DE3828799A1 - Glaskeramikplatte sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Aufbringen von Me­ tallmustern auf Glaskeramiksubstrate, und sie bezieht sich im besonderen auf das Aufbringen leitender Metallstreifen auf die Unterseite von Glaskeramik-Tragflächen zur Verwendung in Glas­ keramik-Kochfeldern.

Der Einsatz von Glaskeramik für die Tragfläche in elektrischen Kochfeldern sowohl des Leitungs- und Strahlungs- oder Infrarot- Typs ist bekannt. Bei Einsatz eines solchen Materials als Koch­ feld-Tragfläche muß das Überhitzen der Tragfläche vermieden werden. Eine die Temperatur begrenzende Anordnung ist in der DE-OS 37 44 372 offenbart. Bei dieser Anordnung wird die Tempe­ ratur des Glaskeramik-Kochfeldes unter Verwendung eines Fühlers gemessen, der ein Paar paralleler leitender Streifen umfaßt, die auf der Unterseite des Kochfeldes gebildet sind.Die Strei­ fen sind so angeordnet, daß sie sich über einen Teil der Glas­ keramikplatte erstrecken, die über einer Heizeinheit liegt. Die Streifen umfassen eine Edelmetallpaste, die an der Unterseite der Glaskeramik-Tragfläche haftet.

Solche leitenden Streifen werden normalerweise vor dem Einbau der Glaskeramikplatte in das Kochfeld aufgebracht. Die Platte kann dabei nach dem Aufbringen der leitenden Streifen aber vor dem Einbau in ein Haushaltskochfeld einer Reihe zusätzlicher Transport- und Handhabungsstufen unterliegen. Die Streifen müs­ sen daher gegenüber Abrieb, dem sie während dieser Stufen aus­ gesetzt sein können, beständig sein.

Um eine gute Haftung zu erhalten, fügen Lieferanten von Edel­ metallpasten für solche Anwendungen der Paste üblicherweise ein Binder- oder Flußmaterial hinzu. Die Paste wird durch Sieb­ druck auf die Glaskeramik aufgetragen und gebrannt. Bei den Brenntemperaturen in der Größenordnung von etwa 705 bis etwa 870°C (entsprechend 1300 bis 1600°F) reagiert das Flußmittel in der Paste mit der Glaskeramik und verbindet den Metallfilm mit der Oberfläche der Glaskeramik. Auf diese Weise kann eine sehr gute Haftung und Abriebsbeständigkeit erzielt werden. Bei einigen handelsüblichen Pasten vermindert diese Reaktion jedoch die Schlagfestigkeit des Glaskeramikmaterials im Bereich der Streifen. Zusätzlich zu dieser anfänglichen schwächenden Wir­ kung kann sich die Reaktion fortsetzen, wenn das Kochfeld den üblichen Betriebstemperaturen ausgesetzt wird. Diese fortge­ setzte Umsetzung würde die Schlagfestigkeit des Glaskeramik­ materials im Bereich der leitenden Streifen nach und nach wei­ ter vermindern.

Es besteht daher ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren zum Aufbringen leitender Streifen auf das Glaskeramikmaterial, mit dem man die erwünschte Abriebsbeständigkeit für die leitenden Streifen erhält, ohne jedoch die Schlagfestigkeit des Glaskera­ mikmaterials nachteilig zu beeinflussen.

Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufbringen leitender Metallstreifen auf Glaskera­ mikplatten zur Verwendung als Kochfelder zu schaffen, mit dem man eine angemessene Abriebsbeständigkeit für die leitenden Streifen vor dem und während des Zusammenbaues des Kochfeldes erhält, ohne die Schlagfestigkeit der Glaskeramik zu vermindern oder die Leistungsfähigkeit der leitenden Streifen als Fühler nachteilig zu beeinflussen.

Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung eines Glaskeramik-Koch­ feldes mit darauf gebildeten leitenden Streifen, die vor dem und während des Zusammenbaues eine befriedigende Abriebsbestän­ digkeit aufweisen und im wesentlichen die gleiche Schlagfestig­ keit des Glaskeramikmaterials des Kochfeldes aufrechterhalten, das dieses auch ohne solche Streifen aufweist.

Ein Verfahren zum Aufbringen eines Metallfilms auf eine Glaske­ ramikplatte gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgen­ den Stufen:

Eine dünne Schicht aus einer Metallpaste, die eine organometal­ lische Verbindung umfaßt und vorzugsweise im wesentlichen kei­ nerlei Flußmittel enthält, wird im erwünschten Muster auf die Oberfläche der Glaskeramikplatte aufgebracht. Dann erhitzt man die Platte langsam auf eine Temperatur, die ausreicht, die or­ ganischen Komponenten der Paste wegzubrennen, üblicherweise auf eine Temperatur im Bereich von etwa 315 bis etwa 370°C (ent­ sprechend 600 bis 700°F). Nach dem Abkühlen werden die erhalte­ nen Streifen aus dem Metallfilm mit einer dünnen Schutzschicht aus einem organischen Harzmaterial abgedeckt. Dieses Material ist charakterisiert durch eine Verdampfungstemperatur im norma­ len Betriebstemperaturbereich, dem die Glaskeramik während des Gebrauches ausgesetzt ist. Beim ersten Gebrauch der Glaskeramik verdampft das organische Harz sauber. Da man für die Abriebsbe­ ständigkeit nicht die Bindereaktion des Flußmittels mit der Glaskeramik benutzt, muß das Glaskeramikmaterial nur ausreichend erhitzt werden, um die in der Paste enthaltenen organischen Bestandteile wegzubrennen. Ein Brennen bei hoher Temperatur ist daher nicht erforderlich, was die Kosten und die Komplexizität der Herstellungsstufen vermindert.

Die dünne Schutzschicht aus dem organischen Harzmaterial kompen­ siert die verringerte Bindung bei Einsatz von Pasten mit wenig oder keinem Flußmittel, indem sie den Metallfilm vor dem und während des Zusammenbaues des Kochfeldes vor Abrieb schützt. Nach dem Zusammenbau ist die innere oder untere Fläche des Koch­ feldes nicht länger einem Abrieb ausgesetzt. Die Verwendung eines Schutzmaterials, das bei den üblichen Betriebstemperaturen des Kochfeldes verdampft, stellt sicher, daß der Schutzüberzug den richtigen Betrieb des Fühlers nicht beeinträchtigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Paste eine Edelmetallpaste, die einen ausreichenden Prozentsatz an Gold enthält, und das organische Harzmaterial ist ein klares Acrylharz.

Obwohl im Zusammenhang mit einem Glaskeramik-Kochfeld beschrie­ ben, ist das erfindungsgemäße Verfahren für jede Anwendung brauchbar, bei der ein Metallfilmmuster auf ein Glaskeramik­ substrat aufgebracht wird, sofern das Muster danach vor dem oder während des Zusammenbaues des fertigen Produktes, das das Substrat einschließt, einem Abrieb ausgesetzt ist, nicht aber mehr, nachdem das fertige Produkt vollständig zusammenge­ baut ist und wobei der normale Betrieb des Endproduktes das Substrat einer hohen Temperatur aussetzt.

Durch die vorliegende Erfindung wird auch eine Heizvorrichtung geschaffen, wie ein elektrischer Haushaltsherd mit einer Glaskeramik-Tragfläche und einem Temperaturfühler, der ein Paar allgemein paralleler leitender Streifen für jede Heizeinrich­ tung umfaßt, das an der Unterseite der Glaskeramik-Tragfläche gebildet ist, wobei die leitenden Streifen erfindungsgemäß aus einer Edelmetallpaste gebildet sind, die keine merklichen Mengen an Flußmittel enthält, und eine dünne Schutzschicht aus organischem Harzmaterial, wie klares Acrylharz, die leitenden Streifen vor dem ersten Gebrauch der Heizeinheit abdeckt. Das die Schutzschicht bildende Material verdampft sauber, wenn die Heizeinheit auf eine Temperatur in ihrem normalen Betriebsbe­ reich erhitzt wird.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Teiles eines Kochfeldes, die die Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Teiles des Kochfeldes der Fig. 1 längs der Linie 2-2 der Fig. 3, die Einzelheiten einer der Heizeinheiten und des Tempe­ raturfühlers zeigt;

Fig. 3 eine Draufsicht eines Teiles des Kochfeldes der Fi­ gur 1, die Einzelheiten einer der Heizeinheiten und ihres Temperaturfühlers zeigt und

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Fig. 2, um einige Teile davon zu veranschaulichen.

Fig. 1 zeigt ein mit 10 bezeichnetes Glaskeramik-Kochfeld. Die­ ses Kochfeld 10 weist eine allgemein planare Glaskeramik-Koch­ fläche 12 auf. Ein Zierteil 11 mit metallischem Aussehen be­ grenzt die Kochfeldoberfläche 12. Kreisförmige Muster 13 (a) bis 13 (d) auf der Oberfläche 12 bezeichnen die relativen seitlichen Positionen jeder der vier nicht dargestellten Heizeinheiten, die direkt unterhalb der Oberfläche 12 angeordnet sind. Eine Steuer­ und Anzeigetafel, die allgemein mit 15 bezeichnet ist, schließt einen vollständigen Satz von Berührungstasten 17 und ein digita­ les Sieben-Segment-Leuchtdiodenanzeigeelement 19 für jede Heiz­ einheit ein.

Der Begriff "Glaskeramik", wie er in der vorliegenden Anmeldung benutzt wird, bezieht sich auf ein rekristallisiertes Glasmate­ rial, das durch eine thermische Ausdehnung von praktisch Null gekennzeichnet ist, wie ein Material der Ceran-Familie, die von den Schott-Glaswerken hergestellt werden sowie auf ähnliche Materialien, die von der Nippon Electric Glass Co. erzeugt wer­ den. Im besonderen ist bei der dargestellten Ausführungsform das Glaskeramikmaterial ein IR-durchlässiges Glaskeramikmate­ rial, das von den Schott-Glaswerken hergestellt und unter der Bezeichnung Ceran-85 vertrieben wird.

Eine Heizeinheit ist unter jeder der kreisförmigen Zonen 13 (a) bis 13 (d) angeordnet. In der folgenden Erläuterung bezieht sich das Bezugszeichen 14 (a) auf die unter der Zone 13 (a) angeordne­ te Heizeinheit. Die Heizeinheit 14 (a) ist detaillierter in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Zur besseren Übersicht ist nur eine der Heizeinheiten detailliert gezeigt. Heizeinheiten ähn­ lich der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Struktur sind unter­ halb der Zonen 13 (b) bis 13 (d) angeordnet.

Gemäß den Fig. 2 und 3 weist die Heizeinheit 14 (a) ein als offene Wicklung ausgebildetes elektrisches Widerstandselement 16 in Spiralform auf, das, wenn es mit voller Energie versorgt wird, hauptsächlich im Infrarot-Gebiet (1 bis 3 µm) des elek­ tromagnetischen Spektrums abstrahlt. Das Element 16 ist mit einem konzentrischen Wicklungsmuster angeordnet und durch Stäbe oder in anderer Weise an einer Tragscheibe 18 befestigt, die aus mikroporösem Material besteht, beispielsweise dem von Ceramaspeed unter der Bezeichnung Mikrotherm erhältlichen Ma­ terial. Die Scheibe 18 ist in einer Blechpfanne 20 durch eine isolierende Auskleidung 22 aus einer aus Aluminiumoxid und Siliziumoxid gebildeten Masse abgestützt. Diese isolierende Aus­ kleidung weist einen ringförmigen, sich nach oben erstrecken­ den Teil 22 A auf, der als isolierender Abstandshalter zwischen der Scheibe 18 und der Glaskeramik-Kochfläche 12 dient. Im vollständig montierten Zustand wird die Blechpfanne 20 mittels Federspannung nach oben gedrückt, wodurch der ringförmige Teil 22 A der isolierenden Auskleidung 22 durch eine nicht gezeigte Halteeinrichtung gegen die Unterseite der Kochfläche 12 ge­ drückt wird. In der oberen Fläche des ringförmigen Teiles 22 A ist ein Spalt 22 B vorgesehen, um einen Abriebskontakt zwischen dem Teil 22 A und den leitenden Streifen 30 zu vermeiden, wo sich die Streifen zwischen der Kochfläche 12 und dem Teil 22 A erstrecken. Heizeinheiten dieser Art werden unter der Bezeich­ nung "Fast Start Radiant Heater with Concentric Coil Pattern" von der Firma Ceramaspeed hergestellt und vertrieben.

Wie oben erwähnt, ist es wichtig, die Betriebstemperatur der Glaskeramikplatte zu begrenzen, um eine Beschädigung der Platte durch Überhitzen zu vermeiden. Ein Temperaturfühler für diesen Zweck ist in der dargestellten Ausführungsform in Form von vier Paaren leitender Streifen 30 vorgesehen, die auf der Unter­ seite der Glaskeramikplatte 12 gebildet sind. Es ist jeweils ein Paar mit einer Heizeinheit verbunden. Die Streifen 30 die­ nen als elektrische Leiter, und das Glaskeramikmaterial in dem Spalt 32 zwischen den Streifen ist ein Widerstand, dessen Wert als Funktion der Temperatur des Glases variiert. Der Fühlerteil 30 (a) des Streifens 30 erstreckt sich über die dazugehörige Heizeinheit. Der Schwanzteil 30 (b) erstreckt sich von der Peri­ pherie der Heizeinheitsfläche bis nahe der Kante des Kochfeldes und endet in einem Anschlußkissen 30 (c). Die Anschlußkissen 30 (c) erleichtern die Verbindung der Fühler mit einer äußeren Schaltung. Eine dünne Schutzschicht aus klarem Acrylharz 34 bedeckt die Streifen 30.

Die die Temperatur begrenzende Steuerung, die in der obenge­ nannten DE-OS 37 44 372 offenbart ist, auf die hiermit bezug genommen wird, benutzt diese Art von Temperaturfühleranordnung.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Metallstreifen 30 hergestellt durch Siebdruck einer organometallischen Paste, die häufig als Resinat bezeichnet wird, vorzugsweise eines Edel­ metall-Resinates bzw. -harzsalzes, im gewünschten Muster auf der Oberfläche der Glaskeramik.

Es ist bekannt, organometallische Pasten auf Glaskeramik-Ober­ flächen durch Siebdruck aufzubringen und die Glaskeramik bei einer Temperatur in der Größenordnung von etwa 705 bis etwa 870°C zu brennen, um den Metallfilm mit der Oberfläche der Glaskeramik zu verbinden. Die organometallischen Pasten oder Resinate, die im Handel erhältlich sind und für solche Anwen­ dungen üblicherweise benutzt werden, sind betriebseigene Formu­ lierungen, die üblicherweise eine merkliche Menge eines Fließ­ materials enthalten. Der Begriff "Fließmittel" bzw. "Fließmate­ rial", wie er in der vorliegenden Anmeldung benutzt wird, be­ zieht sich auf irgendeinen der üblicherweise benutzten, einen geringen Schmelzpunkt aufweisenden Oxidbinder, die unter Bil­ dung einer Klebebindung zwischen dem Metallfilm und der Glas­ keramik mit letzterer reagieren, wenn sie den hohen Brenntempe­ raturen ausgesetzt werden. Wismut -Verbindungen werden häufig als Flußmittel benutzt.

Für das Aufbringen von Metallmustern auf Glaskeramik, bei dem der Filmteil des Glases normalerweise nicht so hohen Tempe­ raturen in der Größenordnung von etwa 595°C oder mehr ausge­ setzt wird oder bei solchen Fällen, bei denen die Schlagfestig­ keit der Glasoberfläche von geringem Interesse ist, arbeitet die übliche Art des Herangehens unter Verwendung einer Paste, die beträchtliche Mengen an Flußmittel enthält, befriedigend. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Fühlerteil 30 (a) des Films, der sich über die Heizeinheit erstreckt, jedoch Be­ triebstemperaturen ausgesetzt, die häufig etwa 595°C (entspre­ chend 1100°F) übersteigen können. In einer solchen Umgebung kann ein Flußmittelbestandteil in der Paste weiter mit dem Glaskeramikmaterial reagieren. Diese fortgesetzte Reaktion kann die Schlagfestigkeit des Glaskeramik-Substrates am Film vermindern. In der dargestellten Ausführungsform ist das Glas­ keramik-Substrat die Tragfläche eines Kochfeldes. Die Schlag­ festigkeit ist von Bedeutung, da das Filmmuster genau in dem Bereich angeordnet ist, in dem Gegenstände häufig getragen werden und auf den Gegenstände fallen können. Der Einsatz von Pasten mit beträchtlichen Mengen an Flußmitteln zum Verbinden ist daher zumindest für diesen Teil des leitenden Musters, der sich über die Heizeinheiten erstreckt, unerwünscht.

Ohne Flußmittel zum Verbinden des Films mit dem Glaskeramik- Substrat kann der Metallfilm jedoch leicht abgerieben werden. Üblicherweise wird der Film relativ früh während des Zusammen­ baues des Kochfeldes auf die Tragfläche des Glaskeramik-Koch­ feldes aufgebracht. Die Kochfeldoberfläche mit dem aufgebrach­ ten Film kann daher verschiedenen Handhabungs- und Transport­ stufen vor dem und während des Zusammenbaues des Elektroherdes, was ein häufiges Aussetzen des Metallfilmes gegenüber Reibkräf­ ten mit sich bringt, ausgesetzt sein. Da das Entfernen irgend­ eines Teiles des Filmes den richtigen Betrieb der leitenden Streifen als Temperaturfühler merklich in nachteiliger Weise beeinflussen könnte, ist ein Abrieb des Filmes nicht akzeptabel.

Die vorliegende Erfindung nutzt die Tatsache, daß nach dem vollständigen Einbau des Kochfeldes das leitende Filmmuster auf der unteren inneren Fläche des Glaskeramik-Substrates nicht länger einem Abrieb ausgesetzt ist. Ein hoher Haftgrad des Fil­ mes an der Glaskeramik, der vor dem und während des Zusammen­ baues erforderlich ist, um abriebsbeständig zu sein, ist nach dem Zusammenbau nicht mehr erforderlich.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher in der bevorzug­ ten Ausführungsform eine im wesentlichen flußmittelfreie organo­ metallische Paste benutzt, was die mögliche nachteilige Wirkung der Reaktion des Flußmittels mit der Glaskeramik auf die Schlag­ festigkeit beseitigt. Nach dem Aufbringen der Paste auf die Glaskeramikplatte in dem erwünschten Muster wird die Platte langsam auf eine Temperatur im Bereich von etwa 315 bis etwa 370°C erhitzt, um die organischen Bestandteile der Paste zu zer­ setzen. Diese Stufe läßt einen glänzenden Metallfilm im gewünsch­ ten Muster auf der Glasoberfläche zurück. Nach einem ausreichen­ den Abkühlen wird dann eine Schutzschicht aus einem organischen Harz, vorzugsweise einem klaren Acrylharz, auf die Plattenober­ fläche aufgebracht und der Metallfilm sowie Bereiche der Platte benachbart dem Film abgedeckt. Nach dem Trocknen ergibt dieser dünne Schutzüberzug eine Abriebsbeständigkeit für den Metall­ film vor dem und während des Zusammenbaues des Elektroherdes.

Um zu verhindern, daß der Schutzüberzug den richtigen Betrieb des Temperaturfühlers beeinträchtigt, benutzt man ein Überzugs­ material, das durch eine Verdampfungstemperatur charakterisiert ist, die tief genug liegt, so daß während des ersten Betriebes der Heizeinheit des Kochfeldes bei ihrer normalen Betriebstem­ peratur die Harzschicht sauber verdampft und nur den Metall­ film auf der Oberfläche der Glaskeramikplatte zurückläßt.

Zusätzlich zur Schaffung der erwünschten Haftung ohne Beein­ trächtigung der strukturellen Integrität des Glaskeramik-Sub­ strates kann die übliche Brennstufe der Aufbringung des Filmes weggelassen werden. Stattdessen kann das Erhitzen mit einer Wärmequelle relativ geringer Temperatur statt mit einem Brenn­ ofen bei höherer Temperatur erfolgen, so daß das Gesamtver­ fahren mit einer billigeren Ausrüstung und weniger Stufen aus­ geführt werden kann.

Im wesentlichen flußmittelfreie organometallische Pasten oder Resinate, die zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren brauchbar sind, sind im Handel erhältlich. Befriedigende Er­ gebnisse wurden erzielt unter Verwendung von Pasten der Engelhard-Industries mit der Bezeichnung #7005 und #8041. Normalerweise enthalten diese Pasten Flußmittel, doch können sie vom Hersteller auf Anforderung auch ohne Flußmittel erhal­ ten werden.

Während die obengenannten Pasten befriedigende Ergebnisse bei der dargestellten Ausführungsform ergeben haben, ist die vor­ liegende Erfindung jedoch nicht auf den Einsatz irgendeiner besonderen Paste beschränkt. Es gibt viele handelsübliche Edel­ metall-Resinate, die in der vorliegenden Erfindung benutzt wer­ den können, vorausgesetzt die Paste enthält keine merkliche Menge an Flußmittel.

In ähnlicher Weise ist die Art des Aufbringens der Paste auf die Glaskeramikoberfläche nicht kritisch. Bei der dargestellten Ausführungsform wurden die leitenden Streifen durch Siebdruck durch ein Nylonsieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 97 µm (160 Mesh) im gewünschten Muster aufgebracht. Es können auch andere Verfahren zum Aufbringen in ähnlicher Weise be­ nutzt werden, um die Paste in dem gewünschten Muster auf das Glas aufzutragen, wie Stempelkissendruck unter Verwendung eines Silikongummikissens als Stempel, mittels Schablonen oder Über­ tragung mit Hilfe von Abziehfolien.

Ein befriedigender Schutz gegen Abrieb wurde erzielt unter Ver­ wendung eines sprühfähigen Acrylharzes, das von Borden Inc. unter der Bezeichnung "Krylon Crystal Clear Acrylic Spray Coa­ ting" für die Schicht 34 benutzt wurde. Dieser Überzug zer­ setzt sich sauber mit wenig oder keinem sichtbaren Rauch, wenn er auf die Betriebstemperaturen des Kochfeldes erhitzt wird, die üblicherweise im Bereich von etwa 315 bis etwa 540°C (ent­ sprechend 600 bis 1000°F) liegen. Ein Überzug mit einer Dicke von weniger als 0,025 mm ergibt einen ausreichenden Schutz gegen Abrieb bei der dargestellten Ausführungsform. Wie in Fig. 4 gezeigt, in der die relative Dicke der Schutzschicht aus Acrylharz zur besseren Darstellung übertrieben ist, muß sich die Schicht nicht über die gesamte untere Oberfläche des Kochfeldes erstrecken, sondern sie braucht nur die zu schützen­ den leitenden Streifen vollständig zu bedecken. Während befrie­ digende Ergebnisse mit dem genannten Krylon-Spray erzielt wur­ den, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses besondere Überzugsmaterial beschränkt.

Aufgrund der geringen Dicke und der schlechten Haftung sind die wie oben beschrieben aufgebrachten leitenden Streifen normaler­ weise nicht direkt mit äußeren Drähten verbunden. In der darge­ stellten Ausführungsform können durch Löten leicht Anschluß­ kissen 30 (c) aufgelötet werden, um die Verbindung der Streifen mit der äußeren Fühlerschaltung zu erleichtern. Die Anschluß­ kissen 30 (c) werden aus einer Edelmetallpaste einer Art gebil­ det, die dicker ist, als die vorgenannten organometallischen Pasten. Diese Pasten umfassen vorzugsweise Goldteilchen in einem Glasbinder. Für die Anschlußkissen ist gute Haftung wichtiger als Schlagfestigkeit, da die Integrität der elektrischen Ver­ bindung kritisch ist. Da die Kissen jedoch klein sind, etwa 160 mm² (entsprechend einem Viertel Quadratzoll), ist die Wirkung auf die Schlagfestigkeit gering. Diese Wirkung kann wei­ ter dadurch vermindert werden, daß man die Kissen strategisch in Bereichen der Platte anordnet, wo die Schlagfestigkeit we­ niger kritisch und die Temperatur weniger hoch ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Anschlußkissen 30 (c) an der Kante des Kochfeldes angeordnet. Durch Anordnen der Kissen nahe der Kante wird die Schlagfestigkeit des zentralen Bereiches der Tragfläche nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus ist die Kante des Kochfeldes durch das sie tragende Teil abgestützt, so daß die Schlagfestigkeit der Glaskeramik allein an dieser Stel­ le weniger kritisch ist, außerdem ist die Kante des Kochfeldes ausreichend weit von den Heizeinheiten entfernt, so daß die Kissen nicht den hohen Temperaturen ausgesetzt sind, die eine fortgesetzte Reaktion zwischen Binder und Glas auch nach dem Brennen verursachen könnten, wie dies möglich wäre, würden die Kissen in größerer Nähe zur Heizeinheit angeordnet.

Das Aufbringen der Anschlußkissen auf die Glaskeramikplatte er­ fordert einige zusätzliche Fabrikationsstufen. Zuerst werden die dünnen leitenden Streifen wie beschrieben im erwünschten Muster auf die Glaskeramikoberfläche aufgebracht. Nach dem Trocknen der Streifen bei etwa 120°C (entsprechend 250°F) druckt man die Anschlußkissen durch Siebdruck oder Stempelkissendruck oder mit einer anderen geeigneten Technik an den erwünschten Stellen auf und benutzt hierfür eine besondere Paste. Dann er­ hitzt man das Muster langsam auf etwa 705 bis etwa 870°C und hält für etwa 10 Minuten bei dieser Temperatur, bevor man ab­ kühlt. Nach dem Abkühlen sprüht man den Schutzüberzug aus kla­ rem Acrylharz über den Musterbereich, um das Verfahren abzu­ schließen. Bei der dargestellten Ausführungsform wurden die An­ schlußkissen unter Verwendung der unter der Bezeichnung A-2290 von Engelhard Industries erhältlichen Paste gebildet.

Da die Anschlußkissen gebrannt werden müssen, um die erwünsch­ te Haftung zu erzielen, wird der Vorteil des Weglassens der Brennstufe verloren. Alternativ könnte eine Paste mit einer geringeren Brenntemperatur in Kombination mit einer anderen Verbindung als Löten benutzt werden. So wurde z.B. die Silber­ paste E 222B der Engelhard Industries befriedigend bei etwa 315°C gebrannt.

Obwohl am vorteilhaftesten mit Pasten ohne Flußmittel benutzt, kann der temporäre Schutzüberzug gegen Abrieb auch vorteilhaft zusammen mit Pasten verwendet werden, die etwas Flußmittel ent­ halten, und zwar bei Anwendungen, bei denen selbst mit Fluß­ mittel die Abriebsbeständigkeit des Filmes nicht ausreicht.

So kann z.B. eine handelsübliche Paste mit ansonsten erwünsch­ ten Eigenschaften einen ausreichend geringen Flußmittelgehalt aufweisen, so daß die Wirkung auf die Schlagfestigkeit der Glaskeramik akzeptabel, die Haftung aber ungenügend ist. Ein klares organisches Harz, das bei den Betriebstemperaturen sau­ ber verdampft, könnte genau wie bei Filmen aus flußmittelfreien Pasten auf den Film aufgebracht werden, um vor dem und während des Zusammenbaues des Endproduktes die erforderliche Abriebs­ beständigkeit zu gewährleisten.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren in seiner Anwendung auf Elektroherde mit Glaskeramik-Kochfeldern beschrieben worden ist, ist die Brauchbarkeit des Verfahrens darauf nicht beschränkt. So könnte das Verfahren auch für andere Produkte eingesetzt wer­ den, bei denen ein dünnes Metallfilmmuster auf eine Glaskeramik­ oberfläche unter Verwendung einer organometallischen Paste ohne oder mit nur wenig Flußmittel aufgebracht werden soll, wenn vor dem und während des Zusammenbaues des Endproduktes eine Abriebs­ beständigkeit erforderlich ist, nicht aber mehr nach dem voll­ ständigen Zusammenbau des Produktes.

Es können zahlreiche Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. So könnte die Glaskeramik-Tragfläche auch in einem Gasherd Ver­ wendung finden, bei dem die Heizeinheiten statt elektrischer Elemente Gasbrenner sind.

Claims (9)

1. Verfahren zum Aufbringen eines dünnen Metallfilms auf eine Glaskeramikplatte, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:
Aufbringen einer dünnen Schicht aus einer Metallpaste in einem vorbestimmten Muster auf der Oberfläche der Glaskeramikplatte;
langsames Erhitzen der Platte auf eine Temperatur, die ausreicht, die organischen Komponenten der Paste weg­ zubrennen und
Abdecken des erhaltenen Musters des leitenden Metall­ films mit einer dünnen Schutzschicht, die ein organi­ sches Harz umfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , worin die Metallpaste eine organometallische Verbindung im wesentlichen ohne Flußmittel umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin das organische Harz eine Verdampfungstemperatur aufweist, die geringer ist als die Temperatur, der die Glaskeramikplatte beim normalen Gebrauch ausgesetzt ist und das Harz­ material sauber verdampft, wenn die Glaskeramikplatte in Gebrauch genommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin das organische Harz ein klares Acrylharz umfaßt.

5. Verfahren zum Aufbringen eines dünnen Metallfilms auf eine Glaskeramikplatte, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:
Aufbringen einer dünnen Schicht aus einer Edelmetall­ paste in einem vorbestimmten Muster auf die Oberfläche der Glaskeramikplatte, wobei die Metallpaste eine orga­ nometallische Verbindung im wesentlichen ohne Fluß­ mittel umfaßt,
langsames Erhitzen der Platte auf eine Temperatur, die ausreicht, die organischen Komponenten der Paste wegzubrennen und
Abdecken des erhaltenen leitenden Metallfilms mit einer dünnen Schutzschicht aus einem klaren organischen Harz, um den Metallfilm gegen Abrieb zu schützen, wobei das klare organische Harz eine Verdampfungstemperatur hat, die geringer ist als die Temperatur, der die Glaske­ ramikplatte bei normalem Gebrauch ausgesetzt ist, wo­ durch das Harzmaterial sauber verdampft, wenn die Glas­ keramikplatte in Gebrauch genommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin das klare organische Harz ein Acrylharz umfaßt.

7. Glaskeramik-Tragfläche zur Verwendung in einer Heiz­ vorrichtung, wobei die Tragfläche umfaßt:
eine Glaskeramikplatte zum Tragen von zu erhitzenden Gegenständen, wobei die Platte ein oder mehrere Heiz­ flächen aufweist, die über entsprechenden Heizeinhei­ ten liegen, wenn der Zusammenbau in einer Heizeinrich­ tung erfolgt ist;
ein Paar paralleler leitender Streifen auf der unteren Oberfläche der Platte unterhalb jeder Heizfläche, wo­ bei sich die Streifen von der Peripherie der Heizflä­ che nach innen auf deren Zentrum zu erstrecken und mit einer äußeren Schaltung verbindbar sind zum Messen des Widerstandes des Glases zwischen den Streifen als Maß der Temperatur des Glases in der Heizfläche und die Streifen aus einer Edelmetallpaste gebildet sind, die im wesentlichen keinerlei Flußmittel enthält und
einer dünnen Schutzschicht aus einem organischen Harz, das an der unteren Oberfläche der Keramikplatte haftet und die leitenden Streifen abdeckt, wobei diese Schicht durch Verdampfung entfernbar ist, wenn sie nach dem Zu­ sammenbau und beim Betrieb als Heizvorrichtung auf die normale Betriebstemperatur der Tragfläche erhitzt wird, wodurch die leitenden Streifen während der Handhabung der Glaskeramikplatte vor dem und während des Zusammen­ baues der Heizvorrichtung vor Abrieb geschützt sind.

8. Elektroherd mit einer Glaskeramikplatte zur Aufnahme von darauf zu erhitzendem Gut, mindestens einer Heiz­ einheit unterhalb der Tragfläche der Glaskeramikplat­ te zum Erhitzen des darauf getragenen Gutes und einer Einrichtung zum Messen der Temperatur mit einem Paar allgemein paralleler leitender Streifen für jede Heiz­ einheit, die auf der Unterseite der Glaskeramikplatte angeordnet sind und sich mindestens über einen Teil der Tragfläche erstrecken, die sich über der Heizeinheit befindet,
dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Streifen aus einer Edelmetallpaste ge­ bildet sind, die auf die Oberfläche der Glaskeramik aufgebracht ist, wobei diese Paste keinerlei Flußmit­ tel enthält,
eine dünne Schutzschicht aus organischem Harz auf die Unterseite der Kochfläche zum Abdecken der leitenden Streifen aufgebracht ist, wobei das Harzmaterial ver­ dampft, wenn die Heizeinheit in den normalen Betriebs­ temperaturbereich gebracht wird, wodurch die leitenden Streifen während der Handhabung der Glaskeramikplatte vor dem und während des Zusammenbaues des Elektroher­ des vor Abrieb geschützt sind.

9. Elektroherd nach Anspruch 8, worin das organische Harz ein klares Acrylharz umfaßt.