DE19617147A1

DE19617147A1 - Beschichtungs-Präparat, Beschichtungspräparate-Set und Verfahren zur Beschichtung von Scherben zur induktiven Erwärmung sowie zur induktiven Erwärmung beschichteter Scherben

Info

Publication number: DE19617147A1
Application number: DE1996117147
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl Chem Dr Mueller-Zell
Original assignee: Hutschenreuther AG
Current assignee: Hutschenreuther AG
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: DE19617147C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungspräparat zur Be schichtung von Scherben, insbesondere Geschirrteilen, die aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie Porzellan oder Keramik, gefertigt sind, mit einer elektrisch leiten den Schicht, welche zum induktiven Erwärmen der Scherben in einem elektromagnetischen Wechselfeld dient, wobei das Be schichtungspräparat ein Edelmetall, insbesondere Silber, Flußmaterial und organische Additive umfaßt.

Die induktive Erwärmung von Scherben ist im Stand der Tech nik bekannt. Die Scherben sind hierzu mit metallischem Ma terial versehen. Das von einer wechselstrom-durchflossenen Wicklung emittierte elektromagnetische Feld koppelt an das Metall an, wobei die in dem Metall induzierte Reaktion zu der gewünschten Erwärmung führt. Die zur Erwärmung beitra genden Reaktionsmechanismen sind hierbei je nach Art des Metalls unterschiedlich. In nicht-ferromagnetischen Metal len beruht die Erwärmung auf den Ohm′schen Verlusten der durch das elektromagnetische Wechselfeld in dem Metall in duzierten Wirbelströme. In ferromagnetischen Metallen kommt ferner die von der Umorientierung der Weiß′schen Bezirke herrührende Hysterese-Wärme hinzu. Während zu letzterem Effekt das gesamte Volumen des metallischen Materials bei trägt, ist aufgrund des Skin-Effekts lediglich ein dünner Oberflächenbereich des metallischen Materials "wirbelstrom aktiv".

Die DE-PS 8 68 642 beschreibt ein Gefäß zum Warmhalten von Getränken und Speisen, bei dem in Boden oder Wandung Hohl räume vorgesehen sind. In diese Hohlräume wird nach Ab schluß der Fertigung des Gefäßes in einem gesonderten Ar beitsschritt ein zusätzliches, zur Erwärmung an das elek tromagnetische Wechselfeld ankoppelndes Medium, bspw. Ei senfeilspäne oder Kohle, eingebracht. Anschließend werden die Hohlräume durch Aufkleben eines Deckels verschlossen. Diese Art der Anbringung des metallischen Mediums erwies sich jedoch hinsichtlich der Haltbarkeit des Gefäßes, ins besondere bei Reinigung in einer Spülmaschine, als nach teilig.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde in der DE-OS 23 26 633 vorgeschlagen, vor dem Glasieren eine ferromagnetische Metallfolie auf die Unterseite des Scherbens aufzulegen und diese zum Schutz vor äußeren Einflüssen unter einer Glasur schicht zu verdecken. Auch diese Lösung erwies sich jedoch als nicht zufriedenstellend. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Glasurschicht und Metallfolie kommt es nämlich bei der Reinigung des Scher bens zum Abplatzen der Glasurschicht.

Zur Vermeidung dieses Abplatzens wurde dann dazu übergegan gen, das metallische Material als Pulver mit einer Glasur fritte und organischen Additiven zu vermischen und als Paste auf den Scherben aufzutragen, so daß die leitfähige Schicht bei der Herstellung des Scherbens als zusätzliche Glasurschicht gebildet wird. Aufgrund der fertigungstechni schen Vorteile hat sich die Verwendung pastöser Präparate zur Beschichtung von Scherben zum Zwecke der induktiven Erwärmung mittlerweile durchgesetzt.

Im Hinblick auf die Mischbarkeit der verschiedenen Bestand teile der Paste muß das metallische Material der Mischung in Pulverform zugegeben werden. Diese Forderung führt unter Berücksichtigung der beim Brennen der Scherben herrschenden Temperaturen und atmosphärischen Bedingungen zu einschnei denden Einschränkungen bei der Wahl des metallischen Mate rials. Die Pulverkörner ferromagnetischer Metalle oxidieren nämlich bei den normalerweise vorliegenden Brenntemperatu ren von etwa 1000°C und der durchaus üblichen oxidierenden Atmosphäre in ihrem gesamten Volumen durch und verlieren infolgedessen zum einen ihr ferromagnetisches Verhalten und zum anderen ihre Leitfähigkeit. Folglich sind sie nach dem Brand zur induktiven Erwärmung nicht mehr zu gebrau chen. Die Pulverkörner von Edelmetallen hingegen überziehen sich an ihrer Oberfläche mit einer Schutzschicht, die ein vollständiges Durchoxidieren des Korns verhindert.

Bei dem aus der gattungsbildenden DE 44 14 439 C1 bekannten Beschichtungspräparat wird daher Silber als metallisches Material verwendet. Jedoch stellt auch das bekannte Silber-Präparat aus den nachfolgend erläuterten Gründen nicht vollständig zufrieden:

Aus verschiedenen Gründen wird eine optimale Ankopplung des beschichteten Scherbens, insbesondere Geschirrteils, an das elektromagnetische Wechselfeld angestrebt. So ist es einer seits aus energetischen Gründen erwünscht, das Geschirrteil schnellstmöglich auf die für den jeweiligen Einsatzzweck gewünschte Temperatur aufzuheizen. Andererseits fordern wissenschaftliche Erkenntnisse für bestimmte Speisen und deren Inhaltsstoffe zum einen die Einhaltung gewisser Höchsttemperaturen und zum anderen, daß diese Produkte nur für eine gewisse Zeit bei bestimmten Temperaturen gehalten werden. Hingegen ist es aus Gründen der Hygiene erforder lich, bestimmte Mindesttemperaturen einzuhalten.

Zur Erreichung eines optimalen Wirkungsgrades der Wirbel stromankopplung müssen die das elektromagnetische Wechsel feld emittierende Wicklung und die leitfähige Schicht des Scherbens, insbesondere Geschirrteils, aufeinander abge stimmt ausgebildet sein. Nun kommen aber in der Gastrono mie, Großküchen, Krankenhäusern, Kantinen, Altenheimen und dergleichen Geschirrteile unterschiedlicher Form und Größe zum Einsatz. Es ist leicht einzusehen, daß es in der Praxis nicht möglich ist, für jeden einzelnen Geschirrteil-Typ eine speziell auf diesen Typ abgestimmte Erreger-Wicklung bereitzuhalten. Erst recht ist dies für Geschirrteile mit mehreren Abteilen, sogenannte Menagen, nicht möglich. Bei derartigen Menagen können für die verschiedenen Abteile durchaus unterschiedliche Ankopplungszustände erwünscht sein können, bspw. Auftauen in einem ersten Abteil, Warm halten in einem zweiten Abteil und Erwärmen in einem drit ten Abteil.

Aus den vorstehend erläuterten Gründen wird in der Praxis für alle Geschirrteil-Typen ein vorbestimmtes Wicklungs system eingesetzt und versucht, den Wirkungsgrad durch An passung der Beschichtung zu optimieren. Hierzu können die Dicke und/oder der Silbergehalt der leitfähigen Schicht variiert werden. Aufgrund des vorstehend angesprochenen Skin-Effekts trägt aber stets nur ein relativ dünner Ober flächenbereich der Silberschicht zur Wirbelstromankopplung an das anregende elektromagnetische Wechselfeld bei, wobei die Eindringtiefe des Wechselfelds in die leitfähige Schicht, d. h. die Dicke des "aktiven" Oberflächenbereichs, vom Silbergehalt der leitfähigen Schicht abhängt. In der Praxis läßt sich daher die pro Flächeneinheit in der Sil berschicht dissipierte Leistung nur geringfügig variieren.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung ein Beschich tungspräparat der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, wel ches es erlaubt, die Ankopplung der leitfähigen Schicht an das elektromagnetische Wechselfeld individueller an den jeweiligen Scherben bzw. den jeweiligen Bereich des Scherbens anzupassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Beschichtungs präparat gelöst, welches neben einem Edelmetall, Flußmate rial und organischen Additiven ferner wenigstens einen we nigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoff und ein Reduktionsmittel umfaßt. Als ferromagnetisches Element ist Eisen und/oder Kobalt und/oder Chrom und/oder Nickel bevorzugt, wobei der dieses ferromagnetische Element enthaltende Stoff vorzugsweise Eisenoxid und/oder Kobalt oxid und/oder Chromoxid aufweist. Als Reduktionsmittel kön nen mit Vorteil Graphit und/oder Koks und/oder Ruß und/oder Siliziumcarbid zum Einsatz kommen.

Die Anmelderin hat sich über die vorstehend erläuterten, in der Fachwelt herrschenden Vorurteile betreffend den Einsatz ferromagnetischer Metalle hinweggesetzt und erkannt, das die mit diesen Metalle verbundenen Nachteile durch den Ein satz eines Reduktionsmittels beseitigt werden können. Der in diesen Reduktionsmitteln enthaltene Kohlenstoff ver brennt nämlich unter den beim Brand des Scherbens herr schenden Bedingungen, wobei er den hierzu erforderlichen Sauerstoff den Metalloxiden unter Bildung einer leitfähigen ferromagnetischen Schicht entzieht. Aufgrund der vorstehend erläuterten "Hysterese"-Ankopplung trägt das gesamte Volu men dieser ferromagnetischen Schicht zur induktiven Erwär mung bei, so daß durch entsprechende Dosierung der Menge des ferromagnetischen Elements eine gezielte Anpassung an den jeweiligen Typ des Scherbens möglich ist.

Zu berücksichtigen ist ferner, daß auch der Einsatz von Reduktionsmitteln in Glasuren in der Fachwelt auf Skepsis stößt. Der in ihnen enthaltene Kohlenstoff verbrennt näm lich unter Bildung von Kohlenmonoxid bzw. Kohlendioxid, also unter Gasbildung. Die resultierenden Gasbläschen sind aber in Glasuren unerwünscht, da sie deren Qualität nach haltig beeinträchtigen. Die Anmelderin hat jedoch erkannt, daß bei kombinierter Verwendung von Edelmetallen und ferro magnetischen Elementen sich trotz des Einsatzes von Reduk tionsmitteln hochwertige Glasuren erzielen lassen. Diesbe züglich kommt gerade dem Einsatz von Siliziumkarbid als Reduktionsmittel besondere Bedeutung zu, da sich hier als Verbrennungsprodukt auch Siliziumoxid bildet. Schließlich kann der Reduktionsvorgang durch entsprechende Atmosphären einstellung im Brand unterstützt werden.

Üblicherweise genügt bereits eine Beimengung von 1,0 bis 2,2 Gew.-% der Metalloxide, um die gewünschte Anpassung des Ankopplungsverhaltens zu erzielen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Beschichtungspräparate-Set, das ein herkömmliches Edelmetall-Beschichtungspräparat und wenigstens ein Ferromagnetika-Beschichtungspräparat um faßt. Diese Beschichtungspräparate können entweder vor der Aufbringung auf den Scherben miteinander vermischt oder nacheinander auf den Scherben aufgetragen werden. Das gewünschte Ankopplungsverhalten der sich insgesamt erge benden leitfähigen Schicht kann durch gezieltes Mischen bzw. durch gezielten Auftrag der Präparate in entsprechen den Mischungs- bzw. Auftragsverhältnissen erzielt werden oder durch Bereitstellen einer Mehrzahl von Ferromagnetika-Beschichtungspräparaten, von denen jedes eine andere Kon zentration des ferromagnetischen Elements aufweist und die mit dem Edelmetall-Beschichtungspräparat in stets dem glei chen Verhältnis gemischt werden oder auf den Scherben mit stets der gleichen Schichtdicke aufgetragen werden.

Im Hinblick auf die zur Erzielung optimaler Ankopplung der leitfähigen Schicht an das elektromagnetische Wechselfeld erwünschte Leitfähigkeitserhöhung ist es bevorzugt, das Reduktionsmittel in einer Menge beizufügen, die ausreicht, um die Menge des wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoffes im wesentlichen vollständig zu redu zieren. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, das Reduk tionsmittel im Unterschuß hinzuzufügen, so daß die Menge des wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoffes nicht vollständig reduziert wird.

Letztere Alternative eröffnet interessante Perspektiven hinsichtlich des Aussehens des zur induzierten Erwärmung erfindungsgemäß beschichteten Scherbens. Die Oxide ferro magnetischer Elemente sind nämlich übliche Farbstoffe für Glasuren. So wird die Glasur bspw. durch Kobaltoxid blau, durch Chromoxid grün und durch Eisenoxid je nach Reduk tionsgrad dunkelbraun bis schwarz gefärbt. Der infolge des Unterschusses nicht reduzierte Anteil des ferromagnetische Elemente enthaltenden Stoffes kann somit zum Färben der Glasur genutzt werden, was dieser Dekorcharakter verleihen kann.

Zusätzlich oder alternativ können dem Beschichtungspräparat bzw. wenigstens einem der Beschichtungspräparate des Be schichtungspräparate-Set aber auch andere Glasur-Farbstoffe beigemengt werden. Auch ist es möglich, ein gesondertes, derartige Glasur-Farbstoffe enthaltendes Färbungspräparat bereitzustellen. Als Beispiel für derartige Glasur-Farb stoffe seien für "grün" eine Verbindung auf Calzium-Chrom- Silizium-Basis, für "königsblau" eine Verbindung auf Ko balt-Silizium-Basis, für "delftblau" eine Verbindung auf Kobalt-Aluminium-Basis, für "rotbraun" eine Verbindung auf Eisen-Chrom-Zink-Basis, für "tiefschwarz" eine Verbindung auf Eisen-Chrom-Nickel-Basis oder für "weiß" eine Verbin dung auf Zirkon-Silizium-Basis genannt. Als reine Oxide kommen bspw. TiO₂, Sb₂O₃ und ZnO in Frage. Alle diese Ver bindungen sind dem Fachmann als Glasur-Farbstoffe bekannt und sollen daher hier nicht näher erläutert werden.

Der Anteil an Glasur-Farbstoffen und/oder das wenigstens eine ferromagnetische Element enthaltenden Stoffen in dem Färbungs-Präparat bzw. dem Ferromagnetika-Beschichtungspräparat kann 10 bis 50 Gew.-% betragen, wobei der Flußmaterial-Anteil von 50 bis 90 Gew.-% reichen kann.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beschichten eines Scherbens unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungspräparats bzw. des er findungsgemäßen Beschichtungspräparate-Sets.

Grundsätzlich ist es möglich, das Beschichtungspräparat auf den Scherben in einem einzigen Schritt aufzutragen und anschließend einzubrennen. Die Praxis zeigt aber, daß be stimmte in der aufzutragenden Schicht enthaltene Bestand teile nicht oder zumindest nicht in beliebigen Mischungs verhältnissen miteinander mischbar sind. Um dennoch eine Beschichtung mit den gewünschten Eigenschaften erhalten zu können, ist es daher erforderlich, die Beschichtung in zwei gesonderten Schritten aufzutragen. Nach dem Aufbringen einer Edelmetallschicht, insbesondere Silberschicht, wird gegebenenfalls nach einem Zwischenbrand eine Schicht des Ferromagnetika-Beschichtungspräparats aufgebracht. Letzte res Verfahren ist kostenintensiver und wird daher vorzugs weise nur dort zum Einsatz kommen, wo die angesprochene Mischungsunverträglichkeit vorliegt.

Besonders vorteilhaft ist der Zwei-Schritt-Auftrag bei der Verwendung von Metallic-Farben, insbesondere Silbermetal lic. In diesem Fall wird mittels einer ersten "ferromagne tisch ergänzten" Silberschicht die gewünschte Leitfähigkeit eingestellt, während mittels der Metallicsilber-Schicht für die Dekorwirkung gesorgt wird. Der innige Verbund der bei den Schichten wird sowohl über die in beiden Präparaten enthaltenen Glasfritten als auch über die jeweiligen Sil berkomponenten sichergestellt. Dies gereicht auch den Gebrauchseigenschaften sehr zum Vorteil.

Die Beschichtung kann nicht nur an der Unterseite des Scherbens bzw. Geschirrteils angeordnet sein, sondern kann erfindungsgemäß auch auf dessen Oberseite aufgebracht wer den, wo sie auch Dekorfunktion übernimmt. Im Hinblick auf die induktive Ankopplung an das elektromagnetische Wechsel feld kann die Beschichtung als vollflächige Beschichtung, als geschlossener Ring und dergleichen mehr ausgeführt sein.

Die Beschichtung kann auf den Scherben bspw. aufgespritzt werden. Es kann jedoch auch im Siebdruckverfahren gearbei tet werden, wobei bevorzugt auf eine Trägerfolie aufge druckte Schichten von der Trägerfolie auf den Scherben übertragen werden. Beide Verfahren ermöglichen eine repro duzierbare Aufbringung der Beschichtung auf den Scherben.

Beim Spritzverfahren kann ein entsprechender Fertigungs automat, bspw. ein Spritzroboter, mit integrierter Erken nung des Gewichts bzw. der Gewichtszunahme des Scherbens eingesetzt werden. Hierdurch kann die leitende Schicht mit einer der erfaßten Gewichtszunahme proportionalen Schicht stärke aufgebracht werden. Über eine programmierte Roboter bewegung ist auch ein Auftrag mit in Abhängigkeit der Stel len auf dem Scherben variierender Schichtstärke möglich.

Dies ist insbesondere im Hinblick auf die sogenannten Me nagen interessant, die aufgrund der Mehrzahl von Abteilen eine spezielle Gestalt aufweisen. Von der Unterseite des Scherbens betrachtet, wird der Abstand der leitfähigen Schicht zur Wicklung im Bereich der Stege, die die Abteile auf der Oberseite des Scherbens voneinander trennen, ver größert. Durch mehrmaliges Überspritzen dieser "wicklungs ferneren". Bereiche kann für ein bestimmtes Abteil eine über die gesamte Fläche des Abteils gleichmäßige und energetisch gleiche Ankopplung erreicht werden. Ferner ist es durch entsprechenden Schichtauftrag möglich, die Stärke der An kopplung an das elektromagnetische Wechselfeld von Abteil zu Abteil nach Wunsch zu verändern.

Auch kann, bspw. bei Schüsseln, Schalen, Kännchen oder der gleichen, der Siebdruckauftrag auf dem ebenflächigen Boden oder Spiegel des Scherbens mit dem Spritzauftrag auf Wan dungen des Scherbens kombiniert werden.

Für das Spritzverfahren hat sich ein Silbergehalt des Be schichtungspräparats von etwa 52 bis 60 Gew.-% als günstig erwiesen. Für das Siebdruckverfahren empfehlen sich Silber gehalte bis etwa 82 Gew.-%.

Als Flußmaterial wird in dem Beschichtungspräparat bzw. den Präparaten des Sets erfindungsgemäß vorzugsweise eine blei freie Glasurfritte verwendet. Dies ermöglicht es, die die Speisen tragende Oberfläche von Geschirrteilen zur induk tiven Erwärmung mit dem erfindungsgemäßen Präparat zu be schichten, was eine unmittelbare Erwärmung der Speisen er laubt, d. h. eine Erwärmung die nicht notwendigerweise die vorherige Erwärmung des Scherbens erfordert. Im Zusammen hang mit der Beschichtung der sichtbaren Oberfläche von Speisegeschirrteilen kommt der Möglichkeit, die "Heiz schicht" gleichzeitig als Dekorschicht einzusetzen, be sondere praktische Bedeutung zu.

Das bleifreie Flußmaterial kann gemäß der folgenden Seger-Formel zusammengesetzt sein:

Ein Beispiel für ein derartiges Flußmaterial ist:

entsprechend einer Mischung nach Gewichtsprozent (im folgenden kurz mit "%" bezeichnet) von:

Alternativ kann jedoch auch ein Flußmaterial mit einer Zusammensetzung gemäß der nachstehend angegebenen Seger-Formel verwendet werden:

Diese Zusammensetzungen weisen das Flußmaterial für eine Brenntemperatur von 860 bis 920°C aus.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung auch einen unter Verwendung des Beschichtungspräparats bzw. Beschichtungspräparate-Sets beschichteten Scherben.

Während des Brandes bei den vorstehend genannten Brenntem peraturen kommt es aufgrund der unterschiedlichen Dichten der Bestandteile des Präparats zu teilweiser Entmischung in der Beschichtung. Aufgrund dieser Entmischung ergibt sich ein Mehrschichten-Aufbau mit vorteilhaften Eigenschaften. Das Edelmetall, insbesondere Silber, sinkt am stärksten ab und kommt zuunterst auf der Glasur des Scherbens zu liegen. Ihm folgt die Teilschicht des ferromagnetischen Elements, gegebenenfalls gefolgt von einer Farbstoff-Teilschicht. Über all diesen Teil schichten liegt eine Deckschicht aus Flußmaterial, deren Dicke ausreicht, um einen wirksamen Schutz gegenüber äußeren Einflüsse darzustellen, seien sie mechanischer Art (bspw. Kratzen) oder chemischer Art (bspw. durch Geschirrspülmittel). Der erfindungsgemäße Scherben bzw. das erfindungsgemäße Geschirrteil kann daher ohne Ein schränkung der Reinigung in einer Geschirrspülmaschine zu geführt werden. Ferner verhindert diese Schutzschicht bei Einsatz von Silber als Edelmetall ein Anlaufen der Silber schicht, wie es bspw. von Silberbesteck bekannt ist. Die ses Anlaufen rührt von chemischen Wechselwirkungen mit den in Geschirrspülmaschinen zum Einsatz kommenden, relativ aggressiven Reinigungsmitteln her.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an Hand der beigefügten Zeichnung nochmals eingehend erläu tert werden. Es stellt dar:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine sogenannte Menage, d. h. einen Teller mit einer Mehrzahl von Abteilen zur Aufnahme eines Hauptgerichts und mehrerer Beilagen;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine grobschematische, vergrößerte Darstellung des Details III in Fig. 3; und

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 einer Menage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die leitfähige Schicht auf der Unterseite des Scherbens angeordnet ist.

In Fig. 1 ist als Beispiel für einen mittels des erfin dungsgemäßen Beschichtungspräparats beschichteten Scherben eine aus Prozellan gefertigte Menage 10 dargestellt. Unter einer Menage versteht man einen Teller mit einer Mehrzahl von Abteilen 12. Die in Fig. 1 dargestellte Menage 10 verfügt über vier Abteile, nämlich ein Hauptabteil 12a zur Aufnahme der Hauptspeise und drei Nebenabteile 12b, 12c und 12d zur Aufnahme von Beilagen oder dergleichen. Die einzel nen Abteile sind durch vom Boden 14 des Tellers hervorste hende Stege 16 voneinander getrennt.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Abteile 12a und 12c auf der vom Tellerfuß 10a abgewandten Oberseite 14a des Bodens 14 jeweils mit einer leitfähigen Schicht 18 bzw. 20 versehen, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungspräparats mittels des erfindungsgemäßen Be schichtungsverfahrens auf den Teller 10 aufgebracht worden sind. Selbstverständlich können auch die Abteile 12b und 12d mit vergleichbaren leitfähigen Schichten versehen sein.

Wie vorstehend beschrieben sind die leitfähigen Schichten gemäß Fig. 2 auf der Oberseite des Tellers 10 angeordnet, wo sie gleichzeitig Dekorfunktion übernehmen können. Ist es nicht beabsichtigt, die leitfähige Schicht gleichzeitig als Dekor einzusetzen, so ordnet man die leitfähige Schicht im Hinblick auf die bessere Ankopplung an das Wechselfeld der Erregerwicklung bevorzugt auf der Unterseite des Tellers an, wie dies in Fig. 4 für die den Abteilen 12a′ und 12c′ zugeordneten leitfähigen Schichten 18′ und 20′ des Tellers 10′ dargestellt ist.

Wie man in Fig. 2 erkennt, weist die leitfähige Schicht 18 eine Dicke D auf, die größer ist als die Dicke d der Schicht 20. Dies hat zur Folge, daß die Schicht 18 stärker an das elektromagnetische Wechselfeld einer (nicht darge stellten) Wicklung ankoppelt als die Schicht 20, so daß sie sich stärker erwärmt als die Schicht 20.

Darüber hinaus sind beide leitfähigen Schichten 18 und 20 im Bereich ihrer Ränder 18a bzw. 20a dicker ausgebildet als in ihrem zentralen Bereich 18b bzw. 20b. Durch diese Dickenänderung kann eine schwächere Ankopplung an das Wechselfeld ausgeglichen werden, die davon herrührt, daß die Schichten 18 und 20 im Bereich ihrer Ränder 18a und 20a aufgrund der Tatsache, daß sie sich teilweise den Teller rand 10b bzw. den Steg 16 hinauf erstrecken, einen größeren Abstand von der Wicklung aufweisen als ihre zentralen Be reiche 18b und 20b.

Nachdem das Beschichtungspräparat im Spritzverfahren oder im Siebdruckverfahren auf den Teller 10 aufgebracht worden ist, wird dieser bei Temperaturen von zwischen 860 und 920°C in der in Fig. 2 dargestellten Stellung, d. h. mit nach unten weisendem Fuß 10a und nach oben weisenden Schichten 18 und 20, gebrannt. Hierbei kommt es aufgrund von Dichteunterschieden zu teilweiser Entmischung der Be standteile des Beschichtungspräparats. Der sich ergebende Mehrschichtaufbau wird nachfolgend an Hand von Fig. 3 näher erläutert werden.

Unmittelbar auf dem glasierten und bereits früher einmal gebrannten Boden 14 des Tellers 10 ist eine Silberschicht 22 angeordnet. Dieser folgt in Richtung vom Boden 14 weg eine Schicht 24 aus ferromagnetischem Material, bspw. Eisen. Dieses Eisen wurde unter dem Einfluß eines dem Beschichtungspräparat beigemengten pulverförmigen Reduk tionsmittels, bspw. Siliziumkarbid, beim Brennprozeß aus dem Beschichtungspräparat ebenfalls beigemengtem Eisenoxid reduziert. Das Reduktionsmittel war dabei im Überschuß zu gefügt, so daß im wesentlichen das gesamte Eisenoxid zu Eisen reduziert worden ist. Die Eisenschicht 24 dient dazu, die induktive Ankopplung der gesamten leitfähigen Schicht 22/24 an das Wechselfeld zu verbessern.

Auf die Eisenschicht 24 folgt eine Farbstoffschicht 26, die der Glasurschicht 18 bspw. ein blaues Aussehen verleiht. Den Abschluß bildet eine Schicht 28 aus Flußmaterial, die zum Schutz der darunter liegenden Schichten 22, 24 und 26 vor mechanischen und/oder chemischen Angriffen dient.

Selbstverständlich sind auch die Schichten 22, 24 und 26 von Flußmaterial durchdrungen, so daß eine in sich ge schlossene, auch bei größeren Temperaturschwankungen mechanisch stabile Gesamtschicht 18 entsteht, die darüber hinaus eine gute Verbindung mit der Glasurschicht des Tel lerbodens 14 aufweist. Festzuhalten ist ferner, daß die Schichten 22, 24 und 26 teilweise ineinandergreifen, da die Entmischung nicht vollständig, sondern nur teilweise ist.

Bei Verwendung von Kobaltoxid anstelle von Eisenoxid zur Bildung der ferromagnetischen Schicht 24 und Zugabe des Reduktionsmittels im Unterschuß, kann auf die gesonderte Ausbildung einer der Farbstoffschicht 26 entsprechenden Schicht vollständig verzichtet werden, da das nach dem Brennen nicht reduzierte Kobaltoxid dem Teller 10 die gewünschte blaue Farbe verleiht.

Das Beschichtungspräparat kann als fertige Mischung bereit gestellt werden. Es ist erfindungsgemäß jedoch ebenso mög lich, die verschiedenen Komponenten als aus Einzelpräpara ten bestehendes Beschichtungspräparate-Set bereitzustellen und erst bei Bedarf zu mischen. Soll ein Ineinandergreifen der einzelnen Teilschichten nach dem Brand verhindert wer den, so können diese Einzelpräparate in verschiedenen Auf tragsschritten auf den Teller 10 aufgebracht werden.

Gemäß vorstehendem läßt sich bei einem Scherben, insbeson dere Geschirrteil, zur induktiven Erwärmung die Ankopplung der elektrisch leitfähigen Schicht des Scherbens an das elektromagnetische Wechselfeld einer Erreger-Wicklung dadurch verbessern bzw. gezielt einstellen, daß man dem üblicherweise zur Beschichtung verwendeten Edelmetall-Präparat, insbesondere Silberpräparat, einen ein ferromagneti sches Element enthaltenden Stoff und ein Reduktionsmittel beimengt.

Wie bereits vorstehend angesprochen wurde, werden die leit fähigen Schichten dann, wenn sie nicht gleichzeitig Dekor funktion übernehmen sollen, bevorzugt auf der Unterseite des Tellers 10′ angeordnet, wie dies in Fig. 4 für die den Abteilen 12a′ und 12c′ zugeordneten leitfähigen Schichten 18′ und 20′ des Tellers 10′ dargestellt ist.

Wie die leitfähigen Schichten 18 und 20 der Ausführungsform gemäß Fig. 2, so können auch die leitfähigen Schichten 18′ und 20′ des Tellers 10′ gemäß Fig. 4 unterschiedliche Dicke aufweisen. Insbesondere ist die Dicke D′ der Schicht 18′ größer als die Dicke d′ der Schicht 20′. Dies hat wie derum zur Folge, daß sich die Schicht 18′ in dem elektro magnetischen Wechselfeld stärker erwärmt als die Schicht 20′.

Darüber hinaus sind beide leitfähigen Schichten 18′ und 20′ im Bereich ihrer jeweiligen Ränder 18a′ bzw. 20a′ dicker ausgebildet als in ihrem zentralen Bereich 18b′ bzw. 20b′. Durch diese Dickenänderung kann eine von einem größeren Abstand von der Erreger-Wicklung herrührende schwächere Ankopplung an deren Wechselfeld ausgeglichen werden. Im Bereich des Tellerfußes 10a′ kann die Schichtdicke ent sprechend verringert sein. Es ist jedoch auch möglich, die Schichtdicke in diesem Bereich konstant zu halten oder gar zu erhöhen, um durch die sich ergebende verbesserte Ankopp lung an das Wechselfeld auch den unmittelbar oberhalb des Tellerfußes 10a′ gelegenen Bereich der Telleroberseite in dem gewünschten Maße erwärmen zu können (vgl. Pfeile P).

Claims

1. Beschichtungspräparat zur Beschichtung von aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie Porzellan oder Keramik, gefertigten Scherben (10), insbesondere Ge schirrteilen, mit einer elektrisch leitenden Schicht (18, 20) zum induktiven Erwärmen der Scherben (10) in einem elektromagnetischen Wechselfeld, das Beschich tungspräparat umfassend:

- ein Edelmetall, insbesondere Silber,
- ein Flußmaterial und
- organische Additive,

dadurch gekennzeichnet, daß es ferner wenigstens einen wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoff und ein Reduktionsmittel umfaßt.

2. Beschichtungspräparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Menge an Reduk tionsmittel enthält, die ausreicht, um die in ihm enthaltene Menge des wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoffes im wesentlichen vollstän dig zu reduzieren.

3. Beschichtungspräparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Menge an Reduk tionsmittel enthält, die nicht ausreicht, um die in ihm enthaltene Menge des wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoffes im wesentlichen vollstän dig zu reduzieren.

4. Beschichtungspräparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner wenigstens einen Farbstoff enthält.

5. Beschichtungspräparate-Set zur Beschichtung von aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie Porzellan oder Keramik, gefertigten Scherben (10), insbesondere Geschirrteilen, mit einer elektrisch leitenden Schicht (18, 20) zum induktiven Erwärmen der Scherben (10) in einem elektromagnetischen Wechselfeld, wobei das Be schichtungspräparat-Set ein Edelmetall-Beschichtungspräparat umfaßt, das

- ein Edelmetall, insbesondere Silber,
- ein Flußmaterial und
- organische Additive enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß es ferner ein Ferromagnetika-Beschichtungspräparat aufweist, das

- wenigstens einen wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoff,
- ein Reduktionsmittel,
- ein Flußmaterial und
- organische Additive umfaßt.

6. Beschichtungspräparate-Set nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferromagnetika-Beschichtungspräparat eine Menge an Reduktionsmittel enthält, die ausreicht, um die in ihm enthaltene Menge des wenigstens ein ferromagnetisches Element enthalten den Stoffes im wesentlichen vollständig zu reduzieren.

7. Beschichtungspräparate-Set nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferromagnetika-Beschichtungspräparat eine Menge an Reduktionsmittel enthält, die nicht ausreicht, um die in ihm enthaltene Menge des wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoffes im wesentlichen vollständig zu reduzieren.

8. Beschichtungspräparate-Set nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner wenigstens ein wenigstens einen Farbstoff enthaltendes Färbungs präparat umfaßt.

9. Beschichtungspräparate-Set nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall-Beschichtungspräparat wenigstens einen Farbstoff umfaßt.

10. Beschichtungspräparate-Set nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferromagnetika-Beschichtungspräparat wenigstens einen Farbstoff umfaßt.

11. Beschichtungspräparate-Set nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Färbungspräpa rat bzw. das Ferromagnetika-Beschichtungspräparat 10-50 Gew.-% Farbstoff bzw. wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoff und 50-90 Gew.-% Flußmate rial enthält.

12. Beschichtungspräparat bzw. Beschichtungspräparate-Set nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens ein ferro magnetisches Element enthaltende Stoff Eisen und/oder Kobalt und/oder Chrom und/oder Nickel enthält.

13. Beschichtungspräparat bzw. Beschichtungspräparate-Set nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltende Stoff Eisenoxid und/oder Kobaltoxid und/oder Chromoxid aufweist.

14. Beschichtungspräparat bzw. Beschichtungspräparate-Set nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel Gra phit und/oder Koks und/oder Ruß und/oder Siliziumcarbid enthält.

15. Beschichtungspräparat bzw. Beschichtungspräparate-Set nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmaterial bzw. wenigstens eines der Flußmaterialien eine bleifreie Glasurfritte ist.

16. Beschichtungspräparat bzw. Beschichtungspräparate-Set nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluß material bzw. wenigstens eines der Flußmaterialien der Seger-Formel genügt:

17. Beschichtungspräparat bzw. Beschichtungspräparate-Set nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluß material bzw. wenigstens eines der Flußmaterialien der Seger-Formel genügt:

18. Beschichtungspräparat bzw. Beschichtungspräparate-Set nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluß material bzw. wenigstens eines der Flußmaterialien der Seger-Formel genügt:

19. Verfahren zum Beschichten von aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie Porzellan oder Keramik, gefertigten Scherben (10), insbesondere Geschirrteilen, mit einer elektrisch leitenden Schicht (18, 20) zum in duktiven Erwärmen der Scherben in einem elektromagneti schen Wechselfeld unter Verwendung eines Beschichtungs präparats nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 12 bis 18, das Verfahren umfassend die Schritte:

a) Auftragen einer Schicht des Beschichtungspräparats auf einen Scherben, insbesondere ein Geschirrteil, und
b) Einbrennen der Schicht.

20. Verfahren zum Beschichten von aus einem elektrisch nichtleitenden Material, wie Porzellan oder Keramik, gefertigten Scherben (10), insbesondere Geschirrteilen, mit einer elektrisch leitenden Schicht (18, 20) zum in duktiven Erwärmen der Scherben (10) in einem elektro magnetischen Wechselfeld unter Verwendung eines Be schichtungspräparate-Sets nach einem der Ansprüche 5 bis 18, das Verfahren umfassend die Schritte:

a) Auftragen einer Schicht des Edelmetall-Beschich tungspräparats auf einen Scherben, insbesondere ein Geschirrteil,
b) Auftragen wenigstens einer Schicht eines Ferromagnetika-Beschichtungspräparats auf den Scherben, und
c) Einbrennen der Schichten.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schritt a) aufgetragene Edelmetallschicht vor dem Auftragen der wenigstens einen Schicht des Ferromagnetika-Beschichtungspräparats gemäß Schritt b) einem Zwischenbrenn-Schritt unterzogen wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bzw. die Schichten auf einen gebrannten und glasierten Scherben aufgetragen werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bzw. die Schichten auf diejenige Oberfläche des Geschirrteils aufgetragen wird bzw. werden, die im Gebrauch zur Aufnahme von Speisen dient.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bzw. die Schichten auf die Unterseite des Geschirrteils aufgetragen wird bzw. werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Auftrag-Schritt im Spritzverfahren durchgeführt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Spritzverfahrens ein Fertigungsautomat mit Erkennung des Gewichts bzw. der Gewichtszunahme eingesetzt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Edelmetallgehalt des im Spritzverfahrens aufgetragenen Präparats 52-60 Gew.-% beträgt.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Auftrag-Schritt im Siebdruckverfahren durchgeführt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Edelmetallgehalt des im Siebdruckverfahren aufgetragenen Präparats bis zu etwa 82 Gew.-% beträgt.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbrenn-Schritt mit nach oben weisender Beschichtung durchgeführt wird.

31. Mit einer leitfähigen Schicht (18, 20) zum induktiven Erwärmen in einem elektromagnetischen Wechselfeld versehener Scherben (10), hergestellt unter Verwendung eines Beschichtungspräparats bzw. eines Beschichtungs präparate-Sets nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (18) ineinander übergehende Teilschichten (22, 24) aus Edelmetall und dem wenigstens ein ferromagnetisches Element enthaltenden Stoff aufweist.

32. Scherben nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschichten (22, 24) ausgehend von der Oberfläche (14a) des Scherbens (10) in der Reihenfolge Edelmetallschicht (22), Schicht (24) aus dem wenigstens ein ferromagnetisches Element ent haltenden Stoff, ggf. Farbkörperschicht (26) und Gla surschicht (28) vorliegen.

33. Scherben nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (22/24) auf derjenigen Oberfläche (14a) des Scherbens (10) angeordnet ist, die im Gebrauch zur Aufnahme von Speisen dient.

34. Scherben nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht zumindest teilweise gleichzeitig als Dekor dient.

35. Scherben nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht auf der Unterseite des Scherbens (10′) angeordnet ist.

36. Scherben nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht eine über die Oberfläche des Scherbens variierende Schicht dicke aufweist.