WO2011020721A1 - Verfahren zum herstellen einer hausgeräte-abdeckplatte - Google Patents

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WO2011020721A1
WO2011020721A1 PCT/EP2010/061505 EP2010061505W WO2011020721A1 WO 2011020721 A1 WO2011020721 A1 WO 2011020721A1 EP 2010061505 W EP2010061505 W EP 2010061505W WO 2011020721 A1 WO2011020721 A1 WO 2011020721A1
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coating
cover plate
functional
appliance cover
household appliance
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PCT/EP2010/061505
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English (en)
French (fr)
Inventor
Miguel Angel BUÑUEL MAGDALENA
Rafael Alonso Esteban
Diego Dionisio Micolau
Francisco Javier Ester Sola
Jose-Ramon Garcia Jimenez
Francisco Javier Pelayo Zueco
Pilar Perez Cabeza
Fernando Planas Layunta
Ana Carmen Sanchez Serrano
Jesus Mario Subias Domingo
Francisco Villuendas Yuste
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • 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
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • 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
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/25—Metals
    • 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
    • C03C2218/32—After-treatment
    • C03C2218/328—Partly or completely removing a coating
    • 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
    • C03C2218/36—Underside coating of a glass sheet

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a domestic appliance cover plate according to the preamble of claim 1 and a domestic appliance cover plate according to the preamble of claim 10.
  • cover plate transparent in some areas, it is also known to cover the corresponding areas when applying the coating with the aid of a mask.
  • the mask may be removed after application of the coating to expose the functional or marking areas covered by the mask. Further, it is known to cover the functional or marking areas during the coating with a Abdecklack, which can be removed later.
  • the invention is in particular the object of providing an improved method for producing a flexibly structurable household appliance cover plate and / or for precise incorporation of functional or marking areas in a household appliance cover plate.
  • the object is achieved in particular by a method according to the preamble of claim 1.
  • the invention is based on a method for producing a household appliance cover plate with a base body made of glass or glass ceramic, wherein at least one coating is applied to at least one side of the base body.
  • the coating be reworked in at least one functional or marking region with a laser in order to change at least the optical material properties in this functional or marking region.
  • the laser control is very variable in comparison to static masks or print templates, so that the design of functional or marking areas can be very easily changed or individualized. It is very easy to produce small series or custom home appliance cover plates.
  • the laser post-processing can increase the precision of the functional or marking areas. The edges of the functional or marking areas can be determined with an accuracy of a few micrometers.
  • the use of lasers is known, for example, for the production of engravings with manufacturer logos. Only smaller surfaces with maximum edge lengths of 200 mm are processed.
  • the invention particularly relates to functional or marking areas which extend over substantial parts of the cover plate, which in the case of cooktops can have an edge length of 700 to 900 mm.
  • green lasers are used for post-processing to achieve improved spatial resolution compared to infrared or red lasers.
  • unintentional damage to sensitive layers can be avoided, which in the case of metallic layers can have a layer thickness of less than 100 nm.
  • the heat generated by the laser can excite or accelerate chemical processes within the material of the coating because the necessary activation energy can be provided. These processes lead to altered optical properties such as color, transparency, reflectivity, transmission or absorption. Interesting optical effects can be achieved, which can also include three-dimensional effects through a suitable superimposition of hatchings.
  • the method according to the invention can be used advantageously in particular if the coating comprises one or more metallic layers.
  • Markings or elements of a user interface are particularly suitable as function or marking areas. These elements may be edges of the user interface or user interface viewports. Furthermore, markings for visualization of heating zones or the like may be applied.
  • the metallic layer or coating is at least partially removed in the same or in a further functional or marking region. This removal can be done in the same processing step as the post-processing of the coating.
  • the laser intensity or the pulse density / pulse frequency of the laser can be chosen differently in different areas of the cover plate.
  • at least one viewing window can be produced by removing the coating in the functional or marking area.
  • a plurality of viewing windows can each be assigned a segment of a 7-segment display and correspond to the shape of this segment.
  • viewing windows can be produced to display displays. The viewing windows can be polished after the coating has been removed.
  • a color layer is formed in the cleared space. That is, the functional and marking area is then filled by a coloring material. It can be provided that only the free space with the dyeing schient is filled and thus the paint layer underside flush with the underside of the metallic layer. It can also be provided that the color layer is at least partially formed under the metallic layer and this covered from below.
  • the coating be oxidized or decomposed by the post-processing.
  • the laser-induced material heating accelerates chemical processes such as oxidation. Reactions can be initiated in a targeted manner if the post-processing takes place in an environment enriched with reactive elements.
  • the electrical properties of the metallic layer in particular its conductivity, can be influenced in a targeted manner.
  • a metallic layer can in particular be decomposed or oxidized in the functional or marking region in such a way that it is no longer conductive. This is particularly the case when the metallic layer is very thin and applied, for example by a magnetron sputtering process.
  • the layer thickness in this case can be, for example, between 20 and 100 nm.
  • Layer thicknesses between 20 and 50 nm can be used to produce a semi-transparent coating.
  • very narrow lines can be produced with a width of less than 200 microns, which effectively isolate different parts of the metallic coating on the other hand, but hardly visible to the naked eye or are so narrow that the overall impression of the cover as even mirrored or mirrored surface is not disturbed.
  • the functional or marking regions produced according to the invention can be used in particular for covering or circumscribing elements of a user interface of a household appliance comprising the domestic appliance cover plate.
  • These elements can be, for example, display elements or sensors, in particular touch sensors.
  • viewing windows in the range of photodiodes for receiving signals of an infrared remote control can be generated.
  • the advantages with regard to the individualization of the cover plate come into play in particular when the post-processing of the household appliance cover plate within an assembly process or an assembly line for assembling the domestic appliance from its individual parts.
  • the household appliance cover plates can then be adapted to the individual wishes of the user immediately before the assembly of the household appliance.
  • finished cover plates provided with markings are regularly procured from suppliers, so that individualization is only possible at great expense.
  • a further aspect of the invention relates to a household appliance cover plate made of glass or glass ceramic with at least one metallic coating on at least one side, which is produced according to the method described above.
  • Such household appliance cover plates are characterized by precisely drawn functional or marking areas, which may also include barely visible lines.
  • Fig. 1 shows a household appliance cover plate according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a user interface of the domestic appliance cover plate according to FIG.
  • Fig. 3 is a schematic representation of the laser post-processing of a
  • FIG. 4 shows a household appliance cover plate produced according to the method of FIG. 3 in a schematic sectional view
  • Fig. 5 is a schematic representation for removing a metallic
  • FIG. 6 shows a household appliance manufactured according to the method of FIG.
  • FIG. 7 shows a further embodiment according to the method of FIG. 5
  • Fig. 1 shows a domestic appliance cover plate 10 for use as a cover plate of a hob, in particular an induction hob.
  • the cover plate 10 comprises four heating zones 12 and a user interface 14.
  • the heating zones 12 and the user interface 14 are each characterized by markings on the back of the otherwise transparent or semitransparent glass ceramic plate. Further markings can be applied to the front side of the cover plate 10, for example in a screen printing process or the like.
  • the household appliance cover plate 10 is made of a disk-shaped base body 1 1 made of glass or glass ceramic, which is equipped in a coating step on its back with a coating 13.
  • the coating 13 comprises a metallic layer 16 (FIG. 3) which mirrors the light falling from the front onto the domestic appliance cover plate 10 and penetrating through the main body 11.
  • the total reflecting surface is interrupted only in the area of the markings.
  • the markers therefore form functional or marking areas 18 in which the light is at least partially transmitted or absorbed.
  • annular markings or functional or marking areas 18 delimit the heating zones 12. Below the heating zones 12, an inductor is arranged in each case in the finished hob.
  • the marks and functional or marking areas 18 of the user interface 14 are shown in greater detail in FIG.
  • the user interface 14 comprises four touch sensors 20, which are arranged under the domestic appliance cover plate 10 and which are each assigned to one of the heating zones 12. By actuating the corresponding touch sensor 20, one of the heating zones 12 can be selected and the heating power associated with the heating zone 12 can be adjusted. To set the heating power, further touch sensors, not explicitly shown here, can be provided for incrementing or decrementing the heating stage.
  • the touch sensors 20 each include a conductive rubber in contact with the back of the home appliance cover plate 10.
  • capacitive touch sensors 20 placing a finger on the area of the home appliance cover 10 covering the actual touch sensor 20 changes the capacitance of the device. This change in the capacitance of the touch sensor 20 is detected by a control unit not explicitly shown here.
  • the control unit generates a signal indicative of the operation of the corresponding touch sensor 20.
  • the area of the domestic appliance cover plate 10 overlapping with the touch sensors is separated from the remaining areas of the cover plate by a functional or marking area 18 in the form of a circular line.
  • the functional or marking area 18 isolates a circular disk-shaped part of the layer 16 from the rest of the
  • the user interface 14 in each case comprises, in addition to the touch sensors 20, four display elements 22 designed as two-digit 7-segment displays.
  • the coating 13 has been removed by a laser post-processing of the household appliance cover plate 10 described in greater detail in FIGS. 5 and 6, so that the light produced by the LEDs of the 7-segment display is visible through the home appliance cover plate 10 therethrough.
  • FIG. 3 shows schematically a method for producing a domestic appliance cover plate 10 of the type described above.
  • the domestic appliance cover plate 10 is based on a basic body made of glass or glass ceramic whose back is first completely and completely coated with the metallic layer 16.
  • This coating 13 can be produced, for example, in a magnetron sputtering process.
  • the metallic layer 16 is finished with a laser 24.
  • a pulsed neodymium-YAG laser or a CO 2 laser can be used.
  • the material of the layer 16 in the relevant region is either degraded or modified or removed in its material properties.
  • the material of the layer 16 is degraded. Due to the strong heating of the layer 16, the approximately 50-100 nm thick layer 16 oxidizes and turns into dielectric metal oxide.
  • the functional or marking region 18 thus processed by the laser is thus electrically insulating and can be used, for example, to form an island that is electrically isolated from the rest of the layer.
  • the functional or marking region 18 may be in particular linear, with a small line width of 100-500 ⁇ m not or only slightly disturbing the impression of a total reflecting surface of the household appliance cover plate 10.
  • the optical properties of the layer 16 change in the post-processed area since the metallic luster is lost.
  • Fig. 4 shows a processed according to FIG. 3 home appliance cover plate 10 in a sectional view.
  • the degraded functional or marking region 18 of the layer 16 is shown in a different hatching.
  • the metal layer can be protected against oxidation before or after laser post-processing with a dielectric protective layer or with a protective varnish.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the invention in which the material of the metallic layer 16 in the same or a further functional or marking area 18 is removed during the laser post-processing.
  • the metal of the layer 16 can be made to evaporate.
  • the portion of the coating to be removed is subdivided by the control unit of the laser processing system into a uniform grid of pixels, and by selectively irradiating each pixel with one or more laser pulses, the layer 16 is removed in a controlled manner only in the region of the corresponding pixel.
  • the resulting visual appearance corresponds to that of a homogeneous surface, even if a discontinuous process was used for its production.
  • FIG. 6 shows a domestic appliance cover plate produced according to the method of FIG. 5 in a schematic sectional representation.
  • markings produced according to the invention by means of laser post-processing can be supplemented in other exemplary embodiments of the invention by marks produced in a different manner.
  • a mask or a covering lacquer can be used in order to save individual areas.
  • viewing windows for displays or large-scale display elements can be produced, which would only be expensive to implement by laser post-processing.
  • the marking according to the invention and other markings can be applied not only on the back, but also on the front of the cover plate.
  • the cover plate 10 may further comprise a plurality of layers, wherein one or more layers of these layers may be metallic layers.
  • the application of the household appliance cover plate 10 according to the invention is not limited to hobs. Rather, the home appliance cover plate can also be used as a front panel or surface of other home appliances, especially in the field of user interfaces with touch sensors. Examples are control panels of ovens, dishwashers, coffee machines, washing machines, microwave ovens, steamer or consumer electronics.
  • the inventive method can also be used for post-processing of household appliance cover plates with organic coatings, paints or the like. Markers or viewing windows can be burned or engraved into the coating.
  • the laser can generate sufficient power to break chemical bonds in hydrocarbons. Since by the laser irradiation hydrocarbon chains can be separated and on the other hand long hydrocarbon chains promote the cohesion of the material, the mechanical properties of the coating are also affected. Short, separated parts of hydrocarbon chains can then be removed. By irradiation of an organic coating with powers of a few MW / cm within a laser pulse interesting color changes can be achieved.
  • the laser post-processing can further enhance the bond between the coating and the substrate, making the functional or marking areas extremely wear resistant.
  • a green laser with a wavelength of 532 nm and a power of about 7 W was used for post-processing.
  • a power of the laser of 80% of the maximum power at a movement speed of the laser focus with respect to the cover plate of 5 mm / s and a pulse frequency between 102 and 115 kHz is suitable.
  • the full laser power can be used with a faster movement of 400 - 600 mm / s and a pulse frequency of 50 kHz.
  • a power of 75% of the maximum power at a feed rate of 25 mm / s and a pulse frequency between 100 and 120 kHz has proven to be suitable.
  • FIG. 7 shows a further sectional illustration of an embodiment of the household appliance cover plate 10.
  • a color layer 26 is additionally formed here. This is formed in the free space of the removed metallic layer 16, which can form a viewing window in FIG. 5. This viewing window is filled in FIG. 7 by the color layer 26, so that the functional and marking area 18 is formed by the coloring material. It can be provided that the color layer 26 is introduced only in the clearance of the removal of the metallic layer 16. Then, the underside of the color layer 26 is flush with the underside of the metallic layer 16. However, as shown in FIG. 7, it can also be provided that the color layer is also formed under the metallic layer 16 at least in some areas.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen einer Hausgeräte-Abdeckplatte (10) mit einem Grundkörper (11) aus Glas oder Glaskeramik, wobei zumindest eine Beschichtung (13) auf wenigstens eine Seite der Hausgeräte-Abdeckplatte (10) aufgebracht wird. Um ein Verfahren zum Herstellen einer flexibel strukturierbaren Hausgeräte-Abdeckplatte (10) und/oder zum präzisen Einarbeiten von Funktions- oder Markierungsbereichen (18) in einer Hausgeräte-Abdeckplatte (10) bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass die metallische Beschichtung (13) in wenigstens einem Funktions- oder Markierungsbereich (18) mit einem Laser nachbearbeitet wird, um wenigstens die optischen Materialeigenschaften in diesem Funktions- oder Markierungsbereich (18) zu verändern.

Description

Verfahren zum Herstellen einer Hausgeräte-Abdeckplatte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Hausgeräte-Abdeckplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einer Hausgeräte-Abdeckplatte nach dem Ober- begriff des Anspruchs 10.
Aus der US 2008/0264931 A1 ist es bekannt, eine Hausgeräte-Abdeckplatte aus Glas oder Glaskeramik mit wenigstens einer metallischen Beschichtung auszustatten, die auf wenigstens eine Seite der Hausgeräte-Abdeckplatte aufgebracht wird. Hausgeräte- Abdeckplatten vom gattungsgemäßen Typ werden häufig zum Abdecken von Benutzerschnittstellen verwendet, die optische Elemente wie LEDs oder Displays oder Berührungssensoren umfassen. Die Berührungssensoren können kapazitiv oder induktiv arbeiten, so dass eine metallische Beschichtung die Sensoren teilweise oder vollständig abschirmen kann. Dadurch kann die Funktion der Sensoren gestört werden oder die metalli- sehe Beschichtung kann den Sensor völlig unbrauchbar machen.
Um die Abdeckplatte gezielt in einigen Bereichen transparent zu gestalten, ist es ferner bekannt, die entsprechenden Bereiche beim Aufbringen der Beschichtung mit Hilfe einer Maske abzudecken. Die Maske kann nach dem Auftragen der Beschichtung entfernt wer- den, um die von der Maske bedeckten Funktions- oder Markierungsbereiche freizulegen. Ferner ist es bekannt, die Funktions- oder Markierungsbereiche während der Beschichtung mit einem Abdecklack abzudecken, der später entfernt werden kann.
Die oben genannten Verfahren sind leider vergleichsweise unflexibel und ungenau. Die Herstellung von Masken und/oder Druckschablonen zum Aufdrucken des Schutzlacks ist aufwendig und die erreichbare Genauigkeit ist für manche Anwendungen unbefriedigend. Durch den hohen Aufwand bei der Herstellung der Masken oder der Druckvorlagen ist eine Individualisierung der Hausgeräte-Abdeckplatten praktisch nicht möglich. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer flexibel strukturierbaren Hausgeräte-Abdeckplatte und/oder zum präzisen Einarbeiten von Funktions- oder Markierungsbereichen in eine Hausgeräte-Abdeckplatte bereitzustellen. Die Aufgabe wird insbesondere durch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen einer Hausgeräte- Abdeckplatte mit einem Grundkörper aus Glas oder Glaskeramik, wobei zumindest eine Beschichtung auf wenigstens eine Seite des Grundkörpers aufgebracht wird.
Es wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Beschichtung in wenigstens einem Funkti- ons- oder Markierungsbereich mit einem Laser nachbearbeitet wird, um wenigstens die optischen Materialeigenschaften in diesem Funktions- oder Markierungsbereich zu verändern. Die Lasersteuerung ist im Vergleich zu statischen Masken oder Druckvorlagen sehr variabel, so dass die Gestaltung von Funktions- oder Markierungsbereichen sehr einfach geändert bzw. individualisiert werden kann. Es können auf sehr einfache Weise Kleinse- rien oder individuell gefertigte Hausgeräte-Abdeckplatten hergestellt werden. Ferner kann durch die Laser-Nachbearbeitung die Präzision der Funktions- oder Markierungsbereiche erhöht werden. Die Ränder der Funktions- oder Markierungsbereiche können mit einer Genauigkeit von einigen Mikrometern bestimmt werden. Die Verwendung von Lasern ist beispielsweise zur Herstellung von Gravuren mit Herstellerlogos bekannt. Dabei werden nur kleinere Flächen mit maximalen Kantenlängen von 200 mm bearbeitet. Die Erfindung betrifft aber insbesondere Funktions- oder Markierungsbereiche, die sich über wesentliche Teile der Abdeckplatte erstrecken, die im Fall von Kochfeldern eine Kantenlänge von 700 bis 900 mm haben kann. Vorzugsweise wer- den grüne Laser zur Nachbearbeitung verwendet, um eine im Vergleich zu infraroten oder roten Lasern verbesserte Ortsauflösung zu erreichen. Im Vergleich zu einer mechanischen Nachbearbeitung kann auch eine unbeabsichtigte Beschädigung von empfindlichen Schichten vermieden werden, die im Fall von metallischen Schichten eine Schichtdicke von weniger als 100 nm haben können. Durch eine gute Dosierbarkeit der Leistung und die geringe Absorption des Lasers im Glas oder Glaskeramikmaterial kann die Wirkung des Lasers sehr gut auf die Beschichtung begrenzt werden, so dass der darunter liegende Grundkörper nicht beschädigt wird. Die von dem Laser erzeugte Wärme kann chemische Prozesse innerhalb des Materials der Beschichtung anregen oder beschleunigen, da die notwendige Aktivierungsenergie bereitgestellt werden kann. Diese Prozesse führen zu veränderten optischen Eigenschaften wie Farbe, Transparenz, Reflektivität, Transmission oder Absorption. Es können inte- ressante optische Effekte erreicht werden, die durch eine geeignete Überlagerung von Schraffuren auch dreidimensional wirkende Effekte umfassen können.
Da durch die Laser-Nachbearbeitung die elektrischen Eigenschaften solcher Schichten gezielt beeinflusst werden können, ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dann vorteilhaft einsetzbar, wenn die Beschichtung eine oder mehrere metallische Schichten umfasst.
Als Funktions- oder Markierungsbereiche kommen insbesondere Markierungen oder Elemente einer Benutzerschnittstelle in Betracht. Diese Elemente können Ränder der Benut- zerschnittstelle oder Sichtfenster der Benutzerschnittstelle sein. Ferner können Markierungen zur Visualisierung von Heizzonen oder dergleichen angebracht werden.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die metallische Schicht bzw. Beschichtung in dem gleichen oder in einem weiteren Funktions- oder Markierungsbereich zumin- dest teilweise abgetragen. Diese Abtragung kann im gleichen Bearbeitungsschritt erfolgen wie die Nachbearbeitung der Beschichtung. Dazu können die Laser-Intensität oder die Pulsdichte/Pulsfrequenz des Lasers in unterschiedlichen Bereichen der Abdeckplatte unterschiedlich gewählt werden. Wenn die Hausgeräte im Wesentlichen aus einem transparenten Material bestehen, kann durch das Abtragen der Beschichtung in dem Funktions- oder Markierungsbereich zumindest ein Sichtfenster erzeugt werden. Mehrere Sichtfenster können beispielsweise jeweils ein Segment einer 7-Segmentanzeige zugeordnet werden und der Form dieses Segments entsprechen. Ferner können zur Anzeige von Displays Sichtfenster hergestellt werden. Die Sichtfenster können nach dem Abtragen der Beschichtung poliert werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem abgetragenen Freiraum eine Farbschicht ausgebildet wird. Das heißt der Funktions- und Markierungsbereich ist dann durch ein Farbmaterial gefüllt. Es kann vorgesehen sein, dass lediglich der Freiraum mit der Färb- schient gefüllt wird und somit die Farbschichtunterseite bündig mit der Unterseite der metallischen Schicht abschließt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Farbschicht zumindest bereichsweise auch unter der metallischen Schicht ausgebildet wird und diese von unten bedeckt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Beschichtung durch die Nachbearbeitung oxidiert oder zersetzt wird. Durch die Laser-induzierte Materialerwärmung werden chemische Prozesse wie beispielsweise die Oxidation beschleunigt. Reaktionen können gezielt eingeleitet werden, wenn die Nachbearbeitung in einer mit reaktiven Elementen angereicher- ten Umgebung erfolgt. Durch das Oxidieren oder Zersetzen können die elektrischen Eigenschaften der metallischen Schicht, insbesondere ihre Leitfähigkeit, gezielt beeinflusst werden. Eine metallische Schicht kann im Funktions- oder Markierungsbereich insbesondere so zersetzt oder oxidiert werden, dass sie nicht mehr leitfähig ist. Dies kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die metallische Schicht sehr dünn und beispielsweise durch ein Magnetron-Sputtering-Verfahren aufgebracht wird. Die Schichtdicke kann in diesem Fall beispielsweise zwischen 20 und 100 nm liegen. Schichtdicken zwischen 20 und 50 nm können zur Herstellung einer semitransparenten Beschichtung verwendet werden. Durch die Laser-Nachbearbeitung können sehr schmale Linien mit einer Breite von weniger als 200 μm erzeugt werden, die einerseits unterschiedliche Teile der metallischen Beschichtung wirkungsvoll voneinander isolieren, andererseits aber mit bloßem Auge kaum sichtbar oder derart schmal sind, dass der Gesamteindruck der Abdeckplatte als gleichmäßig spiegelnde oder verspiegelte Fläche nicht gestört wird.
Die erfindungsgemäß erzeugten Funktions- oder Markierungsbereiche können insbesondere zum Überdecken oder Umgrenzen von Elementen einer Benutzerschnittstelle eines die Hausgeräte-Abdeckplatte umfassenden Hausgeräts verwendet werden. Diese Elemente können beispielsweise Anzeigeelemente oder Sensoren, insbesondere Berüh- rungssensoren sein. Ferner können auch Sichtfenster im Bereich von Fotodioden zum Empfangen von Signalen einer Infrarot-Fernbedienung erzeugt werden.
Die Vorteile im Hinblick auf die Individualisierung der Abdeckplatte kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die Nachbearbeitung der Hausgeräte-Abdeckplatte innerhalb eines Montageablaufs bzw. einer Montagestrasse zum Zusammenbau des Hausgeräts aus seinen Einzelteilen erfolgt. Die Hausgeräte-Abdeckplatten können dann unmittelbar vor dem Zusammenbau des Hausgeräts an die individuellen Wünsche der Benutzer an- gepasst werden. Nach dem Stand der Technik werden fertige, mit Markierungen versehe- ne Abdeckplatten regelmäßig von Zulieferern bezogen, so dass eine Individualisierung nur unter sehr hohem Aufwand möglich ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Hausgeräte-Abdeckplatte aus Glas oder Glaskeramik mit wenigstens einer metallischen Beschichtung auf wenigstens einer Seite, die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Solche Hausgeräte- Abdeckplatten sind durch präzise gezeichnete Funktions- oder Markierungsbereiche gekennzeichnet, die auch kaum sichtbare Linien umfassen können.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich- nung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Hausgeräte-Abdeckplatte nach einer ersten Ausgestaltung
der Erfindung in einer Draufsicht, Fig. 2 eine Benutzerschnittstelle der Hausgeräte-Abdeckplatte nach Fig.
1 in einer Detaildarstellung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Laser-Nachbearbeitung einer
Hausgeräte-Abdeckplatte nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 eine gemäß dem Verfahren aus Fig. 3 hergestellte Hausgeräte- Abdeckplatte in einer schematischen Schnittdarstellung, Fig. 5 eine schematische Darstellung zum Abtragen einer metallischen
Beschichtung während einer Laser-Nachbearbeitung einer erfindungsgemäßen Hausgeräte-Abdeckplatte, Fig. 6 eine gemäß dem Verfahren aus Fig. 5 hergestellte Hausgeräte-
Abdeckplatte, und
Fig. 7 eine weitere Ausführung eine gemäß dem Verfahren aus Fig. 5
hergestellte Hausgeräte-Abdeckplatte.
Fig. 1 zeigt eine Hausgeräte-Abdeckplatte 10 zur Verwendung als Abdeckplatte eines Kochfelds, insbesondere eines Induktionskochfelds. Die Abdeckplatte 10 umfasst vier Heizzonen 12 und eine Benutzerschnittstelle 14. Die Heizzonen 12 und die Benutzerschnittstelle 14 sind jeweils durch Markierungen auf der Rückseite der ansonsten transpa- renten oder semitransparenten Glaskeramikplatte gekennzeichnet. Weitere Markierungen können beispielsweise in einem Siebdruckverfahren oder dergleichen auf die Vorderseite der Abdeckplatte 10 aufgebracht sein.
Die Hausgeräte-Abdeckplatte 10 wird aus einem scheibenförmigen Grundkörper 1 1 aus Glas oder Glaskeramik hergestellt, der in einen Beschichtungsschritt auf seiner Rückseite mit einer Beschichtung 13 ausgestattet wird.
Die Beschichtung 13 umfasst eine metallische Schicht 16 (Fig. 3), die das von der Vorderseite aus auf die Hausgeräte-Abdeckplatte 10 fallende und durch den Grundkörper 11 dringende Licht spiegelt. Die insgesamt spiegelnde Fläche ist nur im Bereich der Markierungen unterbrochen. Die Markierungen bilden daher Funktions- oder Markierungsbereiche 18, in denen das Licht zumindest teilweise durchgelassen oder absorbiert wird.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung umgrenzen kreisringför- mige Markierungen bzw. Funktions- oder Markierungsbereiche 18 die Heizzonen 12. Unter den Heizzonen 12 ist im fertigen Kochfeld jeweils einen Induktor angeordnet. Die Markierungen und Funktions- oder Markierungsbereiche 18 der Benutzerschnittstelle 14 sind in Fig. 2 detaillierter dargestellt. Die Benutzerschnittstelle 14 umfasst vier Berührungssensoren 20, die unter der Hausgeräte-Abdeckplatte 10 angeordnet sind und die jeweils einer der Heizzonen 12 zugeordnet sind. Durch das Betätigen des entsprechenden Berührungssensors 20 kann eine der Heizzonen 12 ausgewählt werden und die der Heizzone 12 zugeordnete Heizleistung kann eingestellt werden. Zum Einstellen der Heizleistung können weitere, hier nicht explizit dargestellte Berührungssensoren zum Inkrementieren oder Dekrementieren der Heizstufe vorgesehen sein.
Die Berührungssensoren 20 umfassen jeweils einen Leitgummi, der mit der Rückseite der Hausgeräte-Abdeckplatte 10 in Kontakt steht. Bei der Verwendung kapazitiver Berührungssensoren 20 wird durch das Auflegen eines Fingers auf den Bereich der Hausgeräte-Abdeckplatte 10, der den eigentlichen Berührungssensor 20 bedeckt, die Kapazität der Anordnung verändert. Diese Änderung der Kapazität des Berührungssensors 20 wird durch eine hier nicht explizit dargestellte Steuereinheit detektiert. Die Steuereinheit gene- riert ein Signal, das die Betätigung des entsprechenden Berührungssensors 20 anzeigt.
Der mit den Berührungssensoren überlappende Bereich der Hausgeräte-Abdeckplatte 10 ist durch einen Funktions- oder Markierungsbereich 18 in der Form einer Kreislinie von den übrigen Bereichen der Abdeckplatte getrennt. Der Funktions- oder Markierungsbe- reich 18 isoliert einen kreisscheibenförmigen Teil der Schicht 16 von dem Rest der
Schicht, so dass eine sich beim Betätigen des Berührungssensors 20 bildende Ladung nicht aus der Kreisscheibe in deren Umgebung abfließen kann. Der Berührungssensor 20 wird daher durch die metallische Schicht 16 nicht oder kaum beeinträchtigt. Ferner umfasst die Benutzerschnittstelle 14 jeweils neben den Berührungssensoren 20 vier als zweistellige 7-Segment-Anzeigen ausgebildete Anzeigeelemente 22.
In den Bereichen der einzelnen Segmente der 7-Segement-Anzeigen ist die Beschich- tung 13 durch eine in den Figuren 5 und 6 näher beschriebenen Laser-Nachbearbeitung der Hausgeräte-Abdeckplatte 10 abgetragen worden, so dass das von Leuchtdioden erzeugte Licht der 7-Segmentanzeige durch die Hausgeräte-Abdeckplatte 10 hindurch sichtbar ist.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Verfahren zum Herstellen einer Hausgeräte-Abdeckplatte 10 der oben beschriebenen Art. Die Hausgeräte-Abdeckplatte 10 basiert auf einem Grund- körper aus Glas oder Glaskeramik, dessen Rückseite zunächst durchgängig und vollständig mit der metallischen Schicht 16 beschichtet wird. Diese Beschichtung 13 kann beispielsweise in einem Magnetron-Sputtering-Verfahren erzeugt werden. Anschließend wird in einem Nachbearbeitungsschritt, der insbesondere in einer Montagestraße beim Zu- sammenbau des mit der Abdeckplatte 10 ausgestatteten Kochfelds ausgeführt werden kann und an eine individuelle Kundenanforderung angepasst werden kann, die metallische Schicht 16 mit einem Laser 24 nachbearbeitet. Zur Nachbearbeitung kann insbesondere ein gepulster Neodym-YAG-Laser oder ein CO2-Laser verwendet werden. Durch die Einwirkung des Lasers 24 wird das Material der Schicht 16 in dem betreffenden Bereich entweder degradiert bzw. in seinen Materialeigenschaften modifiziert oder abgetragen. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Material der Schicht 16 degradiert. Durch das starke Erhitzen der Schicht 16 oxidiert die ca. 50-100 nm dicke Schicht 16 und verwandelt sich in dielektrisches Metalloxid. Der derart von dem Laser bearbeitete Funktions- oder Markierungsbereich 18 ist damit elektrisch isolierend und kann beispielsweise zum Bilden einer elektrisch von dem Rest der Schicht isolierten Insel genutzt werden. In diesem Fall kann der Funktions- oder Markierungsbereich 18 insbesondere linienförmig sein, wobei eine geringe Linienbreite von 100-500 μm den Eindruck einer insgesamt spiegelnden Fläche der Hausgeräte-Abdeckplatte 10 nicht oder nur ge- ringfügig stört. Überdies ändern sich die optischen Eigenschaften der Schicht 16 in dem nachbearbeiteten Bereich, da der metallische Glanz verloren geht.
Fig. 4 zeigt eine gemäß Fig. 3 bearbeitete Hausgeräte-Abdeckplatte 10 in einer Schnittdarstellung. Der degradierte Funktions- oder Markierungsbereich 18 der Schicht 16 ist in einer anderen Schraffur dargestellt. Die Metallschicht kann vor oder nach der Laser- Nachbearbeitung mit einer dielektrischen Schutzschicht oder mit einem Schutzlack vor Oxidation geschützt werden.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, in der während der Laser- Nachbearbeitung das Material der metallischen Schicht 16 in dem gleichen oder einen weiteren Funktions- oder Markierungsbereich 18 abgetragen wird. Durch eine höhere Energiedichte des Lasers 24 kann das Metall der Schicht 16 zum Verdampfen gebracht werden. Der abzutragende Teil der Beschichtung wird von der Steuereinheit der Laserbearbeitungsanlage in ein gleichmäßiges Raster von Pixeln aufgeteilt und durch das gezielte Bestrahlen jedes Pixels mit einem oder mehreren Laserpulsen wird die Schicht 16 in einer kontrollierten Weise nur im Bereich des entsprechenden Pixels abgetragen. Das resultie- rende optische Erscheinungsbild entspricht dem einer homogenen Fläche, selbst wenn zu ihrer Herstellung ein diskontinuierlicher Prozess verwendet wurde.
Fig. 6 zeigt eine gemäß dem Verfahren aus Fig. 5 hergestellte Hausgeräte-Abdeckplatte in einer schematischen Schnittdarstellung.
Die erfindungsgemäß durch Laser-Nachbearbeitung hergestellten Markierungen können in weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung durch andersartig hergestellte Markierungen ergänzt werden. Beispielsweise kann während dem Aufbringen der metallischen Schicht eine Maske oder ein Abdecklack verwendet werden, um einzelne Bereiche aus- zusparen. Dadurch können beispielsweise Sichtfenster für Displays oder großflächigere Anzeigeelemente hergestellt werden, die durch Laser-Nachbearbeitung nur aufwendig realisierbar wären.
Die erfindungsgemäße Markierung sowie weitere Markierungen können nicht nur auf der Rückseite, sondern auch auf der Vorderseite der Abdeckplatte aufgebracht sein. Die Abdeckplatte 10 kann ferner auch mehrere Schichten umfassen, wobei von diesen Schichten eine oder mehrere Schichten metallische Schichten sein können.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Hausgeräte-Abdeckplatte 10 ist nicht auf Koch- felder beschränkt. Vielmehr kann die Hausgeräte-Abdeckplatte auch als Frontblende oder Oberfläche anderer Hausgeräte verwendet werden, und zwar insbesondere im Bereich von Benutzerschnittstellen mit Berührungssensoren. Beispiele sind Bedienblenden von Backöfen, Geschirrspülmaschinen, Kaffeemaschinen, Waschmaschinen, Mikrowellenöfen, Dampfgarer oder Geräten aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Nachbearbeitung von Hausgeräte- Abdeckplatten mit organischen Beschichtungen, Lacken oder dergleichen verwendet werden. Markierungen oder Sichtfenster können in die Beschichtung eingebrannt oder eingraviert werden. Bei der Nachbearbeitung von organischen Beschichtungen kann der Laser ausreichend Leistung erzeugen, um chemische Bindungen in Kohlenwasserstoffen zu brechen. Da durch die Laserbestrahlung Kohlenwasserstoff ketten getrennt werden können und andererseits lange Kohlenwasserstoffketten den Zusammenhalt des Materials fördern, werden auch die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung beeinflusst. Kurze, abgetrennte Teile von Kohlenwasserstoffketten können anschließend entfernt werden. Durch die Bestrahlung einer organischen Beschichtung mit Leistungen von einigen MW/cm innerhalb eines Laserpulses können interessante Farbveränderungen erreicht werden. Durch die Laser-Nachbearbeitung kann ferner die Bindung zwischen der Beschichtung und dem Substrat verstärkt werden, wodurch die Funktions- oder Markierungsbereiche extrem verschleißfest gestaltet werden können.
In Experimenten wurde ein grüner Laser mit einer Wellenlänge von 532 nm und einer Leistung von ca. 7 W zur Nachbearbeitung verwendet. Zur Nachbearbeitung von metallbeschichteter Glaskeramik wurde in diesen Experimenten ermittelt, dass zur Degradation der Schicht eine Leistung des Lasers von 80 % der Maximalleistung bei einer Bewegungsgeschwindigkeit des Laserfokus gegenüber der Abdeckplatte von 5 mm/s und einer Pulsfrequenz zwischen 102 und 115 kHz geeignet ist. Alternativ kann die volle Laserleis- tung bei einer schnelleren Bewegung von 400 - 600 mm/s und einer Pulsfrequenz von 50 kHz verwendet werden.
Zur Degradation einer Beschichtung aus Zinndioxid SnO2 und/oder Titannitrid TiN hat sich eine Leistung von 75 % der Maximalleistung bei einem Vorschub von 25 mm/s und einer Pulsfrequenz zwischen 100 und 120 kHz als geeignet erwiesen.
Zur Degradation einer organischen Beschichtung vom Typ„Ilva Grey" hat sich eine Leistung von 100 % der Maximalleistung bei einem Vorschub von 1000 - 1500 mm/s und einer Pulsfrequenz zwischen 100 und 120 kHz als geeignet erwiesen.
Die Pulsbreiten liegen jeweils zwischen 3,2 und 3,6 μs. Am vorteilhaftesten haben sich Pulsweiten zwischen 3,26 und 3,30 μs erwiesen. Abstände zwischen Pixeln und/oder Schraffurlinien können im Bereich zwischen 100 und 175 μm liegen. In Fig.7 ist eine weitere Schnittdarstellung einer Ausgestaltung der Hausgeräte- Abdeckplatte 10 gezeigt. In Erweiterung zur Ausführung in Fig. 6 ist hier zusätzlich noch eine Farbschicht 26 ausgebildet. Diese ist in dem Freiraum der abgetragenen metallischen Schicht 16, der in Fig. 5 ein Sichtfenster bilden kann, ausgebildet. Dieses Sicht- fenster ist in Fig. 7 durch die Farbschicht 26 gefüllt, so dass der Funktions- und Markierungsbereich 18 durch das Farbmaterial ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Farbschicht 26 nur in dem Freiraum der Abtragung der metallischen Schicht 16 eingebracht ist. Dann schließt die Unterseite der Farbschicht 26 bündig mit der Unterseite der metallischen Schicht 16 ab. Es kann gemäß der Darstellung in Fig. 7 jedoch auch vorge- sehen sein, dass die Farbschicht auch zumindest bereichsweise unter der metallischen Schicht 16 ausgebildet ist.
Bezugszeichen
10 Hausgeräte-Abdeckplatte
1 1 Grundkörper
12 Heizzone
13 Beschichtung
14 Benutzerschnittstelle
16 Schicht
18 Funktions- oder Markierungs bereich
20 Berührungssensor
22 Anzeigeelement
24 Laser

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Hausgeräte-Abdeckplatte (10) mit einem Grund- körper (1 1 ) aus Glas oder Glaskeramik, wobei zumindest eine Beschichtung (13) auf wenigstens eine Seite der Hausgeräte-Abdeckplatte (10) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) in wenigstens einem Funktions- oder Markierungsbereich mit einem Laser (24) nachbearbeitet wird, um wenigstens die optischen Materialeigenschaften der Beschichtung (13) in diesem Funktions- oder Markierungsbereich (18) zu verändern.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) wenigstens eine metallische Schicht (16) umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) in wenigstens einem weiteren Funktions- oder Markierungsbereich (18) mit dem Laser (24) abgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hausgeräte- Abdeckplatte (10) im Wesentlichen aus einem transparenten Material besteht, so dass durch das Abtragen der metallischen Schicht (16) in dem weiteren Funktions- oder Markierungsbereich (18) zumindest ein Sichtfenster erzeugt wird oder in dem abgetragenen Freiraum eine Farbschicht (26) ausgebildet wird, welche insbesondere zumindest auch bereichsweise unter der metallischen Schicht (16) ausgebildet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht (16) durch die Nachbearbeitung oxidiert oder zersetzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktions- oder Markierungsbereich (18) schmale Linien mit einer Breite von weniger als 200 μm umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktions- oder Markierungsbereich (18) verschiedene Teile der metallischen Beschichtung (13) voneinander isoliert.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktions- oder Markierungsbereich (18) dazu vorgesehen ist, Elemente einer Benutzerschnittstelle (14) eines die Hausgeräte-Abdeckplatte (10) umfassenden Hausgeräts zu überdecken oder zu umgrenzen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbearbeitung der Hausgeräte-Abdeckplatte (10) innerhalb eines Montageablaufs des Hausgeräts erfolgt.
10. Hausgeräte-Abdeckplatte (10) aus Glas oder Glaskeramik mit wenigstens einer Beschichtung (13) auf wenigstens einer Seite,
gekennzeichnet durch wenigstens einen durch eine Laser-Nachbearbeitung der Beschichtung (13) erzeugten Funktions- oder Markierungsbereich (18), in dem zumindest die optischen Materialeigenschaften durch die Laser-Nachbearbeitung gegenüber anderen Teilen der Beschichtung (13) verändert sind.
1 1. Hausgeräte-Abdeckplatte (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) wenigstens eine metallische Schicht (16) umfasst.
12. Hausgeräte-Abdeckplatte (10) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) in dem Funktions- oder Markierungsbereich (18) zumindest teilweise abgetragen ist.
13. Hausgeräte-Abdeckplatte (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hausgeräte-Abdeckplatte (10) im Wesentlichen aus einem transparenten Material besteht, so dass durch das Abtragen der Beschichtung (13) in dem Funktions- oder Markierungsbereich (18) zumindest ein Sichtfenster erzeugt ist.
14. Hausgeräte-Abdeckplatte (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) durch die Nachbearbeitung oxi- diert oder zersetzt ist.
15. Hausgeräte-Abdeckplatte (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktions- oder Markierungsbereich (18) verschiedene Teile der Beschichtung (13) voneinander isoliert.
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