JP2011509910A - 強化ガラスセラミック物品およびそれらの被膜に好適なエナメル - Google Patents
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Abstract
SiO2 50〜66%
MgO 3〜8%
Na2O 7〜15%
K2O 0〜3%
Li2O 0〜12%
CaO 0〜10%
BaO 0〜15%
Al2O3 0〜3%
ZrO2 0〜3%
ZnO 0〜5%
B2O3 0〜8%
の組成を有し、さらにアルカリ土類金属酸化物CaO+BaOの合計が、8〜15%であり、そしてさらにアルカリ金属酸化物Na2O+K2O+Li2Oの合計が、7〜20%である、ガラスフリットでできている。
本発明はまた、得られた強化ガラスセラミックに関する。
Description
SiO2 50〜66%、好ましくは50〜65%
MgO 3〜8%、好ましくは4〜8%
Na2O 7〜15%
K2O 0〜3%
Li2O 0〜12%
CaO 0〜10%
BaO 0〜15%、好ましくは0〜13%
Al2O3 0〜3%、好ましくは0〜2%
ZrO2 0〜3%、好ましくは0〜2%
ZnO 0〜5%
B2O3 0〜8%、好ましくは0〜7%
SiO2 69.05
Al2O3 18.90
Li2O 3.3
MgO 0.9
ZnO 1.55
BaO 0.75
K2O 0.1
TiO2 2.6
ZrO2 1.75
As2O3 0.9
Na2O 0.2。
第1の参照例において、使用されたエナメルは、SiO2:41.7%;Na2O:0.9%;K2O:3.5%;Li2O:2.1%;CaO:2.8%;Al2O3:18.5%;ZrO2:2.4%;B2O3:28%の組成を有する70wt%のガラスフリットを含む粉末に基づく標準エナメルであった、該粉末はまた、顔料として30wt%のTiO2を含んでいた。本参照例によるこのエナメル(さらに具体的に言うと該エナメルを生成するガラスフリット)は、約52×10−7K−1膨張係数を有し、そして該エナメル(または、むしろ該エナメルを生成するガラスフリット)はまた、約590℃の膨張計の軟化温度を有した。この参照例において、エナメルは、プレート(前駆体ガラスまたはグリーンガラスまたはマザーガラスの)のプレート上に、セラミゼーションの前に堆積され、そしてセラミゼーションの間に焼成され、焼成後のエナメル層の厚さは、約3μmであった。
第2の参照例において、使用したエナメルは、参照例1に記載された100wt%のガラスフリット(膨張係数およびエナメルの膨張計の軟化温度は、参照例1におけるのと同じ程度であった)を含む粉末に基づく標準エナメルであった。この第2の例において、エナメルを既にセラミゼーションしたプレートの上に堆積させ、この集成体を800℃で30分間、(再)焼成し、焼成後のエナメル層の厚さは、約3μmであった。
この第3の参照例において、使用したエナメルは、SiO2:48.6%;MgO:3.8%;Na2O:2.6%;K2O:3.3%;Li2O:1.3%;CaO:0.6%;BaO:17.8%;Al2O3:7.1%;ZrO2:1.7%;ZnO:8%;B2O3:5.4%の組成を有する100wt%のガラスフリットを含む粉末に基づく標準エナメルであった。本参照例によるエナメルは、約75×10−7K−1の膨張係数および約600℃の膨張計の軟化温度を有した。この第3の例において、エナメルを、セラミゼーションの前に、プレート(グリーンガラスまたはマザーガラス)に堆積させ、そしてセラミゼーションの間に焼成させ、焼成後のエナメル層の厚さは、約3μmであった。
本発明によるこの第1の例において、使用したエナメルは、SiO2:60.5%;MgO:4%;Na2O:9.5%;Li2O:5%;BaO:10%;ZrO2:2%;ZnO:4%;B2O3:5%の組成を有する100wt%のガラスフリットを含む粉末に基づくエナメルであった。本例によるエナメルは、約100×10−7K−1の膨張係数および約523℃の膨張計の軟化温度を有した。この第1の例において、セラミゼーションの前に、エナメルを、プレート(グリーンガラスまたはマザーガラス)上に堆積させ、そしてセラミゼーションの間に焼成し、焼成後のエナメル層の厚さは、約3μmであった。
本発明によるこの第2の例において、使用したエナメルは、先の本発明による例1におけるのと同じエナメルであった、今回このエナメルを、既にセラミゼーションしたプレート上に堆積させ、集成体を770℃で30分間(再)焼成し、焼成後のエナメル層の厚さは、約3μmであった。
本発明によるこの第3の例において、使用したエナメルは、上記の本発明による例2に記載された45wt%のガラスフリットを含む粉末に基づき、該粉末はまた、鉄、クロム、コバルトおよびニッケル酸化物の混合物の形態で、55wt%の黒色顔料を含む(エナメルの膨張係数および膨張計の軟化温度は、本発明による例1と同じ程度であった)。エナメルを、既にセラミゼーションしたプレート上に堆積させ、そして本発明による例2におけるように焼成し、焼成後のエナメル層の厚さは、約6.75μmであった。
本発明によるこの第4の例において、使用したエナメルは、SiO2:63%;MgO:4%;Na2O:9.5%;Li2O:2.5%;BaO:10%;ZrO2:2%;ZnO:4%;B2O3:5%の組成を有する100wt%のガラスフリットを含む粉末に基づくエナメルであった。本例によるエナメルは、約87×10−7K−1の膨張係数および約549℃の膨張計の軟化温度を有した。この第4の例において、エナメルを、既にセラミゼーションしたプレートの上に堆積させ、集成体を、800℃で30分間(再)焼成し、焼成後のエナメル層の厚さは、約4μmであった。
Claims (20)
- ガラスセラミック物品を補強するための方法であって、該ガラスセラミックの表面下、そして有利には該表面の近傍に最大張力が導入される、方法。
- 該ガラスセラミックの少なくとも1つの領域において、該ガラスセラミックの該表面に対して、少なくとも50μmの深さで、そして好ましくは該ガラスセラミックの厚さの最大25%の深さにおいて、少なくとも1.2MPaの引張応力を有するように、該ガラスセラミックが処理されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 1つの面もしくは少なくとも1つの面または少なくとも1つの面の少なくとも一領域にかけて強化された、強化ガラスセラミック物品、特に、例えば、少なくとも1つの加熱要素を被覆または収容することを目的とした強化ガラスプレートであって、少なくとも該領域または該面において、該ガラスセラミックが、該表面の下、少なくとも50μmの深さ、そして好ましくは該ガラスセラミックの厚さの最大25%の深さにおいて、少なくとも1.2MPaの引張応力を有することを特徴とする、強化ガラスセラミック物品、特に強化ガラスプレート。
- ガラスセラミック物品、特に、例えば、少なくとも1つの加熱要素を被覆または収容することを目的とするガラスセラミックプレートであって、該物品が、以下の組成を有し、
SiO2 50〜66%
MgO 3〜8%
Na2O 7〜15%
K2O 0〜3%
Li2O 0〜12%
CaO 0〜10%
BaO 0〜15%
Al2O3 0〜3%
ZrO2 0〜3%
ZnO 0〜5%
B2O3 0〜8%、
さらに該アルカリ土類金属酸化物CaO+BaOの合計が、8〜15%であり、そしてさらに該アルカリ金属酸化物Na2O+K2O+Li2Oの合計が、7〜20%であり、該比率が、重量パーセンテージとして表わされている、ガラスフリットでできたエナメルの少なくとも1層を用いて少なくとも部分的に被覆されている、ガラスセラミック物品、特にガラスセラミックプレート。 - 該組成物が、2%未満のアルミナAl2O3を含み、そして有利にはアルミナを含まないことを特徴とする、請求項4に記載のガラスセラミック物品。
- 該エナメルが、少なくとも1層の隠蔽塗料とともに、および/または少なくとも1層のエナメルとともに使用できることを特徴とする、請求項4または5に記載のガラスセラミック物品。
- 例えば、少なくとも1つの加熱要素を被覆または収容することを目的としたガラスセラミックプレート等のガラスセラミック物品であって、該物品が、曲げ試験の後でWeibullモデルにより得られた、少なくとも130MPaの、そして好ましくは少なくとも180MPaのスケール係数を有する、特に請求項3〜6のいずれか一項に記載の物品。
- 例えば、少なくとも1つの加熱要素を被覆または収容することを目的としたガラスセラミックプレート等のガラスセラミック物品であって、該物品が少なくとも1層のエナメルを用いて少なくとも部分的に被覆されており、該エナメルが結晶である、特に請求項3〜7のいずれか一項に記載の物品。
- 例えば、少なくとも1つの加熱要素を被覆または収容することを目的としたガラスセラミックプレート等のガラスセラミック物品であって、衝撃の間に形成されたクラックが、該表面に平行に配向するように、該物品がなっている、特に請求項3〜7のいずれか一項に記載の物品。
- 3mm厚のガラスセラミックプレートであることを特徴とする、請求項3〜7のいずれか一項に記載のガラスセラミック物品。
- 以下の組成を有するガラスフリットで生成されたガラスセラミック物品のためのエナメル組成物であって、
SiO2 50〜66%
MgO 3〜8%
Na2O 7〜15%
K2O 0〜3%
Li2O 0〜12%
CaO 0〜10%
BaO 0〜15%
Al2O3 0〜3%
ZrO2 0〜3%
ZnO 0〜5%
B2O3 0〜8%、
さらに該アルカリ土類金属酸化物CaO+BaOの合計が、8〜15%であり、そしてさらに該アルカリ金属酸化物Na2O+K2O+Li2Oの合計が、7〜20%であり、該比率が重量パーセンテージとして表わされている、組成物。 - 該エナメルが、少なくとも60×10−7K−1の膨張係数を有する、請求項11に記載のエナメル組成物。
- 請求項11または12に記載の組成物を焼成することによって得られる、ガラスセラミック物品のためのエナメル。
- エナメルの生産に好適な鉱物性ガラスであって、該ガラスは、以下の組成を有し、
SiO2 50〜66%
MgO 3〜8%
Na2O 7〜15%
K2O 0〜3%
Li2O 0〜12%
CaO 0〜10%
BaO 0〜15%
Al2O3 0〜3%
ZrO2 0〜3%
ZnO 0〜5%
B2O3 0〜8%、
さらに該アルカリ土類金属酸化物CaO+BaOの合計が、8〜15%であり、そしてさらに該アルカリ金属酸化物Na2O+K2O+Li2Oの合計が、7〜20%であり、該比率が、重量パーセンテージとして表わされている、ガラス。 - 請求項11または12に記載の補強ステップを含むことを特徴とする、強化ガラスセラミック物品の製造方法。
- 該ガラスセラミックにおける最大張力の導入が、請求項11または12に記載のエナメル組成物を使用して行われることを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 請求項11または12に記載の該組成物が、セラミゼーションの前に、該前駆体ガラス物品に適用され、該セラミゼーションサイクルの間に、該組成物が焼成され、および/またはセラミゼーションの後で、該組成物が適用され、次に該組成物が焼成される、特に請求項16に記載のガラスセラミック物品の製造方法。
- セラミゼーションの後で、好ましくは、該結晶化ゾーンに位置する温度で、好ましくは該結晶化ピークに近い温度で、および/または該エナメルの膨張計の軟化温度に対して、約250℃〜300℃高い温度で、該エナメルが焼成されることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 該ガラスセラミックの表面の全部または一部にかけて該ガラスセラミックが補強されている、請求項11または12に記載の該エナメル組成物の使用。
- 請求項3〜10のいずれか一項に記載されたガラスセラミックプレートおよび1種または2種以上の加熱要素を含む、高温で焼成されるため、または高温で維持されるための機器。
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