DE20114002U1 - Hob with a glass ceramic plate as the cooking surface - Google Patents
Hob with a glass ceramic plate as the cooking surfaceInfo
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Description
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22. Aug. 200122 Aug 2001
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Schott GlasSchott Glass
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Kochfeld mit einer Glaskeramikplatte als KochflächeHob with a glass ceramic plate as cooking surface
Kochfeld mit einer Glaskeramikplatte als KochflächeHob with a glass ceramic plate as cooking surface
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kochfeld mit einer Glaskeramikplatte als Kochfläche, die nichttransparent ausgebildet ist und mindestens eine Dekorierung aufweist.The invention relates to a hob with a glass ceramic plate as a cooking surface, which is non-transparent and has at least one decoration.
Die Kochfelder moderner Küchen werden seit Jahren von Kochflächen, die durch Glaskeramikplatten gebildet sind, und durch unterschiedliche Beheizungsarten (elektrische Strahlungsheizkörper, atmosphärische Gasbrenner, Halogenstrahler, gasbeheizte Brennermatten, Induktionsheizung) beheizt werden, beherrscht und haben sich zur vollen Zufriedenheit der Kunden bewährt.For years, the hobs in modern kitchens have been dominated by cooking surfaces made of glass-ceramic plates and heated by different types of heating (electric radiant heaters, atmospheric gas burners, halogen radiators, gas-heated burner mats, induction heating) and have proven themselves to the full satisfaction of customers.
An diese Glaskeramikplatten werden betrieblich, losgelöst von den thermischen Belangen, eine Reihe von Anforderungen gestellt. So sollen insbesondereA number of operational requirements are placed on these glass ceramic plates, independent of thermal requirements. In particular,
die im Kochfeld unterhalb der Glaskeramikplatte untergebrachten Heizungs- und weiteren Funktionselemente von oben nicht einsehbarthe heating and other functional elements located in the hob below the glass ceramic plate cannot be seen from above
Gebrauchsspuren praktisch nicht auffällig werden,Signs of wear are practically unnoticeable,
Dekore, sei es aus ästhetischen Gründen oder um Funktionsbereiche, wie z.B. die Kochzonen, gegenüber anderen Bereichen abzugrenzen, inDecors, whether for aesthetic reasons or to separate functional areas, such as the cooking zones, from other areas, in
unterschiedlichen Farbanmutungen aufbringbar sein.be able to be applied in different colour variations.
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Der Stand der Technik sieht eine Reihe von Lösungen zur Erfüllung dieser Forderungen vor, die jeweils jedoch wiederum spezifische Nachteile haben.The state of the art provides a number of solutions to meet these requirements, each of which, however, has specific disadvantages.
Bei einer typischen bekannten Lösung, wie sie beispielsweise in der EP 0 220 333 beschrieben ist, wird eine eingefärbte Glaskeramikplatte mit Hochquarz-Mischkristallen als vorherrschende Kristallphase verwendet. Derartige Glaskeramikplatten als Kochfläche sind seit langer Zeit zum Beispiel unter der Marke CERAN® der Fa. Schott Glas auf dem Markt. Diese Kochflächen erscheinen in der Aufsicht dunkel bis schwarz und verhindern damit einen Einblick in das Kochfeldinnere.In a typical known solution, as described for example in EP 0 220 333, a colored glass ceramic plate with high quartz mixed crystals is used as the predominant crystal phase. Such glass ceramic plates as cooking surfaces have been on the market for a long time, for example under the CERAN® brand from Schott Glas. These cooking surfaces appear dark to black when viewed from above and thus prevent a view into the interior of the cooking surface.
Bedingt durch die sehr glatte, glänzende, ästhetische anmutende, Oberfläche der Glaskeramik hat diese jedoch auf der anderen Seite eine gewisse Auffälligkeit gegenüber Gebrauchsspuren vom Topf, Metallabrieb, Kratzern. Auch Fingerabdrücke sind auffällig und machen sich störend bemerkbar. Es gab daher immer wieder Bestrebungen, diese Auffälligkeit der Glaskeramik durch die Art der ohnehin vorgesehenen Dekorierung oder eine dichtere bzw. sogar vollflächige Dekorierung zu vermindern.However, due to the very smooth, shiny, aesthetically pleasing surface of the glass ceramic, it is somewhat conspicuous when it comes to signs of use from the pot, metal abrasion, and scratches. Fingerprints are also conspicuous and can be annoying. There have therefore been repeated attempts to reduce the conspicuousness of the glass ceramic by using the type of decoration that is already provided or by using a denser or even full-surface decoration.
So beschreibt die DE 44 26 234 Cl (=■ EP 0 693 464 Bl) eine mit keramischen Farben auf der Oberseite, d.h. der Kochflächenseite, dekorierte, dunkel einfärbte Glaskeramikplatte, bei der über einer ersten Farblage mindestens eine weitere angeordnet ist, die die erste Farblage zumindest teilweise überlappt. Die erste Farblage kann dabei als Grunddekor großflächig und feinverteilt die Oberfläche der Glaskeramikplatte überziehen unter gleichzeitiger Ausbildung eines Kratzschutzes. Die weitere, anders gefärbte Farblage definiert als Markierungsdekor z.B. die Kochzonen, und erleichtert die verwechselungsfreie Erkennung der dadurch farblich individualisierten Funktionsbereiche.For example, DE 44 26 234 Cl (=■ EP 0 693 464 Bl) describes a dark-colored glass ceramic plate decorated with ceramic colors on the top side, i.e. the cooking surface side, in which at least one further color layer is arranged above a first color layer, which at least partially overlaps the first color layer. The first color layer can cover the surface of the glass ceramic plate over a large area and in a fine distribution as a basic decoration, while simultaneously forming a scratch protection. The further, differently colored color layer defines the cooking zones, for example, as a marking decoration, and makes it easier to identify the functional areas that are individualized in color without confusion.
*■· * is*■· * is
Die beiden Dekor-Farblagen dürfen sich nur im Randbereich teilweise überlappen, weil es sonst zu Problemen der Haftfestigkeit der Dekorfarben kommt. Das liegt in den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der dunklen Glaskeramikplatte (der sich zwischen bis 7000C von 0 + 0,3 · 106/K bewegt) und der Dekorfarbe (> ca. 5 · 10"6/K) begründet. So sind nur dünne Farbschichtdicken von maximal ca. 7 &mgr;&idiagr;&eegr; möglich, um den dunklen Hintergrund der Glaskeramikplatte zu überdecken. Hohe Schichtdicken platzen aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten ab, bzw. zeigen mangelnde Haftfestigkeiten der Dekorfarbe in diesem Bereich. Generell sind die farblichen Gestaltungsmöglichkeiten bei der Dekorierung "schwarzer" Glaskeramikplatten daher wegen der begrenzten Farbschichtdicken eingeschränkt. Die Dekorfarben wirken eher blass, weniger intensiv und bevorzugt sind daher nur dunkle Farbtöne realisierbar. Ein heller Dekorfarbeindruck durch eine vollflächige Bedruckung ist nur in Grenzen erreichbar. Jeder Siebdruckfehler oder lokale Veränderungen bzw. Entfernung der hellen Dekorfarbe im Gebrauch wirkt sich wegen der darunter liegenden schwarzen Glaskeramikplatte äußerst auffällig aus.The two decorative color layers may only partially overlap in the edge area, otherwise problems with the adhesion of the decorative colors will arise. This is due to the different thermal expansion coefficients of the dark glass ceramic plate (which ranges from 0 to 700 0 C of 0 + 0.3 · 10 6 /K) and the decorative color (> approx. 5 · 10" 6 /K). Only thin paint layers of a maximum of approx. 7 μηη are possible to cover the dark background of the glass ceramic plate. High layer thicknesses flake off due to the different expansion coefficients, or show a lack of adhesion of the decorative color in this area. In general, the color design options for decorating "black" glass ceramic plates are therefore limited due to the limited paint layer thicknesses. The decorative colors appear rather pale, less intense and therefore only dark colors are preferably possible. A light decorative color impression through full-surface printing can only be achieved to a limited extent. Any screen printing error or local changes or removal of the light decorative color during use has an effect on the surface due to the The black glass ceramic plate looks extremely eye-catching.
Zur Lösung dieser Problematik bei der Herstellung einer vollflächigen Dekorbeschichtung mit keramischen Farben auf der Kochflächenseite einer dunkel eingefärbten Glaskeramikplatte beschreibt die DE 197 28 881 Cl (= DE 297 11 916 Ul) eine Beschichtung, bei der auf der Glaskeramikplatte mindestens zwei zueinander korrespondierende und sich zu einer geschlossenen vollflächigen Dekorbedeckung ergänzende rasterförmige Strukturelemente als nebeneinander angeordnete Farbaufträge aufgebracht sind. Um den Eindruck einer vollflächigen Bedruckung zu erhalten, müssen allerdings die beim Druckvorgang verwendeten Siebe völlig passgenau (Positiv und Negativ) sein und beim Druckvorgang muß eine aufwendige Positionierung erfolgen. Zur Erzielung eines vollflächigen Erscheinungsbildes zur Abdeckung der "schwarzen" Glaskeramikplatte sind zwei Druckvorgänge erforderlich. AuchTo solve this problem when producing a full-surface decorative coating with ceramic colors on the cooking surface side of a dark-colored glass ceramic plate, DE 197 28 881 Cl (= DE 297 11 916 Ul) describes a coating in which at least two grid-shaped structural elements that correspond to one another and complement each other to form a closed, full-surface decorative covering are applied to the glass ceramic plate as color applications arranged next to one another. In order to achieve the impression of full-surface printing, however, the screens used in the printing process must be a perfect fit (positive and negative) and complex positioning must be carried out during the printing process. To achieve a full-surface appearance to cover the "black" glass ceramic plate, two printing processes are required.
&iacgr; * » · "fs- · &iacgr; &idigr;&iacgr; * » · "fs- · &iacgr;&idigr;
sind die Gestaltungsmöglichkeiten durch Überlappung von Dekorfarben wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten begrenzt.The design possibilities are limited by overlapping decorative colours due to the different expansion coefficients.
Um die durch die dunkle Einfärbung der Glaskeramikplatte bedingten vorgenannten Einschränkungen beim Aufbringen einer Dekorbeschichtung zu vermeiden, hat man auch versucht, nicht eingefärbte, d.h. transparente Glaskeramikplatten mit Hochquarz-Mischkristallen als vorherrschende Kristallphase, zu verwenden, und die visuelle Nichttransparenz wegen der Kochfeldeinsicht dabei durch eine aufgedruckte Farbschicht herzustellen.In order to avoid the aforementioned limitations when applying a decorative coating caused by the dark coloring of the glass ceramic plate, attempts have also been made to use non-colored, i.e. transparent glass ceramic plates with high quartz mixed crystals as the predominant crystal phase, and to create the visual non-transparency due to the view of the hob by means of a printed layer of color.
So ist es durch die DE 200 05 461 Ul bekannt, als Kochflächen dienende Glaskeramikplatten aus einer transparenten, nicht eingefärbten Glaskeramik herzustellen und deren Unterseite mit temperaturbeständigen Farben ein- oder mehrlagig zu bedrucken. Diese Farbschicht dient einmal der Herstellung der Nichttransparenz, d.h. sie ersetzt die sonst übliche Einfärbung, damit die Platte in Aufsicht ebenfalls dunkel erscheint. Zum anderen ist die unterseitige Schicht als farbgebende Dekorierung ausgebildet, wogegen die Oberseite der Glaskeramikplatte dekorfrei, d.h. nicht insoweit beschichtet, ist. Durch die alleinige Beschichtung der Unterseite der Glaskeramikplatte besitzt dieses bekannte Kochfeld jedoch einmal eine gewisse Auffälligkeit gegenüber Verschmutzungen, z.B. von Fingerabdrücken, und zum anderen keinen Schutz vor oberflächigen Kratzern, vor Metallabrieb und Gebrauchsspuren.For example, DE 200 05 461 Ul discloses the manufacture of glass ceramic plates used as cooking surfaces from a transparent, uncolored glass ceramic and the printing of one or more layers of temperature-resistant colors on the underside. This color layer serves to create non-transparency, i.e. it replaces the usual coloring so that the plate also appears dark when viewed from above. The underside layer is also designed as a color-imparting decoration, whereas the top of the glass ceramic plate is free of decoration, i.e. not coated. However, by only coating the underside of the glass ceramic plate, this well-known hob is somewhat conspicuous when it comes to dirt, e.g. fingerprints, and it offers no protection against surface scratches, metal abrasion and signs of wear.
Weiterhin beschreibt die DE 200 19 210.8 Ul ein Kochfeld mit einer Kochfläche aus einer transparenten, nicht eingefärbten Glaskeramikplatte, bei der eine unterseitige unifarbene Schicht ausgebildet ist und die Oberseite der Platte mit einer Volldekorschicht versehen ist. Wegen der Transparenz des Plattenmaterials muß eine Beschichtung auf der Ober- und Unterseite durchgeführt werden, um ein akzeptables vollflächiges Erscheinungsbild zu erreichen. Durch die unterseitige uniferbene Schicht können Siebdruckfehler oder Veränderungen der oberseitigen Vollflächen-Dekorschicht im GebrauchFurthermore, DE 200 19 210.8 Ul describes a hob with a cooking surface made of a transparent, uncolored glass ceramic plate, in which a plain-colored layer is formed on the underside and the top of the plate is provided with a full-surface decorative layer. Due to the transparency of the plate material, a coating must be applied to the top and bottom in order to achieve an acceptable full-surface appearance. The plain-colored layer on the underside can cause screen printing errors or changes to the full-surface decorative layer on the top during use.
zum Teil kompensiert werden. Die beidseitige Bedruckung ist jedoch sehr aufwendig und an die unterseitige Schicht werden ganz besondere Anforderungen gestellt. Die Gestaltungsmöglichkeiten durch Überlappung von Dekorfarben sind wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten begrenzt.can be partially compensated. However, printing on both sides is very complex and the underside layer has to meet very special requirements. The design options by overlapping decorative colors are limited due to the different thermal expansion coefficients.
Neben den beschriebenen, dunkel eingefärbten oder mit einer dunklen Farbschicht versehenen transparenten Glaskeramikplatten sind auch opake weiße sowie transluzent weiße Glaskeramikplatten als Kochfläche bekannt. Sie bestehen, ohne daß es einer besonderen Einfärbung in der Schmelze bedarf, aus Glaskeramiken mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschende Kristallphase und verfügen in der Regel über höhere Ausdehnungskoeffizienten von ca. 0,8 1,5 · &idiagr;&sgr;6/&Kgr; zwischen 20 bis 700° C. Auf der Kochflächenseite ist typischerweise ein andersfarbiges Markierungsdekor aufgedruckt und eingebrannt.In addition to the transparent glass ceramic plates described, which are dark colored or have a dark colored layer, opaque white and translucent white glass ceramic plates are also known as cooking surfaces. They consist of glass ceramics with keatite mixed crystals as the predominant crystal phase, without the need for special coloring in the melt, and generally have higher coefficients of expansion of approx. 0.8 1.5 · δσ 6 /κ between 20 and 700° C. A different colored marking decoration is typically printed and burned onto the cooking surface side.
Nachteilig bei diesen opaken weißen und transluzent weißen Glaskeramikplatten im Einsatz als Kochflächen ist das als Schmutzauffälligkeit bekannte Phänomen, nämlich daß sich die im Gebrauch zwangsläufig ausbildenden Kratzer in der Oberfläche mit Schmutz, übergelaufenen Kochgut- und Reinigungsmittelresten zusetzen, die auf der weißen Platte optisch auffällig sind.A disadvantage of these opaque white and translucent white glass ceramic plates when used as cooking surfaces is the phenomenon known as dirtiness, namely that the scratches in the surface that inevitably form during use become clogged with dirt, spilled food and cleaning agent residues, which are visually noticeable on the white plate.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich die weiße Glaskeramikplatte nach dem Ausschalten der Heizkörper im Bereich der erhitzten Kochzonen gelblich >' verfärbt. Diese Verfärbung, auch als Thermochromie bezeichnet, wird auf die thermische Verbreiterung der Absorptionsbanden von TiO2, einem notwendigen Bestandteil des Glaskeramikmaterials, zurückgeführt.A further disadvantage is that the white glass ceramic plate turns yellowish in the area of the heated cooking zones after the heating elements are switched off. This discoloration, also known as thermochromism, is attributed to the thermal broadening of the absorption bands of TiO 2 , a necessary component of the glass ceramic material.
Auch die bereits gewürdigte DE 200 19 210.8 Ul zeigt im speziellen eine derartige helle, nicht durchscheinende Glaskeramikplatte. Bei dieser speziellenThe already mentioned DE 200 19 210.8 Ul also shows such a bright, non-translucent glass ceramic plate. In this particular
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Ausführungsform sind die Farbpigmente der unifarbenen unterseitigen Schicht und die der oberseitigen Vollflächendekorschicht so gewählt, daß sich in Draufsicht ein weißlicher, oder cremeweißlicher oder bisquitartiger Farbeindruck ergibt. Dieser chremeweißliche bzw. bisquitartige Farbeindruck in Verbindung mit der oberseitigen Vollflächendekorschicht reduziert zwar in besonderer Weise Auffälligkeiten gegenüber Verschmutzungen, insbesondere von Finger abdrücken, und die oberseitige Vollflächendekorschicht bietet ferner Schutz vor oberflächigen Kratzern, vor Metallabrieb und Gebrauchsspuren, jedoch bleiben die zu dieser Schrift dargestellten anderen Nachteile bestehen.In this embodiment, the color pigments of the plain-colored underside layer and those of the top-side full-surface decorative layer are selected so that a whitish, cream-white or biscuit-like color impression is produced when viewed from above. This cream-white or biscuit-like color impression in conjunction with the top-side full-surface decorative layer does reduce conspicuousness in terms of dirt, especially fingerprints, and the top-side full-surface decorative layer also offers protection against surface scratches, metal abrasion and signs of wear, but the other disadvantages described in this document remain.
Es ist zur Vermeidung vorgenannter Nachteile auch bekannt, eine Glaskeramikplatte mit heller Anmutung, insbesondere im Farbton hellbeige oder cremeweißlich, im folgenden "BISQUE" genannt, durch eine entsprechende Einfärbung der Glaskeramikplatte in der Schmelze des Ausgangsglases zu erzielen. So zeigt die DE 198 57 117 Al eine Kochstelle mit einer opaken, durchgehend homogen gefärbten Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschende Kristallphase, wobei die Kochfläche aus keramisierbarem Glas in einem Farbortbereich im Lab-System mit Helligkeitswert L < 85 keramisiert ist. Durch die Einfärbung wird erreicht, daß die Kochflächen im Gebrauch eine minimale Schmutzauffälligkeit zeigen.In order to avoid the aforementioned disadvantages, it is also known to achieve a glass ceramic plate with a light appearance, particularly in the shade light beige or creamy white, hereinafter referred to as "BISQUE", by appropriately coloring the glass ceramic plate in the melt of the starting glass. For example, DE 198 57 117 A1 shows a cooking area with an opaque, consistently homogeneously colored glass ceramic with keatite mixed crystals as the predominant crystal phase, whereby the cooking surface made of ceramizable glass is ceramized in a color location range in the Lab system with a brightness value L < 85. The coloring ensures that the cooking surfaces show minimal dirtiness during use.
Nachteilig für die Einfärbung der Glaskeramiken in der Masse durch Farboxide ist, daß diese Einfärbung in der Schmelze erfolgen muß. Wegen der Größe der Schmelzwannen ist es unwirtschaftlich, verschiedene Farbtöne je nach spezifischem Kundenwunsch der Herdhersteller herzustellen, da das erhaltene Material beim Umschmelzen auf den neuen Farbton nicht verwendet werden kann. Auch wird eine kostspielige Lagerhaltung für die verschiedenen Farbtöne erforderlich. Der Wunsch der Kunden nach individuellen Farbtönen und nach kleinen Losgrößen kann daher nicht wirtschaftlich befriedigt werden. Die Flexibilität geht durch die Masseeinfärbung durch Farboxide bei der SchmelzeThe disadvantage of coloring the glass ceramics in the mass using color oxides is that this coloring has to take place in the melt. Due to the size of the melting tanks, it is uneconomical to produce different colors according to the specific customer requirements of the stove manufacturer, as the material obtained cannot be used when remelting to the new color. Costly storage for the different colors is also required. The customers' desire for individual colors and small batch sizes cannot therefore be met economically. Flexibility is achieved by coloring the mass using color oxides in the melt.
verloren. Färbefeeder sind technisch zur Zeit für die hohen Temperaturen, die bei der Glaskeramik-Schmelze erforderlich sind, nicht verfügbar.lost. Dye feeders are currently not technically available for the high temperatures required for glass-ceramic melting.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf wirtschaftliche Weise, ohne daß es dabei einer Einfärbung in der Schmelze bedarf, eine als Kochfläche in einem Kochfeld dienende Glaskeramikplatte zu schaffen, die auf wirtschaftlich vertretbare, flexible Weise Kochflächen in verschiedenen, vorzugsweise hellen Farbtönen, je nach Kundenwunsch, auch in kleinen Chargen, ermöglicht, die dabei jedoch praktisch keinen Einblick in das Kochfeldinnere ermöglicht und bei der die Auffälligkeit der Oberfläche gegenüber Gebrauchsspuren durch Topfspuren, Metallabrieb, Kratzern und Fingerabdrücken verbessert ist.The object of the invention is to create a glass ceramic plate serving as a cooking surface in a hob in an economical manner, without the need for coloring in the melt, which enables cooking surfaces in different, preferably light colors, depending on the customer's wishes, even in small batches, in an economically viable, flexible manner, but which practically does not allow any insight into the interior of the hob and in which the conspicuity of the surface with regard to signs of use such as pot marks, metal abrasion, scratches and fingerprints is improved.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Kochfeld mit einer Glaskeramikplatte als Kochfläche, die nichttransparent ausgebildet ist und mindestens eine Dekorierung aufweist, erfindungsgemäß durch eine Glaskeramikplatte mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschende Kristallphase, die kochflächenseitig mit einer andersfarbigen vollflächigen Dekorbeschichtung, die mindestens 80 Flächen % dieser Seite bedeckt, versehen ist.This object is achieved in a hob with a glass ceramic plate as a cooking surface, which is non-transparent and has at least one decoration, according to the invention by a glass ceramic plate with keatite mixed crystals as the predominant crystal phase, which is provided on the cooking surface side with a different colored full-surface decorative coating that covers at least 80 % of the surface of this side.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der an sich bekannten Merkmale gelingt es überraschenderweise, auf wirtschaftlichem Wege eine als Kochfläche vorgesehene Glaskeramikplatte bereitzustellen, die die eingangs aufgelisteten Anforderungen erfüllt. Da eine Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschende Kristallphase von Hause aus, d.h. allein bedingt durch die Art und Größe der Kristalle beim Keramisieren, weiß-transluzent oder weiß-/opak anmutet, ist, ohne daß es einer gesonderten Einfärbung in der Schmelze bedarf, die Forderung erfüllt, daß praktisch kein Einblick in das Kochfeldinnere möglich ist.The combination of the known features according to the invention surprisingly makes it possible to economically provide a glass ceramic plate intended as a cooking surface that meets the requirements listed at the beginning. Since a glass ceramic with keatite mixed crystals as the predominant crystal phase appears white-translucent or white-opaque by nature, i.e. solely due to the type and size of the crystals during ceramization, the requirement that it is practically impossible to see into the interior of the cooking surface is met without the need for special coloring in the melt.
Die helle Farbe der Keatit-Glaskeramik erlaubt es zudem, mit einer relativ dünnen, vollflächigen Dekorbeschichtung aus keramischen Farben ein Erscheinungsbild der Kochfläche zu erzeugen, das sich farblich gegenüber der Ausgangs-Keatitglaskeramik gut deckend unterschiedet, insbesondere gelingt es, durch den hellen Untergrund der Keatit-Glaskeramik auf wirtschaftlich vertretbare Weise Kochflächen mit verschiedenen, vorzugsweise hellen Farbtönen, wie beige, almond und insbesondere mit der Anmutung "BISQUE", bereitzustellen.The light colour of the Keatite glass ceramic also makes it possible to create an appearance of the cooking surface with a relatively thin, full-surface decorative coating made of ceramic colours that is well opaque in colour compared to the original Keatite glass ceramic. In particular, the light background of the Keatite glass ceramic makes it possible to provide cooking surfaces with different, preferably light colours, such as beige, almond and in particular with the "BISQUE" look, in an economically viable manner.
Weitere Farbgebungen, wie blau, grün etc. sind, je nach Kundenforderung, ebenfalls möglich.Other colors, such as blue, green, etc. are also possible, depending on customer requirements.
Die Wirtschaftlichkeit und die Flexibilität der Herstellung verschiedenfarbiger Kochflächen mit einer Glaskeramikplatte ergibt sich daraus, daß die Glaskeramik nicht in der Masse eingefärbt werden muß. Damit werden eine höhere Flexibilität, eine vereinfachte Lagerhaltung, kleinere Losgrößen und Möglichkeiten für Kunden, sich durch individuelle Ausführungen zu differenzieren, geschaffen, da sich die unterschiedliche Hintergrund-Farbgebung in dem vollflächigen Dekor drucktechnisch einfacher als durch Einfärbung der Schmelze realisieren läßt.The cost-effectiveness and flexibility of producing different colored cooking surfaces with a glass ceramic plate results from the fact that the glass ceramic does not have to be colored in the mass. This creates greater flexibility, simplified storage, smaller batch sizes and opportunities for customers to differentiate themselves through individual designs, since the different background colors in the full-surface decor can be realized more easily using printing technology than by coloring the melt.
Weitere Vorteile sind verminderte Auffälligkeit der Oberfläche gegenüber Gebrauchsspuren durch Topfspuren, Metallabrieb, Kratzern und Fingerabdrücken. Die Hintergrundbeschichtung der Vollflächen-Dekorierung verhält sich in dieser Hinsicht wie eine Schutzschicht. Hinzu kommt, daß mit Vorteil eine Kaschierung oberflächlich sichtbarer Fehler der Glaskeramikplatte, zum Beispiel von Läuterblasen, Schlieren oder andere Defekte und herstellbedingte Farbtonschwankungen der Glaskeramikplatte möglich ist. Ferner bestehen größere gestalterische Freiheiten durch Überlappung bei Bedruckung mit mehreren Dekorfarben.Other advantages include the surface being less conspicuous due to signs of wear caused by pot marks, metal abrasion, scratches and fingerprints. The background coating of the full-surface decoration acts like a protective layer in this respect. In addition, it is advantageous to conceal visible defects on the surface of the glass ceramic plate, such as refining bubbles, streaks or other defects and variations in the color tone of the glass ceramic plate caused by the manufacturing process. There is also greater design freedom due to overlapping when printing with several decorative colors.
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Ein weiterer Vorteil bei der Dekorbeschichtung mit einer gegenüber der Glaskeramikplatte dunkleren Farbe besteht darin, daß die Schmutzauffälligkeit und die Thermochromie vermindert wird.A further advantage of the decorative coating with a darker colour than the glass ceramic plate is that the dirtiness and thermochromism are reduced.
Gegenüber den mit einer nichttransparenten Farbe versehenen nicht eingefarbten Glaskeramikplatten besteht der wesentliche Vorteil darin, daß nur eine Seite der Glaskeramikplatte mit einer Farbschicht versehen werden muß.The main advantage over non-colored glass ceramic plates with a non-transparent color is that only one side of the glass ceramic plate needs to be covered with a layer of color.
Obwohl die Teilmaßnahmen der erfindungsgemäßen Lehre an sich, allerdings im getrennten Sach-Zusammenhang mit jeweils unterschiedlichen technischen Lehren, bekannt sind, ergibt sich durch die neuartige Kombination erstmals die Möglichkeit, auf wirtschaftliche Weise Glaskeramikplatten mit den vorbeschriebenen Eigenschaften herzustellen, wozu der Stand der Technik keine Anregung gibt, wie die folgenden Überlegungen zeigen.Although the partial measures of the teaching according to the invention are known per se, albeit in a separate factual context with different technical teachings, the novel combination provides for the first time the possibility of producing glass ceramic plates with the properties described above in an economical manner, for which the prior art does not provide any suggestion, as the following considerations show.
Man könnte zur Erfüllung der Forderungen zunächst daran denken, die bekannten, typischerweise dunkel eingefärbten Glaskeramikplatten mit der vom Kunden (Herdhersteller) gewünschten Farbe vollflächig zu beschichten. Dieser Weg führt jedoch nicht zum Erfolg, da die auftragbare Farbschichtdicke (max. 7 &mgr;&eegr;&igr;) zu dünn ist, um den dunklen Hintergrund farblich zu überdecken. Höhere Schichtdicken fuhren, wie eingangs dargelegt, dazu, daß aufgrund des geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Glaskeramik die Farben abplatzen. Die Kochzonenmarkierung erfordert außerdem eine 2. Farbe, möglichst mit totaler Überlappung der 1. Schicht. Dies ist jedoch bei den dunkel eingefärbten, Hochquarz-Mischkristalle enthaltenden, Glaskeramikplatten nicht möglich, denn die Farbe platzt ab.To meet the requirements, one could initially think of completely coating the well-known, typically dark-colored glass ceramic plates with the color requested by the customer (stove manufacturer). However, this approach is not successful because the paint layer thickness that can be applied (max. 7 μηι) is too thin to cover the dark background with color. As explained at the beginning, higher layer thicknesses lead to the colors flaking off due to the low thermal expansion coefficient of the glass ceramic. The cooking zone marking also requires a second color, if possible with a complete overlap of the first layer. However, this is not possible with the dark-colored glass ceramic plates containing high quartz mixed crystals because the paint flaking off.
Ein weiterer Weg bestünde darin, eine transparente Glaskeramikplatte mit entsprechender Farbe vollflächig zu beschichten, mit dem Ergebnis, daß die Deckkraft fehlt. Aufgrund des geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten derAnother way would be to coat a transparent glass ceramic plate with the appropriate color over its entire surface, with the result that the covering power is missing. Due to the low thermal expansion coefficient of the
Hochquarz-Mischkristalle enthaltenden Glaskeramik sind keine ausreichend dicke Farblagen möglich.Sufficiently thick color layers are not possible with glass ceramics containing high quartz mixed crystals.
Bislang bleibt daher in der Praxis technisch nur der Weg, die Glaskeramik in der Schmelze in der entsprechenden Farbe einzufärben, was technisch nur für eine eingeschränkte Farbpalette machbar und zudem extrem teuer ist. Außerdem lassen sich, wie dargestellt, kundenspezifisch geforderte Farbtöne, insbesondere der Anmutung BISQUE, nicht auf wirtschaftliche Weise einstellen.In practice, the only technical option to date is to color the glass ceramic in the appropriate color in the melt, which is technically only possible for a limited color palette and is also extremely expensive. In addition, as shown, customer-specific color tones, especially the BISQUE look, cannot be achieved in an economical way.
Die vorgenannten Vorteile treten besonders gut bei einer Ausgestaltung des Kochfeldes hervor, bei dem die Dekorbeschichtung mindestens 85 Flächen %, bevorzugt mindestens 92 Flächen % der Oberseite der Glaskeramikplatte bedeckt.The aforementioned advantages are particularly evident in a hob design in which the decorative coating covers at least 85%, preferably at least 92%, of the upper surface of the glass ceramic plate.
Die Schmutzauffälligkeit läßt sich mit Vorteil mit einer Ausgestaltung des Kochfeldes erzielen, bei dem der Helligkeitswert L* der vollflächigen Dekorbeschichtung geringer ist als der der unbeschichteten Keatit-Glaskeramikplatte. The dirt-repellent properties can be advantageously achieved by designing the hob in which the brightness value L* of the full-surface decorative coating is lower than that of the uncoated Keatit glass ceramic plate.
Bei einer Dekorbeschichtung mit einer dunkleren Farbe als die der Keatit-Glaskeramik ist die Schmutzauffälligkeit deshalb weniger ausgeprägt, weil bei Abrieb oder Dekorfehlern die hellere Glaskeramik durchschimmert, und das ist weniger auffällig als umgekehrt. Verschmutzungen, die sich im Bereich von Kratzern oder fehlendem Dekor sammeln, werden durch die hellere, durchschimmernde Glaskeramik kaschiert.With a decorative coating that is darker in color than the Keatit glass ceramic, dirt is less noticeable because the lighter glass ceramic shines through in the event of abrasion or decorative defects, and this is less noticeable than the other way around. Dirt that collects in the area of scratches or missing decoration is concealed by the lighter, translucent glass ceramic.
Eine besonders günstige Farbgestaltung läßt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bei einem Kochfeld erzielen, bei dem der Helligkeitswert L* der undekorierten Glaskeramikplatte der Bedingung L* > 75 genügt. Bei einer gegenüber der Dekorbeschichtung helleren, möglichst weißen Keatit-Glaskeramikplatte ist die Farbgestaltung flexibler, da aufgrund der relativAccording to a further development of the invention, a particularly favourable colour design can be achieved with a hob in which the brightness value L* of the undecorated glass ceramic plate satisfies the condition L* > 75. With a Keatit glass ceramic plate that is brighter than the decorative coating and as white as possible, the colour design is more flexible, since due to the relatively
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dünnen Dekorschichten von ca. 8 &mgr;&tgr;&eegr; die weiße Glaskeramik durchschimmert. Mit einem weißen Glaskeramikton lassen sich relativ einfach verschiedene pastellfarbene Töne und hellbraune Farben realisieren. Der neutrale weiße Untergrund ermöglicht höchste Farbvielfalt, weil sich wegen des Durchschimmerns eine Farbsubtraktion mit der andersfarbigen Dekorbeschichtung ergibt und ausgehend vom weißen Neutralpunkt die Farben des Farbraums ohne Übermischung des Pigmentforbtons realisierbar sind.thin decorative layers of approx. 8 μιδι the white glass ceramic shines through. With a white glass ceramic tone, various pastel tones and light brown colors can be achieved relatively easily. The neutral white background allows for the greatest possible color variety because the shine through results in color subtraction with the different colored decorative coating and, starting from the white neutral point, the colors of the color space can be realized without overmixing the pigment color tone.
Eine einfache Kochzonenmarkierung ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch ein Kochfeld möglich, bei dem der Bereich der Kochzonen der Kochfläche von der vollflächigen Dekorbeschichtung ausgespart ist, oder bei dem das Dekor eine niedrigere Flächenbelegung besitzt und damit visuell unterschiedlich ausgebildet ist.According to a further embodiment of the invention, a simple cooking zone marking is possible by means of a hob in which the area of the cooking zones of the cooking surface is left out of the full-surface decorative coating, or in which the decoration has a lower surface area and is thus visually designed differently.
Diese Aussparung bzw. visuell unterschiedliche Dekorierung erlaubt es, die Kochzonen, ohne eine sonst geforderte zweite Dekorfarbe für die aufzudruckende Kochzonen-Markierung, gestalterisch sichtbar zu machen.This recess or visually different decoration makes it possible to make the cooking zones visually visible without the need for a second decorative colour for the printed cooking zone marking.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Aufbringen der Dekorbeschichtung durch Siebdruck besonders günstig bei einem Kochfeld, bei dem der Bereich der vollflächigen Dekorbeschichtung bis zu 3 mm, bevorzugt bis zu 3 mm große Aussparungen enthält, in denen die Glaskeramikplatte nicht dekoriert ist, ohne daß dabei visuell aufgrund der kleinen Abmessungen ein einheitliches Erscheinungsbild gestört wird.According to one embodiment of the invention, the application of the decorative coating by screen printing is particularly advantageous in the case of a hob in which the area of the full-surface decorative coating contains recesses of up to 3 mm, preferably up to 3 mm, in which the glass ceramic plate is not decorated, without a uniform appearance being visually disturbed due to the small dimensions.
Eine vollflächige Dekorbeschichtung ohne Aussparung ist verfahrenstechnisch nämlich schwer zu realisieren. Siebdruckfehler, wie zum Beispiel kleine unbedruckte Bereiche, fallen stark auf. Durch die aufgrund kleiner Abmessungen mit unbewaffnetem Auge bei ähnlichem Farbton von Glaskeramikplatte und Dekorbeschichtung nicht oder kaum sichtbaren Aussparungen entsteht eine gewisse optische "Unruhe", die Dekorfehler kaschiert. Beim Siebdruck vermeiden die Aussparungen (die Dekorsiebe sind an dieser Stelle geschlossen) das Entstehen von sogenannten Farbnasen, dasA full-surface decorative coating without a recess is technically difficult to achieve. Screen printing errors, such as small unprinted areas, are very noticeable. Due to the small dimensions, the recesses are not or hardly visible to the naked eye when the color of the glass ceramic plate and the decorative coating are similar, creating a certain optical "unrest" that conceals decorative errors. In screen printing, the recesses (the decorative screens are closed at this point) prevent the formation of so-called color runs, which
heißt optisch aufFälligen Farbschlieren. Durch die Aussparungen wird daher die Prozeßausbeute beim Siebdruck erhöht.means visually noticeable color streaks. The recesses therefore increase the process yield in screen printing.
Forderungen von Kunden nach einem BISQUE-Farbton lassen sich mit Vorteil durch ein Kochfeld mit einer vollflächigen Dekorbeschichtung, bei der hellbraune Farbtöne, wie beige, bisque, almond, realisiert sind, entsprechend Helligkeitswerten L* von 70 - 90 und einer Buntheit im Lab-System von C*< 30, bevorzugt C*< 20 erfüllen.Customers' demands for a BISQUE color can be advantageously met by a hob with a full-surface decorative coating in which light brown colors such as beige, bisque, almond are realized, corresponding to brightness values L* of 70 - 90 and a color density in the Lab system of C*< 30, preferably C*< 20.
Zahlreiche gestalterische Freiheiten ergeben sich mit Vorteil durch ein Kochfeld, bei dem die vollflächige Dekorbeschichtung mindestens eine weitere Dekorfarbe mit einem anderen Farbton enthält.A hob in which the full-surface decorative coating contains at least one additional decorative colour with a different shade offers a great deal of design freedom.
Durch die zweite Dekorfarbe können beispielsweise die Kochzonen, Logos oder Schriftzüge oder sonstige Markierungen gedruckt werden. Auch kann die zweite Dekorfarbe eingesetzt werden, um in der Fläche gestalterische Merkmale: Strukturen, Punkte oder ähnliche Rastertypen zu setzen. Damit wird dem Kunden die Gelegenheit gegeben, sich bei der Gestaltung der Kochfläche zu differenzieren.The second decorative color can be used to print the cooking zones, logos, lettering or other markings. The second decorative color can also be used to add design features to the surface: structures, dots or similar grid types. This gives the customer the opportunity to differentiate themselves when designing the cooking surface.
Die Aufbringung der beiden Dekorfarben läßt sich mit einem Kochfeld, bei dem sich die Dekorfarben zumindest teilweise überlappen, vereinfachen, was siebdrucktechnisch eine wesentliche Vereinfachung darstellt. Im Unterschied zu Glaskeramikplatten aus schwarzer Glaskeramik ist dies bei Glaskeramikplatten mit Keatit-Mischkristall als Hauptkristallphase aufgrund des höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten sogar bei vollständiger Überlappung überraschend möglich. Wie zum Stand der Technik zitiert, ist bei dem ersten Hochquarz-Mischkristalle enthaltenden Glaskeramik-Typ nur ein teilweises Überlappen erlaubt, weil es sonst zu Farb-Abplatzungen kommt.The application of the two decorative colors can be simplified with a hob in which the decorative colors at least partially overlap, which represents a significant simplification in terms of screen printing. In contrast to glass ceramic plates made of black glass ceramic, this is surprisingly possible with glass ceramic plates with keatite mixed crystal as the main crystal phase, even with complete overlap, due to the higher coefficient of thermal expansion. As cited in the state of the art, only partial overlap is permitted with the first type of glass ceramic containing high quartz mixed crystals, because otherwise the color will flake off.
Die Dekorierung mit den beiden Farben kann auch so durchgeführt werden, daß sich die Dekorfarben nicht überlappen und zwischen ihnen unbschichtete Teile der Keatit-Glaskeramikplatten liegen.The decoration with the two colours can also be carried out in such a way that the decorative colours do not overlap and there are uncoated parts of the Keatit glass ceramic plates between them.
Durch die durchschimmernde, undekorierte Glaskeramikplattenteile kann ein weiterer Farbton ohne zusätzliches Bedrucken erzielt werden.By shining through the undecorated glass ceramic plate parts, another colour tone can be achieved without additional printing.
Besondere Vorteile hinsichtlich der Beständigkeit der Farben weist ein Kochfeld auf, bei dem die Dekorfarben durch Glasfarben mit einem vorgegebenen Glas als Glasfluß und keramischen Pigmenten gebildet sind.A hob in which the decorative colours are made from glass colours with a given glass as a glass flux and ceramic pigments has particular advantages in terms of colour fastness.
Für die beschriebene gute Haftung der Dekorfarben bei überlappender Bedruckung und für ein umweltschonendes Verfahren stammen dabei die Dekorfarben vorzugsweise aus dem gleichen Glassystem, nämlich vorzugsweise aus einem Alkaliborosüikatglas mit (in Gew%): Summe Alkalien &Sgr; Li2O + Na2O + K2O = 2 - 15, Summe Erdalkalien &Sgr; MgO + CaO + SrO + BaO = 0 - 12, ZnO = 0 - 4, B2O3 = 10 - 27, Al2O3 = 0-20, SiO2 = 40 - 65, weitere Bestandteile wie TiO2, ZrO2, Sb2O3, F, Bi2O3, La2O3, SnO2, P2O5 können in Gehalten bis zu 10 Gew% enthalten sein. Die Pigmente bestehen beispielsweise aus einem oder mehreren wie ZrSiO4, TiO2, CaO2, keramischen Gelbpigmenten wie z.B. Zr/Sr/Pr-Oxide und Braunpigmenten wie z.B. Zn/Cr/Fe-Oxide.To ensure the described good adhesion of the decorative colors with overlapping printing and for an environmentally friendly process, the decorative colors preferably come from the same glass system, namely preferably from an alkali borosilicate glass with (in % by weight): total alkalis Σ Li 2 O + Na 2 O + K 2 O = 2 - 15, total alkaline earths Σ MgO + CaO + SrO + BaO = 0 - 12, ZnO = 0 - 4, B 2 O 3 = 10 - 27, Al 2 O 3 = 0-20, SiO 2 = 40 - 65, other components such as TiO 2 , ZrO 2 , Sb 2 O 3 , F, Bi 2 O 3 , La 2 O 3 , SnO 2 , P 2 O 5 can be included in contents of up to 10 % by weight. The pigments consist, for example, of one or more such as ZrSiO 4 , TiO 2 , CaO 2 , ceramic yellow pigments such as Zr/Sr/Pr oxides and brown pigments such as Zn/Cr/Fe oxides.
Ein Kochfeld mit einer zweifarbigen Dekorierung ist dabei zweckmäßig so ausgebildet, daß die beiden Dekorfarben unterschiedliche Pigmente, jedoch Glasflüsse aus dem genannten Alkaliborosilikat-Glassystem enthalten. Erfahrungsgemäß ist dies ein Vorteil, weil dann Reaktionen, Diffusion von Komponenten der Glasflüsse gegeneinander vermindert sind oder eine höhere Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Dekorfarben miteinander kompatibel sind.A hob with a two-coloured decoration is designed in such a way that the two decorative colours contain different pigments, but glass fluxes from the alkali borosilicate glass system mentioned. Experience has shown that this is an advantage because reactions and diffusion of components of the glass fluxes against each other are reduced or there is a higher probability that the decorative colours are compatible with each other.
Für die Dekorfarbe, aus der die andersfarbige Vollflächendekorbeschichtung gebildet ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese einen Glasfluss enthält mit der Zusammensetzung in Gew%:For the decorative paint from which the different coloured full-surface decorative coating is formed, it is particularly advantageous if it contains a glass flux with the composition in wt%:
Li2O 0 - 5Li 2 O 0 - 5
Na2O 0-5 Na2O0-5
K2O < 2K 2 O < 2
ELi2O + Na2 0 + K2O 1 -ELi 2 O + Na 2 0 + K 2 O 1 -
MgO 0 - 3MgO 0 - 3
CaO 0 - 4CaO2 0 - 4
SrO 0-4SrO2 0-4
BaO 0 - 4BaO2 0 - 4
ZnO 0-4ZnO2 0-4
B2O3 15-27B 2 O 3 15-27
Al2O3 10 - Al2O3 10 -
SiO2 43 - SiO2 43 -
TiO2 0 - 3 TiO2 0 - 3
ZrO2 0 - 4ZrO2 0 - 4
Sb2O3 0 - 2Sb 2 O 3 0 - 2
F 0-3F0-3
Bi2O3 < 3 Bi2O3 < 3
La2O3 < 3La 2 O 3 < 3
SnO2 < 3 SnO2 < 3
P2O5 < 3P 2 O 5 < 3
EBi2O3 + La2O3 + SnO2 + P2O5 < 5EBi 2 O 3 + La 2 O 3 + SnO 2 + P 2 O 5 <5
und bis zu 30 Gew% eines oder mehrerer bei Brenntemperatur beständigen Pigmente.and up to 30% by weight of one or more pigments stable at firing temperature.
Diese Dekorfarbenzusammensetzung entspricht dem in der DE 197 21 737 Cl beschriebenen Glasfluß. Farb-Zusammensetzungen mit diesem Glasfluß wurdenThis decorative paint composition corresponds to the glass flux described in DE 197 21 737 Cl. Color compositions with this glass flux were
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besonders für vollflächige Dekorierungen auf dunkel eingefärbten Glaskeramik mit Hochquarz-Mischkristallen entwickelt und haben gerade für die Vollfläche wichtige Eigenschaften, wie hohe Biegezugfestigkeit der dekorierten Artikel, hohe Beständigkeit gegen Säure und Laugen, die in typischen Haushaltsreinigern und Nahrungsmitteln vorkommen können. Weitere Zielgrößen sind gute Haftfestigkeit, Abriebfestigkeit und Fleckunempfindlichkeit, das heißt keine Farbveränderung durch die Pyrolyse von überkochenden Nahrungsmittelresten, wie zum Beispiel bei bleihaltigen Dekoriarben, bei denen sich speziell weiße oder helle Farben durch die Reduktion des Bleis verfärben können. Überraschend wurde gefunden, daß mit vollflächigen Dekorbeschichtungen dieser Zusammensetzung auch ein überlappender Druck ohne Probleme mit der Haftfestigkeit möglich ist, wenn auf Glaskeramikplatten mit Keatit-Mischkristallen gedruckt wird.They were developed especially for full-surface decorations on dark-colored glass ceramics with high quartz mixed crystals and have properties that are particularly important for full-surface decorations, such as high flexural strength of the decorated items and high resistance to acids and alkalis that can be found in typical household cleaners and foods. Other target values are good adhesion, abrasion resistance and stain resistance, i.e. no color change due to the pyrolysis of boiling food residues, as is the case with decorative colors containing lead, for example, where white or light colors in particular can change color due to the reduction of lead. Surprisingly, it was found that with full-surface decorative coatings of this composition, overlapping printing is also possible without problems with adhesion when printing on glass ceramic plates with keatite mixed crystals.
Die Pigmente der vollflächigen Dekorbeschichtung werden vorzugsweise durch ZrSiO4, TiO2, CeO2 keramische Gelbpigmente aus Zr/Sr/Cr oder Zn/Cr/Fe-Oxiden, einzeln oder bevorzugt in Mischungen, gebildet.The pigments of the full-surface decorative coating are preferably formed by ZrSiO 4 , TiO 2 , CeO 2 ceramic yellow pigments made of Zr/Sr/Cr or Zn/Cr/Fe oxides, individually or preferably in mixtures.
Eine weitere designerische Freiheit hinsichtlich der Dekorierung ist mit Vorteil mit einem Kochfeld möglich, bei dem durch eine größere visuell auffällige Rasterung aus undekorierten Bereichen und/oder unterschiedlichen Dekorfarben ein nicht einheitliches Erscheinungsbild erzielt ist. Bei einer derartigen Ausführung ist die Dekorbeschichtung in größere visuell auffällige Raster gegliedert, die entweder aus verschiedenen Dekorfarben und/oder der undekorierten Glaskeramikplatte bestehen. Die Aufrasterung führt dann nicht mehr zu einem farblich einheitlichem Erscheinungsbild, wie bei einer masseeingefärbten Glaskeramik, sondern setzt andere designerische Akzente.Further design freedom with regard to decoration is advantageously possible with a hob where a non-uniform appearance is achieved through a larger, visually striking grid of undecorated areas and/or different decorative colors. In such a design, the decorative coating is divided into larger, visually striking grids that consist either of different decorative colors and/or the undecorated glass ceramic plate. The grid then no longer leads to a uniform color appearance, as with mass-colored glass ceramic, but sets other design accents.
Um die Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Deko-Farben und Glaskeramik zu mindern, sieht eine Ausgestaltung der ErfindungIn order to reduce the differences in the thermal expansion coefficients of decorative paints and glass ceramics, an embodiment of the invention provides
ein Kochfeld, bei dem der thermische Ausdehnungskoeffizient der Glaskeramikplatte mit Keatit-Mischkristallen als vorherrschende Kristallphase zwischen 20 und 700° C größer ist als 0,8 ·10"6/&Kgr;, vor.a hob in which the thermal expansion coefficient of the glass-ceramic plate with keatite solid solutions as the predominant crystal phase between 20 and 700° C is greater than 0.8 ·10" 6 /&Kgr;.
Die höhere thermische Ausdehnung der Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen statt Hochquarz-Mischkristallen begünstigt mit Vorteil die Haftfestigkeit und Schichtdicken, der Farben, sowie den überlappenden Druck von Farben.The higher thermal expansion of the glass ceramic with keatite mixed crystals instead of high quartz mixed crystals advantageously promotes the adhesion strength and layer thickness of the colors, as well as the overlapping printing of colors.
Im folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben:Advantageous embodiments of the invention are described below:
Verschiedene Keatit-Glaskeramiken werden aus kommerziell erhältlichen Glaskeramiken hergestellt und dienen als Substrate für die Dekorierungen. Keatit-Glaskeramiken werden durch eine Wärmebehandlung bei höheren Temperaturen aus Hochquarz-Mischkristall enthaltende Glaskeramiken erzeugt. Sie lassen sich aus den Hochquarz-Mischkristall enthaltenden Glaskeramiken durch eine nachfolgende Wärmebehandlung bei höheren Temperaturen, typischerweise in einem Temperaturbereich von 950° C bis 1150° C umwandeln. Neben der eigentlichen meist Farboxide enthaltenden Glaszusammensetzung hat dabei die Wärmebehandlung der Glaskeramik einen wesentlichen Einfluß auf den erzielbaren Farbort. Dabei gilt für die Glaszusammensetzung, je höher die Temperatur bei der Umwandlung desto heller der Farbton. Die durch die angegebene Wärmebehandlung (Tabelle 1) erhaltenen noch undekorierten Keatit-Glaskeramiken werden mit einem Farbmessgerät gegen einen schwarzen Standardhintergrund gemessen (Tabelle 1). Dabei bezeichnet L* den Weißwert, a* und b* die Farbe, und C* die Buntheit mit C* =y(a*)2 + (b*)2,'im CIELAB-System.Various keatite glass ceramics are made from commercially available glass ceramics and serve as substrates for the decorations. Keatite glass ceramics are produced from glass ceramics containing high quartz solid solution by heat treatment at high temperatures. They can be converted from the glass ceramics containing high quartz solid solution by subsequent heat treatment at high temperatures, typically in a temperature range of 950° C to 1150° C. In addition to the actual glass composition, which usually contains color oxides, the heat treatment of the glass ceramic has a significant influence on the achievable color location. The higher the temperature during conversion, the lighter the color tone of the glass composition. The undecorated keatite glass ceramics obtained by the specified heat treatment (Table 1) are measured with a colorimeter against a black standard background (Table 1). Here L* denotes the white value, a* and b* the color, and C* the chroma with C* =y(a*) 2 + (b*) 2 ,'in the CIELAB system.
Die Keatit-Glaskeramik von Beispiel 1 wird durch die Umwandlung einer in der Aufsicht schwarzen, transparent eingefärbten Glaskeramik mit Hochquarz-Mischkristallen, kommerziell erhältlich unter dem Namen CERAN® HightransThe keatite glass ceramic of Example 1 is obtained by converting a transparent glass ceramic that is black when viewed from above with high quartz mixed crystals, commercially available under the name CERAN® Hightrans
(Zusammensetzung gemäß EP O 220 333 Bl) gewonnen. Beispiel 2 zeigt eine Keatit-Glaskeramik, die durch Umwandlung einer transparent eingefärbten, in Aufsicht schwarzen, kommerziell erhältlichen Glaskeramik CERAN® Color mit Hochquarz-Mischkristallen erzeugt wurde. Beispiel 3 zeigt eine weiß opake Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen, die kommerziell unter dem Namen CERADUR® erhältlich ist. Beispiel 4 zeigt eine weiß-transluzente Glaskeramik mit Keatit-Mischkristallen als Hauptkristallphase, die unter der Bezeichnung CERAN® ArcticFire kommerziell erhältlich ist.(Composition according to EP 0 220 333 Bl). Example 2 shows a keatite glass ceramic that was produced by converting a transparent colored, black when viewed from above, commercially available glass ceramic CERAN® Color with high quartz mixed crystals. Example 3 shows a white opaque glass ceramic with keatite mixed crystals, which is commercially available under the name CERADUR®. Example 4 shows a white translucent glass ceramic with keatite mixed crystals as the main crystal phase, which is commercially available under the name CERAN® ArcticFire.
Für die Herstellung der Prüfmuster werden ca. 380 &khgr; 250 mm2 große und 4 mm dicke Platten aus den verschiedenen Keatit-Glaskeramiksubstraten auf eine Fläche von ca. 350 &khgr; 200 mm2 dekoriert. Siebdrucktechnisch vorgegeben enthält das Prüfdekor nach dem Einbrand einen Bereich mit vollflächiger Bedruckung und zwei Bereiche in denen die Vollfläche durch rechteckige Aussparungen von 0,3 mm, bzw. 0,44 mm Kantenlänge aufgelockert wird. Die Flächenbelegung entspricht hier 93 Flächen %. Die Schichtdicke der vollflächigen Dekorbeschichtung wird nach dem Einbrand mit 4-6 &mgr;&idiagr;&eegr; gemessen. Keatit-Glaskeramiksubstrate besitzen eine kochflächenseitige glatte, glänzende Oberfläche und auf der Unterseite, wie bei glaskeramischen Kochflächen allgemein üblich, eine genoppte Oberflächenstruktur. Die Dekorfarbe für die vollflächige Dekorbeschichtung enthält neben einem Siebdrucköl, das beim Einbrennen rückstandsfrei verbrennt, eine Zusammensetzung aus 87,5 Gew% eines Glasflusses aus dem Alkaliborosilikatsystem mit einer Zusammensetzung wie sie im Deutschen Patent DE 197 21 737 Cl beschrieben ist. Als Pigmente sind 7,5 Gew% eines handelsüblichen Zirkonsilikatpigmentes, 4,0 Gew% eines handelsüblichen Gelbpigmentes aus Zr/Sr/Pr-Oxid der Firma BASF und 1,0 Gew% eines handelsüblichen Braunpigmentes aus Zn/Cr/Fe-Oxid der Firma BASF enthalten.To produce the test samples, approximately 380 x 250 mm 2 large and 4 mm thick plates made of the various keatite glass ceramic substrates are decorated over an area of approximately 350 x 200 mm 2 . According to the screen printing technology, the test decoration after firing contains an area with full-surface printing and two areas in which the full surface is broken up by rectangular recesses with an edge length of 0.3 mm or 0.44 mm. The surface coverage here corresponds to 93 area %. The layer thickness of the full-surface decorative coating is measured at 4-6 μηη after firing. Keatite glass ceramic substrates have a smooth, glossy surface on the cooking surface side and a dimpled surface structure on the underside, as is common with glass ceramic cooking surfaces. The decorative paint for the full-surface decorative coating contains a screen printing oil that burns without leaving residues when baked, as well as a composition of 87.5% by weight of a glass flux from the alkali borosilicate system with a composition as described in German patent DE 197 21 737 Cl. The pigments included are 7.5% by weight of a commercially available zirconium silicate pigment, 4.0% by weight of a commercially available yellow pigment made of Zr/Sr/Pr oxide from BASF and 1.0% by weight of a commercially available brown pigment made of Zn/Cr/Fe oxide from BASF.
Nach dem Trocknen dieser vollflächigen Dekorbeschichtung wird eine zweite Farbe im Siebdruckverfahren aufgedruckt. Die zweite Dekorfarbe wird voll überlappend auf die vollflächige Dekorbeschichtung gedruckt. Die zweite Dekorfarbe enthält neben dem Siebdrucköl 80 % eines Glasflusses aus dem Alkaliborosilikatsystem mit einer Zusammensetzung wie sie in der DE 198 34 801 Al beschrieben ist. Als Pigmente sind 16 % eines handelsüblichen TiO2 Weißpigmentes der Firma Bayer und 4 % eines handelsüblichen Co/Ni/Mn/Cr/Fe/Al-haltigen Schwarzpigmentes der Firma CERDEC eingesetzt.After this full-surface decorative coating has dried, a second color is printed using the screen printing process. The second decorative color is printed fully overlapping the full-surface decorative coating. In addition to the screen printing oil, the second decorative color contains 80 % of a glass flux from the alkali borosilicate system with a composition as described in DE 198 34 801 Al. The pigments used are 16 % of a commercially available TiO 2 white pigment from Bayer and 4 % of a commercially available Co/Ni/Mn/Cr/Fe/Al-containing black pigment from CERDEC.
Zur Darstellung verschiedener Teststrukturen hat diese zweite Farblage die Form von gleichschenkligen Dreiecken der Basis von ca. 30 mm und gleich langen Seiten von ca. 100 mm. Diese Geometrie gestattet es, die Auswirkung verschiedener Überlappungsbreiten zu studieren. Außerdem sind siebdrucktechnisch auf lithografischem Wege verschiedene Tonwerte vorgegeben. Das heißt, in den entsprechenden Dreiecken sind in Abstufungen Anteile der Siebmaschinen mit sehr feiner Rasterung verschlossen, entsprechend einem offenen Anteil der Siebmaschen von 100, 80, 60, 40, 20 %. Unter ca. 40 % Tonwert wird bei der vorgegebenen Rasterung das Raster visuell erkennbar. Oberhalb von ca. 40 % Anteil offener Siebmaschen wirkt die Dekorbeschichtung einheitlich. Aufgrund der verschiedenen Farbmengen wird der Farbton in Abhängigkeit vom Tonwert verstärkt bzw. abgeschwächt.To represent various test structures, this second color layer has the shape of isosceles triangles with a base of approx. 30 mm and sides of equal length of approx. 100 mm. This geometry makes it possible to study the effect of different overlap widths. In addition, various tonal values are specified using screen printing technology by lithography. This means that in the corresponding triangles, parts of the screen machines are closed in gradations with very fine screening, corresponding to an open part of the screen mesh of 100, 80, 60, 40, 20 %. Below approx. 40% tonal value, the screen is visually recognizable with the specified screening. Above approx. 40 % of open screen mesh, the decorative coating appears uniform. Due to the different amounts of color, the color tone is intensified or weakened depending on the tonal value.
Nach dem Trocknen werden die Dekorfarben im Sekundär-Einbrandverfahren bei ca. 900° C eingebrannt. Nach dem Einbrand werden die Farbwerte im Lab-System sowohl für die erste vollflächige Dekorbeschichtung allein, als auch für Bereiche mit der aufgedruckten zweiten Dekorfarbe (100 % Tonwert) bestimmt. Die Messung erfolgt in dem Bereich, bei dem die vollflächige Dekorbeschichtung keine Aussparungen enthält.After drying, the decorative colors are fired in the secondary firing process at approx. 900° C. After firing, the color values are determined in the Lab system both for the first full-surface decorative coating alone and for areas with the printed second decorative color (100% tone value). The measurement is taken in the area where the full-surface decorative coating does not contain any recesses.
An den Musterplatten werden die Gebrauchseigenschaften geprüft.The performance characteristics are tested on the sample panels.
Die Haftfestigkeit wird an Bereichen mit vollflächiger Dekorbeschichtung (mit und ohne Aussparungen) und insbesondere an Bereichen mit vollüberlappender Dekorierung aus den beiden Farben geprüft. Dabei wird die eingebrannte Dekorbeschichtung mit einem Streifen transparenten Klebefilms (Tesafilm TYP 4104, Firma Beiersdorf) beklebt. Der Streifen wird fest angerieben und dann ruckartig abgerissen. Die Beurteilung richtet sich danach, wie viel Partikel der Beschichtung an dem Streifen haften. Hierbei bedeuten 0 = keine Haftpartikel feststellbar, 1 = wenig anhaftende Partikel, 2 = größere Anzahl anhaftender Partikel, 3 = flächiges Abreißen der Dekorschicht. Die Bewertungsstufen 0 bis 1 werden für praktische Anwendung als unkritisch angesehen.The adhesive strength is tested on areas with a full-surface decorative coating (with and without recesses) and especially on areas with fully overlapping decorations in both colors. A strip of transparent adhesive film (Tesafilm TYPE 4104, Beiersdorf) is stuck to the baked-on decorative coating. The strip is rubbed firmly and then torn off abruptly. The assessment is based on how many particles of the coating adhere to the strip. 0 = no adhesive particles detectable, 1 = few adhering particles, 2 = larger number of adhering particles, 3 = decorative layer torn off across the surface. Rating levels 0 to 1 are considered uncritical for practical use.
Kratzer-, Verschmutzungs- und Fingerabdruckauffälligkeit werden nach Praxistests der dekorierten Musterplatten beurteilt. Dabei wird im Vergleich zur unbehandelten Musterplatte bewertet: 0 = keine erkennbare Veränderung, 1 = sehr geringe Veränderung (unkritisch), 2 = merkliche Veränderung (störend), 3 = stark auffällige Veränderung (sehr störend).The presence of scratches, dirt and fingerprints is assessed after practical tests of the decorated sample plates. The rating is compared to the untreated sample plate: 0 = no noticeable change, 1 = very slight change (non-critical), 2 = noticeable change (disturbing), 3 = very noticeable change (very disturbing).
Zur Beurteilung der Kratzerauffälligkeit werden verschiedene marktübliche Kochtöpfe aus Email, Edelstahl, Aluminium verwendet und praxisgemäß auf der dekorierten Kochfläche 50 mal bei einem Gewicht von 2 kg geschoben. Die Beurteilung auf Gebrauchsspuren erfolgt dann visuell mit unbewaffnetem Auge unter praxisüblicher Beleuchtung und 1 Meter Abstand.To assess the severity of scratches, various commercially available cooking pots made of enamel, stainless steel and aluminum are used and, as is practical, are pushed 50 times on the decorated cooking surface with a weight of 2 kg. The assessment of signs of wear is then carried out visually with the naked eye under standard lighting and at a distance of 1 meter.
Zur Beurteilung der Verschmutzungsauffälligkeit werden zunächst mit Schmirgelpapier der Körnung 40 sichtbare Kratzer erzeugt. Dann werden verschiedenste Lebensmittelverschmutzungen praxisnah über einem Strahlungsheizkörper eingebrannt und anschließend werden die Musterplatten mit geeigneten Reinigungsmitteln für Glaskeramik-Kochflächen gereinigt. Die Fingerabdruckauffälligkeit wird mit verschiedenen BeleuchtungsquellenTo assess the degree of soiling, visible scratches are first created using 40-grain sandpaper. Then, a variety of food soilings are burned in over a radiant heater in a realistic manner and the sample plates are then cleaned with suitable cleaning agents for glass ceramic cooking surfaces. The degree of fingerprinting is determined using various lighting sources.
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(Tageslicht, Halogen) unter verschiedenen Betrachtungswinkeln beurteilt. Undekorierte Bereiche auf den Musterplatten werden zu Vergleichszwecken gemessen (Tabelle 1).(daylight, halogen) under different viewing angles. Undecorated areas on the sample panels are measured for comparison purposes (Table 1).
Als Vergleichsbeispiel ist in Tabelle 1 die auch als Substrat für Beispiel 4 dienende undekorierte Keatit-Glaskeramik, kommerziell unter dem Namen ArcticFire erhältlich, gegenübergestellt. Diese Keatit-Glaskeramik verfügt über eine sehr glatte, glänzende Oberfläche mit der beschriebenen Empfindlichkeit gegenüber Gebrauchsspuren durch Kratzer, Verschmutzungen und Fingerabdrücke.As a comparison example, Table 1 compares the undecorated keatite glass ceramic, which also serves as the substrate for Example 4 and is commercially available under the name ArcticFire. This keatite glass ceramic has a very smooth, glossy surface with the described sensitivity to signs of wear such as scratches, dirt and fingerprints.
Wie die gemessenen Werte in Tabelle 1 zeigen, wird mit der erfindungsgemäßen Dekorbeschichtung die farbliche Gestaltung der Kochfläche ermöglicht und die gewünschte Verbesserung hinsichtlich Gebrauchsspuren wie VerschmutzungsauffäHigkeit, Kratzerauffälligkeit und Fingerabdruckauffälligkeit erreicht. Außerdem genügen die Dekorfarben auch bei voll überlappender Bedruckung den Anforderungen an eine gute Haftfestigkeit der Beschichtung. Die Dekorbeschichtungen mit den genannten Zusammensetzungen sind in der Lage, Keatit-Glaskeramiken verschiedener Zusammensetzungen und Farben vollflächig zu dekorieren. Darüber hinaus weisen die Dekorbeschichtungen die von diesen Farben bekannten guten Eigenschaften bei der thermischen Beständigkeit, der Fleckunempfindlichkeit, der chemischen Beständigkeit und beim Abriebverhalten auf.As the measured values in Table 1 show, the decorative coating according to the invention enables the color design of the cooking surface and achieves the desired improvement in terms of signs of use such as soiling, scratches and fingerprints. In addition, the decorative colors meet the requirements for good adhesion of the coating even with fully overlapping printing. The decorative coatings with the compositions mentioned are able to decorate the entire surface of keatite glass ceramics of various compositions and colors. In addition, the decorative coatings have the good properties known from these colors in terms of thermal resistance, stain resistance, chemical resistance and abrasion behavior.
Vergleichsbeispiel5
Comparison example
gemessenNot
measured
gemessenNot
measured
gemessenNot
measured
Claims (17)
Li2O 0-5
Na2O 0-5
K2O < 2
Σ Li2O + Na2O + K2O 1-10
MgO 0-3
CaO 0-4
SrO 0-4
BaO 0-4
ZnO 0-4
B2O3 15-27
Al2O3 10-20
SiO2 43-58
TiO2 0-3
ZrO2 0-4
Sb2O3 0-2
F 0-3
Bi2O3 < 3
La2O3 < 3
SnO2 < 3
P2O5 < 3
LBi2O3 + La2O3 + SnO2 + P2O5 < 5
und bis zu 30 Gew.-% eines oder mehrerer bei Brenntemperatur beständigen Pigmente. 14. Cooktop according to one of claims 1-13, in which lead-free decorative paints are used for the full-surface decorative coating, containing a glass flux of the composition (in % by weight) of
Li2O0-5
Na2O0-5
K 2 O < 2
? Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-10
MgO 0-3
CaO 0-4
SrO2 0-4
BaO2 0-4
ZnO2 0-4
B 2 O 3 15-27
Al2O3 10-20
SiO2 43-58
TiO2 0-3
ZrO2 0-4
Sb 2 O 3 0-2
F0-3
Bi2O3 < 3
La 2 O 3 < 3
SnO2 < 3
P 2 O 5 < 3
LBi 2 O 3 + La 2 O 3 + SnO 2 + P 2 O 5 <5
and up to 30% by weight of one or more pigments stable at firing temperature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20114002U DE20114002U1 (en) | 2001-07-14 | 2001-07-14 | Hob with a glass ceramic plate as the cooking surface |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10134374A DE10134374B4 (en) | 2001-07-14 | 2001-07-14 | Hob with a glass ceramic plate as a cooking surface and method for producing the glass ceramic plate |
| DE20114002U DE20114002U1 (en) | 2001-07-14 | 2001-07-14 | Hob with a glass ceramic plate as the cooking surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE20114002U1 true DE20114002U1 (en) | 2002-03-07 |
Family
ID=26009703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE20114002U Expired - Lifetime DE20114002U1 (en) | 2001-07-14 | 2001-07-14 | Hob with a glass ceramic plate as the cooking surface |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE20114002U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003105531A1 (en) * | 2002-06-06 | 2003-12-18 | Schott Glas | Cooking system comprising a directly heated glass-ceramic plate |
-
2001
- 2001-07-14 DE DE20114002U patent/DE20114002U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003105531A1 (en) * | 2002-06-06 | 2003-12-18 | Schott Glas | Cooking system comprising a directly heated glass-ceramic plate |
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