具有改進的顏色顯示性能的透明、著色的爐灶面以及製造這種爐灶面的方法

2023-06-24 03:10:16

專利名稱：具有改進的顏色顯示性能的透明、著色的爐灶面以及製造這種爐灶面的方法
技術領域：
本發明涉及具有改進的顏色顯示性能的透明、著色的爐灶面或爐盤，其包括高溫型石英混合晶體作為主要結晶相的玻璃陶瓷，還涉及其製造方法。
背景技術：
具有玻璃-陶瓷板作為爐灶面或烹飪表面的爐盤是常見的技術。這種玻璃陶瓷板通常可作為平板或使其三維成形得到。以高溫型石英混合晶體為主要結晶相的玻璃-陶瓷是由可結晶的鋰鋁矽酸鹽玻璃製得的。這種玻璃陶瓷的製造通過若干步驟實現。在若干階段中製備玻璃陶瓷。通過通常在1500至1650°C的溫度下熔融的、由玻璃碎片的混合物以及原材料的粉末混合物組成的玻璃開始結晶。在熔融過程中，通常氧化砷和/或氧化銻被用作澄清劑。這些澄清劑與需要的玻璃陶瓷的性質是相容的，並導致熔融體的優良的氣泡質量。雖然這些物質被緊緊嵌入玻璃結構中，考慮到安全和環保方面它們仍然是不利的。因此，在原料精煉，原料處理過程中以及由於在熔融過程中的揮發，必須遵守特殊的防範。近來，特別是SnA的應用被描述為無害的澄清劑。為在常規的熔融溫度下(最大約1680°C )達到理想的氣泡質量，除了 SnO2，優選使用滷化物作為其它的澄清劑。因此，在日本申請JP 11 100 229 A和JP 11 100 230 A中，描述了應用0. 1-2重量％的SnO2和0-1 重量％的Cl。根據這些文獻，通過加入V2O5作為唯一的著色劑實現著色。也公開了加入0.05-1重量％的氟(US 2007 0004578 Al)或0.01-1重量％的溴 (US 2008 0026927 Al)以支持通過SnO2澄清化。在這些文獻中還描述了澄清化溫度低於 1700°C。主要的著色劑是％05。加入滷化物的缺點是由於它們在熔融溫度下蒸發太快，它們生成有毒的化合物，例如HF。在DE 199 39 787 C2中描述了使用SnO2以及高於1700°C的高溫澄清化以獲得良好氣泡質量。然而，這篇文獻沒有提供在開始於450nm的波長範圍內達到良好指示性能的指導。在熔融和澄清化後，玻璃通常經歷通過軋制或後來的浮法製備的熱成型以製成板。一方面為了經濟生產目的，希望低熔融溫度和低加工溫度\』另一方面在成型工藝中， 所述玻璃不應該顯示任何失透。這意味著不允許形成幹擾晶體，因為該幹擾晶體會影響起始玻璃以及其製得的玻璃陶瓷的強度。由於在接近玻璃加工溫度Va(粘度104dPas)的溫度下進行成型，必須保證熔體的失透溫度上限接近、並優選低於加工溫度以避免幹擾晶體的形成。然後通過控制結晶將起始玻璃轉化為玻璃陶瓷製品。這種陶瓷化是在兩步的溫度工藝中進行的，其中最初通過在680至800°C的溫度產生晶核，產生通常由混合晶體製成的晶種。SnO2也可能被包括在晶核中。由於隨後溫度的升高，高溫型石英混合晶體在這些結晶核或晶種上生長。在850至950°C的溫度下獲得對於經濟的快速陶瓷化所希望的高的晶體生長速度。在這個最高生產溫度下，陶瓷混合物的結構均質化，該玻璃陶瓷的光學、物理和化學性質將得到調整。如果需要，該高溫型石英混合晶體可被隨後轉化為熱液石英混合物。轉化為熱液石英混合物是通過將溫度升高至約950至1200°C的範圍達到的。通過將高溫型石英轉化為熱液石英混合物，該玻璃陶瓷的熱膨脹係數升高，而透明度降低，這是由晶體尺寸的增大和伴隨的光散射造成的。因此通常以熱液石英混合物為主要相的玻璃陶瓷是半透明的或不透明的，並且與此伴隨的光散射對顯示性能具有不利影響。以高溫型石英混合晶體為主要晶體相的這些玻璃陶瓷的重要特點是，製造在從室溫至最高達700°c及更高的範圍內具有< 0. 5 X IO-6A的極低熱膨脹係數性質的材料。由於低的熱膨脹，這些玻璃陶瓷具有優異的耐溫差性和耐熱衝擊性。考慮到用作烹飪區域，基於由實際應用造成的需求的技術發展導致了對透射率的非常特殊和部分衝突的要求。為防止玻璃陶瓷烹飪表面下技術組件的令人煩擾的可視性，並且為了避免輻射加熱元件導致的炫目效果，特別是亮的滷素加熱器，該玻璃陶瓷爐灶面或爐盤受制於它們的光透射率。另一方面，即使當在低的功率運行時，輻射加熱器在操作中應當是清晰可見的。 同樣為了顯示器的性能，由於通常紅色的LED被安裝在烹飪板的下面，需要一定程度的光透射率。為滿足這些需要，通常設定玻璃陶瓷爐灶面或爐盤的光透射率值為0. 5至2. 5%。 這通過加入著色元素達到。然後，根據使用的通常為紅色、紫色或橙棕色的產生顏色的元素，由於低的光透射率和透明性，不取決於使用的著色元素，從上面看來玻璃陶瓷爐灶面或爐盤呈現黑色。著色的顯示器由發光電子組件組成，主要是在烹飪表面下安裝的發光二極體。希望它們便於使用並且操作安全。因此，例如，不同烹飪區的電流加熱功率或餘熱是視覺顯示的。餘熱的顯示對於安全處理是重要的，特別是當輻射體不發射或在感應加熱的爐灶面或爐盤的情況下，其中一般不能夠識別烹飪面是不是熱的。通常為紅色的LED在波長約630nm 處發光。為了改進技術性能並且為住宅設備製造商通過設計提供差異化的可能，除了普通的紅色顯示器，也需要其它顏色的顯示器。希望爐灶面或爐盤的紅外透射率為45-85%。在紅外範圍的高透射率是有利的，因為輻射直接影響烹飪器的底部並在那裡被吸收，從而使其較快達到過熱。當由不正確的操作導致透射率太高時，烹飪表面的周圍區域被過於劇烈地加熱，例如當鍋從自由輻射烹飪區移開時。由SCHOTT AG製造，稱為Ceran Color的早期類型的玻璃陶瓷爐灶面或爐盤顯示良好的顏色顯示性能。通過加入用Sb2O3澄清化的NiCKCoOJe2O3和胞0，使Ceran Color 著色。通過著色氧化物的這個組合，使具有常規厚度4mm的爐灶面或爐盤達到通常為1. 2% 的光透射率。取決于波長，380nm至500nm範圍內的透射率為0. 1至2.8%。對於常規在波長630nm處的紅色LED，透射率約為6%。這種早期類型的玻璃陶瓷爐灶面或爐盤的缺點是使用的著色氧化物在紅外區也有強的吸收。ieOOnm處的頂透射率低於20%。因此， 降低了過熱速度。Ceran Color· 的透射率曲線顯示在「Low Thermal Expansion Glass Ceramics，，一書的第 66 頁中，該書編輯 Hans Bach, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1995 (ISBN 3-540-58598-2)。組成列在 「Glass-Ceramic Technology」 一書的表 2-7 中，Wolfram HOland禾口 George Beal 1, The American Ceramic Society 2002。在較新的，進一步開發的玻璃陶瓷爐灶面或爐盤中，V2O5主要用於著色，因為它具有在可見光範圍內的光吸收並在紅外輻射內提供高透射率的特殊性質。通過V2O5的著色是一個非常複雜的過程。如在以前的研究(DE 19939787 C2)中所示，將氧化釩轉換到著色狀態的先決條件是一個氧化還原過程。在可結晶的起始玻璃中，V2O5顏色仍相對較弱，並導致略綠的色彩。在陶瓷化中，隨著氧化還原過程進行，釩被還原，氧化還原的配對物被氧化。澄清劑作為主要的氧化還原配對物起作用。這顯示在通過 MOssbauer研究的Sb-和Sn-澄清化的組分中。在陶瓷化過程中，在起始玻璃中的一部分 Sb3+和Sn2+分別被轉化為較高氧化態的Sb5+和Sn4+。認為處於還原的氧化態的釩作為V4+或 V3+被包括在種晶體中，並且它們通過電荷轉移反應被劇烈著色。作為另外的氧化還原配對物，T^2也可以增強氧化釩的著色效果。除了起始玻璃中的氧化還原配對物的種類和數量， 在熔融過程中在玻璃中設定的氧化還原態也具有影響。低的氧分壓PO2(調整熔體降低)通過升高例如熔融溫度加強氧化釩的著色效果。氧化釩的著色效果的另外的影響通過陶瓷化條件提供。特別高的陶瓷化溫度和較長的陶瓷化時間導致較強的著色。專家將會利用使用V2O5的著色過程中描述的關係，通過使用一定組成的玻璃、在熔融中WpA的一定的氧化還原調整以及陶瓷化條件以設定需要的透射率曲線。然而，直到現在，不可能滿足例如達到以下要求的光透射率的所有需要，所述要求包括高的頂透射率、根據標準對紅色LED的顯示性能以及對於不同顏色的光顯示的改進的指示或顯示性能。氧化釩的吸收帶的形狀以及因此不能將在大於450nm至750nm上限的整個波長範圍內的可見光範圍內的透射率調整為較高的透射率。這種V2O5著色的玻璃陶瓷爐灶面或爐盤種類的例子是SId2O3澄清化的Ceran Hightrans 和SnA澄清化的Ceran Suprema ，其由SCH0TTAG公司製造。這兩種玻璃陶瓷的透射率曲線公開在書「Low Thermal Expansion Glass Ceramics」，第二版，Hans Bach 編輯，Dieter Krause, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005 的第 63 頁(ISBN 3-540-24111-6)。就考慮到著色的、具體地為藍色或綠色的顯示器和因此也非常重要的約 450-550nm的波長的可見性而言，提及的玻璃陶瓷爐灶面或爐盤以及市場上可得的其它玻璃陶瓷爐灶面經歷的透射率值為0. 1%。這些玻璃陶瓷爐灶面或爐盤需要滿足的其它基本要求例如是對於高的過熱速度的高的紅外透射率，根據對於標準紅光LED在約630nm處規定的透射率，以及約1. 5%的光透射率。為了解決這個缺點，歐洲專利EP 1465460 A2描述了在CIE顏色系統中測量的玻璃陶瓷爐灶面或爐盤，使用標準光C，並在厚度為3mm時顯示2. 5至15的Y值(亮度)。術語「亮度」和光透射率實際為相同的測量數量。Y值等同於根據DIN 5033測量的光透射率值。使用該光透射率值，可獲得改進的用於藍色和綠色LED的顯示器。公開的組合物用As2O3 和/或Sb2O3澄清化，有時結合Sn02。通過V2O5完成著色。在對比例中，顯示了光透射率為 1. 9%的情況，使用列出的材料組合物的藍色和綠色LED的顯示器性能是不夠的。至於考慮到烹飪表面下的電子組件的覆蓋，要求保護的至少為2. 5%和優選更高的高的光透射率值是不利的。另外當從上面看時，烹飪表面的黑色美學外觀被破壞。
發明詳述本發明的一個目的是提供具有改進的顏色顯示性能的透明的、著色的爐灶面或爐盤，以及所述爐灶面或爐盤的製造方法，所述爐灶面或爐盤由高溫型石英混合晶體為主要結晶相的玻璃陶瓷製成，其中包含一些不可避免的痕量的化學澄清劑氧化砷和/或氧化銻中的任一種，其適合於經濟和環境友好的生產。另外經濟生產的起始玻璃應當是容易熔融和澄清化的，具有高的失透穩定性並且在短的時間間隔內可被陶瓷化。爐灶面或爐盤應當滿足考慮到爐灶面或爐盤所需要的所有的其它需求，即考慮到它們性質的變化(例如熱膨脹、透射率、產生機械應力)的化學耐受性、溫度耐受性和高溫/長期暴露耐受性。通過根據權利要求1的爐灶面或爐盤和通過根據權利要求12的方法實現這些目的。著色的爐灶面的特徵是在大於450nm的整個波長範圍內的可見光範圍內的透射率值超過0. 1 %，可見光透射率為0. 8至2. 5 %，1600nm處的紅外透射率為45-85 %。根據本發明，確保了光透射率為0. 8至2. 5%以防止玻璃陶瓷爐灶面或爐盤下技術組件的令人煩擾的可視性，並確保了頂視圖中的黑色美學外觀。輻射加熱元件在操作中是可見的，並且通常可見的紅色LED顯示器是清晰可見的。在從450nm起整個波長範圍內的可見光範圍內大於0. 的透射率也使不同顏色的顯示器被清晰識別。考慮到市售可得的發光物，藍色、綠色、黃色或橙色的LED，該透射率值是足夠的並且考慮到現有技術提供了顯著的改進。特別地，相當多地改進了具有藍色和綠色的顯示器。具有白光的顯示器在大於450nm的整個波長範圍內的透射率有較小的畸變。即使是根據本發明的烹飪板，低於 350nm處，在紫外範圍內，保證了已知玻璃陶瓷烹飪板的遠小於0. 01 %的低透射率值。屏蔽紫外光對於保護有機組分例如烹飪板下的技術裝置中的粘合劑是有利的，並且在烹飪過程中為顯示目的使用具有紫外輻射組分的藍色LED時起到保護作用。通過將紅外透射率設定在45-85%，在ieOOnm測量，達到高的過熱速度的需求以及對於烹飪板鄰近表面的不可接受的加熱的保護。由於根據本發明的透射率和光透射率對於爐灶面或爐盤的功能是決定性的，認為它們不取決於通常在2. 5至6mm範圍內的爐灶面或爐盤的厚度。考慮到強度，較小的厚度是不利的，而較大的厚度效率低，因為它們需要更多的材料並且降低了陶瓷化速度。 通常烹飪板的厚度是約4mm。商業烹飪板以及實施例中給出的烹飪板顯示的透射率值與提供的該厚度有關，沒有提及其它參數。當使用軋機成型製得烹飪板時，通常在底部提供突出物以保護它們不受強力影響並降低製造中的損壞。通常通過透明有機聚合物使著色顯示區內的爐灶面或爐盤底部變平滑以避免突出物導致的光學畸變。在具有光滑底部和不具有突出物的爐灶面或爐盤中，著色的顯示器沒有畸變，並且看起來更明亮。為遵從溫度耐受性的需求，根據本發明所述烹飪板的特點為低於1X10_6/K的低的熱膨脹係數，優選為(O士0. 3) X 10-6/Κο根據本發明，透明的著色烹飪板特徵在於不具有使用氧化砷和/或銻作為澄清劑的組成，因此它們在工藝上不含這些在安全和環保方面不利的組分。通常這些組份以低於 500ppm的量作為雜質存在。製得具有改進的顏色顯示性能的透明的、著色的烹飪板的本發明方法特徵在於， 由高溫型石英混合晶體為主要結晶相形成玻璃陶瓷，並且除了一些不可避免的痕量物質， 可避免或避免了氧化砷和/或銻的化學澄清劑，並且所述爐灶面或爐盤在大於450nm的整個波長範圍內的可見光範圍內的透射率值設定為大於0. 1 %，可見光透射率為0. 8至 2. 5%，1600nm處的紅外透射率為45至85%。為改進氣泡質量，除了使用SnO2,另外可以使用其它澄清劑，例如CeO2、硫酸鹽化合物、滷化物。其含量通常限制在1重量％的量。在生產烹飪板時，小於10的氣泡數量被認為是好的氣泡質量，優選小於5個氣泡/kg玻璃(基於尺寸大於0. Imm的氣泡尺寸)。優選將所述烹飪板或爐灶面或爐盤的透射率值設定如下450nm 處>0.15%500nm 處>0.15%550nm^h> 0. 25%630nm 處 3-9%1600nm 處 50-80%可見光範圍內光透射率為1.0-2.0%。在這些值處，進一步改進了顏色顯示性能，並且透射譜的多種需求被進一步優化。 當光透射率低於1. 7%時，將達到進一步改進玻璃陶瓷爐灶面或爐盤下的技術裝置的覆蓋， 也將在反射光中達到特別的黑色美學外觀。爐灶面表面在630nm處的透射率值為3至最高達9%，遵從市售可得的爐灶面或爐盤的容限。調整這些值以使在本發明的爐灶面或爐盤的烹飪表面處的通常紅色的LED顯示器的外觀也保持不變是有利的。在所述爐灶面表面的透射率被設定為如下值的優選實施方式中，顯示能力被進一步改進400nm 處>0.10%450nm 處>0.15%500nm^h> 0. 25%550nm 處>0.30%630nm 處 3-9%1600nm 處 50-80%可見光範圍內的光透射率為1.0-1.7%。對於爐灶面或爐盤，此處也被稱為烹飪表面，根據本發明，玻璃陶瓷基於氧化物以重量百分比計的組成優選基本上由如下物質組成Li2O3.0-4.2ΣΝα20+Κ200.2-1.5MgO0-1.5Σ CaO+SrO+BaO0-4ZnO0-2B2O30-2Al2O319-23SiO260-69TiO22.5-4ZrO20.5-2
P2O50-3
SnO20.1-<0.6
Σ Ti02+Zr02+Sn02 3.8-6 V2O50.01-0.06
Fe2O30.03-0.2和1 < Fe2O3A2O5 < 8。術語「基本上由如下物質組成」是指列出的組分至少為96%，然而，一般應該為總組成的98%。多種元素，例如F、Cl、鹼金屬Rb、Cs或類似Hf的元素是工業用的原材料混合物中常見的雜質。可以少量添加其它化合物例如Ge、稀土元素、Bi、W、Nb、Ta和Y的元素。除了量為0. 01至0. 06重量％的V2O5著色氧化物，可以使用其它組分例如著色的鉻、錳、鈷、鎳、銅、硒、稀土元素、鉬的化合物以支持著色。它們的含量限制在最多1重量％ 的量，因為這些化合物通常降低紅外透射率。另外這些大部分為多價的化合物可能通過氧化還原反應幹擾V2O5的著色並使透射率的設定複雜化。通過加入50-400ppm的Nd2O3，可以標記玻璃陶瓷爐灶面或爐盤。Nd在近紅外的 806nm處的吸收帶在玻璃陶瓷的高透射率的範圍內，並且在透射光譜中是很突出的。因此爐灶面或爐盤材料可以被安全地分配給製造商，並且通過光學碎片檢測方法使好的回收成為可能。用於生產根據本發明所述爐灶面或爐盤的起始玻璃的水含量取決於原材料混合物以及熔融中工藝條件的選擇，其通常為0. 015至0. 06mol/L。這滿足了初始玻璃的0. 16 至 0. 64mm_1 的 β -OH 值。優選顯示的界限中的氧化物Li20、Al2O3和SW2是高溫型石英混合晶體的必要組分。需要3重量％的Li2O最低含量，然而，在製造過程中的超過4. 2重量％的Li2O含量通常導致意外的失透。3. 2至4.0重量％的含量導致特別合適的結果。為避免起始玻璃的高粘性，並且為了抑制在成型中莫來石的不希望的失透傾向，Al2O3的含量被優選限制在最大23重量％，特別是22重量％。SW2含量的最大值應當為69重量％，因為這個組分顯著提高玻璃的粘性。這個組分優選進一步限制在重量％為最大68，或甚至67的值。為了玻璃的良好熔融結果以及低成型或模製溫度，較高含量的SiO2是不經濟的。 SiO2的最低含量應當為60重量％，優選為62重量％，因為這對於需要的烹飪表面的性質例如化學耐受性和溫度耐受性是有利的。可在高溫型石英混合晶體中加入其它組分例如Mg0、Zn0和P205。由於它成問題地形成不需要的晶體相例如鋅-尖晶石(鋅類晶石)，陶瓷化過程中的ZnO含量限制在最大2 重量％的值，優選最大1. 8重量％。MgO含量限制在最大1. 5重量％，優選其最大高達1. 2 重量％，因為否則它將不可容忍地增大玻璃陶瓷的膨脹係數。一般說來，需要0. 1重量％的 MgO最低含量，以使玻璃陶瓷的熱膨脹不降低至負值。加入鹼金屬Na20、K2O和鹼土金屬以及CaO、SrO、BaO和化03改進玻璃成型中的可熔性和失透穩定性。然而，由於這些組分不能被包括在晶體相中，而是基本保持在玻璃陶瓷的殘留玻璃相中，這些組分的含量必須受到限制。過量的含量以不能容許的方式增大玻璃陶瓷的熱膨脹，並影響可結晶起始玻璃轉化為玻璃陶瓷過程中的結晶行為，特別是以快速陶瓷化為代價。另外，較高的含量對於玻璃陶瓷的時間/溫度負載容量具有消極的影響。鹼金屬Na2CHK2O的總和應當至少為0. 2，優選至少為0. 4重量％，最大為1. 5重量％，優選最大為1.2重量％。鹼土金屬CaO+SrO+BaO的總和應當至多為4重量％，優選至少為0. 2重量％。提及的鹼金屬和鹼土金屬不僅在晶體之間的殘留玻璃相中聚集，並且還在玻璃陶瓷的表面上聚集。在陶瓷化中，形成約200至IOOOnm的玻璃狀的厚表面層，其基本不含晶體，富含這些元素並且貧鋰。該玻璃狀的表面層對於玻璃陶瓷的耐化學性具有有利的影響。加入的P2O5可以最高達3重量％，並優選限制在1.5%。加入P2O5對於抗失透性是有利的。較高的水平對於耐酸性顯示不利的影響。需要Ti02、ZrO2和SnA作為成核或種晶試劑。在陶瓷化過程中的成核過程中，產生高密度的種晶體，其為高溫型石英混合晶體的生長作為結晶化過程的表面。高於總量為 0. 6重量％的水平損害失透穩定性。這尤其對於限制在低於0. 6重量％的值的組分SnO2是正確的。較高的濃度導致含Sn晶體相在成型過程中在接觸材料處(例如Pt/I h)的結晶化，並被絕對避免。由於較高的含量損害在玻璃製造中混合物的熔融行為以及成型中的失透穩定性，其原因是含^O2晶體的形成可能被強烈影響，ZiO2的含量限制在2重量％，優選為1. 8重量％，更優選限制在最大1. 6重量％。^O2的最低含量是0. 5重量％，優選應當為 0. 8重量％以促進高的陶瓷化速度。TiA的含量在2. 5至4. 0重量％之間，優選至少為2. 8 重量％。最小的量應當被降低，以保證快速成核以達到較高的陶瓷化速度。含量不應當超過4重量％，否則將會損害失透穩定性。現在意想不到地發現，從600ppm開始，優選從700ppm開始的!^e2O3的含量與嚴格指定的Ti02、V2O5和SnA含量可影響透射的過程，即透射光譜。由於F^O3，具體的二價的 Fe2+比例不利地影響IR透射率，Fe2O3含量應當最大為0. 2，優選為0. 18重量％。Fe2O3含量特別優選為0. 08-0. 15重量％。著色氧化物!^e2O3與V2O5的組合以及它的氧化還原配對物SnA允許使用較少量的昂貴和危險分類的染料V205。雖然從450nm開始的低波長處的透射率的要求以及其它的要求，例如滿足規定的光透射率、紅外透射率和保持在630nm處的透射率。與公知的用氧化釩著色的著色玻璃陶瓷相比，透射率曲線在可見光範圍內變得更平。為了降低昂貴而且危險非無害的物質著色劑V2O5的含量We2O3的含量必須至少與V2O5 的含量一樣高是必要的，因此要滿足條件1 < Fe2O3A2O5 < 8。著色氧化物!^e2O3在量上是主要的著色劑，並且優選其含量為V2O5含量的兩倍高。 因此也可以使用較便宜的原材料混合物。有助於降低V2O5含量的其它組分是Sr^2和Ti02。 為了設定根據本發明的透射率，因此有必要將V205、Sn02、TiA和F^O3調整到一定的窄範圍內。特別是，TiO2的含量必須超過一定的最小量。基於根據本發明的F%03、Ti02、V205和SnA的含量，可以滿足與透射光譜相關的所有需要，例如指定的光透射率、高的紅外透射率和對於標準紅色LED的顯示性能以及希望改進的對於不同顏色LED顯示器的顯示性能。作為加入!^e2O3的另外的重要結果，發現它從本質上促進了澄清化。與SnA澄清劑相結合，！^e2O3也遞送了氧，從而被還原為狗2+。澄清化效果的重要反應隨熔體的溫度而升高。因此將熔體在高於1700°C和然後在高於1750°C的溫度下的溫度處理考慮到氣泡質量提供了進一步改進的結果。為了使與SnA結合的作為補充澄清劑的!^e2O3的加入結果非常有利，其含量應當為SnA含量的至少20%。為了經濟的生產，需要起始玻璃的迅速陶瓷化。在這個過程中，通過合適地選擇組成以提高成核和陶瓷化速度是必要的。此處，證明了升高成核試劑Tia+Zr02+Sr^2的濃度以升高成核速度是有利的，同時P2O5的含量必須選擇在較低值。另外，在爐灶面表面陶瓷化過程中發生的變形是一個限制性因素。大規模陶瓷化爐顯示一定的溫度不均一性，因此在結晶化中將可結晶玻璃的頂部和底部溫度設定為完全一致是困難的。幾攝氏度的溫度的細微差別導致爐灶面或爐盤具有較高溫度一邊的較早結晶化。與約的線性結晶收縮相一致，然後將發生變形。通常，商業烹飪表面被指定為它們的對角線維度的變形低於0. 1%。為了最小化快速陶瓷化工藝中的該變形，結果顯示使晶體相形成組分的百分比以及構成玻璃陶瓷殘留玻璃相的組分的比例最小化是有利的，其中晶體相形成組分例如為 Li2O, Si2O,構成玻璃陶瓷殘留玻璃相的組分例如為鹼金屬Nei2O和K2O以及鹼土金屬CaO、 SrO以及BaO。高溫型石英混合晶體相的比例小於70重量％並在約60至70重量％時是有利的。在陶瓷化中，玻璃陶瓷板位於一個平的基板上。當將玻璃陶瓷板放置到平的基板上時，由殘留玻璃相比例升高以及晶體相降低所導致，在高溫下粘性流動中發生的共同變形被降低。優選地，考慮到起始玻璃的更快的陶瓷化能力，發明的爐灶面表面特點是該玻璃陶瓷基於氧化物以重量百分比計的組成由如下物質構成
權利要求
1.一種具有改進顏色顯示性能透明的著色爐灶面或爐盤，其由包括高溫型石英混合晶體作為主要結晶相的玻璃陶瓷組成，由此除了一些不可避免的痕量物質外，所述玻璃陶瓷不包含化學澄清劑氧化砷和/或氧化銻，其特徵在於在大於450nm的整個可見光波長範圍內的透射率值大於0. 1 %，可見光透射率為0. 8-2. 5 %，在1600nm處的紅外透射率為 45-85%。
2.根據權利要求1所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於具有如下的透射率值 450nm#> 0. 15%500nm 處〉0. 15% 550nm#> 0. 25% 630nm 處 3-9% 1600nm 處 50-80%並且在可見光範圍內的光透射率為1.0-2.0%。
3.根據權利要求1或2中任一項所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於所述玻璃陶瓷的組成，基於氧化物以重量百分比計，基本由如下組分構成
4.根據權利要求1至3中任一項所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於起始玻璃的快速陶瓷化能力，和基於氧化物以重量百分比計的玻璃陶瓷的組成基本由如下物質構成
5.根據前述權利要求1至4中至少一項所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於玻璃陶瓷的組成基於氧化物以重量百分比計含有CaO0. 2-1SrO0.1-1。
6.根據前述權利要求1至5中至少一項所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於加工溫度Va 低於1320°C可結晶的起始玻璃的良好可熔性和抗失透性，失透上限比Va低至少30°C，以及基於氧化物以重量百分比計的玻璃陶瓷的組成為
7.根據前述權利要求1至6中至少一項所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於在高於 1580°C、優選高於1640°C的溫度下，玻璃陶瓷和/或可結晶的起始玻璃的平衡氧分壓Ph為 1巴。
8.根據權利要求7所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於平衡氧分壓由高於1700°C、優選高於1750°C的熔融玻璃的溫度確定。
9.根據權利要求7或8中任一項所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於V2O5的含量低於 0. 04重量％、優選低於0. 03重量％。
10.根據前述權利要求1至9中至少一項所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於玻璃熔體的溫度高於1700°C、優選高於1750°C，產生的氣泡數量小於5個氣泡/kg玻璃，並且!^e2O3含量為SnA含量的至少20重量％。
11.根據前述權利要求1至10中至少一項所述的爐灶面或爐盤，其特徵在於代替或除了通常的紅色顯示器外，可使用一種或多種其它顏色的顯示器，例如藍色、綠色、黃色、橙色或白色。
12.一種製造透明著色的爐灶面或爐盤的方法，所述爐灶面或爐盤具有改進的顏色顯示性能，其由高溫型石英混合晶體為主要結晶相的玻璃陶瓷組成，其特徵在於，除了一些不可避免的痕量物質外，能夠不再使用氧化砷和/或氧化銻化學澄清劑，並且設定烹飪區在大於450nm的整個波長範圍內的可見光區域中的透射率值大於0. 1 %，可見光透射率為 0. 8-2. 5%，在1600nm處的紅外透射率為45-85%。
13.—種製造根據權利要求12所述的爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於設定如下的透射率值450nm#> 0. 15%500nm 處〉0. 15%550nm#> 0. 25%630nm 處 3-9%1600nm 處 50-80%和在可見光範圍內1.0-2.0%的光透射率。
14.根據前述權利要求12或13中任一項所述的製造爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於，使用的玻璃陶瓷基於氧化物以重量百分比計的組成基本由如下物質構成
15.根據前述權利要求12至14中至少一項所述的製造爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於可結晶起始玻璃的快速陶瓷化能力，使用的玻璃陶瓷基於氧化物以重量百分比計的組成基本由如下物質構成
16.根據權利要求15所述的製造可結晶起始玻璃快速陶瓷化的爐灶面或爐盤的方法， 所述可結晶起始玻璃快速陶瓷化的總持續時間小於2小時、優選小於80分鐘，其特徵在於通過如下的步驟進行陶瓷化a)在3-30分鐘內將可結晶玻璃的溫度升高至約680°C的溫度範圍；b)在約10至30分鐘的時間內，將可結晶玻璃的溫度升高至680°C-800°C的成核溫度範圍內；c)在5至30分鐘內，將含核玻璃的溫度升高到850-950°C的高晶體生長速度的溫度範圍內；d)在最高溫度850-950°C的溫度範圍內保持長達20分鐘，以使高溫型石英混合晶體類型的晶體一經晶化成核及之後進行生長；e)將得到的玻璃-陶瓷迅速冷卻至室溫。
17.根據前述權利要求12至16中至少一項所述的製造爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於使用基於氧化物以重量百分比計包含如下物質的組成CaO0. 2-1SrO0.1-1。
18.根據前述權利要求11至17中至少一項所述的製造爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於加工溫度\低於1320°C的可結晶基玻璃的良好可熔性和抗失透性，失透上限比Va低至少30°C，使用基於氧化物以重量百分比計的如下組成
19.根據前述權利要求12至18中至少一項所述的製造爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於在高於1580°C、優選高於1640°C的溫度下設定玻璃陶瓷和/或可結晶起始玻璃的平衡氧分壓PO2S 1巴。
20.根據權利要求19所述的製造爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於在高於1700°C、優選高於1750°C的熔融玻璃溫度下設定平衡氧分壓。
21.根據前述權利要求19至20中至少一項所述的方法，其特徵在於使用的V2O5含量低於0. 04重量％、優選低於0. 03重量％。
22.根據前述權利要求12至21中至少一項所述的製造爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於基於高於1700°C、優選高於1750°C的熔融玻璃溫度，產生的氣泡數量小於5個氣泡/kg玻璃，並且狗203含量至少小於SnA含量的20重量％。
23.根據前述權利要求12至22中至少一項所述的製造爐灶面或爐盤的方法，其特徵在於，代替或除了通常的紅色顯示器外，可使用一種或多種不同著色的LED，例如藍色、綠色、 黃色、橙色或白色。
全文摘要
本發明涉及具有改進的顏色顯示性能的、透明的著色爐灶面或爐盤，其由具有高溫型石英混合晶體作為主要結晶相的玻璃陶瓷組成，其中所述玻璃陶瓷不包含化學澄清劑氧化砷和/或氧化銻，在大於450nm的整個波長範圍內的可見光範圍內的透射率大於0.1％，可見光範圍內的光透射率為0.8-2.5％，在1600nm處的紅外透射率為45-85％。
文檔編號C03C10/00GK102245526SQ200980146559
公開日2011年11月16日 申請日期2009年9月16日 優先權日2008年10月7日
發明者烏爾裡希·席夫納, 克勞斯·舍恩貝格爾, 弗裡德裡希·西貝斯, 沃爾夫岡·斯楚米德鮑爾 申請人:肖特公開股份有限公司