DE202014010356U1

DE202014010356U1 - Glaskeramischer Gegenstand und Emaille für dessen Beschichtung

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Publication number: DE202014010356U1
Application number: DE202014010356.9U
Authority: DE
Original assignee: Eurokera SNC
Current assignee: Eurokera SNC
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-15
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2024-10-16
Also published as: KR102257715B1; ES2816558T3; CN105683107A; US10155684B2; EP3057911A1; JP2016539892A; FR3012130B1; JP6480438B2; CN105683107B; US20160244356A1; WO2015055953A1; EP3057911B1; FR3012130A1; KR20160074479A

Abstract

Glaskeramikartikel, insbesondere Glaskeramikplatte, die beispielsweise dazu bestimmt ist, mindestens ein Heizelement abzudecken oder aufzunehmen, wobei der Artikel mindestens teilweise mit mindestens einer Schicht aus einem Email beschichtet ist, das von einer Glasfritte mit der folgenden Zusammensetzung gebildet ist, wobei die Anteile in Gewichtsprozent ausdrückt sind:
SiO₂ 45–60%, bevorzugt 50–58%
Al₂O₃ 12–22%, bevorzugt 15–19%
B₂O₃ 12–22%, bevorzugt 15–19%
Li₂O 0–5%, bevorzugt > 0–5%
Na₂O 0–2%
K₂O > 2%
CaO 0–4%, bevorzugt 0–2%
MgO 0–4%, bevorzugt > 0–4%
ZnO 0–4%, bevorzugt > 0–4%
BaO 0–4%, bevorzugt > 0–4%
ZrO₂ 0–4%, bevorzugt 0–2%, insbesondere > 0–2%
Ti₂O 0–1%, bevorzugt 0–0,5%
wobei die Summe der Oxide CaO + MgO + BaO + SrO + ZnO ferner kleiner oder gleich 10% ist und bevorzugt 2 bis 8% beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Artikel aus Glaskeramik (auch als 'Glaskeramikartikel' bezeichnet), der zum Beispiel dazu bestimmt ist, Heizelemente abzudecken oder aufzunehmen (wie ein Kochfeld bzw. eine Kochplatte, eine Ofentür, einen Kamineinsatz, eine Feuerschutztür usw.), ein Verfahren zur Herstellung dieses Artikels und eine neuartige Email-Zusammensetzung, die für dessen Beschichtung geeignet ist. Unter Glaskeramikartikel ist ein Artikel auf der Basis eines Substrats aus Glaskeramik zu verstehen, wobei das Substrat gegebenenfalls mit Beschichtung(en) oder Zubehörteilen oder zusätzlichen (dekorativen oder funktionellen) Elementen versehen ist, die für seine endgültige Verwendung benötigt werden, wobei der Artikel gleichwohl das glaskeramische Substrat alleine oder mit Beschichtungen versehen (zum Beispiel eine mit Verzierung versehene Glaskeramik-Kochplatte alleine für eine spätere Montage durch einen Zulieferer) oder ein Substrat sein kann, das mit zusätzlichen Einrichtungen versehen ist (zum Beispiel eine Kochplatte, die ferner mit ihrer Bedienblende, ihren Heizelementen usw. versehen ist). Unter 'für ihre Beschichtung geeignete Email-Zusammensetzung' ist in der Hauptsache zu verstehen, dass diese für die Beschichtung des den Artikel bildenden glaskeramischen Substrats geeignet ist.
Es gibt mehrere Glaskeramikprodukte, die häufig verwendet werden, wobei insbesondere Kochplatten aus Glaskeramik bei Einrichtern, Herstellern von Haushaltsgeräten und Benutzern einen großen Erfolg zu verzeichnen haben. Dieser Erfolg erklärt sich insbesondere durch das attraktive Aussehen dieser Platten und durch ihre Reinigungsfreundlichkeit.
Eine Glaskeramik ist ursprünglich ein Glas, so genanntes Vorläuferglas (oder Ausgangs- oder Mutterglas oder Grünglas), dessen spezifische chemische Zusammensetzung ermöglicht, durch geeignete Wärmebehandlungen, die so genannte Keramisierung, eine kontrollierte Kristallisierung zu bewirken. Diese spezifische, zum Teil kristallisierte Struktur verleiht der Glaskeramik einzigartige Eigenschaften.
Es gibt derzeit unterschiedliche Arten von Glaskeramikplatten, wobei jede Variante das Ergebnis spezifischer Studien und zahlreicher Versuche ist, da es sehr schwierig ist, an diesen Platten und/oder an ihrem Herstellungsverfahren Änderungen vorzunehmen, ohne eine nachteilige Wirkung auf die gewünschten Eigenschaften zu riskieren: insbesondere muss eine Glaskeramikplatte, um als Kochplatte verwendet werden zu können, im Allgemeinen eine Transmission bei Wellenlängen des Bereichs des Sichtbaren aufweisen, die gleichzeitig gering genug ist, um wenigstens einen Teil der darunter liegenden Heizelemente in Ruhestellung zu verdecken, und hoch genug ist, damit je nach Fall (Strahlungserwärmung, Induktionserwärmung etc.) der Benutzer zum Zwecke der Sicherheit die im Betriebszustand befindlichen Heizelemente visuell erkennen und/oder gegebenenfalls die Anzeigen lesen kann; sie muss auch eine hohe Transmission bei Wellenlängen des Infrarotbereiches, insbesondere im Fall von Strahlungsherdplatten, aufweisen. Die Glaskeramikplatten müssen ferner eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, wie diese in ihrem Verwendungsbereich benötigt wird. Um insbesondere als Kochplatten im Bereich der Haushaltsgeräte verwendet zu können, müssen die Glaskeramikplatten eine ausreichende Festigkeit aufweisen (wie diese zum Beispiel gemäß der Norm EN 60335-2-6 definiert ist), insbesondere gegenüber Druck und Stößen, die auftreten können (Halterung und Herabfallen von Geräten usw.), usw.
Die derzeit am weitesten verbreiteten Kochplatten haben eine dunkle Farbe, insbesondere eine schwarze Farbe, es gibt jedoch auch Platten mit einem helleren Aussehen (insbesondere in weißer Farbe, die zum Beispiel eine Trübung von mindestens 50% aufweisen, wie in dem Patent FR2766816 beschrieben) oder sogar transparente Platten, die mit Trübungsbeschichtungen versehen sind.
Unter den (funktionellen und/dekorativen) Beschichtungen, die bei Glaskeramikplatten bekannt sind, finden sich herkömmlicherweise Emails, auf der Basis von Glasfritten und Pigmenten, und bestimmte hochtemperaturbeständige Lacke, zum Beispiel auf der Basis von Silikonharzen (insbesondere auf der Basis von Silikonalkydharzen usw.). Die Emails weisen insbesondere den Vorteil auf, dass sie vor der Keramisierung auf dem Vorläuferglas (oder Ausgangs- oder Mutterglas oder Grünglas) abgeschieden werden können und während ihrer Keramisierung gebrannt werden können, und weisen ferner den Vorteil auf, dass sie hohen Temperatur standhalten können (was die Verwendung verschiedener Heizmittel für die Platte ermöglicht); allerdings können sie lokal die mechanische Festigkeit der Glaskeramikplatten senken und können, insbesondere bei Abscheidungen großer Dicke oder in mehreren Durchgängen, abblättern, wobei bestimmte kräftige Farben (insbesondere in einem einzigen Durchgang) ferner schwer zu erhalten sind, wobei der Brand der Emails häufig das Erscheinen unerwünschter Farbtöne (zum Beispiel braun oder grau bei schwarzen Emails) bewirkt. Insbesondere ist es schwierig, unter Verwendung herkömmlicher Emails an der Oberfläche der Glaskeramiken eine kräftige schwarze oder weiße Verzierung, ohne parasitäre Farbtöne, zu erhalten.
Der Lack kann seinerseits bei Bedarf in mehreren Schichten aufgetragen werden und kann verschiedene Farben aufweisen; allerdings muss er nach der Keramisierung aufgetragen werden und benötigt daher einen zusätzlichen Brand, und er bleibt auf Platten für Induktionsherde (die mit Niedertemperatur betrieben werden) beschränkt.
Es gibt ferner Beschichtungen auf der Basis von reflektierenden Schichten, mit denen sich durch Aneinanderreihen mit Email- oder Lackschichten insbesondere Matt-Glanz-Kontrasteffekt erhalten lassen, die insbesondere aus ästhetischen und funktionellen Gründen erwünscht sind (wobei diese Kontraste insbesondere Begrenzungen von Zonen ermöglichen), diese Beschichtungen sind jedoch teurer, da sie eine spezifische Installation benötigen, sind im Allgemeinen auf Platten für Induktionsherde beschränkt, und ihre Herstellung, die bei der Nachbearbeitung nach der Keramisierung erfolgt, ist komplexer oder heikel.
Die existierenden Beschichtungen wurden ferner für die bis dato am weitesten verbreiteten Glaskeramikplatten entwickelt, wobei diese Platten so genannte ”mit Arsen geläuterte” Platten sind (das heißt, die aus einem Ausgangs- oder Mutterglas hergestellt sind, das Arsenoxid in Mengen enthält, die zum Beispiel in der Größenordnung von 0,5 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% liegen). Vor kurzem wurden allerdings neuartige Formulierungen glaskeramischer Substrate entwickelt, um eine Läuterung ohne Arsen zu ermöglichen (insbesondere mit Arsenoxid in einer Menge, die gleich null oder kleiner als 0,1% ist), was eine Veränderung der Wechselwirkung mit den möglichen Beschichtungen, insbesondere mit dem gebrannten Email, bewirkt und ferner die Entwicklung neuartiger Lösungen oder Beschichtungen erfordert, die sich für all diese Substrate eignen, unabhängig vom Läuterungsmittel ihres Ausgangs- oder Mutterglases.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, neuartige Glaskeramikartikel bereitzustellen (insbesondere neuartige Glaskeramikplatten, die beispielsweise dazu bestimmt ist, Heizelemente wie Kochplatten abzudecken oder aufzunehmen), die das existierende Produktspektrum erweitern, indem eine Beschichtung entwickelt wird, die sich für jeden Glaskeramiktyp eignet (insbesondere mit Arsen geläutert oder ohne Arsen geläutert), wobei diese Beschichtung ermöglicht, auf wirtschaftliche, einfache und effiziente Weise Effekte oder Farbwiedergaben zu erhalten, die bis dato ungewöhnlich oder schwierig oder schwer zu erhalten sind (kräftige Farben und/oder Kontraste usw.), und zwar insbesondere zu funktionellen Zwecken, insbesondere zur Unterscheidung von Zonen, und/oder ästhetischen Zwecken, die Glaskeramik jedoch so wenig wie möglich zu verspröden, wobei diese Beschichtung ferner eine gute Festigkeit (insbesondere mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit und/oder Abriebfestigkeit) und eine gute Beständigkeit auf dem erhaltenen beschichteten Artikel aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft so einen neuartigen Artikel (oder Substrat oder Produkt), wie eine Glaskeramikplatte, und ein neuartiges Email für Glaskeramiken, wobei der Artikel mindestens teilweise mit mindestens einer Schicht des Emails beschichtet ist, wobei das Email eine Glasfritte der folgenden Zusammensetzung umfasst (oder von einer solchen oder aus einer solchen gebildet ist) (ausgedrückt in Gewichtsprozent an Oxiden, wobei die Bestandteile gemeinhein in den Email-Zusammensetzungen in dieser Form vorliegen):
SiO₂ 45–60% (das heißt 45 bis 60%), bevorzugt 50–58%
Al₂O₃ 12–22%, bevorzugt 15–19%
B₂O₃ 12–22%, bevorzugt 15–19%
Li₂O 0–5%, bevorzugt > 0–5%
Na₂O 0–2%
K₂O > 2%
CaO 0–4%, bevorzugt 0–2%
MgO 0–4%, bevorzugt > 0–4%
ZnO 0–4%, bevorzugt > 0–4%
BaO 0–4%, bevorzugt > 0–4%
ZrO₂ 0–4%, bevorzugt 0–2%, insbesondere > 0–2%
Ti₂O 0–1%, bevorzugt 0–0,5%
wobei die Summe der Oxide CaO + MgO + BaO + SrO + ZnO ferner kleiner oder gleich 10% ist und bevorzugt 2 bis 8% beträgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Fritte (Glaspartikel) der oben definierten Zusammensetzung, welche die Bearbeitung des gemäß der Erfindung verbesserten Emails und Artikels ermöglicht, das so bearbeitete Email mit der (anfänglich) die Fritte enthaltenden Zusammensetzung, insbesondere das Email in seiner durch den Brand der Zusammensetzung erhaltenen Form, und den (insbesondere auf einem Teil einer Seite) mit dem Email beschichteten Artikel aus Glaskeramik.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels, insbesondere einer Platte, gemäß der Erfindung, bei dem, zum Beispiel durch Siebdruck oder durch Emailspritzen, die obige Zusammensetzung auf dem Artikel aus Vorläuferglas (oder Ausgangs- oder Mutterglas oder Grünglas) vor der Keramisierung aufgetragen wird, wobei die Zusammensetzung während des Keramisierungszyklus gebrannt wird, und/oder bei dem, zum Beispiel durch Siebdruck oder durch Emailspritzen, die obige Zusammensetzung auf dem Glaskeramikartikel nach Keramisierung aufgetragen wird und die Zusammensetzung anschließend gebrannt wird.
Die nach dem Brand des Email auf dem erfindungsgemäßen Artikel erhaltene Verzierung weist einen in Abhängigkeit der Farbe des verwendeten Substrats und ihres Betrachtungswinkels innovativen funktionellen und ästhetischen Aspekt auf; insbesondere weist der erfindungsgemäße Artikel in seiner oder seinen mit des gewählten Emails beschichteten Zone(n) eine Färbung in Kontinuität mit der Farbe des Substrats auf (insbesondere eine tiefschwarze Zone bei einem herkömmlichen schwarzen glaskeramischen Substrat mit tiefschwarzer Farbwiedergabe), wobei diese Färbung gegebenenfalls (Ton-in-Ton-Effekt) unter bestimmten Betrachtungswinkeln (zum Beispiel, indem man sie mit Abstand oder lotrecht zum Substrat betrachtet) allmählich in die Farbe der Platte übergeht, wobei das gewählte Email ferner zur gleichen Zeit und unter bestimmten Betrachtungswinkeln einen Kontrast (des Typs Kontrast matt oder Satineffekt gegenüber dem Glanz der Platte insbesondere und/oder den Eindruck einer Strukturierung gegenüber der Oberfläche des Substrats) oder zur restlichen Platte bietet, was das Hervorheben und Identifizieren der Zonen (zum Beispiel zum Bedienen oder Anzeigen oder Heizzonengrenzen oder Logos) oder gegebenenfalls das Verdecken von Fehlern der Platte ermöglicht.
Die erhaltene Beschichtung weist zwar so eine für Emails ungewöhnliche Farbwiedergabe auf, hat jedoch die Vorteile der Emails; sie kann während der Keramisierung gebrannt werden und kann hohen Temperaturen standhalten, indem sie dessen Verwendung mit unterschiedlichen Heizmitteln ermöglicht, die dem erfindungsgemäßen Substrat zugegeben werden können. Ferner eignet sie sich gleichermaßen für herkömmliche Glaskeramiken, die mit Arsen geläutert werden, wie für Glaskeramiken, die ohne Arsen geläutert werden, wobei die erzielte(n) Wirkung und Vorteile in beiden Fällen die gleichen sind. Sie eignet sich so für jeden Glaskeramiktyp und weist in allen Fällen eine gute mechanische Festigkeit auf. Weitere Vorteile treten ferner in der folgenden Beschreibung hervor.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Artikel aus Glaskeramik eine Glaskeramikplatte, die beispielsweise dazu bestimmt ist, wenigstens ein Heizelement abzudecken oder aufzunehmen, insbesondere dazu bestimmt ist, als Kochplatte oder als Wand (insbesondere Tür oder Türteil) eines Ofens oder als Kamineinsatz oder auch als Feuerschutztür zu dienen.
Der erfindungsgemäße Artikel kann auf der Basis einer Glaskeramik sein, die mit Arsen geläutert ist (das heißt aus (Ausgangs- oder Mutterglas aus) einer Zusammensetzung, die in der Größenordnung von 0,5 Gew.-% bis 1,5 Gew.-% Arsenoxid enthält, oder selbst aus einer Zusammensetzung, die zwischen 0,2 Gew.-% und 0,5 Gew.-% Arsenoxid enthält), oder kann auf der Basis einer Glaskeramik sein, die nicht mit Arsen geläutert ist (die insbesondere Arsenoxide (ausgedrückt in As₂O₃) in einer Menge enthält, die kleiner als 0,2%, insbesondere kleiner als 0,1%, insbesondere kleiner oder gleich 500 ppm oder sogar null ist).
Der erfindungsgemäße Artikel ist vorteilhafterweise auf der Basis einer Glaskeramik mit schwarzem Aussehen, zum Beispiel auf der Basis einer schwarzen Glaskeramik mit geringer Lichttransmission, die kleiner als 5% ist (wie die von der Firma Eurokera unter der Bezeichnung Kerablack+ in den Handel gebrachten Platten), die mit der erfindungsgemäßen Emailschicht beschichtet ist. Insbesondere kann es sich um eine mit Arsen geläuterte Glaskeramik handeln mit einer Zusammensetzung, wie diese in der Patentanmeldung EP0437228 oder US5070045 oder FR2657079 beschrieben ist, oder vorteilhafterweise um eine Glaskeramik, die Arsenoxids (ausgedrückt in As₂O₃) in einer Menge enthält, die kleiner ist als 0,2% (oder sogar kleiner als 0,1%, oder sogar kleiner oder gleich 500 ppm, oder sogar null ist), zum Beispiel mit einer Zusammensetzung, wie diese in der Patentanmeldung WO 2012/156444 beschrieben ist (wobei diese Glaskeramiken ein schwarzes Aussehen haben, mit geringer Lichttransmission, die insbesondere kleiner als 5% ist, vorzugsweise zwischen 0,8% und 2% beträgt, und mit Zinn geläutert sind).
Der erfindungsgemäße Artikel kann ferner eine helle Farbe haben, auf der Basis einer Glaskeramik sein, die transparent (wie die von den Firmen Eurokera und Keraglass unter der Bezeichnung Kera-Lite in den Handel gebrachten Platten) oder durchscheinend ist (wie die von der Firma Eurokera unter der Bezeichnung Kerawhite, KeraWhite TC, Kerabiscuit oder Keravanilla in den Handel gebrachten Platten), die mit der erfindungsgemäßen Emailschicht beschichtet ist.
Die Zusammensetzung des weiter oben definierten Emails wird unten nun genauer ausgeführt. In dieser Zusammensetzung sind die für jeden der Bestandteile definierten Bereiche für das Erreichen der erwünschten Eigenschaften und des gewünschten Aussehens maßgeblich. Durch Einhaltung der Bereiche der Zusammensetzung lassen sich ferner die Bearbeitung der Fritte bei hoher Temperatur, die gewünschte mechanische Festigkeit und die chemische Widerstandsfähigkeit usw. garantieren.
Diese Email-Zusammensetzung weist einen Brechungsindex auf, der dem der Glaskeramiken, auf denen sie abgeschieden wird, nahe kommt, wobei die Differenz zwischen den zwei Indexen (dem der Glaskeramik und dem des Emails, das durch Brand erhalten wird) vorzugsweise kleiner ist als 0,05 (als Absolutwert) und insbesondere kleiner als 0,02, um insbesondere die gewünschte Farbwiedergabe zu erhalten. Die Fritte der Email-Zusammensetzung weist ferner einen niedrigen Erweichungspunkt auf, der insbesondere niedriger ist als 800°C, was eine gute Ausbreitung des Emails auf der Oberfläche der Glaskeramik im Laufe der Keramisierung (bei Temperaturen, die im Allgemeinen zwischen 900 und 1.000°C liegen) ermöglicht. Insbesondere ermöglicht die Menge an B₂O₃ in der Zusammensetzung der Fritte/des Emails insbesondere, den gewünschten Erweichungspunkt zu erreichen, gleichzeitig jedoch unerwünschte Isolationseffekte zu vermeiden, die in großer Menge auftreten können, wobei diese Zusammensetzung ferner eine geringe Auswirkung auf den Brechungsindex hat, wobei die Menge an K₂O ferner zur Senkung des Erweichungspunktes der Fritte beiträgt, mit einer parallel verringerten Menge an TiO₂, so dass insbesondere das Erscheinen bläulicher Farbtöne vermieden wird.
Neben den oben aufgezählten Bestandteilen kann die Zusammensetzung der Fritte gegebenenfalls weitere Bestandteile (zum Beispiel SrO, Fe₂O₃ usw., insbesondere in Form von Spuren, die mit dem Reinheitsgrad der Rohstoffe zusammenhängen) in begrenzter Menge (zum Beispiel kleiner als 0,1%, oder sogar kleiner als 0,05% insbesondere bei Fe₂O₃) enthalten, vorausgesetzt, diese Bestandteile beeinträchtigen nicht die gewünschten Eigenschaften, wobei die Zusammensetzung ferner vorteilhafterweise frei von toxischen Metallen, wie Blei, Quecksilber, Kadmium und sechswertigem Chrom, ist.
Neben der Glasfritte (oder Glaspartikeln) der oben ausgeführten Zusammensetzung kann das erfindungsgemäße Email auch andere Bestandteile enthalten. Es sei daran erinnert, dass die Emails im Allgemeinen (vor Aufbringung auf dem Substrat und Brand) von einem Pulver gebildet sind, das eine Glasfritte (welche die Glasmatrix bilden soll) und Pigmente (insbesondere als Farbstoffe) enthält, wobei die Fritte und die Pigmente auf der Basis von Metalloxiden sind, und von einem Medium oder ”Trägerstoff” gebildet sind, das bzw. der die Aufbringung und vorherige Haftung des Emails auf einem Substrat ermöglicht, wobei dieses Medium dazu bestimmt ist, spätestens beim Brand des Emails entfernt zu werden.
Das Email kann so Pigmente enthalten, wobei diese Pigmente ausgewählt sein können aus den Verbindungen, die Metalloxide enthalten, wie Chromoxide, Kupferoxide, Eisenoxide, Kobaltoxide, Nickeloxide, Manganoxide, Ceriumoxide usw. Zum Beispiel ist es möglich, der Fritte ein schwarzes Pigment zuzugeben, das von einem Gemisch aus Eisen-, Chrom, Kobalt- und Nickelodixen gebildet ist (Co-Cr-Fe-Ni-Spinelle, wie sie von der Firma Ferro unter der Bezeichnung 240137 in den Handel gebracht werden) oder von einem Gemisch aus Chrom- und Kupferoxiden gebildet ist (Cr-Cu-Spinelle) oder auf der Basis von MnO₂, Fe₂O₃ und/oder CoO ist, usw.
Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Email jedoch im Allgemeinen von der Glasfritte allein gebildet (neben dem gegebenenfalls anfänglich vorhandenen Medium), das heißt ohne Zugabe von Pigmenten. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Email allgemein und vorteilhafterweise frei von (der Fritte zugegebenen) Pigmenten, wobei die Zugabe von Pigmenten zur Fritte überflüssig oder für den in der vorliegenden Erfindung gewünschten Zweck sogar abträglich ist. Für den Fall der Zugabe von Pigmenten zur Fritte ist die Menge der Pigmente vorzugsweise kleiner als 5 Gew.-% des Fritte(n)-Pigment(en)-Komplexes des Emails, insbesondere um keine parasitären Farbtöne zu erzeugen.
Die Glasfritte (und die etwaigen Pigmente) weist bzw. weisen im Allgemeinen die Form von Pulver auf, bevor sie in einem Medium suspendiert wird bzw. werden. Die Granulometrie der Fritte (und der etwaigen Pigmente) in Pulverform ist vorzugsweise so gewählt, dass mindestens 90 Gew.-% der das Pulver bildenden Partikel einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als 15 μm (das heißt so, dass die (Partikel der) Fritte und etwaigen Pigmente einen D90 aufweisen, der kleiner ist als 15 μm), zum Beispiel in der Größenordnung von 9 bis 14 μm, oder sogar einen kleineren Durchmesser, der insbesondere kleiner ist als 4 μm.
Die Fritte mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird herkömmlicherweise erhalten durch Schmelzen eines Gemischs aus geeigneten (natürlichen oder synthetischen) Rohrstoffen bei hoher Temperatur (mehr als 1.000°C). Die Fritte wird dann pulverförmig zerkleinert (im Allgemeinen in einem Lösungsmittel, wie Ethanol, das anschließend verdampft wird), und ihr werden (vor und/oder nach Zerkleinerung(en)) gegebenenfalls Pigmente zugegeben. Das erhaltene pulverförmige Gemisch (das nach Zerkleinerung(en) und/oder anderen geeigneten Behandlung(en) Partikel aufweist, die einen durchschnittlichen Durchmesser D90 aufweisen, der kleiner als 15 μm ist) wird, gegebenenfalls nach Verdampfung des Zerkleinerungslösungsmittels, anschließend in einem Medium suspendiert, um eine Zusammensetzung (Paste) zu erhalten, die auf dem Substrat abgeschieden werden kann.
Die erfindungsgemäße Email-Zusammensetzung enthält so in ihrer zur Abscheidung bereiten Form ferner im Allgemeinen ein Medium, welches das Erreichen der für die Auftragung auf dem Substrat gewünschten Viskosität ermöglicht und die Verbindung mit dem Substrat ermöglicht. Dieses Medium, das gewählt wird, um eine gute Suspendierung der Partikel der Fritten und etwaigen Pigmente sicherzustellen, und das spätestens beim Brand des Emails abgebrannt sein muss, kann jedes beliebige organische Medium oder Bindemittel sein, das in den herkömmlichen Email-Zusammensetzungen für gewöhnlich verwendet wird, und kann insbesondere Lösungsmittel, Verdünnungsmittel, Öle wie Kiefernöl und andere pflanzliche Öle, Harze wie Acrylharze, Erdölfraktionen, Filme bildende Stoffe wie cellulosehaltige Stoffe usw. enthalten. Der Mediumanteil in der zur Abscheidung bereiten Zusammensetzung beträgt vorzugsweise zwischen 40 Gew.-% und 60 Gew.-% der Zusammensetzung, bevorzugt zwischen 45 Gew.-% und 55 Gew.-%.
Die Email-Zusammensetzung vor Abscheidung auf einem Artikel, wie einer Platte, weist daher im Allgemeinen die Form eines stabilen Flüssigkeits-Feststoff-Gemischs, mit pastöser Konsistenz, auf, dessen Viskosität an das Abscheidungsverfahren (insbesondere durch Siebdruck) angepasst ist.
Die auf dem Artikel oder Substrat, insbesondere der Platte, abgeschiedene Emailschicht gemäß der Erfindung deckt eine oder mehrere Zonen der Oberfläche der Platte ab (im Allgemeinen auf ihrer oberen oder sichtbaren Seite für den Fall einer Platte, insbesondere einer Kochplatte) und ermöglicht einen Kontrast zu den nicht abgedeckten Teilen der Platte, wie oben ausgeführt.
Der Helligkeit L* des Emails liegt nahe an der der Glaskeramik, auf der sie abgeschieden wird, insbesondere aufgrund der Transparenz des Emails, wobei die Differenz zwischen den Helligkeiten (der der Glaskeramik und der des durch Brand erhaltenen Emails) bevorzugt kleiner als 1 (als Absolutwert) ist, um die gewünschte Farbwiedergabe zu erhalten, die insbesondere den Eindruck vermittelt, als sei die Oberfläche der Glaskeramik strukturiert, wobei das Email und die Glaskeramik aus einem selben Material zu sein scheinen. Die farbmetrischen Koordinaten L*, a* und b* in Reflexion werden mit Hilfe eines von der Firma Xrite unter der Bezeichnung x-rite color17 in den Handel gebrachten Farbmessers gemessen.
Ferner ist die Brillanz B des gemäß der Erfindung definierten Emails größer als die eines Standard-Emails, das einen höheren Pigmentanteil (zum Beispiel in der Größenordnung von 30%) integriert, wobei diese Brillanz insbesondere größer ist als 50, vorzugsweise größer als 60, und mit den höchsten Gehalten an Al₂O₃ und/oder B₂O₃ zunimmt. Die Brillanz wird unter einem Winkel von 0° (wobei die Beleuchtung bei 45° erzeugt wird) mit einem von der Firma Byk unter der Bezeichnung Byk Spectro Guide in den Handel gebrachten Gerät gemessen (wobei der messbare Brillanzbereich zwischen 0 und 100 beträgt, wobei 100 mit einem von der Firma Byk unter der Bezeichnung 6840 in den Handel gebrachten Schwarzstandard erreicht wird).
Die Dicke der Emailschicht nach dem Brand (gleich, ob der Brand während der Keramisierung nach dem Abscheiden auf dem Vorläuferglas erfolgt, oder ob er bei der Nachbearbeitung nach Abscheiden auf der Glaskeramik erfolgt, wie später erläutert) beträgt bevorzugt 2 μm bis 4 μm, insbesondere 2 bis 3 μm, zum Beispiel in der Größenordnung von 2,5 μm, wobei die Dicke der Glaskeramik für den Fall einer Kochplatte zum Beispiel in der Größenordnung von 3 bis 4 mm liegt.
Wie oben erwähnt, weist die erhaltene Beschichtung zwar die Vorteile des Emails auf, ermöglicht auf dem Glaskeramiksubstrat jedoch eine starke und/oder zum Substrat passende und brandbeständige Färbung (zum Beispiel eine tiefschwarze Färbung auf schwarzem glaskeramischem Substrat oder ein durchscheinendes und/oder satiniertes Aussehen mit sehr geringer Färbung auf weißem glaskeramischem Substrat), und, je nach Betrachtungswinkel, einen Kontrasteffekt gegenüber dem restlichen Substrat, der besondere Zonen hervorheben oder eine besondere ästhetische Wirkung verleihen und/oder Fehler des Substrats verdecken kann.
Das gewählte erfindungsgemäße Email und der mit diesem Email beschichtete Artikel weisen ferner eine gute Wärmefestigkeit auf, die mit der Verwendung verschiedener Heiztypen kompatibel ist, kratzfest, abriebfest und thermoschockfest ist, und weisen eine gute Alterungsbeständigkeit und eine ausreichende mechanische Festigkeit auf. Vom Gesichtspunkt des Verfahrens unterscheidet sich die abgeschiedene Zusammensetzung nicht von einem herkömmlichen Email und ist vollkommen kompatibel mit den existierenden Produktionslinien, insbesondere kann sie durch Siebdruck unter Verwendung der gewöhnlichen Siebdruckgewebe und -maschinen aufgetragen werden. Gegenüber den durch Magnetron abgeschiedenen Dünnschichten ist sie wirtschaftlicher, und, da sie elektrisch isoliert ist, kann sie ohne besondere Anpassung mit den häufigsten berührungsempfindlichen Tasten mit kapazitativem Prinzip verwendet werden. Sie ist ferner mit sämtlichen Heiztypen kompatibel (insbesondere hält sie hohen Temperaturen Stand und eignet sich für die Magnetfelder der Induktionsspulen usw.), im Gegensatz zu den Lacken und gegebenenfalls den Schichten durch Magnetron, die im Allgemeinen bestimmten Heiztypen vorbehalten sind. Sie kann ferner gegebenenfalls in jeder beliebigen Zone der Platte abgeschieden werden.
Wie bereits erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung ferner das Verfahren zur Herstellung der Artikel, insbesondere der Platten, gemäß der Erfindung, bei dem, vorzugsweise durch Siebdruck, die erfindungsgemäße Email-Zusammensetzung auf dem Artikel aus Vorläuferglas (oder Ausgangs- oder Mutterglas oder Grünglas) vor der Keramisierung aufgetragen wird, wobei die Zusammensetzung während des Keramisierungszyklus gebrannt wird, und/oder bei denen, vorzugsweise durch Siebdruck, die Zusammensetzung auf dem Glaskeramikartikel nach Keramisierung aufgetragen wird und die Zusammensetzung anschließend gebrannt wird.
Wenn der Brand des Emails bei der Nachbearbeitung erfolgt (nach der Keramisierung, wobei diese Vorgehensweise auch als Verfahren mit Nachbrand bezeichnet wird), kann der Brand insbesondere bei einer Temperatur erfolgen, die zum Beispiel im Bereich der Temperaturen gewählt ist, innerhalb deren eine gute Ausbreitung des Emails zu beobachten ist, wobei dieser Temperaturbereich bei den erfindungsgemäßen Emails insbesondere zwischen 700 und 900°C liegt, wobei diese Temperatur gegebenenfalls etwa 250°C bis 300°C höher sein kann als die dilatometrische Erweichungstemperatur des Emails (oder genauer gesagt des Glases/der Glasfritte, welche(s) das Email bildet).
Zur Erinnerung sei gesagt, dass die Herstellung der Glaskeramikplatten im Allgemeinen wie folgt von statten geht: In einem Schmelzofen wird das Glas mit der gewählten Zusammensetzung für die Bildung der Glaskeramik geschmolzen, anschließend wird das geschmolzene Glas zu einem/einer Standardband oder -folie gewalzt, indem man das geschmolzene Glas zwischen Walzzylindern durchlaufen lässt, und wird das Glasband auf die gewünschten Abmessungen zugeschnitten. Die so zugeschnittenen Platten werden anschließend auf an sich bekannte Weise keramisiert, wobei die Keramisierung darin besteht, die Platten entsprechend dem gewählten Wärmeprofil zu brennen, um das Glas in das als „Glaskeramik” bezeichnete polykristallne Material umzuwandeln, dessen Ausdehnungskoeffizient null oder beinahe null ist und das einem Wärmeschock, der bis zu 700°C reichen kann, standhält. Die Keramisierung umfasst im Allgemeinen einen Schritt progressiven Erhöhens der Temperatur bis zum Bereich der Keimbildung, der im Allgemeinen in der Nähe des Glasumwandlungsbereiches liegt, einen Schritt eines mehrminütigen Durchlaufens des Keimbildungsintervalls, ein erneutes progressives Erhöhen der Temperatur bis zur Temperatur der Keramisierungsstufe, das Halten der Temperatur der Keramisierungsstufe über mehrere Minuten, anschließend ein schnelles Abkühlen bis auf Umgebungstemperatur. Gegebenenfalls umfasst das Verfahren auch einen Schneidevorgang (im Allgemeinen vor der Keramisierung), beispielsweise mittels Wasserstrahl, mechanischem Anreißen mit dem Rändelrad etc., an den sich ein Formgebungsvorgang (Schleifen, Facettieren etc.) anschließt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die oben beschriebene Zusammensetzung entweder auf dem Artikel aus Vorläuferglas oder auf dem erhaltenen Artikel aus Glaskeramik nach der Keramisierung im Allgemeinen in Form einer Paste abgeschieden, wobei das Abscheiden der Zusammensetzungsschicht vorzugsweise durch Siebdruck erfolgt (wobei das Abscheiden nichtdestotrotz bei Bedarf durch eine andere Methode erfolgen kann), wobei die Dicke der abgeschiedenen Schicht (oder Feuchtfilms) zum Beispiel in der Größenordnung von einigen Mikrometern liegen kann (insbesondere kleiner oder gleich 8 μm und im Allgemeinen kleiner oder gleich 6 μm). Nach Abscheiden der Zusammensetzung wird der beschichtete Artikel im Allgemeinen getrocknet (zum Beispiel durch Infrarot oder im Wärmeschrank), im Allgemeinen bei Temperaturen in der Größenordnung von 100 bis 150°C, so dass das Lösungsmittel (Medium) verdampft, die Beschichtung fixiert und die Handhabung des Artikels ermöglicht wird, mit dem Ergebnis einer getrockneten Beschichtung, dann gegebenenfalls einem herkömmlichen Keramisierungszyklus bei hoher Temperatur unterzogen wird (wie insbesondere oben ausgeführt), wobei der Brand der Schicht von der Umwandlung des Substrats begleitet ist, oder einem (Nach-)Brand bei einer Temperatur, die eine gute Ausbreitung des Emails ermöglicht, wie oben erläutert, wobei die Brandzeit in Abhängigkeit von der gewählten Temperatur angepasst ist (zum Beispiel erhöht wird, wenn die Temperatur niedriger gewählt wird), wobei die erhaltene Beschichtung dann eine Dicke aufweist, die allgemein in der Größenordnung von einigen Mikrometern liegt (im Allgemeinen zwischen 2 und 4 μm, insbesondere von 2 bis 3 μm).
Wenn der erfindungsgemäße Artikel eine Platte ist, kann die Platte gegebenenfalls Erhöhungen und/oder Vertiefungen umfassen und/oder mit einem oder mehreren zusätzlichen Funktions- oder Dekorelementen (Rahmen, Verbinder(n), Kabel(n), Bedienelement(en), Anzeigeelemente(n), zum Beispiel mit so genannten ”7-Segment”-Leuchtdioden oder mit ”Flüssigkristallen”, Bedienblende mit berührungsempfindlichen Tasten und digitaler Anzeige usw.) versehen (oder verbunden) sein. Die erfindungsgemäße Platte kann auf einem Gerät montiert sein, in dessen Inneren das oder die Heizelemente angeordnet sind, gegebenenfalls ohne Zwischengebilde, das dazu dienen soll, das Innere des Geräts vor dem Blick des Benutzers zu verdecken.
Die Erfindung betrifft ferner die Geräte (oder Vorrichtungen) zum Kochen und/oder zum Heißhalten, die mindestens ein erfindungsgemäßes Substrat (wie eine Platte oder Tür) aufweisen (zum Beispiel Kochherde, Einbaukochfelder, Öfen usw.). Die Erfindung schließt sowohl Kochgeräte, die eine einzige Platte umfassen, als auch Geräte, die mehrere Platten umfassen, ein, wobei eine jede dieser Platten gegebenenfalls eine oder mehrere Kochzonen aufweist. Unter dem Begriff ”Kochzone” ist eine Kochstelle zu verstehen. Die Erfindung betrifft auch gemischte Kochgeräte, bei denen die Kochplatte oder Kochplatten mehrere Typen von Kochzonen aufweisen. Ferner beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Herstellung von Kochplatten für Herde oder Kochfelder. Die erfindungsgemäß hergestellten Platten können, wie oben erläutert, auch andere Platten sein (Kamineinsätze, Feuerschutztür usw.), die eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber den Temperaturschwankungen aufweisen müssen.
Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die mit den erfindungsgemäßen glaskeramischen Artikel und Emails erzielten Ergebnisse (Beispiele 1 bis 4) im Vergleich zu einem Referenzbeispiel, das sich auf verschiedene glaskeramische Artikeln und Emails nach dem Stand der Technik bezieht.
In diesen Beispielen wird eine Glaskeramikplatte hergestellt, deren eine Seite glatt ist (diejenige, welche die Emailschicht in Form von millimetrischen Zufallsmustern aufnehmen soll), und deren andere Seite regelmäßig verteilte Noppen aufweist (in der Größenordnung von 40 bis 120 μm Höhe und einem elliptischen Umfang von 1,65/1,5 mm), aus einem nicht mit Arsen geläuterten Glas, das eine Zusammensetzung gemäß der Anmeldung WO2012156444 hat.
Dieses Glas wird bei etwa 1.600 bis 1.750°C in einer derartigen Menge geschmolzen, dass ein Glasband gewalzt werden kann, wobei aus diesem Band Glasplatten mit den Endabmessungen 50 cm × 60 cm × 0,4 cm zugeschnitten werden.
Die Platten werden durch Siebdruck auf einem Teil ihrer oberen Seite mit einer stabilen, siebdruckfähigen Email-Zusammensetzung (auf der Basis eines Pulvers der in jedem Beispiel dargelegten Zusammensetzung, wobei das Pulver in einem Medium auf der Basis von Acrylharz und Kiefernöl, das von der Firma Ferro unter der Bezeichnung MX54 in den Handel gebracht wurde, zum Zwecke seiner Abscheidung auf der Platte vergastet wird, und wobei das Medium spätestens beim Brand des Emails abgebrannt wird) mit Hilfe von gewöhnlichen Geweben aus Polyester oder Polyamid beschichtet und anschließend bei etwa 100 bis 150°C getrocknet wird.
Die mit Email beschichteten Platten (Grünglas oder Ausgangs- oder Mutterglas) werden anschließend auf den Keramikplatten gemäß einem Zyklus keramisiert, wie dieser in der Patentanmeldung WO2012156444 beschrieben ist (nicht mit Arsen geläuterte Glaskeramiken/mit Zinn geläuterte Glaskeramiken).
Man erhält Glaskeramikplatten, die auf einem Teil mit einer Emailschicht beschichtet sind, wobei die Dicke der Emailschicht nach dem Brand in der Größenordnung von 2 bis 3 μm liegt. Der unbeschichtete Teil der Platte hat eine schwarze Farbe und weist die folgenden farbmetrischen Koordinaten L*, a* und b* auf: L* = 24,65, a* = 0,5 und b* = –0,1. Seine Brillanz B beträgt 90,9.
Referenzbeispiel:
In diesem Referenzbeispiel ist das verwendete Email ein herkömmliches Email auf der Basis eines Pulvers, das 100 Gew.-% einer Glasfritte der folgenden Zusammensetzung enthält: SiO₂: 54%; Al₂O₃: 16,8%; B₂O₃: 17,9%; Li₂O: 2,85%; Na₂O: 0,5%; K₂O: 0,2%; CaO: 0,5%; MgO: 0,3%; ZnO: 1,3%; BaO: 2,1%; ZrO₂: 1,1%; TiO₂: 2,5%. Die Partikel der Fritte weisen einen D90 von 11,4 auf, und die Differenz zwischen dem Brechungsindex der Glaskeramik und dem des Emails beträgt 0,057, als Absolutwert, wobei die Brechungsindexe bei einer Wellenlänge von 590 nm betrachtet werden. Die nach dem Brand während der Keramisierung erhaltene emaillierte Beschichtung ist schwarz mit einem bläulichen Farbton und weist die folgenden farbmetrischen Koordinaten L*, a* und b* auf: L* = 27,4, a* = 0,38 und b* = –1,97 (charakteristischer Wert einer bläulichen Farbwiedergabe). Diese Beschichtung ist ferner wenig glänzend, wobei die Brillanz 47 beträgt.
Beispiel 1:
In diesem ersten Beispiel gemäß der Erfindung ist das verwendete Email ein Email auf der Basis eines Pulvers, das 100 Gew.-% einer Glasfritte der folgenden Zusammensetzung enthält: SiO₂: 48,3%; Al₂O₃: 20,9%; B₂O₃: 17,5%; Li₂O: 2,7%; Na₂O: 0,6%; K₂O: 3,0%; CaO: 1,1%; MgO: 1,7%; ZnO: 1,5%; BaO: 1,8%; ZrO₂: 0,7%; TiO₂: 0,3%. Die Partikel der Fritte weisen einen D90 von etwa 10,1 μm auf, und die Differenz zwischen dem Brechungsindex der Glaskeramik und dem des Emails ist kleiner als 0,02 als Absolutwert, wobei die Brechungsindexe bei einer Wellenlänge von 590 nm betrachtet werden. Die nach dem Brand erhaltene emaillierte Beschichtung ist tiefschwarz und weist die folgenden farbmetrischen Koordinaten L*, a* und b* auf: L* = 25,12 (nahe an der Helligkeit der Platte), a* = 0,39 (nahe an dem der Glaskeramik) und b* = –0,31 (nahe an dem der Glaskeramik). Dieses Email ist ferner glänzender als ein herkömmliches Email, wobei ihre Brillanz 69,7 beträgt. Das Email weist je nach Betrachtungswinkel ein Aussehen auf, das mit der Glaskeramikplatte, auf der es abgeschieden ist, verschmilzt, oder einen Kontrast gegenüber der restlichen Platte auf.
Beispiel 2:
In diesem zweiten Beispiel gemäß der Erfindung ist das verwendete Email ein Email auf der Basis eines Pulvers, das 100 Gew.-% einer Glasfritte der folgenden Zusammensetzung enthält: SiO₂: 47,6%; Al₂O₃: 17,2%; B₂O₃: 21,6%; Li₂O: 2,9%; Na₂O: 0,5%; K₂O: 3,0%; CaO: 1,2%; MgO: 1,7%; ZnO: 1,6%; BaO: 1,8%; ZrO₂: 0,7%; TiO₂: 0,3%. Die Partikel der Fritte weisen einen D90 von etwa 10,1 μm auf, und die Differenz zwischen dem Brechungsindex der Glaskeramik und dem des Emails ist kleiner als 0,02 als Absolutwert, wobei die Brechungsindexe bei einer Wellenlänge von 590 nm betrachtet werden. Die nach dem Brand erhaltene emaillierte Beschichtung ist tiefschwarz und weist die folgenden farbmetrischen Koordinaten L*, a* und b* auf: L* = 24,81 (sehr nahe an der Helligkeit der Platte), a* = 0,59 (sehr nahe an dem der Glaskeramik) und b* = –0,07 (sehr nahe an dem der Glaskeramik). Dieses Email ist ferner um einiges glänzender als ein herkömmliches Email, wobei ihre Brillanz 79,7 beträgt. Das Email weist je nach Betrachtungswinkel ein Aussehen auf, das mit der Glaskeramikplatte, auf der es abgeschieden ist, verschmilzt, oder einen Kontrast gegenüber der restlichen Platte auf.
Beispiel 3:
In diesem dritten Beispiel gemäß der Erfindung ist das verwendete Email ein Email auf der Basis eines Pulvers, das 100 Gew.-% einer Glasfritte der folgenden Zusammensetzung enthält: SiO₂: 55%; Al₂O₃: 17,1%; B₂O₃: 17,1%; Li₂O: 2,8%; Na₂O: 0,5%; K₂O: 2,3%; CaO: 0,5%; MgO: 0,3%; ZnO: 1,3%; BaO: 2,2%; ZrO₂: 1,1%. Die Partikel der Fritte weisen einen D90 von 11,8 auf, und die Differenz zwischen dem Brechungsindex der Glaskeramik und dem des Emails beträgt 0,17, als Absolutwert, wobei die Brechungsindexe bei einer Wellenlänge von 590 nm betrachtet werden. Die nach dem Brand erhaltene emaillierte Beschichtung ist tiefschwarz und weist die folgenden farbmetrischen Koordinaten L*, a* und b* auf: L* = 24,47 (sehr nahe an der Helligkeit der Platte), a* = 0,56 (sehr nahe an dem der Glaskeramik) und b* = –0,48 (sehr nahe an dem der Glaskeramik). Dieses Email ist ferner glänzender als ein herkömmliches Email, wobei ihre Brillanz 66,4 beträgt. Das Email weist je nach Betrachtungswinkel ein Aussehen auf, das mit der Glaskeramikplatte, auf der es abgeschieden ist, verschmilzt, oder einen Kontrast gegenüber der restlichen Platte auf. Insbesondere wird sie auf der Platte in Form von parallelen Linien mit einer Dicke von 0,5 bis 0,6 mm aufgetragen, die 0,8 bis 0,9 mm voneinander beabstandet sind, wobei der Betrachter, je nachdem, in welcher Distanz er sich befindet, die Linien und/oder eine matte Zone gegenüber den unbeschichteten Zonen, oder ein einheitliches Aussehen unterscheidet. Dieses Email ist insbesondere vorteilhaft, da sie ferner eine bessere Ausbreitung [auf] der Glaskeramik als das Email aus Beispiel 1 ermöglicht und eine bessere chemische Festigkeit als das Email gemäß Beispiel 2 aufweist.
Beispiel 4:
In diesem dritten Beispiel gemäß der Erfindung ist das verwendete Email ein Email auf der Basis eines Pulvers, das 100 Gew.-% einer Glasfritte der folgenden Zusammensetzung enthält: SiO₂: 51,9%; Al₂O₃: 17%; B₂O₃: 17,7%; Li₂O: 2,7%; Na₂O: 0,6%; K₂O: 3%; CaO: 1,1%; MgO: 1,7%; ZnO: 1,5%; BaO: 1,8%; ZrO₂: 0,7%; TiO₂: 0,3%. Die Partikel der Fritte weisen einen D90 von 11,5 μm auf, und die Differenz zwischen dem Brechungsindex der Glaskeramik und dem des Emails ist kleiner als 0,02 als Absolutwert, wobei die Brechungsindexe bei einer Wellenlänge von 590 nm betrachtet werden. Die nach dem Brand erhaltene emaillierte Beschichtung ist tiefschwarz und weist die folgenden farbmetrischen Koordinaten L*, a* und b* auf: L* = 24,35 (sehr nahe an der Helligkeit der Platte), a* = 0,48 (sehr nahe an dem der Glaskeramik) und b* = –0,4 (sehr nahe an dem der Glaskeramik). Dieses Email ist ferner glänzender als ein herkömmliches Email, wobei ihre Brillanz 62,1 beträgt. Das Email weist je nach Betrachtungswinkel ein Aussehen auf, das mit der Glaskeramikplatte, auf der es abgeschieden ist, verschmilzt, oder einen Kontrast gegenüber der restlichen Platte auf. Dieses Email ist insbesondere vorteilhaft, da sie ferner eine bessere Ausbreitung [auf] der Glaskeramik als das Email aus Beispiel 1 ermöglicht und eine bessere chemische Festigkeit als das Email gemäß Beispiel 2 aufweist.
Die erfindungsgemäßen Platten können insbesondere mit Vorteilen verwendet werden, um ein neues Kochplattenspektrum für Herde oder Kochfelder zu realisieren oder um Wandelemente oder Wände (zum Beispiel Türen) von Öfen zu realisieren oder um Kamineinsätze oder Brandschutztüren usw. zu realisieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

FR 2766816 [0005]
EP 0437228 [0018]
US 5070045 [0018]
FR 2657079 [0018]
WO 2012/156444 [0018]
WO 2012156444 [0043, 0046]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm EN 60335-2-6 [0004]

Claims

Glaskeramikartikel, insbesondere Glaskeramikplatte, die beispielsweise dazu bestimmt ist, mindestens ein Heizelement abzudecken oder aufzunehmen, wobei der Artikel mindestens teilweise mit mindestens einer Schicht aus einem Email beschichtet ist, das von einer Glasfritte mit der folgenden Zusammensetzung gebildet ist, wobei die Anteile in Gewichtsprozent ausdrückt sind: SiO₂ 45–60%, bevorzugt 50–58% Al₂O₃ 12–22%, bevorzugt 15–19% B₂O₃ 12–22%, bevorzugt 15–19% Li₂O 0–5%, bevorzugt > 0–5% Na₂O 0–2% K₂O > 2% CaO 0–4%, bevorzugt 0–2% MgO 0–4%, bevorzugt > 0–4% ZnO 0–4%, bevorzugt > 0–4% BaO 0–4%, bevorzugt > 0–4% ZrO₂ 0–4%, bevorzugt 0–2%, insbesondere > 0–2% Ti₂O 0–1%, bevorzugt 0–0,5% wobei die Summe der Oxide CaO + MgO + BaO + SrO + ZnO ferner kleiner oder gleich 10% ist und bevorzugt 2 bis 8% beträgt.
Glaskeramikartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Email einen Anteil an Pigmenten enthält, der kleiner als 5 Gew.-% ist, und vorzugsweise frei von der Fritte zugegebenen Pigmenten ist.
Glaskeramikartikel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Brechungsindex des Emails und dem der Glaskeramik kleiner als 0,05 und insbesondere kleiner als 0,02 ist.
Glaskeramikartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Erweichungspunkt aufweist, der niedriger als 800°C ist.
Glaskeramikartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Helligkeit des Emails und der der Glaskeramik kleiner als 1 ist.
Glaskeramikartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brillanz B des Emails größer als 50, bevorzugt größer als 60 ist.
Glaskeramikartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Granulometrie der Fritte, und der etwaigen Pigmente, in Pulverform so gewählt ist, dass mindestens 90 Gew.-% der das Pulver bildenden Partikel einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als 15 μm, zum Beispiel in der Größenordnung von 9 bis 14 μm, oder sogar einen kleineren Durchmesser, der insbesondere kleiner ist als 4 μm.
Glaskeramikartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Emailschicht 2 μm bis 4 μm, insbesondere 2 bis 3 μm beträgt.
Glaskeramikartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel aus einer Glaskeramik gebildet ist, die weniger als 0,2 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% Arsenoxide enthält.
Email-Zusammensetzung für Glaskeramikartikel, die aus einer Glasfritte der folgenden Zusammensetzung gebildet ist, wobei die Anteile in Gewichtsprozent ausdrückt sind: SiO₂ 45–60%, bevorzugt 50–58% Al₂O₃ 12–22%, bevorzugt 15–19% B₂O₃ 12–22%, bevorzugt 15–19% Li₂O 0–5%, bevorzugt > 0–5% Na₂O 0–2% K₂O > 2% CaO 0–4%, bevorzugt 0–2% MgO 0–4%, bevorzugt > 0–4% ZnO 0–4%, bevorzugt > 0–4% BaO 0–4%, bevorzugt > 0–4% ZrO₂ 0–4%, bevorzugt 0–2%, insbesondere > 0–2% Ti₂O 0–1%, bevorzugt 0–0,5% wobei die Summe der Oxide CaO + MgO + BaO + SrO + ZnO ferner kleiner oder gleich 10% ist und bevorzugt 2 bis 8% beträgt.
Email-Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Email einen Anteil an Pigmenten enthält, der kleiner als 5 Gew.-% ist, und vorzugsweise frei von der Fritte zugegebenen Pigmenten ist.
Glaskeramikartikel, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 auf dem Artikel aus Vorläuferglas vor der Keramisierung aufgebracht ist, wobei die Zusammensetzung während des Keramisierungszyklus gebrannt ist, und/oder bei dem die Zusammensetzung auf dem Glaskeramikartikel nach der Keramisierung aufgebracht wird und die Zusammensetzung dann gebrannt ist.
Vorrichtung zum Kochen und/oder zum Aufrechterhalten einer hohen Temperatur, die eine Glaskeramikplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und ein oder mehrere Heizelemente aufweist.