JP6301965B2 - ガラスセラミック物品及びそのコーティングに適したエナメル - Google Patents
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- C03C8/04—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
Description
SiO2 50〜66%、好ましくは50<SiO2≦65%
MgO 3〜8%、好ましくは3〜6%
Na2O 7〜15%
K2O ≦3%
Li2O ≦3%、特に≦2%
CaO ≦1%
BaO >0〜15%、好ましくは5〜15%
Al2O3 3〜20%、好ましくは3<Al2O3<20%
ZrO2 0〜4%、好ましくは0<ZrO2<4%、特に0.5〜2%
ZnO >0〜5%
B2O3 >0〜6%、好ましくは0<B2O3≦5%
割合は重量百分率として表されていて(酸化物の重量百分率として表した、あるいは当該酸化物、すなわち当該エナメル組成物中において一般にこの形をとっている成分、を基にした重量百分率として表した組成であり)、更にアルカリ土類金属酸化物の合計CaO+BaOは8%と15%の間、好ましくは8%と12%の間であり、更にアルカリ金属酸化物の合計Na2O+K2O+Li2Oは7%と20%の間、特に7%と15%の間である。
この最初の対照例では、フランス国特許出願公開第2657079号明細書による組成を有するガラスからガラスセラミックプレートを製造し(ヒ素を用いて清澄した従来型のガラスセラミック)、これは重量百分率で表して次の酸化物を含んでいた。
SiO2 69.44
Al2O3 18.9
Li2O 3.3
MgO 0.9
ZnO 1.55
BaO 0.75
K2O 0.1
TiO2 2.6
ZrO2 1.75
As2O3 0.51
Na2O 0.2
この第2の対照例では、手順は対照例1におけるのと同じであり、エナメルを補強効果を有する改良したエナメルと取り替えて、このエナメルは次の組成、すなわち、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、アルミニウムを含有しないガラスフリットを100wt%含む粉末をベースとしていた。得られたスケールファクタはおよそ180MPa(標準偏差3.2MPa)であり、Weibull係数は27MPaに等しかった。層間剥離強度の評点は3であった。ガラスフリット/エナメルの膨張係数は99×10-7K-1であった。
この第3の対照例では、手順は対照例1におけるのと同じであり、ガラスセラミックを、重量百分率で表される下記の酸化物を含む組成を有する、ヒ素を用いて清澄しなかったガラスから製造したガラスセラミックと取り替えた。
SiO2 64.8
Al2O3 20.76
Li2O 3.85
MgO 0.48
ZnO 1.5
BaO 2.5
K2O 0.2
TiO2 3.0
ZrO2 1.3
CaO 0.5
As2O3 0.05
Na2O 0.6
SnO2 0.3
V2O5 0.04
Cr2O3 0.02
Fe2O3 0.1
この第4の対照例では、手順は第3の対照例におけるのと同じであり、エナメルを対照例2のフリット90%及び例1の顔料10%から構成されるエナメルと取り替えた。測定されたスケールファクタはおよそ106MPaであり、Weibull係数は13.3に等しかった。層間剥離強度の評点は2であった。ガラスフリット/エナメルの膨張係数は99×10-7K-1であった。
本発明によるこの最初の例では、手順は対照例3におけるのと同じであり、エナメルのフリットを、次の組成、すなわち、SiO2:54.5%、MgO:4%、Na2O:9.5%、Li2O:2%、BaO:10%、ZrO2:1%、ZnO:4%、B2O3:5%、Al2O3:10%、の組成を有する本発明によるフリットと取り替えた。得られたスケールファクタはおよそ85MPaであり、Weibull係数は12.3に等しかった。層間剥離強度の評点は0であった。ガラスフリット/エナメルの膨張係数は84×10-7K-1であった。
本発明によるこの第2の例では、手順は例1におけるのと同じであり、エナメルのフリットを、次の組成、すなわち、SiO2:56.5%、MgO:4%、Na2O:9.5%、Li2O:2%、BaO:10%、ZrO2:2%、ZnO:4%、B2O3:5%、Al2O3:7%、の組成を有する本発明によるフリットと取り替えた。得られたスケールファクタはおよそ85MPaであり、Weibull係数は11.5に等しかった。層間剥離強度の評点は0であった。ガラスフリット/エナメルの膨張係数は85×10-7K-1であった。
本発明によるこの第3の例では、手順は例1におけるのと同じであり、エナメルのフリットを、次の組成、すなわち、SiO2:57.5%、MgO:4%、Na2O:9.5%、Li2O:2%、BaO:10%、ZrO2:1%、ZnO:4%、B2O3:5%、Al2O3:7%、の組成を有する本発明によるフリットと取り替えた。得られたスケールファクタはおよそ93MPaであり、Weibull係数は15に等しかった。層間剥離強度の評点は0であった。ガラスフリット/エナメルの膨張係数は85×10-7K-1であった。
本発明によるこの第4の例では、今回はフリットと顔料とを一緒にしたものをエナメルの粒子の平均直径D90が約4.7μmとなるように粉砕する追加の工程を含むことを除いて、手順は例2におけるのと同じであった。ガラスセラミックへのエナメルの塗布とガラスセラミック上のエナメルの焼成後に得られたエナメル処理を施したプレートのスケールファクタはおよそ120MPaであり、Weibull係数は9.7に等しかった。層間剥離強度の評点は1であった。ガラスフリット/エナメルの膨張係数は85×10-7K-1であった。
本発明の態様としては、以下を挙げることができる:
《態様1》
少なくとも1つの加熱エレメントをカバー又は収容することを例えば意図す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であって、重量百分率で表される割合が下記のとおりである下記の組成、すなわち、
SiO 2 50〜66%、好ましくは50<SiO 2 ≦65%
MgO 3〜8%、好ましくは3〜6%
Na 2 O 7〜15%
K 2 O ≦3%
Li 2 O ≦3%、特に≦2%
CaO ≦1%
BaO >0〜15%、好ましくは5〜15%
Al 2 O 3 3〜20%、好ましくは3<Al 2 O 3 <20%
ZrO 2 0〜4%、好ましくは0<ZrO 2 <4%、特に0.5〜2%
ZnO >0〜5%
B 2 O 3 >0〜6%、好ましくは0<B 2 O 3 <5%
の組成を有するガラスフリットであり、更にアルカリ土類金属酸化物の合計CaO+BaOが8%と15%の間、更にアルカリ金属酸化物の合計Na 2 O+K 2 O+Li 2 Oが7%と20%の間であるガラスフリットから形成したエナメルの少なくとも1つの層で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。
《態様2》
前記ガラスフリットが、3%超のアルミナAl 2 O 3 、好ましくは4%超のAl 2 O 3 、特に5%超のAl 2 O 3 、あるいは少なくとも7%のAl 2 O 3 を含むことを特徴とする、態様1記載のガラスセラミック物品。
《態様3》
前記ガラスフリットが、7%超のNa 2 O、好ましくは少なくとも8%のNa 2 Oを含み、及び/又は13%未満のBaO、好ましくは12%以下のBaOを含むことを特徴とする、態様1又は2記載のガラスセラミック物品。
《態様4》
前記ガラスフリットが2%以下のLi 2 Oを含み、又はLi 2 Oを含まないことを特徴とする、態様1〜3の1つに記載のガラスセラミック物品。
《態様5》
当該物品が、0.2wt%未満、好ましくは0.1wt%未満のヒ素酸化物を含むガラスセラミックであって、特にヒ素酸化物の含有量が0.05wt%以下、又はゼロであるガラスセラミックから作られていることを特徴とする、態様1〜4の1つに記載のガラスセラミック物品。
《態様6》
当該物品が、その上面の少なくとも一部分を前記エナメルの層で被覆されていることを特徴とする、態様1〜5の1つに記載のガラスセラミック物品。
《態様7》
重量百分率で表される割合が下記のとおりである下記の組成、すなわち、
SiO 2 50〜66%、好ましくは50<SiO 2 ≦65%
MgO 3〜8%、好ましくは3〜6%
Na 2 O 7〜15%
K 2 O ≦3%
Li 2 O ≦3%、特に≦2%
CaO ≦1%
BaO >0〜15%、好ましくは5〜15%
Al 2 O 3 3〜20%、好ましくは3<Al 2 O 3 <20%
ZrO 2 0〜4%、好ましくは0<ZrO 2 <4%、特に0.5〜2%
ZnO >0〜5%
B 2 O 3 >0〜6%、好ましくは0<B 2 O 3 ≦5%
の組成を有するガラスフリットであり、更にアルカリ土類金属酸化物の合計CaO+BaOが8%と15%の間、更にアルカリ金属酸化物の合計Na 2 O+K 2 O+Li 2 Oが7%と20%の間であるガラスフリットから作られた、ガラスセラミック物品のためのエナメル組成物。
《態様8》
前記ガラスフリットが、3%超のAl 2 O 3 、好ましくは4%超のAl 2 O 3 、特に5%超のAl 2 O 3 、あるいは少なくとも7%のAl 2 O 3 を含み、及び/又は7%超のNa 2 O、好ましくは少なくとも8%のNa 2 Oを含み、及び/又は13%未満のBaO、好ましくは12%以下のBaOを含み、及び/又は2%以下のLi 2 Oを含み、あるいはLi 2 Oを含まないことを特徴とする、態様7記載のエナメル組成物。
《態様9》
前記エナメル/ガラスフリットの膨張係数が少なくとも60×10 -7 K -1 、好ましくは少なくとも75×10 -7 K -1 であることを特徴とする、態様7又は8記載のエナメル組成物。
《態様10》
前記フリット及び/又は前記顔料が、20μm未満、有利には15μm未満、特に10μm未満、とりわけ5μm未満のD90を有することを特徴とする、態様7〜9の1つに記載のエナメル組成物。
《態様11》
ガラスセラミック物品、特に態様1〜6の1つに記載のガラスセラミック物品を製造するための方法であって、態様7〜10の1つに記載の組成物をセラミック化前の前駆ガラス物品に塗布し、セラミック化サイクルの間に当該組成物を焼成する、及び/又は、前記組成物をセラミック化後のガラスセラミック物品に塗布し、その後当該組成物を焼成する、ガラスセラミック物品製造方法。
《態様12》
セラミック化後に、好ましくは結晶化領域にある、好ましくは結晶化ピークに近い、温度で、及び/又は前記エナメルの膨張軟化温度に対しておよそ250〜300°高い温度で、前記エナメルを焼成することを特徴とする、態様11記載の方法。
《態様13》
前記フリット及び/又は前記顔料を、前記組成物の塗布と焼成以前に、20μm未満、有利には15μm未満、特に10μm未満、とりわけ5μm未満の平均直径D90が得られるように粉砕及び/又は処理することを特徴とする、態様11又は12記載の方法。
《態様14》
態様1〜6の1つに記載のガラスセラミックプレートと1以上の加熱エレメントとを含む、調理のため又は高温に保持するための装置。
Claims (14)
- ガラスセラミック物品であって、重量百分率で表される割合が下記のとおりである下記の組成、すなわち、
SiO2 50〜66%
MgO 3〜8%
Na2O 7〜15%
K2O ≦3%
Li2O ≦3%
CaO ≦1%
BaO >0〜15%
Al2O3 >3〜20%
ZrO2 0〜4%
ZnO >0〜5%
B2O3 >0〜6%
の組成を有するガラスフリットであり、更にアルカリ土類金属酸化物の合計CaO+BaOが8%と15%の間、更にアルカリ金属酸化物の合計Na2O+K2O+Li2Oが7%と20%の間であるガラスフリットから形成したエナメルの少なくとも1つの層で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。 - 前記ガラスフリットが、4%超のAl2O 3 を含むことを特徴とする、請求項1記載のガラスセラミック物品。
- 前記ガラスフリットが、7%超のNa2 Oを含み、及び/又は13%未満のBaOを含むことを特徴とする、請求項1又は2記載のガラスセラミック物品。
- 前記ガラスフリットが2%以下のLi2Oを含み、又はLi2Oを含まないことを特徴とする、請求項1〜3の1つに記載のガラスセラミック物品。
- 当該物品が、0.2wt%未満のヒ素酸化物を含み、又はヒ素酸化物の含有量がゼロであるガラスセラミックから作られていることを特徴とする、請求項1〜4の1つに記載のガラスセラミック物品。
- 当該物品が、その上面の少なくとも一部分を前記エナメルの層で被覆されていることを特徴とする、請求項1〜5の1つに記載のガラスセラミック物品。
- 重量百分率で表される割合が下記のとおりである下記の組成、すなわち、
SiO2 50〜66%
MgO 3〜8%
Na2O 7〜15%
K2O ≦3%
Li2O ≦3%
CaO ≦1%
BaO >0〜15%
Al2O3 >3〜20%
ZrO2 0〜4%
ZnO >0〜5%
B2O3 >0〜6%
の組成を有するガラスフリットであり、更にアルカリ土類金属酸化物の合計CaO+BaOが8%と15%の間、更にアルカリ金属酸化物の合計Na2O+K2O+Li2Oが7%と20%の間であるガラスフリットから作られた、ガラスセラミック物品のためのエナメル組成物。 - 前記ガラスフリットが、4%超のAl2O 3 を含み、及び/又は7%超のNa2 Oを含み、及び/又は13%未満のBaOを含み、及び/又は2%以下のLi2Oを含み、あるいはLi2Oを含まないことを特徴とする、請求項7記載のエナメル組成物。
- 前記エナメル/ガラスフリットの膨張係数が少なくとも60×10-7K -1 であることを特徴とする、請求項7又は8記載のエナメル組成物。
- 前記フリット及び/又は前記顔料が、20μm未満のD90を有することを特徴とする、請求項7〜9の1つに記載のエナメル組成物。
- ガラスセラミック物品を製造するための方法であって、請求項7〜10の1つに記載の組成物をセラミック化前の前駆ガラス物品に塗布し、セラミック化サイクルの間に当該組成物を焼成する、及び/又は、前記組成物をセラミック化後のガラスセラミック物品に塗布し、その後当該組成物を焼成する、ガラスセラミック物品製造方法。
- セラミック化後に、結晶化領域にある温度で、及び/又は前記エナメルの膨張軟化温度に対して250〜300℃高い温度で、前記エナメルを焼成することを特徴とする、請求項11記載の方法。
- 前記フリット及び/又は前記顔料を、前記組成物の塗布と焼成以前に、20μm未満の平均直径D90が得られるように粉砕及び/又は処理することを特徴とする、請求項11又は12記載の方法。
- 請求項1〜6の1つに記載のガラスセラミックプレートと1以上の加熱エレメントとを含む、調理のため又は高温に保持するための装置。
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