DE102018122020B3

DE102018122020B3 - Glas- oder Glaskeramikartikel, Verfahren zur Herstellung eines Glas- oder Glaskeramikartikels und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE102018122020B3
Application number: DE102018122020.0A
Authority: DE
Inventors: Silke Knoche; Franziska Back; Eva Engel
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2020-02-20
Anticipated expiration: 2038-09-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Glas- oder Glaskeramikartikel, der für i) Küchengeräte wie beispielsweise eine Kochplatte und/oder als Ofentür und/oder für ii) Feuerstätten bestimmt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Glas- oder Glaskeramikartikels und die Verwendung eines solchen Glas- oder Glaskeramikartikels.

Description

BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Glas- oder Glaskeramikartikel, der für i) Küchengeräte, beispielsweise als Kochplatte und/oder als Ofentür, und/oder für ii) Feuerstätten bestimmt ist, und betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Glas- oder Glaskeramikartikels sowie die Verwendung eines solchen Glas- oder Glaskeramikartikels.
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Glas- oder Glaskeramikartikel, die für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind, d.h. für i) Küchengeräte und/oder für ii) Feuerstätten, und betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Glas- oder Glaskeramikartikels, der für i) Küchengeräte wie Kochplatten und/oder Ofentüren und/oder für ii) Feuerstätten bestimmt ist.
Üblicherweise ist ein solcher Glas- oder Glaskeramikartikel zumindest teilweise auf mindestens einer seiner Hauptflächen mit mindestens einer Schicht beschichtet, beispielsweise als Rahmen oder zur Markierung von Bereichen des Glas- oder Glaskeramikartikels, die während des Betriebs eines Ofens oder einer Kochplatte erhitzt werden, oder für Marken- und Typbezeichnungen. Obgleich es sich hier um funktionale Schichten handelt, d.h. die als Markierungen dienen und somit die Betriebssicherheit für den Benutzer verbessern, ist ein ästhetisches Gesamterscheinungsbild des beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels recht wichtig.
Ein besonders attraktives Erscheinungsbild einer Beschichtung und somit des beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels kann durch Aufbringen einer Schicht erreicht werden, die ein metallisches Material umfasst (d.h. einer Schicht auf Metallbasis). Eine Schicht auf Metallbasis kann beispielsweise durch Sputterverfahren abgeschieden werden. Die Strukturierung einer durch Aufsputtern abgeschiedenen Schicht ist jedoch ein ziemlich komplexer Prozess, wodurch dieses Verfahren zu teuer wird. Ferner kann ein metallisches Erscheinungsbild durch Abscheiden einer Beschichtung erreicht werden, die plättchenförmige Partikel enthält, beispielsweise sogenannte Effektpigmente. Ein Nachteil dieser Beschichtungen besteht jedoch darin, dass eine solche Beschichtung zu ziemlich dicken Schichten führt, so dass die Transmissionseigenschaften des so beschichteten Glases oder der so beschichteten Glaskeramik recht niedrig sind.
Die US 9,302,934 B2 offenbart einen Glaskeramikartikel, der zumindest teilweise mit einer sehr dünnen Schicht bedeckt ist, die mindestens 95 Gew.-% eines Materials auf Metallbasis enthält.
Die DE 39 36 654 C1 offenbart dünne SiO₂-basierte Schichten zur Verhinderung von unerwünschten Reaktionen zwischen Glaskeramikmaterialien und Emailbeschichtungen. Die Zusammensetzung der SiO₂-basierten Schichten ist derart eingestellt, dass der Brechungsindex der Schichten mit dem des Glaskeramiksubstrats übereinstimmt, um das optische Erscheinungsbild der Glaskeramik nicht zu verändern.
Die JP 4,872,803 B offenbart eine dekorative Schicht auf einem Substratmaterial, wobei die dekorative Schicht eine hochreflektierende Beschichtung umfasst, die als Hauptbestandteile Ti, Ce und/oder Zr enthält.
Die JP 4,998,016 B offenbart eine hochreflektierende Schicht mit einer Dicke von 20 bis 300 nm, die als Hauptbestandteil eine oder mehrere der Verbindungen TiO₂, CeO₂, und ZrO₂ enthält. Zusätzlich können in der Schicht SiO₂, Al₂O₃, MgO, Bi₂O₃, SnO₂, In₂O₃, Sb₂O₃, Metalloxide von Übergangsmetallelementen (Fe, Co, Ni, Cu, Mn, Cr) und Edelmetallelementen (Au, Pt, Pd, etc.) und dergleichen vorhanden sein.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 103 507 A1 betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer dekorativen Beschichtung auf ein Glas- oder Glaskeramiksubstrats umfassend die Schritte des Aufbringens einer ersten Schicht mit einer strukturierten Oberfläche und des Aufbringens einer weiteren Schicht auf die erste Schicht, wobei die weitere Schicht die strukturierte Oberfläche zumindest teilweise auffüllt, sodass das Material der ersten Schicht graduell zum Material der zweiten Schicht übergeht, sowie ein solcherart hergestelltes Glas- oder Glaskeramiksubstrat.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 102 36 728 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit leicht reinigbarer bis mindestens 300°C hitzebeständiger Oberflächenschicht, die ausgeprägte Antihaft-Eigenschaften und eine Dicken zwischen 1 und 1000 nm aufweist, wobei die Schicht ein Metalloxid enthält, in das über die Schichtdicke hinweg eine hydrophobe Substanz homogen verteilt vorliegt und die ausgeprägt hydrohob ist.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 050 771 A1 betrifft ein Erzeugnis mit einem Glas- oder Glaskeramiksubstrat, welches zumindest teilweise mit einer anorganischen Schicht beaufschlagt ist, deren Oberfläche zumindest einen Teil der Außenoberfläche des Erzeugnisses bildet und Metalloxid enthält. Die Schicht weist dabei eine zumindest teilweise nanokristalline Struktur auf. Als Basismaterial enthält sie zumindest eines der Metalloxide der Elemente Hf, Y, Zr oder CE, wobei die Metalloxid-Schicht zumindest ein weiteres Metallkation eines der Elemente Ca, Ce, Y, K, Li, Mg, Sr oder Gd enthält und aufgrund des zumindest einen weiteren Metallkations eine thermokatalytische Funktion aufweist.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2016 122 132 A1 betrifft ein katalytisch aktives Material mit einem Mischoxid umfassend ein erstes Metall aus der 4. Gruppe des Periodensystems der Elemente und/oder ein zweites Metall sowie mindestens ein drittes Metall aus der 11. Gruppe des Periodensystems der Elemente, wobei diese drei Metalle in einem bestimmten Mischungsverhältnis zueinander stehen und eine katalytische Wirkung aufweisen, sowie eine Beschichtung aus einem solchen Material und ein Verfahren zum Aufbau eines solches Materials.
Die japanische Patentanmeldung JP 2008-215651 A beschreibt eine Abdeckplatte aus Glas für ein Kochgerät.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 104 047 A1 betrifft eine mit einer thermokatalytischen Beschichtung versehene Kaminsichtscheibe und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Beschichtung ist überwiegend anorganisch und weist mehr als 20 Mol-% Magnesiumionen bezogen auf die im Material der Beschichtung vorhandenen Kationen auf.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2011 081 234 A1 betrifft eine Glaskeramik, die wenigstens teilweise mit einer Hartstoffschicht versehen ist. Die Hartstoffschicht besteht aus wenigstens zwei nebeneinanderliegenden Materialphasen, wobei wenigstens eine nanokristaline Phase und eine amorphe Phase vorhanden sind und die Hartstoffschicht eine Härte von wenigstens 26 GPa und eine Schichtdicke von wenigstens 0,5 µm aufweist.
Ferner kann eine dünne Beschichtung auf Basis von Edelmetallen aufgebracht werden.
Der Stand der Technik weist jedoch mehrere Nachteile auf.
Da beispielsweise Gläser oder Glaskeramiken, die für Hochtemperaturanwendungen geeignet sind, gewöhnlich einen ziemlich niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) aufweisen, während Materialien auf Metallbasis im Gegensatz dazu ziemlich hohe Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, können beim Erhitzen des beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels und aufgrund der thermischen Diskrepanz der Ausdehnungskoeffizienten thermische Spannungen auftreten. Diese thermischen Spannungen können zu einer Verringerung der Festigkeit des Glas- oder Glaskeramikartikels führen.
Darüber hinaus weisen die metallbasierten Schichten aus dem Stand der Technik eine eher geringe Abriebfestigkeit auf. Dies führt nicht nur zu einer Schädigung der Beschichtungen beim Entfernen von Schmutz und/oder Rückständen. Da Beschichtungen auf der Oberfläche von beispielsweise einem Kochfeld auch als eine Art Abstandhalter dienen, der einen direkten Kontakt zwischen der Glaskeramikoberfläche und einem Kochtopf verhindert, verhindern die Oberflächenbeschichtungen auch ein Verkratzen der Oberfläche.
Was darüber hinaus Schichten auf Edelmetallbasis betrifft, so sind diese Schichten zu teuer, insbesondere wenn sie auf einen großen Bereich der Oberfläche eines Glas- oder Glaskeramikartikels aufgebracht werden.
Benötigt werden somit dünne dekorative Beschichtungen für Glas- oder Glaskeramikartikel, die für i) Küchengeräte und/oder für ii) für Feuerstätten bestimmt sind, die ein glänzendes optisches Erscheinungsbild und eine verbesserte Kratzfestigkeit sowie einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, und die im Vergleich zu Beschichtungen aus dem Stand der Technik Kosteneinsparungen ermöglichen. Insbesondere werden Glas- oder Glaskeramikartikel mit nanoskaligen Schichten mit einem glänzenden Erscheinungsbild und/oder einem hohen Glanz sowie einer höheren Abriebfestigkeit im Vergleich zu Schichten aus dem Stand der Technik benötigt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Glas- oder Glaskeramikartikel mit Schichten bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Eigenschaften aufweisen, insbesondere im Hinblick auf Glanz und/oder Glätte und/oder Kratzfestigkeit und/oder mechanische Festigkeit des beschichteten Glases oder der beschichteten Glaskeramik und/oder die Herstellungskosten.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Der Glas- oder Glaskeramikartikel entsprechend der vorliegenden Erfindung, der also für i) Küchengeräte und/oder für ii) Feuerstätten bestimmt ist, ist zumindest teilweise mit mindestens einer nanoskaligen Schicht beschichtet, die ein metallisches Material umfasst. Die nanoskalige Schicht weist einen Brechungsindex auf, der größer ist als der Brechungsindex des Glas- oder Glaskeramikmaterials, und die nanoskalige Schicht umfasst weniger als 95 Gew.-% des metallischen Materials und nach dem Einbrennen zwischen 7 Gew.-% und 8 Gew.-% SiO₂, wobei die nanoskalige Schicht höchstens 93 Gew.-% metallisches Material umfasst und das metallische Material ein Material ist, welches ein Metall und/oder eine Metall umfassende Verbindung enthält.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung gelten folgende Definitionen:

Unter dem Ausdruck „ein metallisches Material umfasst“ ist zu verstehen, dass die Schicht ein Material umfasst, das ein Metall und/oder eine ein Metall umfassende Verbindung enthält. Zum Beispiel kann die Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung ein Metall und/oder ein Metalloxid und/oder ein Metallnitrid und/oder Mischungen dieser umfassen. Vorteilhafterweise umfasst die Schicht eine Verbindung, die ein Metall enthält, beispielsweise ein Metalloxid oder eine mehrere Metalloxide enthaltende Mischung, beispielsweise zwei Metalloxide. Dies wird bevorzugt, da metallhaltige Verbindungen wie beispielsweise Metalloxide oder Metallnitride im Vergleich zu den jeweiligen Metallen eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird unter einer nanoskaligen Schicht, die ein metallisches Material umfasst, eine metallbasierte nanoskalige Schicht verstanden. Ferner ist unter einem metallischen Material im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein Material auf Metallbasis zu verstehen. Das heißt, der Begriff „Material auf Metallbasis“ ist zu verstehen als ein Material, das ein Metall und/oder eine ein Metall umfassende Verbindung enthält, beispielsweise ein Metall und/oder ein Metalloxid und/oder ein Metallnitrid und/oder Mischungen dieser.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Begriff „Metall“ auf Elemente mit metallischer Bindung, im Gegensatz zu Elementen, die als „Halbmetalle“ oder „Nichtmetalle“ bezeichnet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden solche Elemente wie Silicium und Bor als Halbmetalle betrachtet, während Elemente wie Titan oder Zirconium als Metalle betrachtet werden.
Der Begriff „nanoskalige Schicht“ bezieht sich auf eine Schicht mit einer Schichtdicke von weniger als 1 µm und insbesondere weniger als 200 nm oder sogar weniger als 150 nm.
Unter „Glas“ ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ein amorphes Material zu verstehen, das durch einen Schmelzprozess gefolgt von einer nachfolgenden Warmformgebung erhalten wird. Ferner kann das Glas ein kristallisierbares Glas sein, das auch als Grünglas oder Vorläuferglas bezeichnet wird, was ein Glas meint, das Kristallite umfassen kann und das einer kontrollierten oder kontrollierbaren Kristallisation unterzogen werden kann. Der Prozess einer kontrollierten oder kontrollierbaren Kristallisation (im Gegensatz zur unkontrollierten Entglasung, wobei letzteres einen Glasfehler darstellt) wird oft als „Keramisierung“ bezeichnet und ergibt ein Glaskeramikmaterial.
„Hauptfläche“ bezieht sich im Rahmen der vorliegenden Offenbarung auf diejenigen Seitenflächen des Glas- oder Glaskeramikartikels, die den größten Teil der gesamten Oberfläche des Glas- oder Glaskeramikartikels ausmachen. Das heißt, gemäß einer Ausführungsform kann der Glas- oder Glaskeramikartikel plattenförmig sein, wie beispielsweise eine Glasscheibe oder eine Kochfeldplatte. Die Hauptflächen sind dann die Oberseite und die Unterseite der Glasscheibe bzw. der Kochfeldplatte. Wenn darüber hinaus nur eine Hauptfläche des fraglichen Glas- oder Glaskeramikartikels erwähnt wird, ist die Hauptfläche die Oberseite des Glas- oder Glaskeramikartikels, d.h. jene Seite der Glas- oder Glaskeramikplatte oder des Kochfeldes, die während des Gebrauchs dem Benutzer zugewandt ist.
Unter einer Glaskeramik wird ein Material verstanden, das dadurch erhalten wird, dass ein Vorläuferglasmaterial einer Wärmebehandlung unterzogen wird, die üblicherweise umfasst, dass während einer ersten Zeitspanne bei einer ersten Temperatur kleine Kristallite erzeugt werden, die anschließend während einer zweiten Zeitspanne bei einer zweiten Temperatur zum Wachsen gebracht werden. Der Prozess der kontrollierten Kristallisation ist dem Fachmann allgemein bekannt.
Das Glas oder die Glaskeramik gemäß der vorliegenden Offenbarung, die also für i) Küchengeräte und/oder für ii) Feuerstätten bestimmt ist, weist ein ästhetisches Erscheinungsbild und eine gute Abriebfestigkeit auf, während es/sie gleichzeitig transparent ist und somit eine klare Durchsicht auf Anzeigeelemente ermöglicht, die auf der oder nahe der Unterseite des Glas- oder Glaskeramikartikels angeordnet sind. Die Abriebfestigkeit und Transparenz der Schicht führt zu einer erhöhten Betriebssicherheit des Glas- oder Glaskeramikartikels, insbesondere wenn dieser als Kochfeld oder als Ofenfenster oder als Fenster für eine Feuerstätte Verwendung findet.
Überraschenderweise verbessert sich die Abriebfestigkeit, wenn die Dicke der nanoskaligen Schicht verringert wird. So beträgt gemäß einer Ausführungsform die Schichtdicke der nanoskaligen Schicht nach dem Einbrennen zwischen mindestens etwa 10 nm und höchstens etwa 100 nm. Bevorzugt liegt die Dicke zwischen mindestens etwa 30 nm und bis zu höchstens etwa 70 nm und besonders bevorzugt zwischen mindestens etwa 40 nm und bis zu höchstens etwa 60 nm. Ferner ist eine solche dünne Schicht besonders geeignet, um eine klare Durchsicht auf Anzeigeelemente zu ermöglichen, und sie hat eine eher geringe Auswirkung auf die mechanische Festigkeit des beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels, wodurch sich die Betriebssicherheit für den Verbraucher erhöht.
Titandioxid, TiO₂, ist ein Material mit einem hohen Brechungsindex und wurde daher gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der nanoskaligen Schicht zugesetzt. Ferner weist Titandioxid als Metalloxid eine recht hohe Härte auf. Da TiO₂ jedoch bekanntermaßen ein stark photokatalytisches Material ist, wird der Gehalt an TiO₂ begrenzt, um negative Nebenwirkungen zu vermeiden. Gemäß einer Ausführungsform enthält die nanoskalige Schicht zwischen mindestens 50 Gew.-% und 85 Gew.-% TiO₂, bevorzugt zwischen 60 Gew.-% und 75 Gew.-% TiO₂ und besonders bevorzugt zwischen 65 Gew.-% und 70 Gew.-% TiO₂.
Zur Einstellung des Brechungsindex, des Glanzes und/oder der Farbe der Beschichtung können ein oder mehrere weitere metallbasierte oder metallische Materialien, beispielsweise Metalloxide Me_xO_y wie etwa MgO, SnO₂, CeO₂, ZrO₂, Al₂O₃, Bi₂O₃, Fe_xO_y, Co_xO_y, Ni_xO_y, Cu_xO_y, Mn_xO_y, Cr_xO_y und/oder Mischungen dieser zugegeben werden. Metallische Materialien, welche die Abriebfestigkeit erhöhen, sind besonders bevorzugt. Das eine oder die mehreren weiteren metallischen Materialien können in Abhängigkeit von Einbrenntemperaturen und/oder Einbrennbedingungen und/oder dem Substratmaterial ausgewählt werden. Insbesondere können das eine oder die mehreren weiteren metallischen Materialien ausgewählt werden, um die Art des Substratmaterials zu berücksichtigen, das heißt, ob das Substrat ein Glas oder eine Glaskeramik ist und/oder ob das Substratmaterial volumengefärbt oder nicht gefärbt ist.
Hierbei bezieht sich Me_xO_y auf ein oder mehrere weitere Metalloxide, d.h. ein anderes Metalloxid als Titanoxid.
Gemäß einer Ausführungsform enthält die nanoskalige zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.-% Me_xO_y, bevorzugt zwischen 20 Gew.-% und 35 Gew.-% Me_xO_y und besonders bevorzugt zwischen 25 Gew.-% und 30 Gew.-% Me_xO_y.
Als nicht metallbasiertes Material wird Silicium, Si, zugesetzt, als Siliciumdioxid, SiO₂. Üblicherweise stellt SiO₂ eines der Hauptbestandteile von standardmäßigen Glas- und Glaskeramikmaterialien dar. Daher ist anzunehmen, dass SiO₂ die Haftung zwischen der nanoskaligen Schicht und dem Substrat, d.h. dem Glas- oder Glaskeramikmaterial, verbessert. Da ferner Materialien auf Metallbasis (oder metallische Materialien) üblicherweise einen recht großen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) aufweisen, wird SiO₂ zugegeben, um den Wärmeausdehnungskoeffizienten der nanoskaligen Schicht zu verringern. Der niedrigere Wärmeausdehnungskoeffizient der nanoskaligen Schicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt zu einer sehr hohen mechanischen Festigkeit des Glas- oder Glaskeramikartikels. Die nanoskalige Schicht enthält zwischen zwischen 7 Gew.-% und 8 Gew.-% SiO₂.
Da die erfindungsgemäße nanoskalige Schicht bevorzugt durch Aufbringen einer Paste erhalten wird, beispielsweise einer Paste mit metallorganischen und siliciumorganische Verbindungen als Vorläufermaterialien, beziehen sich die oben angegebenen Gewichtsprozente auf die nanoskalige Schicht nach dem Einbrennen, d.h. wenn die organischen Verbindungen der Paste bereits ausgebrannt sind.
Die Zusammensetzung der Paste, d.h. die Menge und/oder die Art eines Bestandteils, insbesondere eines organischen Bestandteils, der beispielsweise der Paste zugegeben wird, kann so eingestellt werden, dass eine Paste mit einer für ein ausgewähltes Aufbringungsverfahren geeigneten Viskosität erhalten wird. Geeignete Aufbringungsverfahren können Nassbeschichtungsverfahren wie etwa Siebdruck, Tintenstrahldruck, Offsetdruck, Tampondruck, Sprühen, Tauchlackieren, Walzenauftrag, Rakelauftrag, Fluten und/oder Schleuderbeschichtung sein, und zusätzlich oder alternativ kann ein Aufkleberpapier zur Aufbringung verwendet werden. Beispielsweise können geeignete organische Lösungsmittel zugegeben werden, um die Viskosität anzupassen, z.B. zu senken, oder um das Trocknen zu verbessern.
Wenn Siebdruck genutzt wird, liegt die Viskosität der Paste im Bereich von mindestens 500 mPa·s bis höchstens 5000 mPa·s, bevorzugt zwischen mindestens 1200 mPa·s und höchstens 2000 mPa·s. Die Viskosität wird bevorzugt mittels eines Kegel-Platte-Rotationsviskosimeters bei einer Temperatur von 23 °C und einer Rotationsgeschwindigkeit von 200 s^-1 bestimmt.
Vorzugsweise werden organische Bestandteile des Beschichtungsmaterials, wie beispielsweise aromatische oder aliphatische Gruppen, beim Einbrennen der nanoskaligen Schicht ausgebrannt.
Es hat sich gezeigt, dass mit einem Glas- oder Glaskeramikartikel gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besonders vorteilhafte Eigenschaften des Glas- oder Glaskeramikartikels erhalten werden können, wobei dieser Glas- oder Glaskeramikartikel zumindest teilweise mit mindestens einer nanoskaligen Schicht beschichtet ist, welche nach dem Einbrennen folgendes umfasst, in Gewichtsprozent auf Oxidbasis:

TiO₂ 50 Gew.-% bis 85 Gew.-%, bevorzugt 60 Gew.-% bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt 65 Gew.-% - 70 Gew.-%,
Me_xO_y 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 Gew.-% - 30 Gew.-%,
SiO₂ 7 Gew.-/ bis 8 Gew.-%,

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Das bedeutet, Me_xO_y ist das Oxid eines oder mehrerer weiterer Metalle und bezieht sich somit auf andere Metalloxide als TiO₂, beispielsweise MgO, SnO₂, CeO₂, ZrO₂, Al₂O₃, Bi₂O₃, Fe_xO_y, Co_xO_y, Ni_xO_y, Cu_xO_y, Mn_xO_y, Cr_xO_y und/oder Mischungen dieser.
Gemäß einer Ausführungsform liegt der Brechungsindex des Glas- oder Glaskeramikmaterials zwischen mindestens 1,4 und höchstens 1,6.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Brechungsindex der nanoskaligen Schicht etwa 1,7 oder größer, bevorzugt 2,0 oder größer, besonders bevorzugt 2,2 oder größer.
Durch Anpassen des Brechungsindex des Glas- oder Glaskeramikmaterials und/oder der nanoskaligen Schicht ergibt sich ein sehr ansprechendes und ästhetisches Erscheinungsbild des beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels. Gleichzeitig wird die Sichtbarkeit der nanoskaligen Schicht erhöht, wobei die Sichtbarkeit der Beschichtung ein Ergebnis des Unterschieds in den Brechungsindizes des Substratmaterials, also in diesem Fall des Glas- oder Glaskeramikmaterials, und der nanoskaligen Schicht ist. Eine erhöhte Sichtbarkeit der Schicht und somit beispielsweise von Markierungen als Kochzonenmarkierungen führt zu einer erhöhten Betriebssicherheit für den Benutzer. Da ferner der Brechungsindex eines gegebenen Substratmaterials nicht verändert werden kann, sollte der Brechungsindex der Beschichtung üblicherweise möglichst hoch sein.
Da Brechungsindex der nanoskaligen Schicht jedoch begrenzt ist, da üblicherweise eine klare, ungehinderte Durchsicht durch die Schicht auf beispielsweise ein auf der Unterseite des Glas- oder Glaskeramikartikels angeordnetes Anzeigeelement erforderlich ist und da die Schicht nicht leitfähig sein sollte. Daher beträgt der Brechungsindex der nanoskaligen Schicht gemäß einer Ausführungsform höchstens 2,9.
Ferner sollte die nanoskalige Schicht vorzugsweise eine recht geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, um z.B. die Verwendung von Berührungssensoren zu ermöglichen. Der elektrische Widerstand der nanoskaligen Schicht wird durch Messung des elektrischen Widerstands mit einem 2-Punkt-Ohmmeter bestimmt. Der Abstand zwischen den Messspitzen ist auf 1 mm eingestellt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der elektrische Widerstand größer als 8 MO/□, bevorzugt größer als 100 MΩ /□ und besonders bevorzugt größer als 1 GΩ/□,
Im Hinblick auf das optische Erscheinungsbild wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine hohe Oberflächenqualität der nanoskaligen Schicht bevorzugt, die u.a. zu einem hohen Glanz der nanoskaligen Schicht führt.
Die Oberflächenqualität kann ausgedrückt werden als DOI-Wert (Deutlichkeit des Bildes) der Oberfläche. Der DOI-Wert beschreibt die Qualität der Reflexion der jeweiligen reflektierenden Oberfläche, d.h. den Grad der Verzerrung eines reflektierten Bildes. Ein niedriger DOI-Wert zeigt einen hohen Grad an Verzerrung an, während ein hoher DOI-Wert eine klare, unverzerrte Reflexion anzeigt. Ein niedriger DOI-Wert ist normalerweise ein Anzeichen für einen Orangenschaleneffekt der reflektierenden Oberfläche. Ein Orangenschaleneffekt kann durch Probleme verursacht werden, die während des Aufbringens auftreten, wie beispielsweise eine zu hohe oder zu niedrige Viskosität der Paste, oder durch Oberflächenstrukturen des jeweiligen Substrats, wie beispielsweise Welligkeit.
Der DOI-Wert ist jedoch bei einem geringen Orangenschaleneffekt unempfindlich. Daher wird für qualitativ hochwertige Oberflächen üblicherweise der RIQ-Wert angegeben. Die RIQ-Wert (reflektierte Bildqualität) wird in einer besseren Messung mit erweiterten Möglichkeiten erhalten. Der RIQ-Wert quantifiziert sowohl den Orangenschaleneffekt als auch die Oberflächenwelligkeit. RIQ stellt eine hochauflösende DOI-Messung dar und ergibt eine bessere Korrelation mit dem menschlichen Sehvermögen und der menschlichen Wahrnehmung. Ein RIQ-Wert von 100 repräsentiert eine perfekt glatte Oberfläche.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt der RIQ-Wert des beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels in einem Bereich zwischen mindestens 25 und 100, bevorzugt in einem Bereich zwischen mindestens 50 und 100, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen mindestens 60 und 100. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird der RIQ-Wert für diejenigen Bereiche eines Glas- oder Glaskeramikartikels bestimmt, die mit einer nanoskaligen Schicht auf Metallbasis beschichtet sind.
Der RIQ-Wert wird mittels eines Prüfgeräts Rhopoint IQ (Goniophotometer) der Firma Rhopoint Instruments gemessen.
Der Welligkeitswert Sa der Oberflächen der Glas- oder Glaskeramikartikel wurde mit einem Messgerät LEXT OLS 5000 der Firma Olympus mit einer Laserwellenlänge von 405 nm bestimmt. Die Einstellung beinhaltete ein Gauß-Filter mit einer Grenzwellenlänge von 2 µm (als Tiefpass) und 500 µm (als Hochpass).
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Welligkeit Sa des Glas- oder Glaskeramiksubstrats bevorzugt weniger als 0,12 µm, bevorzugter weniger als 0,10 µm und besonders bevorzugt weniger als 0,06 µm.
Um die Sicherheit für den Verbraucher zu gewährleisten, ist die Festigkeit des Glas- oder Glaskeramikartikels gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bevorzugt genauso hoch wie die Festigkeit des unbeschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels. Das heißt, die nanoskalige Schicht hat vorzugsweise keinen negativen Einfluss auf die Festigkeit des Glas- oder Glaskeramikartikels.
Die Festigkeit kann als Zugfestigkeit ausgedrückt werden, die sich durch eine 2-Ring-Messung entsprechend dem Verfahren nach EN 1288 Teil 5 (R45) bestimmen lässt. Gemäß einer Ausführungsform des beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels ist die mittlere Zugfestigkeit gemäß EN 1288 Teil 5 (R45) des beschichteten Substrats genauso hoch wie die des unbeschichteten Glas- oder Glaskeramiksubstrats, bevorzugt 60 MPa oder höher, bevorzugter 80 MPa oder höher, besonders bevorzugt 100 MPa oder höher.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Glas- oder Glaskeramikartikels beträgt der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der nanoskaligen Schicht mindestens -1 * 10^-6/K.
Vorzugsweise ist der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der nanoskaligen Schicht 15 * 10^-6/K oder kleiner, bevorzugt 10 * 10^-6/K oder kleiner, weiter bevorzugt 5 * 10^-6/K oder kleiner, und besonders bevorzugt liegt er zwischen mindestens -1 * 10^-6/K und höchstens 4,5 * 10^-6/K.
Sofern nicht anders angegeben, ist der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient α für einen Bereich von 20 bis 300 °C angegeben. Die Notationen α und α(20-300) werden im Kontext der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet. Der angegebene Wert stellt den nominellen Koeffizienten der mittleren linearen Wärmeausdehnung nach ISO 7991 dar, der in statischer Messung bestimmt wird.
Durch Anpassung des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie zuvor angegeben wird eine gute Haftung sichergestellt. Gleichzeitig ergibt sich eine hohe Festigkeit des zumindest teilweise beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels.
Eine sehr hohe Dicke des Glas- oder Glaskeramikartikels kann bevorzugt werden, wenn ein sehr belastbarer Artikel mit hoher Festigkeit gefordert ist. Da jedoch eine hohe Materialdicke zu hohen Kosten führt, kann auch ein dünnerer Artikel gewählt werden. Eine geringe Dicke des Glas- oder Glaskeramikartikels kann vorteilhaft sein, wenn eine sehr klare Durchsicht durch den Artikel gefordert ist. Dies führt jedoch zu einer eher geringen Festigkeit des Artikels. Daher als eine Untergrenze für die Dicke des Artikels. Vorzugsweise liegt die Dicke des Glas- oder Glaskeramikartikels in einem Bereich zwischen mindestens etwa 0,1 mm und höchstens 40 mm.
Bevorzugt liegt die Dicke des Glas- oder Glaskeramikartikels gemäß einer Ausführungsform in einem Bereich zwischen mindestens 1 mm und höchstens 10 mm und besonders bevorzugt zwischen mindestens 3 mm und höchstens 6 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Glas- oder Glaskeramikartikels bedeckt die nanoskalige Schicht zwischen mindestens 0,1% und höchstens 100% zumindest einer der Hauptflächen des Glaskeramikartikels, bevorzugt zwischen mindestens 0,5 % und höchstens 50 % und besonders bevorzugt zwischen mindestens mehr als 1 % und höchstens etwa 20 %.
Gemäß einer Ausführungsform kann die nanoskalige Schicht eine der Hauptflächen des Glas- oder Glaskeramikartikels vollständig abdecken. Ein solcher Artikel kann bevorzugt sein, wenn ein halbtransparenter Artikel, wie beispielsweise ein halbtransparentes Fenster, gewünscht wird, der die Durchsicht beispielsweise dann blockiert, wenn ein Gerät wie etwa ein Backofen nicht in Betrieb ist.
In der Regel werden diese Schichten jedoch als Markierungen oder als Marken- oder Typbezeichnungen aufgebracht. Daher werden gemäß einer Ausführungsform üblicherweise nur kleinere Bereiche der Glas- oder Glaskeramikartikel beschichtet.
Gemäß einer Ausführungsform des Glas- oder Glaskeramikartikels ist der Glas- oder Glaskeramikartikel zumindest bereichsweise gebogen und/oder geformt. Beispielsweise kann der Glas- oder Glaskeramikartikel topfförmig und/oder gekrümmt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Glas- oder Glaskeramikartikels ist der Glas- oder Glaskeramikartikel zumindest teilweise mit mindestens einer weiteren Schicht beschichtet, wobei diese weitere Schicht bevorzugt eine keramikbasierte Schicht und/oder eine Emailschicht ist. Die Schichtdicke der weiteren Schicht beträgt nach dem Einbrennen vorzugsweise mindestens etwa 0,5 µm bis zu höchstens etwa 50 µm, bevorzugt mindestens etwa 1 µm bis zu höchstens etwa 20 µm und besonders bevorzugt mindestens etwa 1,5 µm bis zu höchstens etwa 7 µm, wobei die mindestens eine weitere Schicht vorzugsweise zumindest teilweise funktionalisiert ist.
Wenn die weitere Schicht eine keramikbasierte Schicht und/oder eine Emailschicht ist, kann das Beschichtungsmaterial eine Glasfritte und/oder Pigmente enthalten, insbesondere temperaturstabile Pigmente. Beim Einbrennen schmelzen die Glasfritten und/oder das Substrat zumindest teilweise, so dass eine sehr feste Verbindung zwischen der Glasfritte (und der resultierenden Schicht) und dem Substrat erhalten wird.
Bevorzugt können als Glasfritte folgende Glassorten verwendet werden: alkalifreies Glas oder alkalische Gläser, Silikatgläser, Borosilikatgläser, Zinksilikatgläser, Zinkboratgläser, Zinkborosilikatgläser, Wismutborosilikatgläser, Wismutboratgläser, Wismutsilikatgläser, Phosphatgläser, Zinkphosphatgläser, Aluminiumoxid-Silikatgläser und/oder Lithiumsilikatgläser.
Als Pigmente können dem Beschichtungsmaterial insbesondere Farbpigmente in der Form von Metalloxiden, wie etwa Spinelle, zugesetzt werden. Geeignete spinellartige Pigmente sind Cobaltoxid-Spinelle, Cobalt-Aluminium-Spinelle, Cobalt-Aluminium-Zink-Oxide, Cobalt-Aluminium-Silicium-Oxide, Cobalt-Titan-Spinelle, Cobalt-Chrom-Spinelle, Cobalt-Aluminium-Chrom-Oxide, Cobalt-Nickel-Eisen-Chrom-Oxide und/oder -Spinelle, Cobalt-Nickel-Mangan-Eisen-Chrom-Oxide und/oder -Spinelle, Cobalt-Eisen-Chrom-Oxide und/oder -Spinelle, Cobalt-Nickel-Zink-Titan-Aluminium-Oxide und/oder -Spinelle, Chrom-Eisen-Nickel-Mangan-Oxide und/oder -Spinelle, Cobalt-Eisen-Chrom-Oxide und/oder -Spinelle, Cobalt-Eisen-Chrom-Mangan-Oxide und/oder -Spinelle, Nickel-Eisen-Chrom-Oxide und/oder -Spinelle, Eisen-Mangan-Oxide und/oder -Spinelle, Eisenoxide, Eisen-Chrom-Oxide, Eisen-Chrom-Zinn-Oxide, Kupfer-Chrom-Spinelle, Nickel-Chrom-Antimon-Titan-Oxide, Titanoxide, Zirconium-Silicium-Eisen-Oxide und/oder -Spinelle. Bevorzugt werden der Glasfritte Absorptionspigmente zugesetzt, entweder als einzelnes Pigment oder als Mischung von Pigmenten, um ein Beschichtungsmaterial zu erhalten.
Je nach Einbrennbedingungen und dem Trägermaterial (Substrat), hier also ein Glas oder eine Glaskeramik, kann der Fachmann ein geeignetes Verglasungsmaterial wählen, vorzugsweise ein Glas, das eine Verglasung bilden kann. Bevorzugt kann ein Verglasungsmaterial, also ein Verglasungsglas in diesem Fall, so gewählt werden, dass gemäß einer eingestellten Dicke der Verglasungsschicht ein Schmelzen des Verglasungsmaterials erzielt werden kann. Hierbei kann das Verglasungsmaterial nur teilweise schmelzen, jedoch ist auch ein vollständiges Schmelzen des Verglasungsmaterials möglich. Zu diesem Zweck sollten die Transformationstemperatur und der Erweichungspunkt des Verglasungsglases niedriger als die Brenntemperatur sein. Bevorzugt ist die Brenntemperatur mindestens 100 °C, bevorzugter mindestens 150 °C und besonders bevorzugt mindestens 200 °C höher als die Temperatur des Erweichungspunkts des Verglasungsglases. Das Brennen kann über eine Zeitspanne erfolgen, die im Bereich von mindestens einer Minute bis höchstens einigen Stunden liegt.
Die Transformationstemperatur T_g ist bestimmt durch den Schnittpunkt der Tangenten an die beiden Äste der Ausdehnungskurve bei Messung mit einer Aufheizrate von 5 K/min. Dies entspricht einer Messung nach ISO 7884-8 bzw. DIN 52324.
Schichtdicken von so erhaltenen keramikbasierten und/oder Emailschichten variieren zwischen mindestens 0,5 µm und höchstens 50 µm, bevorzugt zwischen mindestens 1 µm und 20 µm und besonders bevorzugt zwischen 1,5 µm und 7 µm. Die so erhaltenen Dekorschichten können eine der Hauptflächen des Glas- oder Glaskeramikartikels vollständig bedecken oder nur lokal aufgebracht sein, d.h. nur bereichsweise. Ferner können die Schichten in Form eines strukturierten Dekors vorliegen, beispielsweise als Muster, als Symbol, als Buchstabe und so weiter. Ferner kann die keramikbasierte Schicht und/oder die Emailschicht als einzelne Schicht aufgebracht werden, oder es können mehrere keramikbasierte Schichten und/oder Emailschichten entweder nebeneinander und/oder übereinander aufgebracht werden. Selbstverständlich können unterschiedliche keramikbasierte und/oder Emailschichten eine unterschiedliche Zusammensetzung und/oder ein unterschiedliches Erscheinungsbild aufweisen. Üblicherweise wird die keramikbasierte und/oder Emailschicht auf der Oberseite des Glas- oder Glaskeramikartikels aufgebracht.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Dekor auf der Oberseite des Substrats können beispielsweise aber auch Dekors, d.h. eine oder mehrere weitere Schichten, auf der Unterseite des Substrats angeordnet werden. Dies kann bevorzugt werden, wenn transparente Substrate verwendet werden. Diese Dekors oder dekorativen Schichten können auf Keramik, Sol-Gel, Silikon oder polymeren Bindemitteln basieren und/oder können metallbasierte Schichten, wie etwa Metalloxidschichten oder metallische Schichten, oder wie die nanoskalige Schicht ein metallisches Material gemäß den Ausführungsformen umfassen. Selbstverständlich ist es möglich, verschiedene Arten von Schichten zu kombinieren.
Die auf der Unterseite abgeschiedenen Schichten können vollflächig auf der Unterseite aufgebracht sein oder nur Bereiche dieser abdecken. Natürlich können die eine oder die mehreren Schichten auf der Unterseite als Muster aufgebracht sein, und/oder können ein Symbol oder einen Buchstaben umfassen. Verschiedenartige Schichten können auf der Unterseite entweder nebeneinander und/oder übereinander aufgebracht sein.
Wenn ein halbtransparentes Substrat verwendet wird, beispielsweise ein halbtransparentes Glas oder eine halbtransparente Glaskeramik, insbesondere eine Glaskeramik mit Noppen auf der Unterseite, kann auf der Unterseite eine Egalisierungsschicht wie etwa eine Immersionsschicht aufgebracht werden, die eine klare Sicht durch den Glas- oder Glaskeramikartikel hindurch auf Anzeigeelemente gestattet, die auf der Unterseite des Glas- oder Glaskeramikartikels angeordnet sind.
Das Dekor, d.h. die eine oder die mehreren weiteren Schichten, kann bevorzugt durch ein nasschemisches Beschichtungsverfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch Siebdruck, Tintenstrahldruck, Offsetdruck, Tampondruck, Sprühen, Tauchbeschichtung, Rollbeschichtung. Rakelbeschichtung, Flutung und/oder Schleuderbeschichtung, oder kann zusätzlich oder alternativ auch mittels Aufkleberpapier aufgebracht werden. Wenn organische Bestandteile in dem Beschichtungsmaterial verwendet werden, werden diese organischen Komponenten beim Einbrennen der Schicht (en) ausgebrannt.
Zusätzlich oder alternativ kann das Substrat, d.h. in diesem Fall der Glas- oder Glaskeramikartikel, eine oder mehrere weitere Schichten umfassen und/oder kann in einem oder mehreren Nachbearbeitungsprozessen funktionalisiert und/oder behandelt werden. Zum Beispiel kann der Glas- oder Glaskeramikartikel chemisch oder thermisch gehärtet werden und/oder kann eine funktionale Beschichtung umfassen, beispielsweise eine Kratzschutzbeschichtung, eine reinigungsfreundliche Beschichtung, eine Fingerabdruckschutzschicht und dergleichen. Die eine oder die mehreren weiteren Schichten können vollflächig auf den Glas- oder Glaskeramikartikel aufgebracht werden, insbesondere wenn die eine oder die mehreren weiteren Schichten im Wesentlichen transparent sind, oder können nur bereichsweise aufgebracht werden. Zum Beispiel kann eine Fingerabdruckschutzschicht nur in denjenigen Bereichen eines Glas- oder Glaskeramikartikels aufgebracht werden, die am meisten Fingerabdrücken ausgesetzt sind, beispielsweise in Bereichen mit Berührungssensoren. Ferner können Behandlungen, beispielsweise eine Nachbehandlung wie etwa mechanische Bearbeitung wie Schleifprozesse und/oder Polieren oder chemische Behandlungen wie Ätzen möglich sein. Desweiteren kann der Glas- oder Glaskeramikartikel Strukturen wie ein oder mehrere Schliffe, lokale Erhebungen und/oder lokale Vertiefungen aufweisen. Wenn der Glas- oder Glaskeramikartikel Strukturen wie ein oder mehrere Schliffe, lokale Erhebungen und/oder lokale Vertiefungen aufweist, befinden sich diese Strukturen vorzugsweise in Bereichen des Glas- oder Glaskeramikartikels, in denen keine Dekors, also eine nanoskalige Schicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und/oder eine oder mehrere weitere Schichten, auf der Oberseite des Glas- oder Glaskeramikartikels abgeschieden sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, das Dekor so aufzubringen, dass die Oberseite einer lokalen Erhebung oder der Boden einer lokalen Vertiefung mit einer nanoskaligen Schicht gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschichtet sind.
Ferner kann der Glas- oder Glaskeramikartikel eine Flachfacette aufweisen, die an mindestens einer der Kanten des Glas- oder Glaskeramikartikels angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform weist der Glas- oder Glaskeramikartikel eine Flachfacette auf, wobei die Oberfläche der Flachfacette zumindest teilweise mit mindestens einer metallbasierten nanoskaligen Schicht beschichtet ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die nanoskalige Schicht gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf eine polierte Oberfläche aufgebracht. Das bedeutet, dass entweder die gesamte Oberfläche des Glas- oder Glaskeramikartikels poliert sein kann oder nur ein Bereich dieser Schicht poliert sein kann. Zum Beispiel kann nur die Flachfacette des Glas- oder Glaskeramikartikels poliert sein.
Wenn die nanoskalige Schicht gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf eine polierte Oberfläche aufgebracht wurde, ist der RIQ-Wert größer als 90.
Gemäß einer Ausführungsform des Glas- oder Glaskeramikartikels umfasst der Artikel eine Glaskeramik oder kann sogar aus Glaskeramik bestehen, wobei die Glaskeramik eine dunkle, volumengefärbte Glaskeramik ist. Die Farbe der in einem Bereich einer ihrer Hauptflächen mit der mindestens einen nanoskaligen Schicht beschichteten Glaskeramik wird definiert durch Angabe der CIE L*a*b* -Farbkoordinaten selbiger (gemessen mit dem Spektrophotometer CM-700d von Konica Minolta) durch L* im Bereich von etwa 50 bis etwa 70, bevorzugt von etwa 55 bis etwa 65, durch a* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2,5, und b * im Bereich von etwa 0 bis etwa -15, bevorzugt von etwa 0 bis etwa -10.
Wenn der Glas- oder Glaskeramikartikel eine dunkle, volumengefärbte Glaskeramik umfasst, beträgt der Transmissionsgrad der Glaskeramik bei einer Wellenlänge von 600 nm vorzugsweise zwischen mindestens 1 % und höchstens 9 %, besonders bevorzugt zwischen mindestens 1,5 % und höchstens 7,5 % für eine Substratdicke von 4 mm. τ_vis beträgt bevorzugt zwischen mindestens 0,5 % und höchstens 6 %, besonders bevorzugt zwischen mindestens 0,7 % und höchstens 5 % bei einer Substratdicke von 4 mm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Glas- oder Glaskeramikartikels umfasst der Artikel ein Glas oder eine Glaskeramik, wobei das Glas oder die Glaskeramik ein transparentes, nicht gefärbtes Glas oder eine nicht gefärbte Glaskeramik ist, das bzw. die auf einer seiner/ihrer Hauptflächen mit einer opaken schwarzen Beschichtung beschichtet ist, wobei die metallbasierte nanoskalige Schicht entweder auf die andere der Hauptflächen oder über der schwarzen, undurchsichtigen Schicht aufgebracht wurde. Die Farbe des Glases oder der Glaskeramik in demjenigen Bereich, der mit der nanoskaligen Schicht auf Metallbasis beschichtet wurde, wird definiert durch Angabe ihrer CIE L*a*b* -Farbkoordinaten mit L* im Bereich von etwa 50 bis etwa 70, bevorzugt von etwa 55 bis etwa 65, mit a* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2,5, und b * im Bereich von etwa 0 bis etwa -15, bevorzugt von etwa 0 bis etwa -10. Die Farbmessung erfolgt jeweils mit der auf der Oberseite des Glas- oder Glaskeramikartikels befindlichen metallbasierten nanoskaligen Schicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Glas- oder Glaskeramikartikels umfasst der Artikel eine Glaskeramik oder kann sogar aus Glaskeramik bestehen, wobei die Glaskeramik eine lichtdurchlässige oder eine opake weiße Glaskeramik ist, beispielsweise eine Glaskeramik, die Keatit-Mischkristalle enthält, und wobei die Farbe der in einem Bereich einer ihrer Hauptflächen mit der mindestens einen nanoskaligen Schicht beschichteten Glaskeramik definiert ist durch Angabe ihrer CIE L*a*b* -Farbkoordinaten mit L* im Bereich von etwa 80 bis etwa 95, bevorzugt von etwa 89 bis etwa 93, mit a* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2, und b* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2,5.
Weiterhin ist es möglich, dass gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Glas- oder Glaskeramikartikel ein nicht gefärbtes, transparentes Glas oder eine nicht gefärbte, transparente Glaskeramik umfasst. Der Glas- oder Glaskeramikartikel wurde in einem Bereich einer seiner Hauptflächen mit der nanoskaligen Schicht auf Metallbasis beschichtet. In diesem Fall ist die Farbe der in einem Bereich einer ihrer Hauptflächen mit der mindestens einen nanoskaligen Schicht beschichteten Glaskeramik definiert durch Angabe ihrer CIE L*a*b* -Farbkoordinaten mit L* im Bereich von etwa 80 bis etwa 95, bevorzugt von etwa 89 bis etwa 93, mit a* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2, und b* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2,5, wobei die Farbmessung vor einem weißen Hintergrund erfolgt und sich die nanoskalige Schicht auf Metallbasis auf der Oberseite des Glas- oder Glaskeramikartikels befindet. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das transparente Glas oder die transparente Glaskeramik mit einer weißen, opaken Beschichtung beschichtet ist, die als weißer Hintergrund wirkt. Die Farbmessung erfolgt in jedem Fall mit der auf der Oberseite des Glas- oder Glaskeramikartikels befindlichen metallbasierten nanoskaligen Schicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Glas- oder Glaskeramikartikels gerichtet, der zumindest teilweise mit mindestens einer nanoskaligen Schicht beschichtet ist, die ein metallisches Material umfasst, wobei die nanoskalige Schicht einen Brechungsindex aufweist, der größer ist als der Brechungsindex des Glas- oder Glaskeramikmaterials, und wobei die nanoskalige Schicht weniger als 95 Gew.-% des metallischen Materials umfasst, vorzugsweise ein Glas- oder Glaskeramikartikel gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Der Glas- oder Glaskeramikartikel ist für i) Küchengeräte und/oder für ii) Feuerstätten bestimmt. Insbesondere soll der Glas- oder Glaskeramikartikel als Kochplatte und/oder als Ofentür und/oder für Feuerstätten verwendet werden, z.B. als Fenster oder als Innenauskleidung. Das Verfahren gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst:

- Bereitstellen eines Glas- oder Glaskeramikartikels,
- Aufbringen einer Paste, die mindestens eine metallorganische Verbindung umfasst, auf mindestens einen Bereich einer der Hauptflächen des Glas- oder Glaskeramikartikels und
- Brennen des Glas- oder Glaskeramikartikels.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner einen Schritt zum Einstellen der Viskosität der Paste umfassen, bevorzugt durch Ändern des Typs und/oder der Menge eines in der Paste enthaltenen Lösungsmittels, und/oder einen Schritt zum Trocknen der Paste nach dem Aufbringen, wobei das Trocknen bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von mindestens 150 °C bis zu höchstens 250 °C erfolgt, über eine Zeit im Bereich von mindestens 10 Minuten bis zu höchstens 60 Minuten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Paste durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht werden, wobei vorzugsweise ein Sieb mit einer Maschenweite zwischen mindestens 77 Fäden pro Zentimeter und höchstens 180 Fäden pro Zentimeter, bevorzugt mit 140 Fäden pro Zentimeter, verwendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Paste auf zumindest einen Bereich einer Oberfläche eines Glasartikels aufgebracht werden, wobei das Glas ein Grünglas ist, und wobei das Einbrennen während der Keramisierung des Grünglases erfolgt, um so einen Glaskeramikartikel zu erhalten, der zumindest bereichsweise auf einer seiner Hauptflächen mit einer nanoskaligen Schicht beschichtet ist, wobei das Einbrennen bevorzugt in einem Temperaturbereich zwischen mindestens etwa 850 °C und höchstens etwa 1200 °C erfolgt, besonders bevorzugt zwischen mindestens etwa 900 und höchstens etwa 1150 °C, und/oder bevorzugt über eine Zeit im Bereich von mindestens 5 Minuten bis zu höchstens 240 Minuten, bevorzugter von mindestens 10 Minuten bis zu höchstens 60 Minuten, besonders bevorzugt von mindestens 10 Minuten bis zu höchstens 30 Minuten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Paste auf zumindest einen Bereich einer Hauptfläche eines Glaskeramikartikels aufgebracht werden, wobei das Einbrennen in einem Temperaturbereich zwischen mindestens etwa 600 °C und höchstens etwa 1200 °C erfolgt, bevorzugt zwischen mindestens etwa 700 °C und höchstens etwa 900 °C und/oder bevorzugt über eine Zeit im Bereich von mindestens 1 Minute bis zu höchstens 240 Minuten, besonders bevorzugt von mindestens 2 Minuten bis zu höchstens 120 Minuten.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Paste auf zumindest einen Bereich einer Hauptfläche eines Glasartikels aufgebracht wird, wobei das Glas vorzugsweise ein Borosilikatglas oder ein Kalk-Natron-Glas ist, wobei das Einbrennen bei einer Temperatur im Bereich von mindestens etwa 630 °C bis zu höchstens etwa 700 °C erfolgt, bevorzugt über mindestens 1 Minute bis zu höchstens 20 Minuten.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Verwendung des Glas- oder Glaskeramikartikels gemäß Ausführungsformen der Erfindung gerichtet. Der Glas- oder Glaskeramikartikel kann als Kochplatte und/oder als Ofentür und/oder als Fenster für Feuerstätten und/oder als Innenauskleidung für Feuerstätten verwendet werden.
Beispiele
Die Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele eingehender erläutert werden.
Wenn auf die Abriebfestigkeit der nanoskaligen Schicht gemäß einer Ausführungsform Bezug genommen wird, wurde die Abriebfestigkeit gemäß der folgenden Routine gemessen:

Zur Prüfung der Abriebfestigkeit wurden die Wasch- und Abriebtester 1720 der Firma Elkometer eingesetzt. Vor der Prüfung wurden die Proben montiert. Die Abriebfestigkeit wurde mit einer Last von 100 g/cm² geprüft. Als Schleifmedium wurde Schleifpapier mit Korngröße 1000 verwendet. Die Prüfung umfasste 1000 Schleifzyklen. Nach der Prüfung wurden die Proben untersucht. Die Prüfung wurde als „bestanden“ bewertet, wenn mit bloßem Auge keine Schichtentfernung festgestellt werden konnte. Es können jedoch kleine Kratzer vorhanden sein.

Beispiel 1
Eine metallorganische Paste mit einer Viskosität von 1240 mPa·s (bei 200 s^-1 Rotationsgeschwindigkeit und 23 °C, gemessen mit einem Kegel-Platte-Rotationsviskosimeter) und nach Umwandlung der Gehalte an metallorganischen Verbindungen in Gehalte der jeweiligen Oxide 63 Gew.-% TiO₂, 30 Gew.-% Me_xO_y und 7 Gew.-% SiO₂ umfassend, wurde auf eine Hauptfläche eines Lithium-Aluminium-Silikat-Grünglases (auch als Vorläuferglas oder kristallisierbares Glas bezeichnet) mit einer Dicke von 4 mm, einer Länge von 380 mm und einer Breite von 250 mm aufgebracht. Das Aufbringen erfolgte durch Siebdruck mittels eines Siebes mit einer Maschenweite von 140 Fäden pro Zentimeter. Einer der Randbereiche des Glasartikels war als Flachfacette poliert, mit einer Länge von 380 mm und einer Breite von 4 cm, wobei die Dicke des Glasartikels in diesem Bereich des Glasartikels kontinuierlich abnahm, von 4 mm bis zu 2 mm am Rand des Glasartikels. Die chemische Zusammensetzung des Grünglases entsprach einer dunklen, volumengefärbten Glaskeramik.
Das Beschichtungsmuster umfasste Schrift, Punktmuster sowie einen Bereich, in dem die Paste vollflächig in dem Oberflächenbereich aufgetragen wurde. Ferner wurde die Paste auch auf die Flachfacette aufgebracht, wobei die Beschichtungsstruktur ebenfalls Schrift, Punktmuster und einen Bereich umfasste, in dem die Paste den Oberflächenbereich vollflächig bedeckte. Die bedruckte Glasplatte wurde während der Keramisierung des Glases gebrannt, also während der Umwandlung des Grünglases in eine volumengefärbte Glaskeramik. Daher wurde nach dem Einbrennen eine dunkle, volumengefärbte Glaskeramik erhalten, die zumindest teilweise mit einer nanoskaligen Schicht auf Metallbasis beschichtet ist.
Das Einbrennen erfolgte bei einer Maximaltemperatur (T_Max) von 910 °C mit einer Haltezeit von 10 Minuten. Die Dicke der so erhaltenen nanoskaligen Schicht betrug 42 nm. Die nanoskalige Schicht war elektrisch nicht leitfähig und wies ein reflektierendes Erscheinungsbild auf. Das LED-Licht eines auf der Unterseite eines beschichteten Bereichs der Glaskeramik angeordneten 7-Segment-Anzeigeelements war von oben betrachtet deutlich zu sehen. Die Farbe der nanoskaligen Schicht wurde mit L* = 59, a* = -1 und b* = -10 angegeben. Der Lichttransmissionsgrad bei einer Wellenlänge von 600 nm betrug 2,8 % bei einer Dicke der Glaskeramik von 4 mm. Der Abriebtest wurde bestanden. Die Oberflächenwelligkeit Sa des Glaskeramiksubstrats betrug 0,05 µm. Als RIQ-Wert eines beschichteten Bereichs des Glaskeramikartikels wurde 66,2 auf der unpolierten Oberseite gemessen, und 94 auf der polierten Flachfacette.
Die Probe gemäß Beispiel 1 wurde mit Glaskeramikartikeln verglichen, die mit einer nanoskaligen Schicht auf Metallbasis gemäß dem Stand der Technik beschichtet waren.
Referenzbeispiel 1 war ein dunkler, volumengefärbter Glaskeramikartikel, der auf einer seiner Hauptflächen mit einer nanoskaligen Schicht beschichtet war, die als einzigen Bestandteil TiO₂ enthielt. Die Aufdruck- und Einbrennbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1. Diese Glaskeramik hatte eine rauere Oberfläche mit einem Wert für die Oberflächenwelligkeit Sa von 0,179 µm. Die Dicke der nanoskaligen Schicht betrug 45 nm. Der Abriebfestigkeitstest wurde bestanden. Der RIQ-Wert, der für einen mit der nanoskaligen Schicht beschichteten Bereich des Glaskeramikartikels bestimmt wurde, betrug jedoch lediglich 17,5.
Referenzbeispiel 2 war ein Glaskeramikartikel, der auf einer seiner Hauptflächen mit einer nanoskaligen Schicht beschichtet war, die als einzigen Bestandteil TiO₂ enthielt. Das Substrat war die gleiche dunkle, volumengefärbte Glaskeramik wie in Beispiel 1 mit einer Oberflächenwelligkeit von 0,05 µm. Weiterhin waren die Aufdruck- und Einbrennbedingungen die gleichen wie in Beispiel 1. Die Schichtdicke betrug 42 nm. Obgleich der RIQ-Wert eines mit der nanoskaligen Schicht beschichteten Bereichs des Glaskeramikartikels 61,4 betrug, wurde der Abriebfestigkeitstest nicht bestanden.
Die Glas- oder Glaskeramikartikel, die auf einer ihrer Hauptflächen mit einer nanoskaligen Schicht auf Metallbasis gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschichtet sind, stellen somit hochgradig abriebfeste Beschichtungen bereit, die gleichzeitig ein glänzendes Erscheinungsbild und/oder einen hohen Glanz aufweisen, wie sich beispielweise durch RIQ-Messungen bestimmen lässt.
Beispiel 2
Eine metallorganische Paste entsprechend der in Beispiel 1 aufgebrachten Paste wurde auf eine der Hauptflächen des Grünglases aus Beispiel 1 aufgebracht. Nach dem Aufbringen der Paste wurde der Glasartikel 30 Minuten lang bei 200 °C getrocknet. Ferner wurde in demjenigen Bereich des Grünglases, auf dem die Paste so aufgebracht war, dass sie die gesamte Oberfläche abdeckte, zusätzlich nach dem Trocknen eine Paste auf Keramikbasis mit dunkelgrauer Farbe über der metallorganischen Paste aufgebracht. Das Aufbringen erfolgte durch Siebdruck mittels eines Siebes mit einer Maschenweite von 140 Fäden pro Zentimeter. Das Beschichtungsmuster bestand in einer Beschriftung. Nach dem Aufbringen der keramikbasierten oder Emailpaste erfolgte das Einbrennen während der Keramisierung des Glasartikels. Das heißt, beide Schichten wurden während der Keramisierung gleichzeitig eingebrannt. Die Schichtdicke der keramikbasierten Schicht betrug 2,8 µm.
Figurenliste
Die 1 bis 5 zeigen Oberflächenanalysedaten von Glaskeramikartikeln.

1 zeigt Oberflächenanalysedaten des Glaskeramikartikels gemäß Beispiel 1. Die Welligkeit Sa wurde für einen unbeschichteten Oberflächenbereich des Glaskeramikartikels zu 0,05 µm bestimmt.
Im Gegensatz dazu zeigt 2 Oberflächenanalysedaten für den Glaskeramikartikel gemäß Referenzbeispiel 1. Die Welligkeit Sa für einen unbeschichteten Oberflächenbereich wurde zu 0,179 µm bestimmt. Die hohe Welligkeit dieses Glaskeramikartikels führt zu einer höheren Oberflächenrauheit, wodurch sich ein niedrigerer RIQ-Wert ergibt.
3 zeigt Oberflächenanalysedaten für einen Glaskeramikartikel . Der Wert für die Welligkeit Sa wurde in einem unbeschichteten Oberflächenbereich des Glaskeramikartikels zu 0,03 µm bestimmt.
Die 4 und 5 zeigen Oberflächenanalysedaten, die in zwei Messreihen für einen Glaskeramikartikel bestimmt wurden. Als Wert für die Welligkeit wurde für einen unbeschichteten Oberflächenbereich des Glaskeramikartikels jeweils 0,06 µm bestimmt.

Ein niedriger Sa-Wert eines Glas- oder Glaskeramikartikels in einem unbeschichteten Oberflächenabschnitt führt zu einem hohen RIQ-Wert, der für einen mit der nanoskaligen Schicht beschichteten Bereich des Glas- oder Glaskeramikartikels bestimmt wird. In diesem Fall wies die nanoskalige Schicht aus dem Stand der Technik jedoch eine recht geringe Abriebfestigkeit auf, wie anhand von Referenzbeispiel 2 dargestellt.

Claims

Glas- oder Glaskeramikartikel, der für Küchengeräte und/oder für Feuerstätten bestimmt ist, wobei der Glas- oder Glaskeramikartikel zumindest teilweise mit mindestens einer nanoskaligen Schicht beschichtet ist, die ein metallisches Material umfasst, wobei die nanoskalige Schicht einen Brechungsindex aufweist, der größer ist als der Brechungsindex des Glas- oder Glaskeramikmaterials, und wobei die nanoskalige Schicht weniger als 95 Gew.-% des metallischen Materials umfasst, wobei die nanoskalige Schicht nach dem Einbrennen umfasst: SiO2 7 Gew.-% bis 8 Gew.-%, wobei die nanoskalige Schicht höchstens 93 Gew.-% metallisches Material umfasst und das metallische Material ein Material ist, welches ein Metall und/oder eine Metall umfassende Verbindung enthält.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach Anspruch 1, wobei die Dicke der nanoskaligen Schicht nach dem Einbrennen zwischen mindestens 10 nm und höchstens 100 nm beträgt, bevorzugt zwischen mindestens 30 nm und höchstens 70 nm, besonders bevorzugt zwischen mindestens 40 nm und höchstens etwa 60 nm.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die nanoskalige Schicht nach dem Einbrennen folgendes umfasst, in Gewichtsprozent auf Oxidbasis: TiO₂ 50 Gew.-% bis 85 Gew.-%, bevorzugt 60 Gew.-% bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt 65 Gew.-% - 70 Gew.-%, Me_xO_y 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 Gew.-% - 30 Gew.-%, wobei Me_xO_y ein Metalloxid aus der Gruppe ist, welche MgO, SnO₂, CeO₂, ZrO₂, Al₂O₃, Bi₂O₃, Fe_xO_y, Co_xO_y, Ni_xO_y, Cu_xO_y, Mn_xO_y, Cr_xO_y und/oder Mischungen dieser umfasst.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Brechungsindex des Glas- oder Glaskeramikmaterials zwischen mindestens 1,4 und höchstens 1,6 liegt und/oder - der Brechungsindex der nanoskaligen Schicht etwa 1,7 oder größer ist, bevorzugt 2,0 oder größer, besonders bevorzugt 2,2 oder größer, und/oder - der Brechungsindex der nanoskaligen Schicht höchstens 2,9 beträgt.
Glas- oder Glaskeramik nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der nanoskaligen Schicht mindestens -1 * 10^-6/K beträgt und/oder - der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der nanoskaligen Schicht 15 * 10^-6/K oder kleiner ist, bevorzugt 10 * 10^-6/K oder kleiner, weiter bevorzugt 5 * 10^-6/K oder kleiner und besonders bevorzugt zwischen mindestens -1 * 10^-6/K und höchstens 4,5 * 10^-6/K liegt.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke des Glas- oder Glaskeramikartikels im Bereich zwischen mindestens 0,1 mm und bis zu höchstens 40 mm liegt, bevorzugt zwischen mindestens 1 mm und bis zu höchstens 10 mm und besonders bevorzugt zwischen mindestens 3 mm und bis zu höchstens 6 mm.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die nanoskalige Schicht zwischen mindestens 0,1 % und bis zu höchstens 100 % von zumindest einer der Hauptflächen des Glas- oder Glaskeramikartikels bedeckt, bevorzugt zwischen mindestens 0,5 % und bis zu höchstens 50 % und besonders bevorzugt zwischen mindestens mehr als 1 % bis zu 20 %.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Glas- oder Glaskeramikartikel zumindest bereichsweise gebogen und/oder geformt ist und/oder - der Glas- oder Glaskeramikartikel zumindest teilweise mit mindestens einer weiteren Schicht beschichtet ist, wobei die weitere Schicht bevorzugt eine keramikbasierte Schicht und/oder eine Emailschicht ist, wobei die Schichtdicke der weiteren Schicht nach dem Einbrennen mindestens etwa 0,5 µm bis zu höchstens etwa 50 µm beträgt, bevorzugt mindestens etwa 1 µm bis zu höchstens etwa 20 µm und besonders bevorzugt mindestens etwa 1,5 µm bis zu höchstens etwa 7 µm, wobei die mindestens eine weitere Schicht vorzugsweise zumindest teilweise funktionalisiert ist.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Artikel Glas umfasst, wobei das Glas bevorzugt ausgewählt ist aus einem oder mehreren der Gläser Kalk-Natron-Glas, Borosilikatglas und/oder Aluminosilikatglas, und/oder - der Artikel eine Glaskeramik umfasst, bevorzugt eine Lithium-Aluminium-Silikat-Glaskeramik.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Artikel eine Glaskeramik umfasst, wobei die Glaskeramik eine dunkle, volumengefärbte Glaskeramik ist, und wobei die Farbe der in einem Bereich einer ihrer Hauptflächen mit der mindestens einen nanoskaligen Schicht beschichteten Glaskeramik definiert ist durch Angabe ihrer CIE L*a*b* -Farbkoordinaten, mit L* im Bereich von etwa 50 bis etwa 70, bevorzugt von etwa 55 bis etwa 65, mit a* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2,5, und b * im Bereich von etwa 0 bis etwa -15, bevorzugt von etwa 0 bis etwa -10, oder - der Artikel eine Glaskeramik umfasst, wobei die Glaskeramik eine lichtdurchlässige, nicht gefärbte Glaskeramik ist, und wobei die Farbe der in einem Bereich einer ihrer Hauptflächen mit der mindestens einen nanoskaligen Schicht beschichteten Glaskeramik definiert ist durch Angabe ihrer CIE L*a*b* -Farbkoordinaten, mit L* im Bereich von etwa 80 bis etwa 95, bevorzugt von etwa 89 bis etwa 93, mit a* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2, und b* im Bereich von etwa 0 bis etwa -3, bevorzugt von etwa -1 bis etwa -2,5.
Glas- oder Glaskeramikartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der RIQ-Wert des beschichteten Glas- oder Glaskeramikartikels in einem Bereich zwischen mindestens 25 und 100 liegt, bevorzugt in einem Bereich zwischen mindestens 50 und 100, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen mindestens 60 und 100.
Verfahren zur Herstellung eines Glas- oder Glaskeramikartikels nach einem der Ansprüche 1 bis 11, der für i) Küchengeräte und/oder für ii) Feuerstätten bestimmt, umfassend - Bereitstellen eines Glas- oder Glaskeramikartikels, - Aufbringen einer Paste, die mindestens eine metallorganische Verbindung umfasst, auf mindestens einen Bereich einer der Hauptflächen des Glas- oder Glaskeramikartikels und - Brennen des Glas- oder Glaskeramikartikels.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei - das Aufbringen der Paste durch ein nasschemisches Beschichtungsverfahren erfolgt, bevorzugt durch Schleuderbeschichtung oder Tauchbeschichtung oder Siebdruck oder Tintenstrahldruck oder Offsetdruck oder Tampondruck oder Aufkleberpapier oder Rakeln oder Flutbeschichtung, und/oder - das Brennen in einem Temperaturbereich zwischen 600 °C und 1200 °C erfolgt, bevorzugt über eine Zeit im Bereich zwischen mindestens 1 Minute und bis zu 4 Stunden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, - ferner umfassend einen Schritt des Einstellens der Viskosität der Paste, bevorzugt durch Ändern des Typs und/oder der Menge eines in der Paste enthaltenen Lösungsmittels, und/oder einen Schritt des Trocknens der Paste nach dem Aufbringen, wobei das Trocknen bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von mindestens 150 °C bis zu höchstens 250 °C über eine Zeit im Bereich von mindestens 10 Minuten bis zu höchstens 60 Minuten erfolgt, und/oder - wobei die Paste durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht wird, wobei vorzugsweise ein Sieb mit einer Maschenweite zwischen mindestens 120 Fäden pro Zentimeter und höchstens 180 Fäden pro Zentimeter, bevorzugt mit 140 Fäden pro Zentimeter, verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei - die Paste auf zumindest einen Bereich einer Oberfläche eines Glasartikels aufgebracht wird, wobei das Glas ein Grünglas ist, und wobei das Brennen während der Keramisierung des Grünglases erfolgt, um einen Glaskeramikartikel zu erhalten, der zumindest bereichsweise auf einer seiner Hauptflächen mit einer nanoskaligen Schicht beschichtet ist, wobei das Brennen bevorzugt in einem Temperaturbereich von mindestens etwa 850 °C bis zu höchstens etwa 1200 °C erfolgt, besonders bevorzugt von mindestens etwa 900 bis zu höchstens etwa 1150 °C, und/oder bevorzugt über eine Zeit im Bereich von mindestens 5 Minuten bis zu höchstens 240 Minuten, bevorzugter von mindestens 10 Minuten bis zu höchstens 60 Minuten, besonders bevorzugt von mindestens 10 Minuten bis zu höchstens 30 Minuten, oder - die Paste auf zumindest einen Bereich einer Oberfläche eines Glaskeramikartikels aufgebracht wird, wobei das Brennen in einem Temperaturbereich zwischen mindestens etwa 600 °C und bis zu höchstens etwa 1200 °C erfolgt, bevorzugt zwischen mindestens etwa 700 °C und bis zu höchstens etwa 900 °C und/oder bevorzugt über eine Zeit von mindestens 1 Minute bis zu höchstens 240 Minuten, bevorzugter von mindestens 2 Minuten bis zu höchstens 120 Minuten, oder - die Paste auf zumindest einen Bereich einer Oberfläche eines Glasartikels aufgebracht wird, wobei das Glas vorzugsweise ein Borosilikatglas oder ein Kalk-Natron-Glas ist, wobei das Brennen bei einer Temperatur im Bereich von mindestens etwa 630 °C bis zu höchstens etwa 700 °C erfolgt, bevorzugt über mindestens 1 Minute bis zu höchstens 20 Minuten.
Verwendung eines Glas- oder Glaskeramikartikels nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Kochplatte und/oder als Ofentür und/oder als Fenster für Feuerstätten und/oder als Innenauskleidung für Feuerstätten.