DE19857117A1 - Formkörper mit geringer Schmutzauffälligkeit aus Glaskeramik - Google Patents
Formkörper mit geringer Schmutzauffälligkeit aus GlaskeramikInfo
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Abstract
Es wird ein Formkörper aus opaker, durchgehend homogen gefärbter Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase beschrieben, der unter Berücksichtigung seines späteren Anforderungs- und Verschleißprofils sowohl aus keramisierbarem Glas als auch aus transparenter Glaskeramik mit Hochquarz-Mischkirstallen als vorherrschender Kristallphase in einen definierten Farbort-Bereich keramisiert ist. Der Formkörper weist dabei eine minimale Schmutzauffälligkeit auf. Bevorzugt ist der Formkörper eine Kochfläche.
Description
Die Erfindung hat Formkörper aus opaker, durchgehend homogen gefärbter
Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase zum
Gegenstand. Die Formkörper weisen eine minimale Schmutzauffälligkeit auf
und finden bevorzugt Verwendung als Kochflächen.
Transparente, durchgehend gefärbte Glaskeramik-Formkörper, die in der
Aufsicht dunkel bis schwarz erscheinen, sind, insbesondere als Kochflächen
bekannt und schon seit langer Zeit auf dem Markt.
Wenn bei diesen dunklen Formkörpern ein heller Dekor-Farbeindruck erzielt
werden soll, so kann das nur durch eine vollflächige Bedruckung erreicht wer
den, was sich wiederum empfindlich im Gebrauch auswirken kann, weil jede
Veränderung eines hellen Farbtons auffällig ist.
Zudem wirken die meisten Dekorfarben auf dem dunklen Formkörper als Trä
germaterial aufgrund der nur geringen Schichtdicken der Dekorfarben von ty
pischerweise 1 µm bis 10 µm eher blaß und wenig intensiv.
Auch opake, weiße Glaskeramik-Formkörper sind als Kochflächen, z. B. von
der Firma NEG, Japan, unter dem Namen NEOCERAM® N 11 bekannt. Sie
werden derzeit ausschließlich für Induktionskochgeräte eingesetzt. So ist aus
dem US-Patent 5,491,115 eine gefärbte Glaskeramik aus einem dem System
Li2O-Al2O3-SiO2 zuzuordnenden Ausgangsglas bekannt, mit β-Quarz und β-
Spodumen-Mischkristallen als Hauptkristallphasen, wobei die Glaskeramik als
farbgebende Substanzen bis zu 6 Gew.-% TiO2, das auch als Keimbildner
wirkt, 700-900 ppm Fe2O3 und 550-3000 ppm Co3O4 enthält.
Je nach der Hauptkristallphase ist diese Glaskeramik transparent, wenn β-
Quarz-Mischkristalle die Hauptkristallphase bilden oder opak, wenn β-
Spodumen-Mischkristalle die Hauptkristallphase bilden und besitzt in Abhän
gigkeit davon auch einen bestimmten definierten Farbort.
Das US Patent 5,492,869 hat ebenfalls eine opake sog. LAS-(Li2O-Al2O3-SiO2)
Glaskeramik zum Gegenstand, mit β-Spodumen als Hauptkristallphase und
1500-4000 ppm CeO2, 1500-4000 ppm Fe2O3 und 50-500 ppm V2O5 als
farbgebende Substanzen und mit einem Farbort im CIE-System von
x = 0,3200-0,3330, y = 0,3265-0,3380 und Y = 40-70.
Dieses US-Patent vermittelt die Verwendung von solchen Glaskeramiken als
Kochgeschirr, als Backformen, als Geschirr und als flache Kochflächen und
will die Aufgabe lösen, geeignete farbgebende Substanzen zur Verfügung zu
stellen, um eine angenehme beige Farbe bei β-Spodumen-Mischkristall
haltigen Glaskeramik-Artikeln zu erreichen.
Auch das US-Patent 4,461,839 offenbart transparente, transluzente oder opa
ke Glaskeramik-Artikel mit Farben von schwarz über braun nach rot mit β-
Quarz-Mischkristallen als der Hauptkristallphase, deren Zusammensetzung (in
Gew.-% auf Oxidbasis)
SiO2 63,5-69, Al2O3 15-25, Li2O 2,5-4, Na2O 0,1-0,6, K2O 0,1-0,6, ZnO 0-2,
BaO 0-5, TiO2 2,5-6, ZrO2 0-2, As2O3 0,4-0,8, Fe2O3 0,05-0,2 beträgt
und frei von MgO ist, wobei die Zusammensetzung noch 0,3-3 von minde
sten zwei der Oxide 0-2 CaO, 0-3 CeO2, 0-1 NiO, 0-1,5 SnO2, 0-0,3
V2O5 und 0-1 WO3 in den jeweils angegebenen Mengengrenzen enthält.
Desgleichen zeigt dieses US-Patent auch opake Glaskeramik-Artikel mit Far
ben von grau, braun, mandelfarben, beige, gelb bis blau mit β-Spodumen-
Mischkristallen als der Hauptkristallphase und einer Zusammensetzung, deren
Grenzen identisch mit den oben genannten sind.
Beispiele für die Verwendung solcher gefärbten Glaskeramiken sind nach die
sem US-Patent Kaminsichtscheiben, wie auch alle anderen Artikel in flacher
Form, z. B. Arbeitsplatten und Kochflächen.
Nachteilig bei allen diesen Glaskeramik-Formkörpern, insbesondere bei de
nen, die als Kochflächen eingesetzt sind, ist das als "Schmutzauffälligkeit" be
kannte Phänomen, nämlich daß sich die im Gebrauch zwangsläufig ausbil
denden Kratzer in der Oberfläche des Formkörpers mit Schmutz, übergelau
fenem Kochgut und Reinigungsmittelresten zusetzen.
Zudem besteht oftmals auch der Wunsch oder die Notwendigkeit, Kochflä
chen entweder in der Farbe an ihre Umgebung anzupassen oder gegenteilig
sie farblich von der Umgebung oder bei mehreren Kochflächen z. B. in Groß
küchen voneinander abzuheben.
Aufgabe der Erfindung ist es Formkörper aus opaker, durchgehend homogen
gefärbter Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschender Kristall
phase zu erhalten. Die Formkörper sollen dabei unter Berücksichtigung ihrer
späteren Anforderungs- und Verschleißprofile eine minimale Schmutzauffäl
ligkeit zeigen.
Des weiteren soll sowohl keramisierbares Glas, sogenanntes Grünglas als
auch bereits keramisierte Glaskeramik mit Hochquarz-Mischkristallen als vor
herrschender Kristallphase verwendbar sein.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem ein Formkörper aus opaker, durchgehend
homogen gefärbter Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschende
Kristallphase dadurch erhalten wird, daß der Formkörper unter Berücksichti
gung seines späteren Anforderungs- und Verschleißprofils aus keramisierba
rem Glas in einem Farbort-Bereich im L*a*b* Farbsystem (CIELAB-System)
mit einem Helligkeitswert L*<85 keramisiert ist, bei dem der Formkörper mini
male Schmutzauffälligkeit zeigt.
Des weiteren wird die Aufgabe gelöst indem ein Formkörper aus opaker,
durchgehend gefärbter Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherr
schender Kristallphase dadurch erhalten wird, daß der Formkörper unter Be
rücksichtigung seines späteren Anforderungs- und Verschleißprofils aus
transparenter Glaskeramik mit Hochquarz-Mischkristallen als vorherrschender
Kristallphase in einen Farbort-Bereich im L*a*b* Farbsystem (CIELAB-
System) mit einem Helligkeitswert L*<85 keramisiert ist, bei dem der Formkör
per minimale Schmutzauffälligkeit zeigt.
Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es mit Vorteil möglich, einen
genannten Formkörper aus Glaskeramik so zu färben, daß er unter Berück
sichtigung seines späteren Anforderungs- und Verschleißprofils eine minimale
Schmutzauffälligkeit zeigt.
Ein erfindungsgemäßer Formkörper aus opaker Glaskeramik kann dabei
durch Keramisieren von durchgehend homogen gefärbtem Grünglas und auch
durch Weiterkeramisieren von durchgehend homogen gefärbter, transparenter
Glaskeramik, die Hochquarz-Mischkristalle als Hauptkristallphase enthält,
hergestellt werden.
Aus einer Glasschmelze können sowohl transparente als auch opake Form
körper hergestellt werden, die sich lediglich durch eine zusätzliche Tempera
turbehandlung unterscheiden.
Kleinere Fehler innerhalb der transparenten Glaskeramik, z. B. kleine Blasen
oder Schlieren, die eventuell bei der transparenten Modifikation störend wir
ken könnten, sind nach dieser weiteren Temperaturbehandlung in den opaken
Zustand nicht mehr sichtbar.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt der Farbton des Form
körpers zwischen dunkelgrau und hellgrau, wobei die Buntheit C*
(C* = √(a*)²+(b*)²) in L*C*h-Farbsystem (CIELAB-System) durch C*≦10
festgelegt ist.
Durch Keramisieren des im europäischen Patent EP 0 220 333 B1 beschrie
benen Glases (Grünglas) zur Herstellung einer transparenten, Hochquarz-
Mischkristalle enthaltenden Glaskeramik bzw. durch Weiterkeramisieren der
transparenten Glaskeramik der Zusammensetzung (in Gew.-%):
SiO2 62-68; Al2O3 19,5-22,5; Li2O 3,0-4,0; Na2O 0-1,0; K2O 0-1,0; BaO 1,5-3,5; CaO 0-1,0; MgO 0-0,5; ZnO 0,5-2,5; TiO2 1,5-5,0; ZrO2 0-3,0; MnO2 0-0,40; Fe2O3 0-0,20; CoO 0-0,30; NiO 0-0,30; V2O5 0-0,80; Cr2O3 0-0,20, F 0-0,20; Sb2O3 0-2,0; As2O3 0-2,0; wobei Σ Na2O + K2O 0,5-1,5; Σ BaO + CaO 1,5-4,0; Σ TiO2 + ZrO2 3,5-5,5; Σ Sb2O3 + As2O3 0,5-2,5; lassen sich genannte Formkörper, deren Farbton zwischen dunkelgrau und hellgrau liegt, herstellen.
SiO2 62-68; Al2O3 19,5-22,5; Li2O 3,0-4,0; Na2O 0-1,0; K2O 0-1,0; BaO 1,5-3,5; CaO 0-1,0; MgO 0-0,5; ZnO 0,5-2,5; TiO2 1,5-5,0; ZrO2 0-3,0; MnO2 0-0,40; Fe2O3 0-0,20; CoO 0-0,30; NiO 0-0,30; V2O5 0-0,80; Cr2O3 0-0,20, F 0-0,20; Sb2O3 0-2,0; As2O3 0-2,0; wobei Σ Na2O + K2O 0,5-1,5; Σ BaO + CaO 1,5-4,0; Σ TiO2 + ZrO2 3,5-5,5; Σ Sb2O3 + As2O3 0,5-2,5; lassen sich genannte Formkörper, deren Farbton zwischen dunkelgrau und hellgrau liegt, herstellen.
Neben der eigentlichen Glaszusammensetzung hat dabei die Wärmebehand
lung der Formkörper einen wesentlichen Einfluß auf den erzielbaren Farbort.
Typischerweise erfolgt die Wärmebehandlung - das Keramisieren des kera
misierbaren Glases bzw. das Weiterkeramisieren der transparenten Glaske
ramik - in einem Temperaturbereich von 950°C bis 1150°C. Dabei gilt für die
genannte Glaszusammensetzung (EP 0 220 333 B1), je höher die Temperatur,
desto heller der Farbton.
Je nach Art und besonders je nach Farbe der zu erwartenden Verschmutzung
kann ein dem Farbort der Verschmutzung angepaßter Formkörper aus opaker,
durchgehend homogen gefärbter Glaskeramik gezielt erhalten werden, wobei
neben der Glaszusammensetzung die Wärmebehandlung des Formkörpers
wesentlich ist.
Es hat sich gezeigt, daß Formkörper aus opaker, durchgehend homogen ge
färbter Glaskeramik, deren Farbton im oben bevorzugten Farbort-Bereich, al
so zwischen dunkelgrau und hellgrau oder aber zwischen blau und blaugrau
liegt, nicht nur für eine Vielzahl von Anforderungen eine geringe Schmutzauf
fälligkeit besitzen, sondern im Vergleich zu beispielsweise rein weißen oder
schwarzen Formkörpern Verschleißspuren, wie Kratzer, weniger deutlich
sichtbar sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Formkörper
einen Farbton auf und die Buntheit C* (C* = √(a*)² + (b*)²) ist im L*C*h-Farb
system (CIELAB-System) durch C*<10 festgelegt.
Dabei ist es möglich, genannte Formkörper mit einer definierten Buntheit C*
herzustellen, die einen zum jeweiligen Anforderungs- und Verschleißprofil na
hezu identischen Farbort aufweisen. Das heißt, es werden Formkörper erhal
ten die nahezu den selben Farbort aufweisen wie die zu erwartende Ver
schmutzung oder die sich in ihrem Farbort nicht oder kaum von der Umge
bung, in der sie eingesetzt werden, unterscheiden.
Die erfindungsgemäßen Formkörper können durchgehend vollflächig und/oder
partiell dekoriert sein. Zur Dekoration besonders geeignet sind beispielsweise
Glaszusammensetzungen wie sie im deutschen Patent DE 197 21 737 C1 be
schrieben sind.
Des weiteren ist die Erfindung nicht nur auf plane Formkörper beschränkt,
vielmehr können die Formkörper auch sphärisch oder zylindrisch gekrümmt
ausgebildet sein und/oder von der Hauptebene des Formkörpers in der Höhe
abweichende Bereiche aufweisen. Derartig gestaltete Formkörper sind bei
spielsweise der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 33 334 A1 zu entneh
men.
Vorzugsweise sind die Formkörper Kochflächen. Der Verwendung von erfin
dungsgemäßen Formkörpern aus opaker, durchgehend homogen gefärbter
Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase als
Kochflächen kommt eine besondere Bedeutung zu. So ist es erstmals mög
lich, Kochflächen entsprechend ihrem späteren Anforderungs- und Ver
schleißprofil mit einem beliebigen definierten Farbort zu erhalten.
Es hat sich gezeigt, daß Kochflächen aus erfindungsgemäßen Formkörpern
eine besonders geringe Schmutzauffälligkeit aufweisen und daher auch Ver
schleißspuren, wie Kratzer, weniger deutlich wahrnehmbar sind.
Des weiteren ist es möglich, durch Dekoration des Formkörpers in der jeweili
gen Komplementärfarbe beispielsweise einzelne Kochzonen besonders deut
lich herauszustellen.
Die erfindungsgemäßen Formkörper unterscheiden sich in einer Vielzahl ihrer
physikalischen Eigenschaften nicht bzw. nur geringfügig von bereits bekann
ten Formkörpern aus opaker Glaskeramik. So können die als Kochflächen
verwendeten Formkörper in Kochsystemen eingesetzt werden, die eine Tem
peraturunterschiedsfestigkeit von bis zu 700°C aufweisen.
Durch die Erfindung ist es möglich, Formkörper aus opaker, durchgehend ho
mogen gefärbter Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschender
Kristallphase zu erhalten, wobei die Formkörper in einem definierten Farbort
keramisiert werden und unter Berücksichtigung ihres späteren Anforderungs-
und Verschleißprofils eine minimale Schmutzauffälligkeit zeigen. Sowohl ke
ramisierbares Glas als auch bereits keramisierte Glaskeramik mit Hochquarz-
Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase können vorteilhaft verwen
det werden.
Claims (9)
1. Formkörper aus opaker, durchgehend homogen gefärbter Glaskeramik mit
Keatit-Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Formkörper unter Berücksichtigung seines späteren Anforderungs-
und Verschleißprofiles aus keramisierbarem Glas in einen Farbort-Bereich
im L*a*b* Farbsystem (CIELAB-System) miti einem Helligkeitswert L*<85
keramisiert ist, bei dem der Formkörper minimale Schmutzauffälligkeit zeigt.
2. Formkörper aus opaker, durchgehend homogen gefärbter Glaskeramik mit
Keatit-Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Formkörper unter Berücksichtigung seines späteren Anforderungs-
und Verschleißprofiles aus transparenter Glaskeramik mit Hochquarz-
Mischkristallen als vorherrschender Kristallphase in einen Farbort-Bereich
im L*a*b* Farbsystem (CIELAB-System) mit einem Helligkeitswert L*<85
keramisiert ist, bei dem der Formkörper minimale Schmutzaufälligkeit zeigt.
3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Farbton des Formkörpers zwischen dunkelgrau und hellgrau liegt
und die Buntheit C* (C* = √(a*)² + (b*)²) im L*C*h-Farbsystem (CIELAB-
System) durch C*≦ 10 festgelegt ist.
4. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Formkörper einen Farbton aufweist und die Buntheit C*
(C* = √(a*)²+(b*)²) im L*C*h-Farbsystem (CIELAB-System) durch C*<10
festgelegt ist.
5. Formkörper nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß er einen blauen oder blaugrauen Farbton aufweist.
6. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß er durchgehend vollflächig und/oder partiell dekoriert ist.
7. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Formkörper plan, sphärisch oder zylindrisch gekrümmt ausgebildet
ist und/oder von der Hauptebene des Formkörpers in der Höhe abwei
chende Bereiche aufweist,
8. Formkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Formkörper eine Kochfläche ist.
9. Formkörper nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kochfläche in Kochsystemen eingesetzt ist, die eine Tempera
turunterschiedsfestigkeit von bis zu 700°C benötigen.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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R011 | All appeals rejected, refused or otherwise settled | ||
R037 | Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final | ||
R107 | Publication of grant of european patent cancelled |
Effective date: 20130926 |