur im Bereich von 700 bis 810°C erhitzt wird und die Verweilzeit in diesem Temperaturbereich zwischen 3 und 120 Minuten beträgt, anschließend das Ausgangsglas mit den gebildeten Keimen von der Keimbildungstemperatur auf 810 bis 880°C aufgeheizt wird, wobei die Heizrate von 0,1 bis 5,0 K/min beträgt und anschließend das zumindest teilweise bereits keramisierte Ausgangsglas auf Temperaturen im Bereich zwischen 880 und 970°C erhitzt wird, wobei das zumindest teilweise kristallisierte Ausgangsglas nach dem Erhitzen für mehrere Minuten in diesem Temperaturbereich gehalten wird und die Dauer dieses Prozess-Schritts zwischen 1 und 45 Minuten beträgt, abschließend eine Abkühlung der Glaskeramik zumindest auf unter 600°C durchgeführt wird, wobei die Kühlrate mindestens 5 K/min beträgt, und wobei die Keramisierung bei einem definierten Ofenluft-Feuchtegehalt durchgeführt und bei der Keramisierung die vorstehend genannte Trägerplatte verwendet wird. Diese kann an ihrer mit dem Substrat in Kontakt stehenden Seite (Kontaktseite) mit Zu- bzw. Ableitungen für die Umgebungsgase (z.B. Ofenatmosphäre) versehen sein. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, dass hochfeste, hochtransparente Glaskeramik-Artikel durch eine bestimmte Kombination von Keimbildungs- und Kristallisationstemperaturen mit bestimmten Verweilzeiten und einer schnellen Abkühlungsrate hergestellt werden können.
• Ein besonderer Vorteil des vorstehend genannten Verfahrens zur Keramisierung ist die homogene Kristallisation, worunter eine gleichmäßige Verteilung der Kristalle oder Kristallite in der Restglas-Phase und sehr ähnlich Korngrößen verstanden werden. Eine solche Verteilung vermindert zum einen die Lichtstreuung und die Brechzahlunterschiede zwischen den einzelnen Phasen der Glaskeramik und erhöht zum anderen die Transparenz des erzeugten Glaskeramik-Artikels. Daher weisen die Kristalle Korngrößen auf, deren Standardabweichung kleiner als +/- 5 %, bevorzugt kleiner als +/- 3 % und insbesondere bevorzugt kleiner +/- 2 % ist. Geeignete LAS-Gläser sind Glaskeramiken mit einem Zusammensetzungsbereich wie weiter oben angegeben.
• Zur Steuerung der oben beschriebenen Parameter des Keramisierungsprozesses kann bevorzugt ein elektrisch beheizter Ofen, vorzugsweise in Form eines Durchlaufofens, insbesondere eines Rollenofens, für die Keramisierung verwendet werden. Bei der Keramisierung wird die Trägerplatte verwendet, die an ihrer mit der Glaskeramik in Kontakt stehenden Seite (Kontaktseite) mit Zu- bzw. Ableitungen für Umgebungsgase (z.B. der Ofenatmosphäre) versehen sein kann. Es kann aber auch ein Chargierofen verwendet werden.
• Erfindungsgemäß wird für die Keramisierung das flache Substrat aus keramisierbarem Grünglas derart auf die Trägerplatte aufgelegt, dass die glättend nachbehandelte Oberfläche auf der Trägerplatte aufliegt. Demnach steht die mit dem glättenden Feinbearbeitungsverfahren behandelte Oberfläche des flachen Substrates während der Keramisierung in Kontakt mit der Trägerplatte.
• Die Keramisierung kann in den vorstehend genannten Ofentypen stattfinden, d.h. ein Aufheizen in 1 bis 5 h auf 750°C bis 980°C realisiert werden, so dass eine ebene Platte mit Hoch-Quarz-Mischkristallen (HQMK) als Hauptkristallphase und einem Kristallinitätsgrad von 50 % bis 90 % sowie einer Kristallitgröße zwischen 20 nm bis 100 nm entsteht.
• Die auf dieser Trägerplatte aufliegende Seite des Substrates stellt im späteren Gebrauch im allgemeinen die Rückseite dar. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass trotz der Feinbearbeitung des Substrates durch den Kontakt der Oberfläche mit der Unterlage kleine Riefen, anhaftende Partikel oder auch Abdrücke zurückbleiben können. Diese Seite wird daher im Endprodukt bevorzugt als Rückseite, die dem Anwender abgewandt ist, verwendet.
• Diese Rückseite oder Unterseite des Substrates ist die Seite, auf der z.B. bei der Verwendung als transparente Kochfläche die farbgebende, unterseitige Beschichtung vorgenommen wird und die bei einem Einbau als Kochfeld die vom Betrachter abgewandte Seite darstellt, während die (meist während des Keramisierungsprozesses zusätzlich dekorierte) Oberseite der Glaskeramikscheibe dem Betrachter zugewandt ist.
• Bei einer Verwendung des Artikels aus Glaskeramik z.B. als Kaminsichtscheibe kann die Rückseite der betreffenden LAS-Glaskeramikscheibe beim Einsatz aggressiven Abgasen ausgesetzt sein. Bei einer Verwendung z.B. als Brandschutz-Laminatscheiben-System können die Rückseiten der betreffenden LAS-Glaskeramikscheiben einem Laminierprozess unterzogen werden. Beim Einsatz als Trägerplatte für die Solarindustrie kann die betreffende Seite z.B. lonenaustausch-Prozessen unterworfen sein oder in einem elektrischen Feld in Kontakt mit anderen Gläsern kommen.
• Während der Keramisierung in einem Elektro- oder Gasofen mit definiertem OH-Gehalt und/oder Wasserstoff-Gehalt der Ofenatmosphäre kann sich je nach OH- oder H-Gehalt des LAS-Ausgangsglases auf der Oberseite der betreffenden LAS-Glaskeramikscheibe üblicherweise eine 200 nm bis 2.000 nm dicke, an Lithium verarmte, meistens überwiegend amorphe (glasige) Oberflächenzone ausbilden, wenn als Hauptkristallphase in dem resultierenden Glaskeramikgefüge die oben genannten Hoch-Quarz-Mischkristalle vorliegen.
• Durch das vorstehend erläuterte Verfahren gelingt es, einen flachen, hochtransparenten Artikel aus Glaskeramik zur Verwendung als Sichtscheibe, insbesondere bei Verwendung von LAS-Ausgangsgläsern, mit hervorstechenden Oberflächeneigenschaften zu schaffen. Dieser kann aufgrund seiner Eigenschaften grundsätzlich auch als Sichtscheibe, etwa für Fahrzeuge, verwendet werden. Die Oberflächenqualität des erfindungsgemäß erzeugten flachen Artikels aus Glaskeramik lässt sich anhand verschiedener Kenngrößen und Produkteigenschaften charakterisieren.
• Gegenstand der Erfindung ist demnach auch ein flacher, transparenter Artikel aus Glaskeramik, vorzugsweise hergestellt oder herstellbar nach dem vorstehend genannten Verfahren. Der erfindungsgemäße Artikel aus Glaskeramik zeichnet sich durch zwei parallel verlaufende sehr glatte Oberflächen aus, wobei die zumindest eine Oberfläche einen sehr hohen Glanzgrad aufweisen kann, welcher als DOI-Wert, ermittelt nach der Norm ASTM D 5767, wiedergegeben werden kann. Erfindungsgemäß liegt der DOI-Wert bei wenigstens DOI >= 85, bevorzugt bei DOI >= 90.
• Erfindungsgemäß wird dieser Glanzgrad der zumindest einen Oberfläche des Artikels aus Glaskeramik erhalten, ohne dass eine Feinbearbeitung, insbesondere ein Schleifen, Polieren oder Läppen, nach der Keramisierung erfolgt. Der erfindungsgemäß hergestellte Artikel aus Glaskeramik verfügt demnach über diese Eigenschaften der Oberfläche direkt nach der Keramisierung.
• Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Artikel aus Glaskeramik haben eine sehr hohe Transparenz, so dass sie beispielsweise auch im Schichtverbund noch den Anforderungen an Fahrzeugsichtscheiben gerecht werden.
• So kann der erfindungsgemäße Artikel aus Glaskeramik eine Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich bezogen auf eine Wandstärke von 4 mm größer als 0,75 bei 400 nm, größer als 0,845 bei 450 nm, größer als 0,893 bei 550 nm, größer als 0,90 bei 600 nm und größer als 0,90 bei 700 nm Wellenlänge aufweisen.
• Weiterhin verfügt dieser Artikel über sehr hohe Werte für die chemische Resistenz gegenüber dem Angriff von Verbrennungsprodukten, insbesondere gegenüber schwefelhaltigen Abgasen, die Verbindungen aus schwefeliger Säure oder Schwefelsäure enthalten, und die z.B. bei der Holz- und Kohleverbrennung entstehen. Daher kann eine gute Resistenz gegenüber Schwefelsäureangriff beibehalten werden.
• Die Welligkeit des Artikels aus Glaskeramik beträgt höchstens 10 µm, bevorzugt höchstens 5 µm, und besonders bevorzugt höchstens 1 µm gemessen als Höhendifferenz zwischen einem Wellental und einem benachbarten Wellenberg. Die erreichbare Welligkeit der Wellenlängen liegt zwischen 50 und 500 mm, bevorzugt zwischen 60 und 200 mm.
• Darüber hinaus können sie auch hochfest sein und somit als Glaskeramik für Schutzanwendungen verwendet werden. Bei einem Vergleich der Stoßfestigkeit von unpoliertem und poliertem Material, welches verfahrensgemäß hergestellt wurde, konnte eine deutliche Festigkeitssteigerung für das erfindungsgemäß polierte Material aufgezeigt werden. Diese Festigkeitssteigerung liegt bei mindestens 20 %.
• Die Ermittlung der Stoßfestigkeit erfolgte dabei in Anlehnung an den Kugelfalltest gemäß DIN 52306. In diesem Test wird eine 200 g schwere Stahlkugel aus einer definierten Höhe im Freifall auf die Mitte einer Probe im Format 100 x 100 x 4 mm fallen gelassen. Die Fallhöhe wird stufenweise gesteigert, bis der Bruch eintritt. Die Stoßfestigkeit ist eine statistische Größe und wird an Serien von etwa 20 Proben ausgeführt. Die Auswertung erfolgte nach dem Weibull-Modell gemäß DIN EN 61649.
• Weiterhin hat sich gezeigt, dass durch die Feinbearbeitung und damit das Reduzieren der Feinwelligkeit der zumindest einen Oberfläche des Substrates vor der Keramisierung sich weiterhin die für die Walzoberfläche typische Oberflächentopographie verbessert, so dass keine Nachbearbeitung des Artikels aus Glaskeramik mehr erforderlich ist, gleichzeitig aber auch bei einem späteren Einsatz des fertigen Artikels aus Glaskeramik als Sichtscheibe von Back- oder Kaminöfen sogar dann ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild erreicht werden kann, wenn die Geräte ausgeschaltet sind und der Bediener in einen schwarzen Innenraum blickt.
• Dies führt weiterhin dazu, dass eine an Lithium verarmte, meistens überwiegend amorphe (glasige) Oberflächenzone erhalten bleibt.
• Eine glättende Feinbearbeitung mit mehreren Abtragswerkzeugen ermöglicht zudem eine vergleichsweise geringe Prozesszeit, wenn der erste Prozessschritt des Feinschleifens mit dem ersten Abtragswerkzeug gleichzeitig ein kombinierter Feinschleifprozess mit hohen Abtragsraten und gleichzeitig ein Polierprozess mit kleineren Abtragsraten ist, in welchem die vom gröberen Abrasiv mit erster Körnung erzeugten Spuren bereits vor dem nachfolgenden Polierprozess durch das zweite Abtragswerkzeug zumindest teilweise geglättet werden. Auf diese Weise wird im nachfolgenden Polierschritt eine wesentlich glattere Oberfläche erzeugt, als in einem getrennten Feinschleif- und Polierprozess.
• Der erfindungsgemäße Artikel aus Glaskeramik kann dabei alle bekannten geometrischen Größen und Formen (flach, rundverformt, winklig verformt, 3-D verformt) annehmen und über weitere Elemente wie Dekorfarben, Beschichtungen und gestalterischen Kantenschliffen (z.B. Flachfacette) verfügen.
• Die vorliegende Erfindung beschreibt demnach ein Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik sowie einen flachen, transparenten Artikel aus Glaskeramik, welcher für den Einsatz als beschusshemmende Sichtscheibe (Schichtverbunden), Kochfläche, Ofen- und Kaminsichtscheibe, als glaskeramischer Gegenstand für Hoch- oder extreme Niedrigtemperaturanwendungen, als Ofenfenster für Verbrennungsöfen, als weiße Ware, als Scheibe für Backofentüren, als Trägerplatte für Edelmetall-Beschichtungen und damit als Kochfläche für Induktion oder Gasbeheizung, als Trägerplatte für Vakuumbeschichtungsprozesse, insbesondere für solare Funktionsschichten, als transparente Backofenscheibe, Brandschutzscheibe, Mikrowelleneinlegeboden, als Trägerplatte in der Display- und in der Solarindustrie, oder als unbedruckte oder bedruckte Koch- oder Arbeitsplatte oder - tisch, insbesondere großformatig mit wenigstens 0,7 m², bevorzugt wenigstens 1,0 m² Fläche, und bei anderen Anwendungen mit insbesondere wechselnder Temperaturbelastung verwendet werden kann.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der dargestellten Ausführungsbeispiele und den angefügten Ansprüchen.
• Figurenliste
• 1 schematisch eine gebogene Kaminsichtscheibe in einer Schrägansicht,
• 2 schematisch eine gerade Kaminsichtscheibe in einer Schrägansicht,
• 3 eine Aufsicht auf ein Substrat vor der Keramisierung während des Materialabtrags, und
• 4 einen Vergleich der Stoßfestigkeit von unpoliertem und poliertem Material.
• Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
• Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bezeichnen um der Klarheit willen gleiche Bezugszeichen im Wesentlichen gleiche Teile in oder an diesen Ausführungsformen. Zur besseren Verdeutlichung der Erfindung sind die in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen jedoch nicht immer maßstabsgerecht gezeichnet.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein flacher, transparenter Artikel aus Glaskeramik, insbesondere zur Verwendung als Sichtscheibe, hergestellt werden.
• 1 zeigt rein beispielhaft schematisch eine gebogene Kaminsichtscheibe 40 aus Glaskeramik in einer Schrägansicht. In 2 ist ebenfalls rein beispielhaft schematisch eine gerade Kaminsichtscheibe 50 in einer Schrägansicht gezeigt. Ohne Beschränkung auf die dargestellten Ausführungsbeispiele sind die Kaminsichtscheiben 40, 50 mit Haltemitteln 41, 51 ausgebildet, welche es erlauben, die Kaminsichtscheibe 40, 50 besonders einfach in einer Feuerstätte zu montieren.
• Die dargestellten Kaminsichtscheiben 40, 50 sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt.
• Hierfür wird mittels Walzverfahren ein flaches Substrat aus keramisierbarem Grünglas auf Basis einer LAS-Glaskeramik erzeugt. Vor der weiteren Keramisierung dieses flachen Substrates erfolgt die glättende Nachbearbeitung der Oberfläche 42, 52 des keramisierbaren, flachen Substrates mit zumindest einem Abtragswerkzeug mit zumindest einer Abtragsfläche.
• Das flache Substrat aus keramisierbarem Grünglas wird unmittelbar nach dem Schneiden in entsprechende Großformate an der Schmelzwanne oberflächlich mit Ceriumoxid oder anderen bekannten Poliermitteln für Glas poliert.
• Dabei wird Material von der nachzubearbeitenden Oberfläche 42, 52 des Substrates abgetragen. Das Abtragswerkzeug weist dabei zumindest eine Abtragsfläche auf, welche um eine Achse senkrecht zur Abtragsfläche rotiert. Dabei wird das Abtragswerkzeug entlang vorbestimmter Bahnen, beispielsweise mit konstantem Vorschub aber unterschiedlichen Prozessparametern wie Druck und Umdrehungsgeschwindigkeit, über die nachzubearbeitende Oberfläche geführt, wobei die Bahnen einander überlappen. Zusätzlich wird gebundenes und/oder loses Abrasiv als Schleifmittel und/oder ein Kühlmittel zugegeben.
• Nach der Bearbeitung der Oberflächen 42, 52 erfolgt eine Keramisierung zur Erzeugung des flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik. Hierauf erfolgen die üblichen Nachbearbeitungen des Artikels, etwa das Zuschneiden oder das Anbringen einer Facette, oder auch das Bedrucken.
• Um eine gebogene Kaminsichtscheibe 40 wie in 1 gezeigt zu erzeugen, schließt sich ein Schwerkraftsenken in einer entsprechenden Form an. Die nachbehandelten Oberflächen 42, 52 des Substrates stellen im Endprodukt die Rückseiten dar.
• Durch die glättende Feinbearbeitung wird die Feinwelligkeit der Oberfläche 42, 52 geringfügig reduziert. Die verbleibende, geringe Feinwelligkeit führt dazu, dass sich die Luftpolster auf den sehr glatten Trägerplatten während der Keramisierung stark verkleinern und teilweise oder überwiegend gar nicht mehr vorhanden sind. Dadurch wird die Relativbewegung des aufgelegten Substrates während der Durchfahrt durch den Rollenofen stark reduziert bzw. findet im Idealfall nicht mehr statt.
• 3 zeigt rein exemplarisch eine Vorrichtung 1 einer weiteren möglichen Ausführungsform zur glättenden Nachbearbeitung des Substrates 3 aus keramisierbarem Grünglas. Das Verfahren, beziehungsweise die entsprechend zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtete Vorrichtung 1, basieren darauf, dass
• - mit mehreren Abtragswerkzeugen 6, 10 gleichzeitig Material von der nachzubearbeitenden Oberfläche 31 einer Glas- oder Glaskeramik-Scheibe 3 abgetragen wird, wobei die Abtragswerkzeuge 6, 10 Abtragsflächen 7, 11 aufweisen, welche jeweils um eine Achse senkrecht zur Abtragsfläche 7, 11 rotieren, wobei
• - die Abtragswerkzeuge 6, 10 entlang vorbestimmter Bahnen 8, 12 über die nachzubearbeitende Oberfläche 31 geführt werden, wobei die Bahnen 8, 12 einander überlappen, und wobei
• - zumindest ein erstes Abtragswerkzeug 6 die nachzubearbeitende Oberfläche 31 mit einem Schleifmittel einer ersten Körnung schleift und
• - zumindest ein zweites Abtragswerkzeug 10 die vom zumindest einen ersten Abtragswerkzeug 6 geschliffene Oberfläche mit einem zweiten Schleifmittel mit gegenüber dem ersten Schleifmittel feinerer Körnung poliert, wobei das zweite Schleifmittel ein Slurry umfasst, und wobei
• - dieses Slurry auch zwischen der Abtragsfläche 7 des zumindest einen ersten Abtragswerkzeugs 6 und der nachzubearbeitenden Oberfläche 31 während des Schleifens eingebracht wird.
• In 3 ist jeweils nur eine der von den Werkzeugen 6, 10 überfahrenen Bahnen 8, 12 als schraffierter Bereich dargestellt. Insgesamt werden zur Bearbeitung der gesamten Oberfläche 31 die Abtragswerkzeuge 6, 10 entlang zueinander paralleler Bahnen über die Oberfläche geführt. Dazu wird, wie anhand der Pfade 9, 13 dargestellt, von den Werkzeugen 6, 10 gegenüber der Oberfläche 31 eine mäanderförmige Bewegung ausgeführt. Um eine solche Bewegung auszuführen, werden die Abtragswerkzeuge 6, 10 entlang der Bahnen 8, beziehungsweise 12 hin und her bewegt und nach jeweils einer Hin- oder Herbewegung das Substrat entlang der Vorschubrichtung 15 ein Stück weiterbewegt. Damit sowohl die Bahnen 8, als auch die Bahnen 12 jeweils untereinander überlappen, ist der Vorschub kleiner als der Durchmesser der Abtragsflächen 7, beziehungsweise 10. Der Überlapp der Bahnen 8, ebenso wie der Bahnen 12 beträgt dabei vorzugsweise zumindest 20%, besonders bevorzugt mindestens ein Drittel des Durchmessers der Abtragsfläche, beziehungsweise korrespondierend dazu der jeweiligen Bahnbreite.
• 4 zeigt einen Vergleich der Stoßfestigkeit von unpoliertem und poliertem Material, welches verfahrensgemäß hergestellt wurde. Deutlich zu erkennen ist eine Festigkeitssteigerung, die im Beispiel bei mindestens 20 % liegt, für das erfindungsgemäß polierte Material.
• Die Ermittlung der Stoßfestigkeit erfolgt dabei nach dem folgenden Verfahren in Anlehnung an den Kugelfalltest gemäß DIN 52306. In diesem Test wird eine 200 g schwere Stahlkugel aus einer definierten Höhe im Freifall auf die Mitte der Probe, also dem Artikel aus Glaskeramik, im Format 100 x 100 x 4 mm fallen gelassen. Die Fallhöhe wird stufenweise gesteigert, bis der Bruch eintritt. Die Stoßfestigkeit ist eine statistische Größe und wird an Serien von etwa 20 Proben ausgeführt. Die Auswertung erfolgt nach dem Weibull-Modell gemäß DIN EN 61649.
• Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt, dass es erfindungsgemäß möglich ist, die Festigkeit deutlich zu steigern. In anderen Beispielen konnte eine Festigkeitssteigerung des Artikels aus Glaskeramik von 10 % oder auch von mehr als 20 % ermittelt werden.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102016216305 A1 [0005]
• DE 202014004209 U1 [0006]
• DE 10344439 B3 [0007]
• DE 102010023407 A1 [0008]
• GB 1322796 [0009]
• JP 2013112554 A [0010]
• JP 2015176753 A [0011]
• US 2016/0075597 A1 [0012]
• US 7056848 B2 [0035]
• DE 10226815 B4 [0035]
• DE 102010033041 A1 [0046]
• WO 2012/019833 [0073]

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik zur Verwendung als Sichtscheibe, umfassend die folgenden Schritte: - Erzeugen einer Schmelze mit einer für eine Keramisierung geeigneten Rohstoff-Zusammensetzung, - Erzeugen eines flachen Substrates aus keramisierbarem Grünglas mit zwei gegenüberliegend angeordneten, im wesentlichen ebenen Oberflächen aus der Schmelze mittels Heißformgebung, - Bearbeiten von zumindest einer der Oberflächen des Substrates mit einem glättenden Feinbearbeitungsverfahren, - Keramisieren des Substrates zur Erzeugung des Artikels aus Glaskeramik.
2. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramisierbare Grünglas auf dem Lithium-Aluminosilikat-System (LAS-Glaskeramik) basiert.
3. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramisierbare Grünglas Keimbildner umfasst, bevorzugt TiO₂ und/oder ZrO₂, oder auch SnO₂.
4. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskeramik einen Zusammensetzungsbereich (in Gew.-%) von 50 - 75,0 SiO₂, 15 - 28,0 Al₂O₃, 0 - 3,0 B₂O₃, 0 - 1,0 F, 2,0 - 6,0 Li₂O, 0 - 6,5 CaO + SrO + BaO, 0 - 7,0 TiO₂, 0 - 5,0 ZrO₂, 0 - 5,0 ZnO, 0 - 3,0 Sb₂O₃, 0 - 3,0 MgO, 0 - 3,0 SnO₂, 2,0 - 7,0 TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂ 0 - 9,0 P₂O₅, 0-2,0 As₂O₃, 0 - 4,0 Na₂O + K₂O, wobei die jeweiligen Anteile innerhalb der nachfolgend angegebenen Bereiche liegen: 0 - 4,0 Na₂O, O - 4,0 K₂O, umfasst, sowie übliche Läutermittel wie Sb₂O₃, As₂O₃, SnO₂, Ce₂O₃, Fluor, Brom und Sulfat, bei einem Wassergehalt von 0,01 - 0,08 Gew.-%.
5. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißformgebung ein Walzverfahren umfasst.
6. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das glättende Feinbearbeitungsverfahren das Abtragen von Material mit zumindest einem Abtragswerkzeug umfasst, wobei das Abtragswerkzeug vorzugsweise zumindest eine Abtragsfläche umfasst, welche um eine Achse senkrecht zur Abtragsfläche rotiert, wobei das Abtragswerkzeug entlang vorbestimmter Bahnen über die nachzubearbeitende Oberfläche geführt wird, und wobei die Bahnen einander überlappen.
7. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das glättende Feinbearbeitungsverfahren unter Zufuhr von gebundenem oder losem Abrasiv und/oder von Kühlmittel erfolgt.
8. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine glättend nachbearbeitete Oberfläche des Substrates eine Welligkeit von höchstens 10 µm, bevorzugt höchstens 5 µm, und ganz besonders bevorzugt höchstens 1 µm aufweist und/oder die Welligkeit der Wellenlängen zwischen 50 und 500 mm, bevorzugt zwischen 60 und 200 mm liegt.
9. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine glättend nachbearbeitete Oberfläche des Substrates einen DOI-Wert aufweist, welcher bei wenigstens DOI >= 85, bevorzugt bei DOI >= 90 liegt.
10. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat zum Durchführen der Keramisierung auf eine als Brennhilfsmittel dienende, glatte Unterlage, vorzugsweise eine Unterlagsplatte oder Trägerplatte, aufgelegt wird, wobei die Trägerplatte vorzugsweise aus einem hochtemperaturstabilen Material hergestellt ist und/oder Keatit umfasst.
11. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus keramisierbarem Grünglas derart auf die Unterlage aufgelegt wird, dass die glättend nachbearbeitete Oberfläche des Substrates während der Keramisierung in Kontakt mit der Unterlage steht.
12. Verfahren zur Herstellung eines flachen, transparenten Artikels aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramisierung in einem Chargierofen oder in einem Durchlauf- oder Rollenofen erfolgt.
13. Artikel aus Glaskeramik, insbesondere flacher, transparenter Artikels aus Glaskeramik, hergestellt oder herstellbar mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.
14. Artikel aus Glaskeramik, vorzugsweise nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine vor der Keramisierung glättend nachbearbeitete Oberfläche nach der Keramisierung einen hohen Glanzgrad aufweist, insbesondere einen DOI-Wert, welcher bei wenigstens DOI >= 85, bevorzugt bei DOI >= 90 liegt.
15. Artikel aus Glaskeramik nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel aus Glaskeramik eine Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich bezogen auf eine Wandstärke von 4 mm größer als 0,75 bei 400 nm, größer als 0,845 bei 450 nm, größer als 0,893 bei 550 nm, größer als 0,90 bei 600 nm und größer als 0,90 bei 700 nm Wellenlänge aufweist.
16. Artikel aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine glättend nachbearbeitete Oberfläche eine chemische Resistenz gegenüber dem Angriff von Verbrennungsprodukten aufweist, insbesondere gegenüber schwefelhaltigen Abgasen, die Verbindungen aus schwefeliger Säure oder Schwefelsäure enthalten.
17. Artikel aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine glättend nachbearbeitete Oberfläche eine Welligkeit von höchstens 10 µm, bevorzugt höchstens 5 µm, und ganz besonders bevorzugt höchstens 1 µm aufweist, gemessen als Höhendifferenz zwischen einem Wellental und einem benachbarten Wellenberg und/oder eine Welligkeit der Wellenlängen zwischen 50 und 500 mm, bevorzugt zwischen 60 und 200 mm.
18. Sichtscheibe, insbesondere beschusshemmende Sichtscheibe oder Scheibe für Backofentüren, transparente Backofenscheibe, Brandschutzscheibe, Mikrowelleneinlegeboden, Kochfläche, Ofen- oder Kaminsichtscheibe, Trägerplatte, unbedruckte oder bedruckte Koch- oder Arbeitsplatte oder -tisch, insbesondere großformatig mit wenigstens 0,7 m², bevorzugt wenigstens 1,0 m² Fläche, umfassend einen Artikel aus Glaskeramik nach einem der vorstehenden Ansprüche 13-17.

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