KR101425532B1 - 유리-세라믹 판 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 예를 들어 적어도 하나의 가열 요소, 특히 조리 판 역할을 하기 위해 제공되는 가열 요소를 커버하거나 수용하는 역할을 하는 유리-세라믹 판에 관한 것으로서, 상기 판은 적어도 두 개의 대조 영역을 포함하는 코팅을 구비한다. 본 발명은 또한 판을 제조하는 방법 및 디바이스, 및 이러한 판을 포함하는 조리 기구에 관한 것이다.

Description

유리-세라믹 판 및 이들의 제조 방법{GLASS-CERAMIC PLATE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 특히 조리 판 역할을 하도록 의도된 가열 요소를 커버하거나 수용하기 위해 사용되는 유리-세라믹 판에 관한 것으로, 이러한 판과 결합되는 가열 요소는 특히 유도 가열 호브(hobs)이다.
유리-세라믹 조리 판의 판매는 수년간 꾸준히 증가해왔다. 이러한 성공은 특히 이러한 판의 매력적인 외관 및 세척의 용이성에 의해 설명된다.
유리-세라믹은, 특정 화학 조성물이 세라믹화(ceramization)라 불리는 적합한 열처리에 의해 조절되는 결정화를 초래하는 것을 가능하게 하는, 전구체 유리라고 불리는, 유리로부터 시작되는 것을 상기해야만 할 것이다. 이 부분적으로 결정화된 특정한 구조는 유리-세라믹 고유 특성을 제공한다.
다양한 유형의 유리-세라믹 판이 현재 존재하는데, 각각의 변형은 규모가 큰 연구와 많은 테스트의 결과이며, 만일 이러한 판 및/또는 원하는 특성에 대한 불리한 효과를 일으키지 않고서 이들을 획득하는 방법을 변형하기가 매우 어려운 경우 : 조리 판으로 사용 가능하도록 , 유리-세라믹 판은 가시 영역의 파장에서 투과성을 가져야 하고 특히 정지해 있는 하부 가열 요소를 적어도 부분적으로 가리기 위해서 투과성이 충분히 낮고, 동시에 안정성을 위해서 사용자는 작동 상태에 있는 가열 요소를 시각적으로 검출할 수 있도록 투과성이 충분히 높아야 한다. 일반적으로, 유리-세라믹 판은 적외선 영역의 파장에서도 높은 투과성을 가져야 한다.
따라서 개발된 제 1 판은 어두운 색상을 지닌 판, 특히 검은색 판이었다. 훨씬 최근에는, 밝은 외관(특히 흰색) 및 예를 들어 적어도 50%의 흐림(blur) 또는 탁함(haze)(FR 2766816에 기재됨)을 갖는 다른 판이 개발되었으며, 이전에 언급된 기준(예를 들어, 상기 요소로부터의 눈부심 없이 또는 보기 흉한 외관 없이, 작동 상태에 있는 가열 요소의 검출)은 때때로 다른 양상(예를 들어 판 아래 위치한 임의의 디스플레이의 선명한 외관)에 손해를 주는 것으로 고려된다.
본 발명은 기존 제품의 범위를 확장시키는 것을 가능하게 해주는 새로운 유형의 유리-세라믹, 특히 보통 원하는 특성에 불리한 영향을 갖는 변형 없이, 보다 기능적인 새로운 외관을 갖는 개선된 유리-세라믹 판을 개발하기 위해 노력해왔다.
본 발명에 따른 새로운 판은, 예를 들어 특히 조리 판 역할을 하도록 의도된 적어도 하나의 가열 요소를 커버하거나 수용하기 위해 의도되는 유리-세라믹 판으로서, 상기 판은 적어도 두 개의 대조를 이루는(contrasted) 영역을 포함하는 코팅을 구비한다.
유리하게는, 상기 판이 투명하거나 반투명한 유리-세라믹을 주원료로 하고, 상기 코팅은 가열 요소 및 임의의 디스플레이가 사용 중일 때 검출될 수 있게 하면서, 정지해 있는 하부 요소(예를 들어 가열 요소 및 임의의 디스플레이)를 적어도 부분적으로 가리도록 의도된다. 전술한 영역(또는 지역)은, 언급된 목적을 충족시키고, 특히 이후 설명되는 바와 같이, 상이한 방법{매트/연마(gloss) 효과의 병렬, 두께의 차이 등}으로 표현될 수 있는 이러한 목적으로 대조(contrast)(또는 이들의 병렬에 의해 강조된 상반성)를 나타내도록 선택된다.
일반적으로, 전술한 영역 중 하나(또는 이후 기술될 영역의 그룹)는, 배경 영역(background zone)으로 지칭되고 코팅의 표면적의 대부분을 차지하고(일반적으로 50 내지 99%) 바람직하게는 판이 커버해야 하는 가열 구조의 주요 부분을 가리도록 의도되는 영역을 구성하고, 또 다른 전술한 영역(또는 배경 영역과 관련된 대조 영역의 또 다른 그룹)은 바람직하게 디스플레이 영역으로 지칭되고 배경과 관련하여 장식 및/또는 정보(상표명, 로고, 기호 등) 및/또는 가열 요소, 조절 디바이스, 디스플레이 등과 같은 기능성 요소의 위치를 나타내고 또한 이러한 요소들이 작동 상태에 있는지 아닌지를 검출할 수 있게 해준다(또 다른 영역에 의해 커버된 표면적은 일반적으로 코팅의 표면적의 1 내지 50%를 나타냄). 지금부터, 영역(판 위에 있는 각각의 카테고리의 영역의 수에 따름)은 잘-정의된 단일 영역(이 영역이 이들의 카테고리에만 있는 경우), 또한 동일한 카테고리의 한정된 영역이 여럿일 경우 동일하게 코팅되거나 동일한 효과(영역들 사이 또는 영역의 그룹의 원하는 대조에 관해)를 갖는 영역의 그룹 또는 어셈블리를 의미하는 것으로 주지될 것이다.
판을 형성하는 유리-세라믹 베이스(base) 또는 노출된(bare) 기재(코팅의 첨가 이전)는 바람직하게 이전에 나타낸 바와 같이 투명하거나 반투명하고, 일반적으로 50%가 넘는, 특히 50 내지 90%의 광 투과율(TL)(광원 D65에 따라 - 0.38㎛과 0.78㎛ 사이의 통합된 - 가시 파장 영역에서)을 갖는다. 코팅(및 후속적으로 설명될, 코팅을 구성하는 층)은 바람직하게 본 발명에 따른 코팅을 구비한 판이 이들의 배경 영역의 위치에서 매우 낮은 광 투과율(특히 5 또는 10% 미만, 또는 심지어 0에 가깝거나 0임)을 갖고, 디스플레이 영역은 예를 들어 20% 미만(특히 0.2 내지 20%), 특히 10% 미만(특히 0.5 내지 10%)의 광 투과율을 가질 수 있도록 선택된다.
유리하게는, 대조 영역을 구비한 코팅은 원칙적으로(및 바람직하게는 독립적으로) 판의 단지 하나의 동일한 면, 유리하게는 가열 요소(들)가 사용되는 위치를 향하도록(또는 마주보며 위치되도록) 의도된 면에 위치된다(일반적으로 하부 또는 내부 면을 나타내는 면).
바람직하게는, 본 발명에 따르면, 두 개의 대조 영역은, 이후 반사 영역으로 부르는 연마 또는 반사 또는 거울 효과를 갖는 적어도 하나의 영역이고, 매트(matt) 효과(특히 적어도 부분적으로 불투명하거나 가리는 효과)를 갖는 적어도 하나의 영역(특히 비교해보면)으로서 이후 매트 영역이라 부르는 영역이다. 또한 또 다른 유리한 실시예에서, 두 개의 대조 영역은 가변 두께를 갖는 코팅을 구비한 영역으로, 가장 두꺼운 영역은 그 자체를 예를 들어 전술한 매트 영역으로 대체하고, 가장 얇은 영역은 그 자체를 전술한 반사 영역으로 대체한다.
바람직하게는, 매트 영역(또는 두꺼운 영역)은 배경 영역으로 불리는 영역이고, 반사 영역(또는 얇은 영역)은 디스플레이 영역으로 불리는 영역을 구성한다.
본 발명에 따른 판은 기술뿐만 아니라 미적으로도 많은 이점을 갖는데, 이는 또한 나머지 기재에서 나타날 것이다. 특히, 가열 요소, 조절 디바이스 및 결합된 디스플레이가 사용 중이 아닌 경우, 이들을 가리는 것을 가능하게 해주며, 사용 중인 경우에는 사용자의 눈이 부시지 않게 하면서 사용자에 의해 이들을 시각적으로 검출할 수 있게 해준다. 만일 필요한 경우, 정지 중일 때 이러한 마스킹 및 사용 중일 때 요소의 검출을 동시에 허용하는 반사 영역은 또한, 적색 영역에서 방출하는 인디케이터의 사용만을 허용하는 보통의 불투명하거나 어두운 색상의 판과 대조되는 다양한 색상의 발광 다이오드와 같은 인디케이터(indicators)(지속 기간, 전력 등의)를 사용하는 것을 가능하게 해주는 이점을 갖는다.
본 발명에 따른 판은 실용적으로 사용되고 세척하기에 용이하다. 하부 면상의 모든 코팅의 위치는, 필요하다면 분해된 영상과 같은 매력적이지 못한 광학 효과를 예방하는 것을 가능하게 해주는 동시에, 사용 위치에서 판의 노출된 면(사용자를 향하는 외부 또는 상부 표면)이 세척되는 경우 상기 코팅의 마모 문제를 방지해주는 것을 가능하게 해준다. 판의 구성 요소는 또한, 판이 우수한 기계적 강도 및 열 저항을 갖고, 유도 전기 가열 요소와 같은 하부 가열 요소 또는 대기 가스버너와 같은 가능한 다른 유형의 요소의 사용과 양립할 수 있도록 선택된다.
유리-세라믹 판은, 적절한 유리-세라믹으로 만들어진 판뿐만 아니라, 팽창 계수가 0 또는 0에 가깝고(예를 들어 15 ×10-7K-1) 고온에 대해 저항성이 있는 임의의 다른 유사한 재료로 만들어진 판을 의미하는 것으로 주지된다. 그러나 바람직하게는 적절한 유리-세라믹으로 만들어진 판으로 구성된다.
코팅은 바람직하게 전술한 영역을 형성하기 위해 위치된 적어도 두 개의 층으로 형성되는데, 이러한 층들 중 하나는 바람직하게 페인트 층(paint layer){일반적으로 수지(들)를 주원료로 함}으로 지칭되고 고온에 대해 저항성이 있으며 일반적으로 배경 영역만을 커버하고, 또 다른 층은 바람직하게 반사 층 또는 이전의 것보다 얇은 페인트 층으로서 일반적으로 적어도 디스플레이 영역을 커버한다.
사용된 페인트 층(들)은 유리하게는, 고온에 대한 저항성을 갖고 페인트 층의 색상 및 판과의 결합에 관해 시간 흐름에 따른 안정성을 갖도록, 그리고 이들이 판의 기계적 특성에 영향을 주지 않도록 선택된다.
사용된 페인트(들)의 분해 온도는 유리하게는 350℃보다 더 크고, 특히 350℃ 내지 500℃이다. 이들은 일반적으로 수지(들)를 주원료로 하며, 적절한 경우 {예를 들어 안료(들) 또는 염료(들)로} 충전되고, 필요에 따라, 유리-세라믹 상의 도포에 관하여 이들의 점도를 조절하기 위해 희석되며, 희석액 또는 용매(예를 들어 백유, 톨루엔 등)는 페인트(들)를 후속적으로 굽는 동안에 경우에 따라 제거될 수 있다.
예를 들어, 페인트는 적어도 하나의 규소 수지, 특히 적어도 하나의 알킬화 수지와 결합하여 변성된 규소 수지를 주원료로 하는 페인트일 수 있다. 또한 에나멜용 안료(예를 들어 크롬 산화물, 구리 산화물, 철 산화물, 코발트 산화물, 니켈 산화물과 같은 금속 산화물을 포함하는 화합물, 또는 구리 크롬산염, 코발트 크롬산염 등으로부터 선택됨), TiO2 등과 같은 안료는 착색제로서 첨가될 수 있다.
특히 바람직한 방법으로는, 사용된 페인트가 적어도 하나의 고온 저항성 (공)중합체(특히 400℃보다 높은 분해 온도를 가짐)를 포함하고(또는 주원료로 하고), 페인트는 이들의 결합 또는 이들의 기계적 강화 및/또는 이들의 착색을 보장하기 위한 적어도 하나의 광물성 충전재를 포함하거나 포함하지 않는 것이 가능하다. 이러한 (공)중합체 또는 수지는 특히 다음의 수지 중 하나 이상일 수 있다 - 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리불화 수지 및/또는 폴리실록산 수지.
폴리실록산 수지는 : 무색이어서 착색될 수 있으며(예를 들어 충전재 또는 안료가 원하는 색상을 제공함); 가교 결합 가능한 상태에서 사용될 수 있거나(일반적으로 총 질량 중 1 내지 6%로 보다 종종 참여하는, 이들의 화학식에 SiOH 및/또는 SiOMe 그룹의 존재에 의해) 전환될 수 있어서(가교 결합 또는 열분해) 특히 바람직하다. 이들은 유리하게는 화학식으로 페닐, 에틸, 프로필, 및/또는 비닐 유닛을 갖고, 매우 유리하게는 페닐 및/또는 메틸 유닛을 갖는다. 이들은 바람직하게 폴리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 페닐메틸실록산 중합체 및 디메틸실록산/디페닐실록산 공중합체로부터 선택된다.
바람직하게 사용된 가교 결합 가능한 폴리실록산 수지는 일반적으로 2000 내지 300,000 달톤의 중량-평균 분자량(Mw)을 갖는다.
비제한적인 방식으로, Rhodia사로부터의 Dow Corning® 수지 804, 805, 806, 808, 840, 249, 409 HS, 및 418 HS, Rhodorsil® 6405 및 6406, General Electric Silicone사로부터의 Triplus® 및 Wacker Chemie GmbH사로부터의 SILRES® 604가 단독으로 또는 혼합되어 사용되었으며, 이는 매우 적합한 것으로 나타난다.
이러한 방식으로 선택된 수지는, 특히 유도 가열을 견딜 수 있고, 또한 다른 유형의 가열(가스버너 또는 심지어 전기히터 또는 할로겐히터)에도 적합할 수 있다(특히 상기 폴리실록산 수지).
페인트는 광물성 충전재가 없을 수도 있으며, 특히 이들의 두께가 작은 경우에 그러하다. 그러나 일반적으로 그러한 무기 충전재는 예를 들어 증착된 페인트 층을 기계적으로 강화하기 위해, 상기 층의 결합에 공헌하기 위해, 판과의 부착에 공헌하기 위해, 그리고 외관 및 이들 내부의 틈의 전파를 막기 위해 사용된다. 그러한 목적을 위해, 상기 광물성 충전재의 적어도 하나의 파편은 바람직하게 라멜라(lamellar) 구조를 가진다. 충전재는 또한 착색제로 참여할 수 있다. 적절하게는, 여러 가지 유형의 상보적인 충전재가 참여할 수 있다(예를 들어 기계적 강화를 위한 무색의 충전재, 및 착색을 위한 안료와 같은 또 다른 충전재). 광물성 충전재의 효과적인 양은 일반적으로 체적비로 10 내지 60%, 보다 특히 15 내지 30%에 해당한다(체적비는 충전재와 페인트의 총 부피에 기초함).
증착된 각각의 페인트 층의 두께는 1 내지 100 마이크론, 특히 5 내지 50 마이크론일 수 있다. 페인트 또는 수지의 도포는, 브러시, 블레이드(blade), 분사, 정전 증착, 디핑(dipping), 커튼 코팅에 의한 증착, 스크린-프린팅 등에 의한 증착과 같은 임의의 적절한 기술에 의해 수행될 수 있고, 바람직하게는 스크린-프린팅(또는 가능한 블레이드 증착)에 의해 수행된다.
증착 이후, 본 경우에 따르면, 층착된 층(들)의 건조, 가고 결합, 열분해 등을 보장하도록 의도된 열처리가 후속된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 코팅은, 수지가 적어도 부분적으로 가교 결합되고/가교 결합되거나 부분적으로 또는 완전히 열분해 되고/열분해 되거나 열처리되지 않은(수지는 열처리되지 않은 곳에서 선택적으로 제거되도록 의도될 수 있음) 페인트의 적어도 하나의 층을 포함하고, 상기 페인트 층은 부분적으로 또는 완전히 a)광물성 충전재 및 b)탄소질 재료(들) 전구체(들)가 (거의) 없는 적어도 하나의 가교 가능한 폴리실록산 수지 및/또는 탄소질 재료(들) 및 탄소질 재료(들) 전구체(들)가 (거의) 없는 적어도 하나의 가교 결합된 폴리실록산 수지 및/또는 탄소질 재료(들)가 (거의) 없는 실리카를 주성분으로 하는 다공성 무기 매트릭스(수지는 예를 들어 열분해 되어서 광물화됨)의 화합물로 구성되고, 광물 충전재는 수지 또는 매트릭스에 분산된다.
본 발명에 따른, 경우에 따라 사용되는 반사 층(들)에 관하여, 이러한 층은 예를 들어 거울 또는 연마 효과를 갖는 층으로서, 얇은 층 또는 얇은 층의 스택을 기초로 하거나 효과 안료(effect pigments)를 포함하는 층일 수 있다.
특히 유리한 제 1 실시예에 따르면, 적어도 하나의 반사 층은 금속성 유형의 적어도 하나의 (서브)층 및/또는 절연체-주원료로 하는 재료를 주원료로 하는 적어도 하나의 (서브)층을 형성하기 위해 사용되며, 이러한 반사 층은 일반적으로 유리하게 거울 효과를 갖는다.
따라서 이러한 층은 예를 들어 적어도 하나의 단일 금속성 또는 실질적으로 금속성인 층이 될 수 있으며(예를 들어 Ag, W, Ta, Mo, Ti, Al, Cr, Ni, Zn, Fe의 얇은 층 또는 이러한 금속의 일부를 주성분으로 하는 합금, 또는 스테인리스 강을 주성분으로 하는 얇은 층 등), 또는 하나 이상의 금속성 층, 예를 들어 절연체 재료(예를 들어 Si3N4 - 특히 Si3N4/금속/Si3N4 - 스택 - 또는 SiO2로 만들어진 적어도 하나의 차단 층으로 코팅된 은 또는 알루미늄으로 만들어진 적어도 하나의 층)를 주성분으로 하는 적어도 하나의 층에 의해 유리하게 차단되는(적어도 하나의 면 및 바람직하게 2개의 마주보는 면상에 코팅되는 금속성(또는 실질적으로 금속성) 층을 포함하는 (서브)층의 스택일 수 있다.
대안적으로 높은 굴절율(n), 즉 1.8보다 큰, 바람직하게는 1.95보다 큰, 특히 2보다 큰 굴절율을 갖는 절연체 재료를 주성분으로 하는 단일층 코팅, 예를 들어 TiO2 또는 Si3N4, 또는 TiN, 또는 SnO2 등의 단일층 코팅으로 이루어진다.
또 다른 유리한 실시예에서, 반사 층은 대안적으로 높은 굴절율(바람직하게는 1.8보다 큰, 또는 심지어 1.95보다 큰, 또는 심지어 앞서 설명된 바와 같이 2보다 크다)과 낮은 굴절율(바람직하게는 1.65 미만)을 가진 절연체 재료(들)를 주성분으로 하는 얇은 (서브)층의 스택으로 형성되며, 특히 금속 산화물(또는 금속 산화질화물 또는 질화물) 유형의 재료 또는 재료들, 예를 들어 TiO2, SiO2 또는 혼합 산화물(주석-아연, 아연-티타늄, 규소-티타늄 등), 또는 합금 등을 주성분으로 하는 얇은 (서브)층의 스택으로 형성되며, 경우에 따라 증착된 (서브)층은 모두 중에 우선일 수 있으며, 따라서 판의 내부 면에 대해 위치되어, 높은 굴절율을 갖는 층이 된다.
높은 굴절율을 가진 (서브)층 재료로서, 예를 들어 TiO2 또는 가능한 SnO2, Si3N4, SnxZnyOz, TiZnOx 또는 SixTiyOz, ZnO, ZrO2, Nb2O5 등이 언급될 수 있다. 낮은 굴절율을 가진 (서브)층 재료로서, 예를 들어 SiO2 또는 가능한 규소 옥시탄화물 및/또는 옥시질화물, 또는 규소와 알루미늄의 혼합 산화물 또는 플루오르-함유 화합물, 예를 들어 MgF2 또는 AlF3 유형 등이 언급될 수 있다.
유리하게는 스택은 예를 들어 적어도 세 개의 (서브)층을 포함하는데, 바람직한 반사는 스택의 다양한 층의 결합된 작용에 의해 생성되고, 기재에 가장 가까운 층은 높은 굴절율을 가진 층이고, 중간층은 낮은 굴절율을 가진 층이고, 외부층은 높은 굴절율을 가진 층이다{예를 들어 스택은 대안적으로 다음의 산화물 층을 포함한다 : (기재) - TiO2/SiO2/TiO2}. 증착된 각각의 반사 층의 (기하학적) 두께는 일반적으로 15 내지 1000㎚, 특히 20 내지 1000㎚이다(기재의 두께는 일반적으로 수 밀리미터, 보다 종종 약 4㎜임). 반사 층이 수 개의 (서브)층(일반적으로 층의 스택 형태)로 형성되는 경우, 스택의 (서브)층 각각의 두께가 5 내지 160㎚, 일반적으로 20 내지 150㎚(예를 들어 TiO2/SiO2/TiO2 스택인 경우, TiO2 및 SiO2층 각각에 대해 약 수십 나노미터, 예를 들어 약 60-80㎚일 수 있으며, 예를 들어 보다 은이거나 보다 금인 것이 바람직한 외형에 따른 SiO2 층에 대해 약 130-150㎚이고 TiO2에 대해 약 60-80㎚일 수 있다)로 변할 수 있다.
반사층은 일반적으로 세라믹화 이후에, 일련의 작업 또는 또 다른 작업으로 판에 도포될 수 있다(예를 들어 절단 및/또는 상기 판의 형성 이후에). 반사 층은 특히 열분해(분말, 액체, 기체), 증발 또는 분사에 의해 도포될 수 있다. 바람직하게는, 스퍼터링 및/또는 진공 증착법 및/또는 플라즈마 도움법에 의해 증착될 수 있다. 특히, 특히 자계(및 직류 또는 교류 전류)에 의해 도움을 받는, 음극 스퍼터링(예를 들어 마그네트론 스퍼터링)에 의해 층 또는 층들을 증착하는 방법이 사용되며, 필요한 경우 산화 또는 질화 조건(경우에 따라 아르곤/산소 또는 아르곤/질소 혼합물)하에, 산화물 또는 질화물이 적합한 금속 또는 합금 또는 규소 또는 세라믹 등의 타깃 또는 타깃들로부터 증착된다. 산화물 층은 예를 들어 산소의 존재 하에 해당 금속의 반응성 분사, 그리고 질소의 존재 하에 질화물 층의 해당 금속의 반응성 분사에 의해 증착될 수 있다. SiO2 또는 Si3N4를 생성하기 위해서, 충분한 전도성을 만들기 위해서 알루미늄과 같은 금속으로 가볍게 도핑된 규소 타깃으로부터 시작하는 것이 가능하다. 본 발명에 따라 선택된 (서브)층 또는 층들은 분리 또는 갈라짐(delamination)을 형성하지 않고서, 특히 단일 방식으로 기판 상에 응축한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 반사 층은 경우에 따라서는 적합한 기재에 용해될 수 있는 효과 안료(금속성 효과를 지닌 안료, 진주광택의 안료, 간섭 안료 등)를 포함하는 층일 수 있으며, 이 층은 일반적으로 반짝이(spangled) 효과를 갖는다. 이러한 층은 바람직하게는 용융 규산염, 프릿(frit) 또는 유리 플럭스(flux)를 주원료로 하고(일반적으로 특히 에나멜용 프릿에 사용되는 산화물, 예를 들어 규소, 아연, 나트륨, 붕소, 리튬, 칼륨, 칼슘, 알루미늄, 마그네슘, 바륨, 스트론튬, 안티몬, 티타늄, 지르코늄 등의 산화물로부터 선택된 산화물을 포함하는 유리화 가능한 혼합물), 사용된 효과 안료는 유리하게는 금속 산화물로 코팅된 알루미늄 산화물 플레이크(Al2O3)로 형성된다. 안료의 예로는 TiO2/Al2O3 안료 또는 간섭 안료(Xirallic® T-50-10SW Crystal Silver 또는 Xirallic® T-60-20SW Sunbeam Gold 또는 Xirallic® T-60-21 SW Solaris Red 또는 Xirallic® T-60-23SW Galaxy Blue 또는 Xirallic® T-60-24SW Stellar Green), 또는 Fe2O3/Al2O3 안료(Xirallic® T-60-50SW Fireside Copper 또는 Xirallic® F60-51 Radiant Red)와 같은, Merck사에 의해 판매되는 상품명 "Xirallic® "이 언급될 수 있다.
사용 가능한 또 다른 효과 안료는 예를 들어, Merck사에 의해 상표명 Iriodin®으로 판매되는, 산화물(예를 들어 TiO2, Fe2O3, Cr2O3 등) 또는 산화물 조합으로 코팅된 운모(mica) 입자를 주원료로 하는 진주(진주광택의) 안료이다. 종래의 착색 충전재 또는 다른 안료 또한 전술한 효과 안료에 병합될 수 있다. 효과 안료의 비율은 예를 들어, 이들이 병합된 베이스(용융 규산염, 프릿 또는 유리 플럭스)에 대해 약 1 내지 30중량%일 수 있다. 특히 층은 스크린-프린팅에 의해 증착될 수 있으며(이 경우 베이스 및 안료는 일반적으로 후속 소성 단계에서 소비되도록 의도되는 적절한 매질에 부유될 수 있으며, 특히 이러한 매질은 용매, 희석제, 오일, 수지 등을 포함할 수 있음), 층의 두께는 예를 들어 약 1 내지 6 ㎛이다.
바람직하게는, 이미 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 판은 투명하거나 반투명한 유리-세라믹을 주원료로 하고, 앞서 정의된 바와 같은 매트 효과를 가진 페인트로 형성된 배경 영역, 및 앞서 정의된 거울 효과를 가진 반사 층으로 형성되거나 선택적으로 배경 영역보다는 얇은 앞서 정의된 페인트로 형성되는 디스플레이 영역을 포함하는 하부 면상에 코팅을 갖는다.
본 발명에 따른 판은 일반적으로 하부 면상에 스파이크(spike)없이 두 개의 부드러운 면을 구비한 판이다.
본 발명에 따른 판은, 경우에 따라서, 기능성 요소(들) 또는 추가 장식(들){프레임, 커넥터(들), 케이블(들), 조종 요소(들), 디스플레이(들), 예를 들어 "7-세그먼트 다이오드"로 알려진 발광 다이오드, 접촉-감응성 키를 지닌 전자 조절 스트립 및 디지털 디스플레이 등}을 구비할 수 있고(결합될 수 있고), 및/또는 선택적으로는, 전술한 대조 영역와 별도로, 바람직하게는 제한된 치수를 갖는, 하나 이상의 보충적인, 특히 장식적인 영역(예를 들어 상부 면상의 에나멜)을 포함한다.
일반적으로 코팅은 판 위에서 식별될 수 있는 각 영역에서 연속적이지만, 일부 장소(반점 또는 그물망 또는 얼룩 등을 갖는 유형의)에서 증착물을 덜 커버하도록 배척되지는 않으며, 이러한 장소에서 커버 정도는 바람직한만큼 크게 남아있다(거의 100%).
바람직하게는, 본 발명에 따른 판은 하부 유도 가열 요소와 결합되도록 의도된다. 유도 가열 호브는 알려져 있으며, 일반적으로 전도성 와이어의 권선(winding)으로 이루어진 자기-유도 코일{또는 인덕터(inductor)}에 연결된 컨버터(또는 발전기)로 구성된다. 컨버터에 의해 생성된 고주파 전류의 통과에 의해 생성된 전자기 계는 판 위에 놓인 기구의 금속 베이스에서 푸코(Foucault) 전류를 생성하여, 이들 기구가 빨리 가열될 수 있게 한다. 판에 가해지는 온도 및 최대온도의 변화는 다른 가열 요소, 예를 들어 할로겐 또는 복사 가열 요소에서 관찰된 변화보다 적으며, 이로 인해 본 발명에 따른 판은 특히 이러한 가열 방법에 매우 적절하고, 코팅에 가해지는 열 충격이 완화될수록 오랜 기간 동안 코팅을 덜 손상시킨다.
본 발명에 따른 판은 광학 특성 및 안정성에 관한 조건을 충족시키며 우수한 열 충격 저항성 등을 가지고 있다. 본 발명에 따른 판은 유리하게는 사용자의 시야로부터 장치의 내부를 감추기 위한 중간 복합체 없이도, 내부에 인덕터와 같은 가열 요소(들)가 배치되는 절연성 지지체 상에 장착될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 판을 포함하는 조리용 및/또는 고온 유지용 장치(또는 디바이스)에 관한 것이다(예를 들어 요리 도구 및 내장형 조리 판). 본 발명은 단일 판을 구비한 조리 장치, 또한 각각의 판이 단일 또는 다중 히터(들)를 구비한 수 개의 판을 구비한 장치를 포함한다. "히터"라는 용어는 조리 위치를 의미하는 것으로 주지된다. 또한 본 발명은 조리 판(들)이 여러 가지 유형의 히터를 포함하는 혼합된 조리 장치에 관한 것이다.
더군다나, 본 발명은, 비록 본 발명이 기초로 하는 문제가 이러한 용도에 관해 한정되지만, 요리 도구를 위한 조리 판 또는 조리 표면의 제조에 제한되지 않는다. 본 발명에 따라 제조된 판은 또한 온도 변화에 대해 큰 비감응성을 나타내야 하는 다른 판일 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 판을 제조하는 방법이다.
유리-세라믹 판의 제조는 일반적으로 다음과 같이 처리한다 : 용융 노에서, 유리-세라믹을 형성하기 위해 선택된 조성물의 유리를 용융시킨 다음, 용융된 유리를 라미네이팅 롤러 사이로 통과시켜서 표준 리본 또는 시트로 적층시키고, 유리 스트립을 원하는 치수로 절단한다. 이러한 방법으로 절단된 판은 그 후 기존의 방식으로 세라믹화되는데, 세라믹화는 판을 소성시킨 다음 유리를, 팽창 계수가 0 또는 0에 가깝고 700℃까지 연장될 수 있는 열 충격을 견디는 "유리-세라믹"이라 불리는 다결정 물질로 변환시키기 위해 선택된 가열 프로파일을 소성시키는 것으로 이루어진다. 세라믹화는 일반적으로 온도가, 일반적으로 유리의 변형 영역에 부근에 놓이는 핵형성 영역까지 점진적으로 올라가는 단계, 수 분 이내에 핵형성 간격을 통과하고 세라믹화 정도{플래토(plateau)}의 온도까지 온도를 점진적으로 새롭게 증가시키는 단계, 수 분에 걸쳐 세라믹화 스테이지의 온도를 유지하는 단계, 및 그 후 주변 온도로 가속 냉각시키는 단계를 포함한다.
일반적으로 본 방법은 예를 들어 워터제트에 의한 절단 작업, 그리고 가능한 후속되는 성형 작업{분쇄, 베벨링(beveling) 등}을 포함한다.
본 발명에 따른 판을 제조하는 방법은, 적어도 하나의 제 1 영역을 형성하도록 의도된 적어도 하나의 제 1 층{또는 (서브)층의 어셈블리}가 노출된(bare) 유리-세라믹 판의 한 면(바람직하게는 사용 위치에서 하부 면이 되도록 의도된 면)에 도포되고, 여기서 하나 이상의 세이빙(saving) 또는 예비품(reserves)(코팅되지 않은 영역)이 제공되거나 만들어지며, 상기 예비품은 제 1 영역(들)에 대조되는 적어도 하나의 제 2 영역을 형성하도록 의도된 적어도 하나의 제 2 층{또는 (서브)층의 어셈블리}에 의해 커버된다.
층은 특히 형성될 상기 층의 조성물에 따른 종래 기술 분야의 당업자에 알려진 임의의 수단에 의해 도포된다. 다른 가능한 도포 방법의 예는 앞에서 주어졌다. 층의 유형에 따라, 증착은 세라믹화 이전에(예를 들어 세라믹화 동안에 베이킹될 수 있는 에나멜 층의 경우) 또는 세라믹화 이후에(페인트 및 금속성 유형의 층 또는 앞서 기재된 절연 재료를 주원료로 하는 층의 경우 바람직함) 일련의 또는 분리된 작업(예를 들어 상기 판의 절단 및/또는 형성 이후)으로 수행된다.
예비품의 형성을 위해, (증착된 층의 유형 및 증착 수단의 정밀도에 따라) 다른 수단이 사용될 수 있다. 예비품은 증착 기술(스크린-프린팅)에 의해 또는 예를 들어 시트 금속 등으로 만들어진 적합한 마스크를 제공함으로써 남겨질 수 있다. 또한 예비품의 영역에서, 세척, 마모, 연마 등에 의해 제거될 수 있는 층의 증착, 예를 들어 단지 원하는 부분에서만 경화되거나 가교 결합되는 페인트의 증착물(잔여물은 세척에 의해 제거됨), 또는 예비품이 레이저 제거 또는 연마와 같은 수단에 의해 제거되는, 금속 유형의 층(들) 또는 절연 재료를 주원료 하는 층(들)을 증착하는 것을 고려하는 것 또한 가능하다.
제 2 층의 증착에 관하여, 이는 단지 예비품(예를 들어 적절한 증착 수단 또는 마스크를 가지는), 또는 판의 큰 부분, 특히 판의 전체에 걸쳐 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 예를 들어 스크린-프린팅(하나 또는 복수의 통로 또는 서브-층에서 예비품을 제공하면서)에 의해 제 1 페인트 층, 특히 앞서 언급된 (매트) 페인트를 도포하고, 그런 다음 페인트를 열 처리하거나 베이킹시키고, 가능한 판을 세척하고, 제 2 층{또는 (서브)층의 어셈블리}은 이미 커버된 모든 영역과 예비품을 거울 효과를 가진 적어도 하나의 반사 층에 의해 커버하면서, 음극 스퍼터링(마그네트론 스퍼터링의 경우, 전체 판을 증착하는 것이 더 용이하다는 점에 주목)에 의해 도포된다.
또 다른 실시예에서, 증착 순서는 반대가 될 수 있는데, 예를 들어 적어도 하나의 연속적인 반사 층을 선택된 예비품의 위치에서 마스크를 구비한 판의 하부 면 위에 증착하고, 마스크를 제거하고 필요한 경우 이미 다른 마스크에 의해 커버된 부분을 다시 커버하고, 그리고 그 후 유리하게는 획득된 최종 판 위에서 반사 층에 의해 커버되지 않은 영역만을 커버하기 위해 페인트를 도포한다.
본 발명의 주제는 또한 앞서 정의된 유리-세라믹 판을 제조하기 위한 장치 또는 디바이스에 관한 것으로, 스크린-프린팅에 의해 코팅하는 적어도 하나의 디바이스와, 적어도 하나의 음극 스퍼터링 디바이스를 포함한다.
다음의 예는, 이러한 예에 따라 제조된 본 발명에 따른 판의 평면 사시도를 도시하는 첨부된 도면(사진으로부터 나온 부분도)과 함께 범위를 제한하지 않고서 본 발명을 설명한다.
본 발명에 따른 판은 광학 특성 및 안정성에 관한 조건을 충족시키며 우수한 열 충격 저항성 등을 가지고 있다. 본 발명에 따른 판은 유리하게는 사용자의 시야로부터 장치의 내부를 감추기 위한 중간 복합체 없이도, 내부에 인덕터와 같은 가열 요소(들)가 배치되는 절연성 지지체 상에 장착될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 판을 도시한 평면 사시도.
두 개의 면이 부드러운, 투명한 유리-세라믹 판(1)은 예를 들어 유럽특허출원 제0437228호에 기재된 조성물을 갖는 유리로부터 제조된다.
이러한 유리는 약 1600℃에서 유리 스트립이 적층될 수 있는 양만큼 용융되고, 유리판이 잘려지는 스트립은 56.5㎝ ×56.5 ×0.4㎝의 최종 수치를 갖는다.
이러한 유리 판은 세라믹 격자 상에서 세라믹화되고 다음의 단계를 포함하는 세라믹화 사이클이 후속된다 :
a) 일반적으로 유리 변형 영역 근처에 위치되는, 핵형성 영역까지 30-80℃/분으로 온도를 올리는 단계;
b) 수분 동안 온도를 유지하면서, 약 20분에 핵형성 간격(670-800℃)을 교차시키는 단계;
c) 15 내지 30분간 온도를 약 930℃의 세라믹화 플래토(plateau) 온도(T)로 증가시키는 단계;
d) 약 20분의 시간(t)동안 세라믹화 플래토 온도(T)를 유지하는 단계;
e) 주변 온도로 급격하게 냉동시키는 단계.
얻어진 판은, 다음을 제외한 하부 면의 전체에 걸쳐서, 적어도 하나의 폴리실록산 수지(예를 들어 규소 중합체와 규소 용액을 혼합하여 획득됨) 및 충전재(어둡게 착색된 안료의 혼합물, 예를 들어 그레이 색상을 제공하기 위해)를 주성분으로 하는 페인트 로 코팅된다(예를 들어 적절한 경우 적합한 매질에 도포되는 조성물의 희석제로 스크린-프린팅에 의해) :
- 판이 사용되는 위치에서 4 개의 유도 가열 호브 위에 놓여질 장소를 한정하는 네 개의 원형 크라운(crown)(2a)으로 구성된 위치 또는 예비품,
- 기호(+. - 및 작동 기호)를 형성하는 영역(2b), 또한 디스플레이 또는 인디케이터(지속 기간, 전력 등) 위에 위치될 7개의 직사각형으로 한정된 영역.
- 및 필수적인 장식 표시(2c)(여기서 "INDUCTION" 단어의 앞부분 6개의 글자 및 마지막 3글자 ION을 만드는 직사각형은 음각으로 돌출함)
그 후 페인트는 오븐 또는 터널에서 소성되거나 경화된다. 얻어진 층의 두께는 예를 들어 15 내지 100 마이크론이다. 그 후 판을 통과하는 투명성에 의해, 에비품에 의해 한정된 여러 개의 작은 영역(3a, 3b, 3c, 3d)으로 형성된 배경 영역, 예를 들어 매트 그레이 색상을 볼 수 있다.
페인트로 코팅된 판의 임의의 가능한 세척 이후에, 예를 들어 Ni-Cr-Fe를 주성분으로 하고(예를 들어 각각 약 68%/22%/10%의 비율), 두께가 약 22.5㎚(식별된 디스플레이를 가리는 것과 조명될 경우 이들이 뚜렷하게 보이는 것 사이의 디스플레이 영역을 위한 이러한 층에 대해 우수한 절충안이 획득되도록 함)인 반사 층이, 미리 페인트로 코팅된 판의 하부 면의 전체 표면적에 걸쳐서, 마그네트론 스퍼터링에 의해 증착된다. 이렇게 매우 뛰어난 반사 층에 의해 생성된 거울 효과는 단지 페인트 층에 제공된 예비품의 위치에서만 발휘되고, 투명성에 의해 판 위로부터 볼 수 있는, 유리-세라믹의 배경 영역의 불투명한 매트 그레이 외관상에 부정적인 영향을 주지 않는다.
유리-세라믹 판은 따라서 만족스럽고 독창적인 미적 외관을 갖게끔 획득되며, 이러한 판은 예를 들어 조리용 디바이스의 하부 구조의 요소를 숨기는 매트 및 불투명한 그레이/금속화 그레이 배경 영역{모든 영역(3a, 3b, 3c, 3d)에 의해 형성}을 가지고, 작동 상태에 있는 경우 보여지도록 하면서, 정지 중에 하부 노를 숨기는 빛나는 외관(예를 들어 오히려 은 거울 외형)을 갖도록 설계된 디스플레이 영역{모든 영역(2a, 2b, 2c)에 의해 형성}을 포함한다. 코팅은 하부 면 상에 전체적으로 존재하기 때문에, 이중 영상 또는 장식의 제거 문제에 관한 문제점은 없다{예를 들어 스튜냄비(saucepan)에 의해 문질러짐}. 상기 판은 조리용 디바이스 등에 세팅된 프레임(4)에 장착될 수 있다.
본 발명에 따른 판은 특히 유리하게는 요리 기구를 위한 조리 판 또는 조리 표면의 새로운 범위를 제조하기 위해 사용된다.

Claims (15)

  1. 조리 판의 적어도 하나의 가열 요소를 커버하거나 수용하기 위한 유리-세라믹 판으로서,
    유리-세라믹 판과,
    유리-세라믹 판의 표면상에 형성된 코팅을 구비하고,
    코팅은 매트 코팅 및 반사 코팅을 포함하고,
    매트 코팅과 반사 코팅은 유리-세라믹 판의 표면 전체를 함께 커버하고,
    코팅은 배경 영역과 디스플레이 영역을 포함하고,
    배경 영역은, 매트 코팅이 존재하고 코팅의 표면적의 50 내지 99%를 차지하는 유리-세라믹 판의 표면적에 대응하고,
    배경 영역은 유리-세라믹 판의 표면상에 형성된 매트 코팅의 층, 또는 그 위에 형성된 다른 반사 코팅의 층과 함께 유리-세라믹 판의 표면상에 형성된 매트 코팅의 층을 포함하고,
    디스플레이 영역은, 매트 코팅이 존재하고 코팅의 표면적의 1 내지 50%을 차지하는 유리-세라믹 판의 표면적에 대응하고,
    디스플레이 영역은 유리-세라믹 판의 표면상에 형성된 반사 코팅의 층을 포함하고,
    배경 영역은, 유리-세라믹 판이 조리 판에 사용되는 경우 조리 판의 가열 구조의 주요 부분이 가려지도록, 유리-세라믹 판을 볼 때 매트 외관을 갖고,
    디스플레이 영역은, 장식, 정보 또는 기능성 요소가 나타나고, 유리-세라믹 판이 조리 판에 사용되는 경우 그러한 요소의 동작이 검출되도록, 유리-세라믹 판을 볼 때 배경 영역에 관련하여 반사 외관을 갖는, 유리-세라믹 판.
  2. 제 1항에 있어서, 유리-세라믹 판은 투명하거나 반투명한, 유리-세라믹 판.
  3. 제 1항에 있어서, 유리-세라믹 판의 표면은, 유리-세라믹 판이 조리 판에 사용되는 경우 조리 판의 적어도 하나의 가열 요소를 향하는, 유리-세라믹 판.
  4. 제 1항에 있어서, 코팅의 배경 영역은 코팅의 디스플레이 영역과 상이한 두께를 갖는, 유리-세라믹 판.
  5. 제 1항에 있어서, 코팅의 디스플레이 영역은 코팅의 배경 영역보다 얇은, 유리-세라믹 판.
  6. 제 5항에 있어서, 매트 코팅 및 반사 코팅은 350℃보다 높은 분해 온도를 갖는 페인트를 포함하고,
    매트 코팅 및 반사 코팅을 형성하는 각 페인트는 규소 수지와 고온 저항성 (공)중합체 중 적어도 하나를 포함하고,
    고온 저항성 (공)중합체는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리불화 수지, 폴리실록산 수지를 구성하는 그룹으로부터 선택된 적어도하나의 부재를 포함하고,
    각 페인트는 선택적으로 적어도 하나의 광물성 충전재를 포함하는, 유리-세라믹 판.
  7. 제 5항에 있어서, 반사 코팅은 거울 또는 빛나는 효과(shiny effect)를 갖고,
    반사 코팅은 금속 (서브)층, 절연 물질 (서브)층, 효과 안료(effect pigment)를 포함하는 용융 규산염으로부터 형성된 (서브)층, 효과 안료를 포함하는 프릿으로부터 형성된 (서브)층, 및 효과 안료를 포함하는 유리 플럭스로부터 형성된 (서브)층 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 (서브)층을 포함하는, 유리-세라믹 판.
  8. 조리 판으로서,
    제 1항에 기재된 유리-세라믹 판과,
    유리-세라믹 판의 밑에 제공된 유도 가열 요소를
    포함하는, 조리 판.
  9. 제 1항에 따른 판을 제조하는 방법으로서,
    매트 코팅을 적어도 하나의 제 2 영역에 도포하지 않고도, 매트 코팅을 노출된(bare) 유리-세라믹 판의 적어도 하나의 제 1 영역에 도포하는 단계와,
    반사 코팅을 유리-세라믹 판의 적어도 하나의 제 2 영역에 도포하는 단계를
    포함하는, 판을 제조하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 반사 코팅을 도포하는 단계는, 매트 코팅이 적어도 하나의 제 1 영역에 도포된 후에 유리-세라믹 판의 적어도 하나의 제 1 영역과 적어도 하나의 제 2 영역에 반사 코팅을 도포하는 단계를 포함하는, 판을 제조하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 반사 코팅을 도포하는 단계는, 매트 코팅이 적어도 하나의 제 1 영역에 도포되기 전에 매트 코팅을 적어도 하나의 제 1 영역에 도포하지 않고도, 반사 코팅을 유리-세라믹 판의 적어도 하나의 제 2 영역에 도포하는 단계를 포함하는, 판을 제조하는 방법.
  12. 조리 또는 고온을 유지하기 위한 디바이스로서,
    제 1항에 따른 유리-세라믹 판과,
    하나 이상의 가열 요소를
    포함하는, 조리 또는 고온을 유지하기 위한 디바이스.
  13. 제 1항에 따른 유리-세라믹 판을 제조하기 위한 디바이스로서,
    스크린-프린팅에 의해 코팅하는 적어도 하나의 디바이스와,
    적어도 하나의 음극 스퍼터링 디바이스를
    포함하는, 유리-세라믹 판을 제조하기 위한 디바이스.
  14. 제 1항에 있어서, 배경 영역은 유리-세라믹 판의 표면상에 형성된 매트 코팅의 층으로 구성되는, 유리-세라믹 판.
  15. 제 1항에 있어서, 배경 영역은 그 위에 형성된 반사 코팅의 층을 갖는 유리-세라믹 판의 표면상에 형성된 매트 코팅의 층을 포함하는, 유리-세라믹 판.
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