ES2861932T3 - Placa de cocción por inducción y método de producción - Google Patents

Placa de cocción por inducción y método de producción Download PDF

Info

Publication number
ES2861932T3
ES2861932T3 ES14827840T ES14827840T ES2861932T3 ES 2861932 T3 ES2861932 T3 ES 2861932T3 ES 14827840 T ES14827840 T ES 14827840T ES 14827840 T ES14827840 T ES 14827840T ES 2861932 T3 ES2861932 T3 ES 2861932T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
glass
mpa
plate
hob according
induction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES14827840T
Other languages
English (en)
Inventor
Claire Lestringant
René Gy
Gaëlle Ferriz
Pablo Vilato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eurokera SNC
Original Assignee
Eurokera SNC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eurokera SNC filed Critical Eurokera SNC
Application granted granted Critical
Publication of ES2861932T3 publication Critical patent/ES2861932T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/32—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with synthetic or natural resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/72—Decorative coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/78—Coatings specially designed to be durable, e.g. scratch-resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/365—Coating different sides of a glass substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Induction Heating Cooking Devices (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

Una placa de cocción por inducción, destinada a cubrir o recibir elementos de calentamiento por inducción, siendo dicha placa una placa de vidrio con una composición de tipo aluminosilicato de litio, teniendo dicha placa una zona de superficie de al menos 5 μm de grosor que comprende iones de potasio en reemplazo de los iones de litio del vidrio.

Description

DESCRIPCIÓN
Placa de cocción por inducción y método de producción
La invención se refiere a una placa de cocción por inducción (destinada más particularmente para cubrir o recibir elementos de calentamiento por inducción), y también se refiere a un aparato de cocción por inducción que incorpora dicha placa y a un método para producir la misma.
Los aparatos de cocción por inducción comprenden tradicionalmente al menos un inductor dispuesto debajo de una placa de vitrocerámica. Estos aparatos están integrados en una encimera o en la estructura de una cocina. La placa se usa como soporte para utensilios de cocina (cacerolas, sartenes, etc.), que se calientan en virtud de la corriente eléctrica inducida dentro de ellos por el campo magnético generado por los inductores. Para este fin se emplean vitrocerámicas de aluminosilicato de litio gracias a su resistencia al choque térmico, una consecuencia de su coeficiente de expansión térmica cero o casi cero. Las vitrocerámicas se producen sometiendo placas de vidrio de aluminosilicato de litio a un tratamiento térmico a alta temperatura que genera, dentro de la placa, cristales de estructura de cuarzo beta o espodumena beta, cuyo coeficiente de expansión térmica es negativo.
En 1980, mediante la solicitud de patente GB 2 079 119, se realizó la propuesta de usar placas de vidrio grueso (5 o 6 mm de grosor), opcionalmente templado, en lugar de vitrocerámica. Las composiciones contempladas fueron diversas: composiciones de cal sodada, borosilicato y aluminosilicato, etc. Sin embargo, estas placas nunca fueron comercializadas, ya que su resistencia termomecánica demostró ser insuficiente para el uso diario práctico y, por tanto, los aparatos de cocción por inducción, más de 30 años después, todavía están basados en vitrocerámica. Los documentos WO2013/136013 y US2005/0250639 describen vidrios de aluminosilicato de litio templados, pero nunca tienen en cuenta las aplicaciones en el campo de los dispositivos de cocción por inducción.
Se han contemplado dos formas de refuerzo para mejorar las propiedades mecánicas de las placas de vidrio destinadas para su uso como placas de cocción y expuestas, en consecuencia, a altas temperaturas durante su uso: refuerzo térmico y refuerzo químico.
El refuerzo térmico también se denomina templado o endurecimiento. Esto implica calentar el vidrio por encima de su temperatura de transición vítrea y luego enfriarlo rápidamente, en general por medio de boquillas que soplan aire sobre la superficie del vidrio. Puesto que la superficie se enfría más rápidamente que el núcleo del vidrio, se forman tensiones de compresión sobre la superficie de la placa de vidrio, equilibradas por las tensiones de tracción en el núcleo de la placa. Este método de templado es particularmente rápido (algunos minutos) y económico, pero en determinados casos puede provocar el deterioro de la calidad óptica de los vidrios, no superando generalmente la tensión superficial resultante (que permite evaluar el refuerzo obtenido) los 200 MPa.
El refuerzo químico, en ocasiones denominado templado químico, es un tratamiento que emplea intercambio iónico. El reemplazo en superficie de un ion en la placa de vidrio (generalmente un ion de metal alcalino) por un ion de mayor radio iónico (normalmente el ion más cercano con un radio iónico más grande; por consiguiente el sodio se reemplaza tradicionalmente por potasio, y el litio por sodio) permite crear tensiones de compresión residuales en la superficie de la placa de vidrio, hacia abajo hasta una determinada profundidad. Este método confiere una mayor resistencia mecánica que la conferida por el refuerzo térmico, pero lleva más tiempo (de algunas horas a semanas) y es más caro. Además, el vidrio reforzado por intercambio iónico tiene una tendencia a perder su refuerzo mecánico cuando se expone a altas temperaturas durante mucho tiempo, o cuando se expone a temperaturas muy altas, un hecho que ocasiona problemas en el campo de las placas de cocción, donde las placas están expuestas constantemente a altas temperaturas e incluso localmente a temperaturas muy altas (una cacerola vacía olvidada sobre la placa en un estado caliente). Además, dado que el templado químico es un tratamiento de superficie, cualquier rayado sobre la superficie del vidrio puede ser perjudicial para su resistencia mecánica.
El objetivo de la presente invención fue por tanto desarrollar nuevas placas de vidrio que amplíen la variedad de los productos existentes, utilizándose dichas placas en un uso en el que se someten a calentamiento a diario a altas temperaturas (más en particular de posiblemente hasta regularmente 350 0C en uso normal, e incluso de manera local hasta 450 °C aproximadamente en situaciones extremas antes de la activación de los sistemas de seguridad que interrumpen el calentamiento), que sean adecuadas para su uso como placa de inducción (destinada a la combinación con al menos un inductor, en particular en un aparato de cocción por inducción), mostrando estas placas nuevas alta resistencia mecánica apropiada para su uso, y conservando suficiente resistencia mecánica en una situación normal de calentamiento o en situaciones de servicio en las que su superficie puede sufrir roces y rayados, conservando dichas placas también buenas cualidades ópticas y pudiendo obtenerse fácilmente.
La presente invención se refiere, en consecuencia, a una nueva placa destinada a cubrir o recibir elementos de calentamiento por inducción, una placa de cocción por inducción, siendo dicha placa una placa (o lámina) de vidrio con una composición de tipo de aluminosilicato de litio, teniendo dicha placa una zona de superficie de al menos 5 pm de grosor que comprende iones de potasio en reemplazo de los iones de litio del vidrio (determinándose el grosor de esta zona, más particularmente, mediante un método de medición tomando el peso tal como se describe más adelante). Esta zona se obtiene ventajosamente mediante intercambio iónico (de los iones de litio en el vidrio) por medio de iones de potasio (procedentes de la superficie del vidrio y sobre la profundidad de la zona de intercambio), estando el vidrio en la superficie en compresión dentro de dicha zona de superficie, comprendiendo también la placa una zona central (en el grosor restante de la placa de vidrio) en tensión, estando por tanto la placa según la invención reforzada mediante intercambio iónico con potasio.
La presente invención también se refiere a un aparato de cocción por inducción que comprende al menos un inductor dispuesto debajo de la placa definida anteriormente.
Asimismo, la presente invención se refiere a un método para fabricar una placa de inducción de vidrio, más particularmente una placa según la invención, en el que la placa de vidrio de aluminosilicato de litio se pone en contacto con al menos una sal de potasio (y de ese modo se refuerza mediante intercambio iónico usando potasio), más particularmente durante al menos 8 h a no menos de 360 °C (y preferiblemente a no menos de 400 °C, más particularmente a no menos de 450 °C).
Las placas según la invención tienen las propiedades requeridas para su uso como placas de cocción por inducción, presentando más particularmente una resistencia mecánica y térmica satisfactoria tal como se requiere en sus condiciones de uso, persistiendo estas resistencias en una situación de calentamiento regular, siendo también estas placas resistentes a arañazos y teniendo buenas cualidades ópticas, y siendo todavía relativamente sencillo el método mediante el que se producen.
Además, el refuerzo mecánico particularmente satisfactorio y duradero que se obtiene permite reducir el grosor de la placa, a la vez que se conserva la resistencia mecánica eficaz, teniendo este hecho varias ventajas en lo que se refiere, en particular, a la economía de materiales y energía, al peso y a la facilidad de instalación, y a la visibilidad del elemento de presentación visual combinado con la placa. Por tanto, el grosor de la placa de vidrio según la invención puede ser ventajosamente menor de o igual a 4 mm, más particularmente menor de o igual a 3,5 mm, en particular menor de o igual a 3 mm.
El vidrio de tipo de aluminosilicato de litio es un vidrio que comprende al menos sílice SiO2, alúmina Al2O3 y óxido de litio Li2O. La composición química del vidrio de aluminosilicato de litio que forma la placa según la invención (inicialmente, antes del intercambio de los iones de litio en la zona de superficie, quedando también esta composición en la placa de núcleo, en la zona central) comprende preferiblemente sílice SiO2 en una cantidad en peso desde el 49 % hasta el 75 %, alúmina Al2Ü3 en una cantidad en peso desde el 15 % hasta el 30 %, y óxido de litio Li2Ü en una cantidad en peso desde el 1 % hasta el 8 % (también pueden estar presentes otros componentes, tal como se especifica más adelante). La presencia de óxido de litio en la composición inicial (y conservada en la zona central), en combinación con la alúmina, permite que se acumulen un gran número de ventajas, especialmente en lo que se refiere a la resistencia a choques térmicos, lo que hace que estas composiciones sean particularmente atractivas para la aplicación en cuestión. Además, la composición química del vidrio usado está preferentemente libre de óxido de boro (B2O3).
La zona de superficie (o zona de intercambio) cargada con iones de potasio (en reemplazo, en particular, de los iones de litio) de la placa según la invención es la zona, en cada cara de la placa, que se extiende desde la superficie de la placa hasta la profundidad de intercambio o profundidad limitante sobre la cual se produce el intercambio por iones de potasio. Esta zona es, por tanto, la zona en la que el nivel de potasio (expresado en porcentajes en peso de óxidos de potasio) es mayor que el nivel de potasio en la zona central (en la que el nivel de óxidos de potasio es el nivel correspondiente al de la composición de aluminosilicato de litio seleccionado inicialmente para formar el vidrio), y preferiblemente es la zona, comenzando desde la superficie de la placa, en cualquier punto de la cual el nivel de potasio es mayor en al menos el 0,5 % en peso con respecto al nivel de potasio en la zona central (o en el núcleo o en la parte media o en el centro) de la placa (dicho de otro modo, la diferencia A[K2O] entre la concentración de K2O en cualquier punto o en cualquier grosor en esta zona y la concentración de K2O en el núcleo de la placa es de al menos el 0,5 % en peso). Expresado de forma alternativa, esta zona de superficie es preferiblemente la zona que se extiende desde la superficie de la placa hasta la profundidad limitante de la placa, a partir de la cual la diferencia entre el nivel de potasio en esa profundidad y el nivel en el núcleo de la placa se vuelve menos de 0,5 %.
El grosor de la zona superficial definida según la invención es ventajosamente de entre 6 y 120 pm (en el método de medición tomando el peso elucidado más adelante), preferiblemente entre 20 y 90 pm, más particularmente entre 40 y 80 pm, o incluso desde 50 hasta 70 pm en la presente invención, siendo generalmente el grosor de la zona central de al menos 1,5 mm.
El grosor de la zona de superficie o profundidad de intercambio H (en micrómetros) se determina usando mediciones de la masa de la muestra antes y después del templado químico (o método de medición tomando el peso). Más específicamente, la profundidad H se proporciona mediante la siguiente fórmula:
Am M -Jne
H = ------------------------------------
m A M a
En esta fórmula, m es la masa de la muestra antes del templado, Am es el cambio en la masa debido al templado, M es la masa molar del vidrio antes del templado, AM es la diferencia en masa molar entre los óxidos de metales alcalinos que forman parte del vidrio (en la presente invención, los óxidos de potasio) y los que salen del vidrio para el intercambio en cuestión (en la presente invención, los óxidos de litio), e es el grosor del vidrio, y a es la concentración molar inicial de los óxidos de metales alcalinos que salen del vidrio durante el intercambio.
En general, el grado de reemplazo de los iones de litio por los iones de potasio disminuye (progresivamente) desde la superficie del vidrio (donde el reemplazo de los iones de litio con los iones de potasio puede ser completo, dicho de otro modo, el 100 %, o casi completo (al menos el 95 %), hasta el límite opuesto de la zona de superficie (donde el nivel de óxidos de potasio que reemplazan a los óxidos de litio llega a ser de menos del 0,5 % en peso). El nivel de potasio en la superficie del vidrio y en cualquier punto en el grosor de la zona de superficie es, por tanto, mayor que el nivel de potasio en la zona central, tal como se indicó anteriormente. El nivel de potasio (expresado como porcentajes en peso de los óxidos (óxido de potasio), que están comúnmente en esta forma en la composición) en la superficie del vidrio en la placa según la invención es ventajosamente mayor en al menos el 3 % en peso con respecto al nivel de potasio en la zona central (es decir, As[K2O] = [K2O]s - [K2O]c > 3 %, donde [K2O]s es la concentración de K2O, expresada como porcentajes en peso, en la superficie, y [K20]c es la concentración de K2O en el núcleo de la placa), y más particularmente es mayor en del 5 % al 14 % en peso con respecto al nivel de potasio en la zona central, midiéndose este nivel por medio de una microsonda electrónica. Además, el nivel de potasio a lo largo de un grosor de 5 pm (al menos) comenzando desde la superficie del vidrio se mantiene de manera ventajosa relativamente constante (se reduce en menos del 30 %, considerando la razón entre el nivel tras el envejecimiento y el nivel inicial) después del envejecimiento, independientemente del envejecimiento en condiciones de uso normales, más particularmente después de calentar a 350 0C durante 1000 h; también se mantiene constante (se reduce en menos del 10 % o el 15 %) después del envejecimiento producido por sobrecalentamiento accidental, más particularmente después de calentar a 450 0C durante 10 minutos.
Ventajosamente, la placa de vidrio definida según la invención es de manera que la tensión de rotura por flexión (o resistencia mecánica a la rotura) en una prueba de “anillo sobre trípode” (tal como se describe a continuación) es de al menos 400 MPa, preferiblemente al menos 500 MPa, más particularmente al menos 550 MPa y, cuando sea apropiado, al menos 600 MPa para dicha placa, ya se mida esta tensión antes o después del envejecimiento.
Más particularmente, la tensión de rotura por flexión (en la prueba de anillo sobre trípode) es de al menos 550 MPa, preferiblemente al menos 600 MPa, más particularmente al menos 700 MPa, o incluso al menos 750 MPa para dicha placa que no se ha destemplado (lo que significa que se ha probado en una placa que no se ha sometido a tratamientos térmicos adicionales después de su fabricación).
De manera sorprendente y ventajosa, además, la tensión de rotura por flexión es de al menos 400 MPa, más particularmente al menos 500 MPa, en particular al menos 550 MPa, o incluso al menos 600 MPa para dicha placa después de calentar a 350 °C durante 1000 h (lo que simula el uso normal de una placa de inducción a lo largo de 5 años). También de manera sorprendente y ventajosa, la tensión de rotura por flexión es también de al menos 550 MPa, más particularmente al menos 600 MPa, o incluso al menos 650 MPa, en particular al menos 700 MPa para dicha placa después de calentar a 450 °C durante 10 minutos (lo que simula un acontecimiento accidental de sobrecalentamiento de la placa).
Por tanto, las placas según la invención conservan sorprendentemente su resistencia mecánica (y los efectos de su refuerzo mediante intercambio iónico) después del destemplado, lo cual generalmente sigue al uso del vidrio en una aplicación tal como la de las placas de cocción por inducción (a diferencia en particular de las placas de aluminosilicato de litio, reforzadas comúnmente mediante intercambio iónico de sodio, que pierden su refuerzo mecánico cuando se exponen a envejecimiento térmico durante un período significativo, tal como se ilustra más adelante). Por tanto, la invención se refiere a una placa destinada a cubrir o recibir elementos de calentamiento por inducción; siendo esta placa una placa de vidrio con una composición de tipo de aluminosilicato de litio, de manera que presenta una tensión de rotura por flexión en una prueba de “anillo sobre trípode” de al menos 400 MPa, preferiblemente al menos 500 MPa, más particularmente al menos 550 MPa y, cuando sea apropiado, al menos 600 MPa, antes y después del envejecimiento, más particularmente después de calentar a 350 0C durante 1000 h o después de calentar a 450 °C durante 10 minutos.
La prueba de flexión mediante el método de anillo sobre trípode se lleva a cabo por medio de una máquina Instron 4400R, regulada con velocidad de descenso de cruceta de 2 mm/min, equipada con un sensor de carga de 10 kN, un anillo de 10 mm de diámetro con un toro de 1 mm de radio, unido en el extremo de la máquina Instron, y un soporte al cual están unidas 3 bolas de 5 mm de radio, dispuestas a 120° a lo largo de un círculo con un radio de 20 mm y un centro coincidente con el centro del anillo.
La muestra de prueba, que mide 70 mm x 70 mm, se coloca entre estas 3 bolas y el anillo, de manera que el centro de la muestra de prueba esté alineado con el centro del anillo, con una precisión de 1 mm. Luego se aplica una fuerza creciente al anillo hasta que la muestra de prueba se rompe. Solamente se cuentan las muestras de prueba cuyo origen de rotura está debajo del anillo. La tensión de rotura como función de la fuerza en el punto de rotura y del grosor de la muestra de prueba viene dada por la siguiente fórmula:
0 , 8 4 7 x fuerza ^ )
a (M Pa) = ngrroossoorr l^ m m - 2 )
La placa de vidrio según la invención presenta también una tensión de núcleo (en la zona central) de entre 2 y 80 MPa para un grosor de entre 1,5 y 6 mm. Esta tensión de núcleo (Sc) se extrae del perfil de tensión, determinado por medio de un microscopio de polarización equipado con un compensador de Babinet. Un método de este tipo se describe por H. Aben y C. Guillemet, en “ Photoelasticity of glass” , Springer Verlag, 1993, págs. 65, 123, 124, 146).
Ventajosamente también, la placa de vidrio definida según la invención presenta una resistencia al rayado potenciada, tal como se manifiesta por el hecho de que su superficie permanece libre de escamas tras la aplicación de una punta de diamante Vickers (de geometría definida según la norma ISO 6507 o C1327) bajo una fuerza de 1 N (o menos), llevándose a cabo esta prueba aplicando la punta con una fuerza constante (probando generalmente diferentes fuerzas crecientes hasta que se observa que aparecen escamas, dicho de otro modo hasta que se observa que el vidrio se retira a lo largo de una anchura de al menos 100 pm con respecto a la línea de aplicación de la punta) sobre placa de vidrio y moviéndola a una velocidad de 2 m/min a lo largo de una longitud de 1 mm, a temperatura ambiente. La resistencia al rayado potenciada en el radio de la placa de vidrio definida según la invención también se manifiesta en el hecho de que su superficie está exenta de grietas laterales (en forma de herraduras (o conos Hertz)) después de la aplicación de una bola de Erichsen (esfera de acero de 500 pm de diámetro) bajo una fuerza de 20 N (o menos), o incluso de 30 N, llevándose a cabo también esta prueba aplicando la bola con una fuerza constante (donde se someten a prueba diferentes fuerzas crecientes hasta que se observa que aparecen grietas laterales en relación con la línea de aplicación de la bola) sobre la placa de vidrio y moviéndola a una velocidad de 2 m/min a lo largo de una longitud de 1 mm, a temperatura ambiente.
Preferiblemente, según la invención, la composición química del vidrio en la placa (inicialmente, antes del intercambio, siendo esta composición también la del núcleo de la placa tras el intercambio) comprende (o consiste esencialmente en) los siguientes constituyentes, que varían en los límites en peso definidos a continuación: SiO2: el 49 % - 75 %; A^Os: el 15 % - 30 %; Li2O: el 1 % - 8 %; K2O: el 0 % - 5 %; Na2O: el 0 % - 5 %; ZnO: el 0 % - 5 %; MgO: el 0 - 5 %; CaO: el 0 % -5 %; BaO: el 0 - 5 %; SrO: el 0 - 5 %; T O el 0 - 6 %; ZrO2: el 0 - 5 %; P2O5: el 0 - 10 %; B2O3: el 0 % - 5 % (y preferiblemente 0).
Una composición química particularmente preferida (inicialmente o en el núcleo de la placa) comprende (o consiste esencialmente en) los siguientes constituyentes, que varían en los límites de peso definidos a continuación: SiO2: el 52 % - 75 %; A^Oa: el 18 % - 27 %; U2O: el 1,5 % - 5,5 %; K2O: el 0 - 3 %; Na2O: el 0 - 3 %; ZnO: el 0 % - 3,5 %; MgO: el 0 - 3 %; CaO: el 0 % - 4,5 %; BaO: el 0 % - 3,5 %; SrO: el 0 - 2 %; TiO2: el 0 % -5,5 %; ZrO2: el 0 - 3 %; P2O5: el 0 - 8 %; B2O3: el 0 % - 3 % (y preferiblemente 0).
En las composiciones anteriores, la sílice (Siüs) es el principal óxido de formación de vidrio, contribuyendo los niveles altos a un aumento en la viscosidad del vidrio más allá de lo que es aceptable, y aumentando las cantidades excesivamente bajas el coeficiente de expansión térmica. La alúmina (A^Oe) también contribuye a un aumento en la viscosidad del vidrio y a una reducción en su coeficiente de expansión. Aunque no se excluye la presencia de otros óxidos de metales alcalinos (por ejemplo, Na2O, siendo posible que los iones de sodio, según sea apropiado, también se reemplacen por iones de potasio en la superficie), el óxido de litio (Li2O) es preferiblemente el único óxido de metales alcalinos presente en la composición (aparte de las impurezas inevitables). Sin embargo, las cantidades excesivamente altas aumentan la tendencia del vidrio a desvitrificarse. Los óxidos de metales alcalinos permiten que el vidrio fluidifique y por tanto facilitan su fusión y refinado, y el óxido de litio también permite que se mantenga un coeficiente de expansión térmica baja con respecto a los otros óxidos de metales alcalinos. Los óxidos de metales alcalinotérreos, y también el óxido de bario (BaO), son útiles para facilitar que el vidrio se funda y se refine debido a su efecto de reducción de la viscosidad a alta temperatura.
Debe entenderse que la expresión “consiste esencialmente en” significa que los óxidos mencionados anteriormente constituyen al menos el 96 % o incluso el 98 % del peso del vidrio. La composición puede comprender además aditivos que sirven generalmente para refinar el vidrio o para dar color al vidrio. Los agentes de refino se seleccionan normalmente de óxidos de arsénico, de antimonio, de estaño y de cerio, halógenos y sulfuros metálicos, en particular sulfuro de zinc. La cantidad en peso de agentes de refino normalmente es de no más del 1 %, preferiblemente entre el 0,1 % y el 0,6 %. Los agentes colorantes son óxido de hierro, presente como impureza en la mayoría de los materiales de partida, óxido de cobalto, óxido de cromo, óxido de cobre, óxido de vanadio, óxido de níquel y selenio. La cantidad total en peso de agentes colorantes normalmente es de no más del 2 %, o incluso del 1 %. La introducción de uno o más de estos agentes puede dar como resultado una placa de vidrio oscura, con muy poca transmitancia de la luz (normalmente no más del 3 %, en particular el 2 % e incluso el 1 %), que tendrá la ventaja de ocultar los inductores, el cableado eléctrico y también los circuitos para el control y la monitorización del aparato de cocción. Otra alternativa, descrita adicionalmente en el texto, implica equipar parte de la superficie de la placa con un recubrimiento opaco o sustancialmente opaco, o disponer un material opaco, preferiblemente de color oscuro, entre la placa y los elementos internos del aparato.
El coeficiente de expansión térmica lineal del vidrio (medido según la norma ISO 7991: 1987 entre 20 y 300 0C) es preferiblemente de no más de 70 x 10' 7/K y, en particular, es de entre 30 x 10-7/K y 50 x 10-7/K. Los coeficientes de expansión térmica alta no permiten obtener una resistencia adecuada al choque térmico. Por otro lado, un coeficiente de expansión térmica demasiado bajo puede reducir el refuerzo observado.
Tal como se indicó anteriormente, las placas según la invención pueden ser ventajosamente placas delgadas, pero también placas con grandes dimensiones laterales, siendo estas placas las más propensas a romperse. El grosor de la placa es, en particular, de no más de 4,5 mm, más particularmente menor de o igual a 4 mm, o incluso hasta 3,5 mm, o incluso menor de o igual a 3 mm, tal como se indicó anteriormente. El grosor es generalmente de al menos 1,5 mm, más particularmente al menos 2 mm. La placa de vidrio tiene preferiblemente una dimensión lateral de al menos 0,5 m, o incluso de 0,6 m. La dimensión más grande generalmente es de no más de 1,50 m.
Las placas pueden fabricarse de una manera conocida fundiendo los materiales de partida pulverulentos, seguido por la formación del vidrio resultante. La fusión se lleva a cabo normalmente en hornos refractarios mediante quemadores que usan aire u oxígeno como oxidante y gas natural o fueloil como combustible. Las resistencias de molibdeno o platino sumergidas en el vidrio fundido también pueden proporcionar parte o toda la energía usada para obtener el vidrio fundido. Los materiales de partida (sílice, espodumena, petalita, etc.) se introducen en el horno y, bajo el efecto de las altas temperaturas, experimentan diversas reacciones químicas, tales como reacciones de descarbonatación, reacciones de fusión real, etc. La temperatura máxima alcanzada por el vidrio normalmente es de al menos 1500 °C, en particular entre 1600 y 1700 °C. El vidrio puede conformarse para dar placas de una manera conocida mediante la laminación del vidrio entre rodillos de metal o cerámica, o también mediante el procedimiento de flotación, una técnica que implica verter el vidrio fundido sobre un baño de estaño fundido.
El refuerzo por intercambio iónico de potasio se lleva a cabo sumergiendo las placas de vidrio formadas de esta manera en al menos un baño, preferiblemente uno solo, de sales de potasio (las sales de potasio pueden estar solas o en una mezcla con otras sales, como por ejemplo sales de plata o sales de sodio), por ejemplo un baño que contiene nitrato de potasio, más particularmente un baño compuesto por el 100 % de nitrato de potasio, calentándose este baño preferiblemente hasta una temperatura de al menos 360 °C durante al menos 8 h para dar la placa reforzada según la invención. El baño generalmente se obtiene calentando la sal o las sales seleccionadas (que pueden ser sólidas a temperatura ambiente), en una cuba de acero y mediante calentadores de resistencia, por ejemplo, a la temperatura deseada. Esta temperatura del baño es preferiblemente de entre 360 °C y 500 °C, más particularmente entre 400 °C y 500 °C, en particular entre 450 °C (o incluso 460 °C) y 500 °C, en la presente invención; el tiempo de mantenimiento del vidrio en el baño es también preferiblemente de entre 8 h y 72 h, más particularmente entre 16 y 32 h, o incluso entre 16 y 24 h, para dar la placa reforzada según la invención. Cuando sea apropiado, los vidrios pueden precalentarse, por ejemplo, manteniéndolos durante varios minutos (más particularmente alrededor de diez minutos) por encima del baño de sales fundidas que se han calentado hasta la temperatura, antes de sumergirse en el baño. El baño de sales de potasio fundidas se mantiene posteriormente a la temperatura durante todo el tiempo de tratamiento (más particularmente entre 8 y 72 h, en particular entre 16 y 24 h), y luego los vidrios se extraen del baño, se enfrían (teniendo lugar el enfriamiento, por ejemplo, a temperatura ambiente dejando que los vidrios descansen en la sala de templado sobre un soporte, como por ejemplo un soporte de metal del tipo de una cesta de acero) y entonces, según sea apropiado, se aclaran (en particular con el fin de retirar las sales enfriadas, que forman una película sobre la superficie del vidrio), con agua o con otro disolvente, por ejemplo, antes del secado opcional (por ejemplo, a temperatura ambiente en la sala o mediante chorro de aire, etc.).
Tal como se indicó anteriormente, el refuerzo mecánico particularmente satisfactorio y duradero obtenido para las placas según la invención hace posible si es necesario reducir el grosor de las placas utilizadas, al tiempo que se mantiene una alta resistencia mecánica. Preferiblemente, sin embargo, la placa de vidrio sigue siendo capaz de ocultar los inductores, el cableado eléctrico y los circuitos para controlar y monitorizar el aparato de cocción, permaneciendo solamente los dispositivos de presentación visual, preferentemente, visibles por el usuario. Especialmente cuando la transmitancia de la placa de vidrio como tal es alta (más particularmente por encima del 3 %) y/o cuando los colorantes que están presentes, según sea apropiado, en el vidrio, no permiten suficiente opacificación de la placa, es posible dotar a al menos parte de la superficie de la placa (particularmente la parte que, en el aparato de cocción, está situada opuesta a los elementos que van a ocultarse) de un recubrimiento (que se aplica, por ejemplo, a la placa reforzada, en línea después de su fabricación, o posteriormente), teniendo dicho recubrimiento la capacidad de absorber y/o reflejar y/o difundir radiación luminosa. El recubrimiento puede aplicarse bajo la placa, dicho de otro modo a la superficie destinada a situarse opuesta a los elementos internos del aparato, también denominada “cara inferior” , y/o a la placa, dicho de otro modo a la cara opuesta o cara superior. Este recubrimiento puede ser continuo o discontinuo (por ejemplo, puede tener patrones o una trama), o discontinuo en determinadas regiones, como por ejemplo en los elementos de calentamiento, y continuo en otros lugares, siendo también posible proporcionar una o más regiones sin recubrir de manera opuesta, por ejemplo, los dispositivos que emiten luz (estas regiones pueden estar recubiertas también con un recubrimiento no opaco). La transmitancia luminosa de la placa en las regiones recubiertas es preferiblemente de no más del 0,5 %, o incluso de no más del 0,2 %, y también es posible que el recubrimiento sea completamente opaco.
La placa puede comprender adicionalmente un recubrimiento decorativo, no destinado necesariamente a enmascarar los elementos internos del aparato de cocción; esta decoración hace posible, por ejemplo, identificar las zonas de calentamiento, las zonas de control (particularmente los controles sensibles al tacto), para proporcionar información, para representar un logotipo, etc.
El recubrimiento o recubrimientos puede(n) ser, por ejemplo, una o más capas orgánicas, tales como una capa de pintura o barniz, o una o más capas inorgánicas, tales como un esmalte o una capa metálica o una capa de un óxido metálico, nitruro, oxinitruro u oxicarburo. Con preferencia, las capas orgánicas se aplican en la cara inferior, mientras que las capas inorgánicas, especialmente los esmaltes, se aplican en la cara superior.
La pintura que puede usarse se selecciona ventajosamente para soportar altas temperaturas, para retener su color y su cohesión a la placa, y para no afectar adversamente a las propiedades mecánicas de la placa. La pintura tiene ventajosamente una temperatura de degradación mayor de 300 0C, más particularmente, entre 350 0C y 700 0C. Generalmente, se basa en una o más resinas (por ejemplo, una resina de silicona, modificada cuando sea apropiado mediante la incorporación de un radical tal como un alquilo o fenilo o metilo, etc.), y, cuando sea apropiado, se llena (por ejemplo, con pigmento(s) o colorante(s)), y opcionalmente se diluye para ajustar su viscosidad en vistas a su aplicación a la placa, retirándose el diluyente o disolvente (por ejemplo, aguarrás mineral, tolueno, disolventes de hidrocarburo aromático, tal como el disolvente vendido con el nombre comercial Solvesso 100® de Exxon, etc.), cuando sea apropiado, durante la cocción final de la pintura.
Los pigmentos presentes pueden ser, por ejemplo, pigmentos para esmaltes (de tipo óxido metálico o cromato, siendo los ejemplos óxidos de cromo, de cobre, de hierro, de cobalto o de níquel, o cromatos de cobre o cromatos de cobalto, etc.), partículas de uno o más metales, o aleaciones metálicas. Los pigmentos también pueden ser pigmentos de “efecto” (pigmentos con un efecto metálico, de interferencia o perlado, etc.), especialmente pigmentos en forma de escamas de óxido de aluminio (A^Os) recubiertas con óxidos metálicos, o los basados en partículas de mica recubiertas con óxidos o una combinación de óxidos.
La pintura usada comprende preferiblemente al menos (o está basada en) un (co)polímero que soporta altas temperaturas (más particularmente, que tiene una temperatura de degradación mayor de 400 0C), por ejemplo, la pintura comprende una o más de las siguientes resinas: resina de poliimida, poliamida, polifluoro, polisilsesquioxano y/o polisiloxano. Las resinas de polisiloxano son particularmente ventajosas. Estas resinas pueden usarse en el estado reticulable o convertido (reticulado o pirolizado). Ventajosamente, tienen unidades de fenilo, etilo, propilo y/o vinilo, y en particular se seleccionan de polidimetilsiloxanos, polidifenilsiloxanos, polímeros de fenilmetilsiloxano y copolímeros de dimetilsiloxano-difenilsiloxano. Son especialmente adecuadas las resinas Dow Corning® 804, 805, 806, 808, 840, 249, 409 HS y 418 SH, Rhodorsil® 6405 y 6406 de Rhodia, las resinas Triplus de General Electric Silicone, y la resina SILRES® 604 de Wacker Chemie GmbH. Las resinas seleccionadas de este modo pueden soportar en particular el calentamiento por inducción.
La pintura puede estar exenta de cargas inorgánicas, especialmente si su grosor se mantiene bajo, o puede comprender tales cargas, en particular para reforzar la capa de pintura, contribuir a su cohesión, luchar contra la aparición y propagación de grietas en ella, etc. (siendo algunas de estas cargas preferiblemente de estructura laminar); pudiendo intervenir también las cargas en la coloración. El nivel de cargas inorgánicas puede ser en particular desde el 10 % hasta el 60 % en volumen, más particularmente desde el 15 % hasta el 30 % (niveles de volumen basados en el volumen total de las cargas y de la pintura).
El grosor de cada capa de pintura aplicada puede ser de entre 1 y 100 micrómetros, en particular entre 5 y 50 micrómetros. La pintura puede aplicarse mediante cualquier técnica apropiada (mediante cepillo, mediante rasqueta, mediante pulverización, aplicación electrostática, inmersión, recubrimiento tipo cortina, serigrafía, chorro de tinta, etc.), y tiene lugar preferiblemente mediante serigrafía. La aplicación puede ir seguida por un tratamiento térmico destinado a garantizar, cuando sea apropiado, el secado, la reticulación, la pirólisis, etc., de la capa o capas aplicadas.
La capa o capas de pintura pueden cubrirse, cuando sea apropiado, con una capa protectora, como por ejemplo, una capa de resina de silicona modificada con resina de polisiloxano o radicales alquilo.
Tal como se indicó anteriormente, el recubrimiento también puede ser al menos un esmalte. El esmalte se forma a partir de un polvo que comprende una frita de vidrio y pigmentos (estos pigmentos también pueden ser parte de la frita) y a partir de un medio para su aplicación al sustrato. La frita de vidrio se obtiene preferiblemente a partir de una combinación vitrificable que comprende, en general, óxidos seleccionados en particular de óxidos de silicio, de zinc, de sodio, de boro, de litio, de potasio, de calcio, de aluminio, de magnesio, de bario, de estroncio, de antimonio, de titanio, de circonio y/o de bismuto. Los pigmentos pueden seleccionarse de los citados anteriormente en relación con la pintura, siendo el nivel de pigmento(s) en el sistema de frita(s)/pigmento(s), por ejemplo, de entre el 30 % y el 60 % en peso.
La capa puede aplicarse, en particular, mediante serigrafía (suspendiéndose la base y los pigmentos, cuando sea apropiado, en un medio, destinado generalmente a consumirse en una etapa de cocción posterior, siendo posible que este medio en particular comprenda disolventes, diluyentes, aceites, resinas, etc.); el grosor de la capa es, por ejemplo, del orden de 1 a 6 pm (el grosor generalmente no excede los 6 pm y, más particularmente, no excede los 3 pm). La técnica de serigrafía tiene la ventaja de que, en particular, permite reservar ciertas regiones de la placa, en particular las regiones que estarán opuestas a los dispositivos que emiten luz.
El recubrimiento también puede ser al menos una capa metálica o una capa de un óxido metálico, nitruro, oxinitruro u oxicarburo. El término “capa” también incluye pilas de capas. Cada capa puede ser, por ejemplo, una única capa metálica o sustancialmente metálica (por ejemplo una fina capa de Ag, W, Ta, Mo, Ti, Al, Cr, Ni, Zn, Fe, o una aleación de metales, o puede estar basada en aceros inoxidables, etc.), o puede ser una pila de (sub)capas que comprende una o más capas metálicas, como por ejemplo una capa metálica (o sustancialmente metálica) protegida (recubierta en al menos una cara y preferiblemente en sus dos caras opuestas) con al menos una capa basada en material dieléctrico (por ejemplo, al menos una capa de plata o de aluminio recubierta con al menos una capa protectora de S3N4 - más particularmente una pila de Si3N4/metal/Si3N4 - o de SiÜ2). Alternativamente, el recubrimiento puede ser un recubrimiento de una sola capa basado en material dieléctrico con un alto índice de refracción n, dicho de otro modo, un índice de más de 1,8, preferentemente más de 1,95, más particularmente más de 2. La capa también puede estar formada por una pila de (sub)capas finas basadas en material(es) dieléctricos(s) alternativamente de índices de refracción altos (preferiblemente mayores de 1,8, o incluso de 1,95 o incluso de 2) y bajos (preferiblemente menores de 1,65), u óxido mixto (estaño-zinc, zinc-titanio, silicio-titanio, etc.) o de tipo aleación, etc.; ventajosamente, la (sub)capa aplicada primero, cuando sea apropiado, y situada contra la cara interior de la placa es una capa de alto índice de refracción.
El material de (sub)capa de alto índice de refracción incluye, por ejemplo, TiÜ2 u opcionalmente SnÜ2, Si3N4, SnxZnyOz, TiOx o SixTiyOz, ZnO, ZrÜ2, Nb2Ü5 etc. El material de (sub)capa de bajo índice de refracción incluye, por ejemplo, SiO2, u opcionalmente un oxinitruro y/u oxicarburo de silicio, o una mezcla de óxido de silicio y aluminio, o un compuesto de flúor, de tipo MgF2 o AF3 por ejemplo, etc.
El grosor (geométrico) de cada capa aplicada basada en (una) capa(s) fina(s) es generalmente de entre 15 y 1000 nm, más particularmente entre 20 y 1000 nm, siendo posible que el grosor de cada una de las (sub)capas (en el caso de una pila) varíe entre 5 y 160 nm, generalmente entre 20 y 150 nm. La capa basada en (una) capa(s) delgada(s) puede aplicarse a la placa en línea o posteriormente (por ejemplo, después de que dicha placa se haya cortado y/o conformado), en particular mediante pirólisis, mediante evaporación o mediante pulverización. Preferiblemente, la capa se aplica mediante pulverización y/o mediante un método de recubrimiento asistido por vacío y/o plasma, en particular mediante pulverización catódica (magnetrón), asistida en particular por campo magnético, aplicándose los óxidos o nitruros a partir de objetivo(s) de metal o aleación o silicio o cerámica, etc., que son apropiados, si es necesario, en condiciones de oxidación o nitruración (mezclas, cuando sea apropiado, de argón/oxígeno o argón/nitrógeno).
Tal como se indicó anteriormente, la presente invención también se refiere a un aparato de cocción por inducción que comprende al menos una placa (equipada con un recubrimiento opacificante tal como se describe en los párrafos anteriores, o de otro modo) según la invención y al menos un inductor (dispuesto más particularmente debajo de dicha placa). Aparte de dicha placa y del inductor o inductores, el aparato de cocción puede comprender asimismo al menos un dispositivo emisor de luz y también al menos un dispositivo de control y monitorización, manteniéndose generalmente el conjunto dentro de un alojamiento.
El dispositivo o dispositivos emisor(es) de luz se selecciona(n) ventajosamente de diodos emisores de luz (que forman parte de pantallas de 7 segmentos, por ejemplo), pantallas de cristal líquido (LCD), diodos emisores de luz, posiblemente orgánicos (OLED) y pantallas fluorescentes (VFD), y siendo posible que los colores que se observan a través de la placa varíen (rojo, verde, azul, y todas las posibles combinaciones, incluyendo amarillo, violeta, blanco, etc.). Estos dispositivos pueden ser decorativos y/o pueden visualizar, cuando sea apropiado, diversa información útil para el usuario, especialmente potencia de calentamiento, temperatura, programas de cocción, tiempos de cocción, regiones de la placa que superan una temperatura predeterminada, etc.
Los dispositivos de control y monitorización pueden ser, en particular, mecánicos o pueden comprender ventajosamente controles sensibles al tacto, de tipo capacitivo o infrarrojo, por ejemplo.
Todos los elementos internos están unidos generalmente a un alojamiento, a menudo un alojamiento metálico, que forma, por ejemplo, la parte inferior del aparato de cocción, normalmente oculta en la encimera o en el cuerpo de la cocina. Alternativamente al recubrimiento más o menos opacificante expuesto anteriormente y aplicado a la placa, puede disponerse también un material o elemento, más particularmente un material o elemento opacificante, entre la placa y los elementos internos del aparato, para enmascarar en particular al menos parte de los elementos internos.
Los ejemplos que siguen ilustran la invención pero sin limitarla por ello, presentando los resultados obtenidos con placas de vidrio según la presente invención (ejemplo 1) en comparación con un ejemplo de referencia relacionado con placas de vidrio que tienen la misma composición inicial aunque están reforzadas por intercambio de sodio.
Ejemplo inventivo:
En este ejemplo, se fabricó una lámina de vidrio de aluminosilicato de litio de 3 mm de grosor de modo conocido mediante fusión y conformación en rodillo, teniendo el vidrio la siguiente composición en peso:
SiÜ2: 67,4 %.
Al2Ü3 20,0 %.
Li2Ü 3,45 %.
Na2Ü 0,15 %.
K2O 0,2 %.
ZnO 1,6 %.
MgO 1,25 %.
TiO2 2,6 %.
ZrO2 1,7 %.
AS2O3 0,8 %.
BaO 0,8 %.
Fe2O3 0,019 %.
El coeficiente de expansión lineal del vidrio fue de 41 x 10-7/K.
Se cortaron placas que medían 70 x 70 mm a partir de esta lámina de vidrio y después se templaron en un baño de nitrato de potasio durante 32 h a 460 0C, para dar una profundidad de intercambio (grosor de la zona superficial, reforzada con potasio, según la invención, y evaluada según el método de toma de peso) de 50 pm.
Posteriormente, se enfriaron las placas de vidrio hasta temperatura ambiente de 20 0C, entonces se aclararon con agua, luego se secaron a temperatura ambiente de 20 0C.
Posteriormente se midió el nivel de potasio en la superficie del vidrio por medio de una microsonda electrónica para las placas obtenidas, siendo el nivel medido del 9 % en este ejemplo, y siendo por tanto la diferencia As[K2Ü] entre el nivel de potasio en la superficie del vidrio ([K2Ü]s = 9 % en peso) y el nivel de potasio en el núcleo de la placa ([K2Ü]c 0,2 % en peso) de aproximadamente el 8,8 %. La tensión de rotura por flexión en la prueba de anillo sobre trípode también se evaluó en dichas placas antes del destemplado, siendo los valores obtenidos en 10 placas sometidas a prueba de entre 740 y 820 MPa. También se evaluó la tensión del núcleo, siendo esta tensión de 5 MPa.
Posteriormente, se realizaron pruebas de destemplado en estos vidrios. Se consideraron dos casos de destemplado: un tiempo de residencia de 1000 h en un horno a 350 0C, simulando el uso normal de una placa de inducción de 3 mm de grosor durante 5 años, y un tiempo de residencia de 10 minutos en un horno a 450 0C, simulando un acontecimiento accidental de sobrecalentamiento de la placa. Posteriormente, se evaluaron las tensiones de rotura en la prueba de flexión en anillo. Los valores obtenidos en 5 placas sometidas a prueba fueron de entre 600 y 700 MPa después de calentar a 350 0C durante 1000 h, y fueron de entre 680 y 820 MPa después de calentar a 450 0C durante 10 minutos.
A pesar de una pérdida de resistencia mecánica medida en los vidrios destemplados a 350 0C durante 1000 h, el nivel de rendimiento fue no obstante ampliamente superior al requerido en este grosor (e incluso con menores grosores, de 1,6 mm, por ejemplo) para una aplicación de placa de cocción, resultando además prácticamente sin afectar la resistencia mecánica por el destemplado durante 10 segundos a 450 0C.
Las placas de vidrio resultantes también se sometieron a pruebas de rayado. Su superficie permaneció libre de escamas tras la aplicación de una punta Vickers bajo una fuerza de 1 N (como contra 0,5 N para los mismos vidrios sin refuerzo), y permaneció libre de fisuras laterales después de la aplicación de una bola de Erichsen con una fuerza de 30 N (como contra de 10 a 15 N para los mismos vidrios sin refuerzo).
Ejemplo de referencia:
Se repitió el procedimiento del ejemplo anterior, esta vez llevando a cabo el templado a 395 0C durante 4 h (siendo el templado mucho más rápido que en el caso del potasio); el grosor de la zona de superficie de la placa reforzada con sodio que se obtuvo según este ejemplo comparativo fue de 130 pm.
El nivel de sodio medido (mediante microsonda electrónica) en la superficie del vidrio para las placas obtenidas fue del 6 %. La tensión de rotura por flexión en la prueba de anillo sobre trípode también se evaluó antes del destemplado, siendo los valores obtenidos en 2 placas sometidas a prueba de entre 450 MPa y 600 MPa. También se evaluó la tensión del núcleo, siendo esta tensión de 14 MPa.
Posteriormente, se llevaron a cabo pruebas de destemplado, y se evaluaron las tensiones de rotura en la prueba de flexión en anillo. Los valores obtenidos en 5 placas sometidas a prueba fueron de entre 90 y 300 MPa después de calentar a 350 0C durante 1000 h. En consecuencia, se observó un efecto mucho más intenso del destemplado con respecto al vidrio reforzado con potasio según la invención, y esto hace que estas placas sean mucho menos adecuadas para su uso como placas de cocción.
Las placas de vidrio según la invención se usan como placas de cocción por inducción, por ejemplo, para su integración en una encimera o una cocina, o en un alojamiento fijo o portátil.

Claims (20)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Una placa de cocción por inducción, destinada a cubrir o recibir elementos de calentamiento por inducción, siendo dicha placa una placa de vidrio con una composición de tipo aluminosilicato de litio, teniendo dicha placa una zona de superficie de al menos 5 pm de grosor que comprende iones de potasio en reemplazo de los iones de litio del vidrio.
  2. 2. La placa de inducción según la reivindicación 1, de manera que el grosor de la zona de superficie es de entre 6 y 120 pm, preferiblemente entre 20 y 90 pm, más particularmente entre 40 y 80 pm, o incluso entre 50 y 70 pm.
  3. 3. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 o 2, de manera que el nivel de potasio en la superficie del vidrio y en cualquier punto en el grosor de la zona de superficie es mayor que el nivel de potasio en la zona central, y más particularmente es mayor en al menos el 0,5 % en peso con respecto al nivel de potasio en la zona central.
  4. 4. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 3, de manera que el nivel de potasio en la superficie del vidrio es mayor en al menos el 3 % en peso con respecto al nivel de potasio en la zona central.
  5. 5. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 4, de manera que el nivel de potasio sobre un grosor de 5 pm desde la superficie del vidrio se reduce en menos del 30 % después de calentar a 350 °C durante 1000 h.
  6. 6. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 5, de manera que su tensión de rotura por flexión es de al menos 400 MPa, preferiblemente al menos 500 MPa, más particularmente al menos 550 MPa y, cuando sea apropiado, al menos 600 MPa, antes y después del envejecimiento, más particularmente después de calentar a 350 0C durante 1000 h o después de calentar a 450 0C durante 10 minutos.
  7. 7. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 6, de manera que su tensión de rotura por flexión antes del destemplado es de al menos 550 MPa, preferiblemente al menos 600 MPa, más particularmente al menos 700 MPa, o incluso al menos 750 MPa.
  8. 8. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 7, de manera que su tensión de rotura por flexión es de al menos 400 MPa, más particularmente al menos 500 MPa, en particular al menos 550 MPa, o incluso al menos 600 MPa después de calentar a 350 0C durante 1000 h, y/o es de al menos 550 MPa, más particularmente al menos 600, o incluso al menos 650 MPa, en particular al menos 700 MPa, para dicha placa después de calentar a 450 0C durante 10 minutos.
  9. 9. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 8, de manera que su tensión de núcleo es de entre 2 y 80 MPa para un grosor de 1,5 a 6 mm
  10. 10. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 9, de manera que es resistente a la formación de escamas mediante la aplicación de una punta bajo una fuerza de 1 N, y/o de manera que es resistente a la formación de grietas después de la aplicación de un bola de acero de 500 pm de diámetro bajo una fuerza de 20 N, o incluso 30 N.
  11. 11. Placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 10, de manera que el grosor de la placa de vidrio es menor que o igual a 4 mm, más particularmente menor que o igual a 3,5 mm, en particular menor que o igual a 3 mm.
  12. 12. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 11, de manera que la composición química del vidrio, inicialmente o en el núcleo de la placa, comprende sílice SiÜ2 en una cantidad en peso de desde el 49 % hasta el 75 %, alúmina Al2Ü3 en una cantidad en peso de desde el 15 % hasta el 30 %, y óxido de litio Li2O en una cantidad en peso de desde el 1 % hasta el 8 %.
  13. 13. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 12, de manera que la composición química del vidrio, inicialmente o en el núcleo de la placa, comprende los siguientes constituyentes, que varían dentro de los límites de peso definidos a continuación: SD2: el 49 % - 75 %; A^Os: el 15 % - 30 %; Li2O: el 1 % -8 %; K2O: el 0 % - 5 %; Na2O: el 0 % - 5 %; ZnO: el 0 % - 5 %; MgO: el 0 % - 5 %; CaO: el 0 % - 5 %; BaO: el 0 - 5 %; SrO: el 0 - 5 %; TiO2: el 0 - 6 %; ZrO2: el 0 % - 5 %; P2O5: el 0 % - 10 %; B2O3: el 0 % - 5 %.
  14. 14. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 13, de manera que la composición química del vidrio, inicialmente o en el núcleo de la placa, comprende los siguientes constituyentes, que varían dentro de los límites de peso definidos a continuación: SiO2: el 52 % - 75 %; A^O3: el 18 % - 27 %; Li2O: el 1,5 % 5,5 %; K2O: el 0 - 3 %; Na2Ü: el 0 - 3 %; ZnO: el 0 % - 3,5 %; MgO: el 0 - 3 %; CaO: el 0 % - 4,5 %; BaO: el 0 % - 3,5 %; SrO: el 0 % - 2 %; HO2: el 0 % - 5,5 %; Z1O2: el 0 % - 3 %; P2O5: el 0 % - 8 %; B2O3: el 0 % - 3 %.
  15. 15. La placa de inducción según una de las reivindicaciones 1 a 14, de manera que el coeficiente de expansión térmica lineal del vidrio no es superior a 70 x 10-7/K, y en particular es de entre 30 x 10-7/K y 50 x 10-7/K.
  16. 16. Un aparato de cocción por inducción que comprende al menos un inductor y al menos una placa según una de las reivindicaciones 1 a 15.
  17. 17. El aparato según una de las reivindicaciones 1 a 16, de manera que al menos parte de la superficie de la placa está equipada con al menos un revestimiento, y/o en que un material o elemento, más particularmente con efecto opacificante, está dispuesto entre la placa y los elementos internos del aparato.
  18. 18. Un método para fabricar una placa de inducción de vidrio según una de las reivindicaciones 1 a 15, en donde la placa de vidrio de aluminosilicato de litio se pone en contacto con al menos una sal de potasio, más particularmente durante al menos 8 h a no menos de 360 0C.
  19. 19. El método según la reivindicación 18, de manera que la placa de vidrio se templa en al menos un baño de sal de potasio, en particular un baño de nitrato de potasio, que se calienta a una temperatura preferiblemente de entre 360 0C y 500 0C, más particularmente de entre 450 0C y 500 0C, siendo el tiempo de mantenimiento del vidrio en el baño también preferiblemente de entre 8 h y 72 h, más particularmente entre 16 h y 32 h.
  20. 20. El método según una de las reivindicaciones 17 o 18, de manera que el vidrio se precalienta antes de sumergirse en el baño, enfriándose además el vidrio después de retirarlo del baño y, a continuación, cuando sea apropiado, se aclara antes del secado opcional.
ES14827840T 2013-12-20 2014-12-15 Placa de cocción por inducción y método de producción Active ES2861932T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1363157A FR3015470B1 (fr) 2013-12-20 2013-12-20 Plaque de cuisson par induction et procede d'obtention
PCT/FR2014/053337 WO2015092245A1 (fr) 2013-12-20 2014-12-15 Plaque de cuisson par induction et procédé d'obtention

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2861932T3 true ES2861932T3 (es) 2021-10-06

Family

ID=50729560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14827840T Active ES2861932T3 (es) 2013-12-20 2014-12-15 Placa de cocción por inducción y método de producción

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10405379B2 (es)
EP (1) EP3083516B1 (es)
JP (2) JP2017501102A (es)
KR (1) KR20160100966A (es)
CN (1) CN105813994A (es)
DE (1) DE202014010479U1 (es)
ES (1) ES2861932T3 (es)
FR (1) FR3015470B1 (es)
WO (1) WO2015092245A1 (es)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3040766B1 (fr) * 2015-09-08 2018-07-27 Eurokera S.N.C. Plan de travail en vitroceramique
IT201600074867A1 (it) * 2016-07-18 2018-01-18 E Wenco S R L Dispositivo di riscaldamento, uso e kit
JP6876902B2 (ja) * 2017-03-30 2021-05-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 誘導加熱調理器および誘導加熱調理器の製造方法
KR102000217B1 (ko) 2017-08-08 2019-07-15 에스씨엠생명과학 주식회사 Cxcl1 단백질 및 미녹시딜을 유효성분으로 포함하는 탈모 예방 또는 치료용 약학적 조성물
BE1025632B1 (nl) * 2018-03-15 2019-05-03 Charles Haerens Nv Ontspiegeld keramisch glas als wand van een gashaard
CN112512981B (zh) * 2018-07-27 2024-08-16 日本电气硝子株式会社 强化玻璃及强化用玻璃
DE102019117480A1 (de) 2019-06-28 2020-12-31 Schott Ag Abdeckplatte, insbesondere Platte zum Erhitzen von Lebensmitteln, sowie Gerät zum Erhitzen von Lebensmitteln
DE102019121146A1 (de) 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Heißgeformter chemisch vorspannbarer Glasartikel mit geringem Kristallanteil, insbesondere scheibenförmiger chemisch vorspannbarer Glasartikel, sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
DE102019121147A1 (de) 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Scheibenförmiger, chemisch vorgespannter Glasartikel und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102019121144A1 (de) * 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Scheibenförmiger Glasartikel, dessen Herstellung und Verwendung
DE102019121143A1 (de) * 2019-08-05 2021-02-11 Schott Ag Scheibenförmiger, chemisch vorgespannter oder chemisch vorspannbarer Glasartikel und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2021092364A (ja) * 2019-12-12 2021-06-17 日本電気硝子株式会社 調理器用トッププレート
KR20210083411A (ko) * 2019-12-26 2021-07-07 삼성디스플레이 주식회사 유리 기판 화학 강화로 장치
JPWO2022130953A1 (es) * 2020-12-16 2022-06-23
KR20240007557A (ko) * 2022-07-08 2024-01-16 삼성전자주식회사 조리기기 상판, 유리 세라믹 기판의 가공 방법 및 이를 포함하는 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2079119A (en) * 1980-06-17 1982-01-13 Bfg Glassgroup Vitreous cooking hob
JPS60180936A (ja) * 1984-02-27 1985-09-14 Nippon Electric Glass Co Ltd 高強度耐熱ガラス製品の製造方法
JP3384286B2 (ja) * 1997-06-20 2003-03-10 日本板硝子株式会社 磁気記録媒体用ガラス基板
US7817567B2 (en) * 2003-07-28 2010-10-19 Jds Uniphase Corporation Troubleshooting a specific voice over internet protocol (VOIP) telephone call transmitted over a communications network
FR2861720B1 (fr) * 2003-10-29 2006-01-27 Saint Gobain Vitre trempee pour isolation thermique
DE102004022629B9 (de) * 2004-05-07 2008-09-04 Schott Ag Gefloatetes Lithium-Aluminosilikat-Flachglas mit hoher Temperaturbeständigkeit, das chemisch und thermisch vorspannbar ist und dessen Verwendung
JP2009150604A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 調理器用トッププレート
FR2926544B1 (fr) * 2008-01-18 2011-04-22 Eurokera Article vitroceramique et email adapte pour son revetement
FR2946039A1 (fr) * 2009-05-29 2010-12-03 Eurokera Plaque en vitroceramique
IT1399363B1 (it) * 2010-04-07 2013-04-16 Previero Sas Metodo e apparecchiatura per la rimozione di etichette da contenitori
FR2962192B1 (fr) * 2010-06-30 2014-02-07 Eurokera Dispositif de cuisson comprenant une plaque en verre ou vitroceramique, du type possedant au moins un moyen de masquage d'elements internes recouverts par la plaque
DE102010032113B9 (de) * 2010-07-23 2017-06-22 Schott Ag Transparente oder transparente eingefärbte Lithiumaluminiumsilikat-Glaskeramik mit einstellbarer thermischer Ausdehnung und deren Verwendung
FR2969460B1 (fr) * 2010-12-17 2012-12-28 Eurokera Dispositif de cuisson par induction
FR2988089A1 (fr) * 2012-03-15 2013-09-20 Saint Gobain Feuille de verre

Also Published As

Publication number Publication date
FR3015470A1 (fr) 2015-06-26
EP3083516B1 (fr) 2021-02-17
FR3015470B1 (fr) 2018-03-16
DE202014010479U1 (de) 2015-09-17
JP2019123666A (ja) 2019-07-25
WO2015092245A1 (fr) 2015-06-25
CN105813994A (zh) 2016-07-27
EP3083516A1 (fr) 2016-10-26
KR20160100966A (ko) 2016-08-24
US20160338152A1 (en) 2016-11-17
US10405379B2 (en) 2019-09-03
JP2017501102A (ja) 2017-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2861932T3 (es) Placa de cocción por inducción y método de producción
ES2813352T3 (es) Dispositivo de cocción por inducción
ES2880476T3 (es) Dispositivo de cocción por inducción
JP6831871B2 (ja) 誘導調理機器のためのガラスプレート
KR101824280B1 (ko) 조리 기구
ES2689306T3 (es) Artículo vitrocerámico y esmalte adaptado para su revestimiento
JPWO2016088778A1 (ja) ガラス板およびそれを用いた加熱器
Moghaddam et al. DESIGN AND APPLICATION OF TRANSPARENT AND TRANSLUCENT ENAMELS ON ALUMINIUM