用於製備塗布基板的方法、包括通過加熱塗覆的至少兩個層的平面基板、以及塗布基板的用途與流程

2024-03-08 00:15:15 1

本發明涉及一種用於製備塗布基板的方法、包括通過加熱塗覆的至少兩個層的板狀基板、以及塗布的基板的用途。

背景技術：

已知的是，無機的玻璃基塗層賦予表面特定品質。塗層的玻璃部分、通常稱為玻璃料或玻璃助熔劑，賦予塗層特定的化學和物理性質。這些例如是耐化學性、耐磨性和耐刮擦性、以及熱穩定性。與具有有機基質的塗層相比，無機塗層在更高的光澤度和更大的耐UV輻射性方面是值得注意的。通過添加著色顏料、抗反射添加劑或消光添加劑，在美觀和設計方面提供了用於區分和構造塗布的板和由其製造的製品的各種可能性。塗布操作本身通常稱為上釉、塗瓷釉、裝飾或印刷。存在用於塗布的多種技術上確定的方法和設備。除了諸如通過靜電粉末塗布的幹法塗布之外，存在許多塗布方法，其中塗覆液體或糊狀塗層材料。可以通過各種方法、例如通過絲網印刷、移印、轉印方法或通過浸漬和噴塗方法將該糊料塗覆到板的表面。該糊料通常由研磨的玻璃粉末、任選加入的顏料和/或添加劑、和有機助劑組成，所述有機助劑在塗層的烘烤、流動和流平期間除去。對於玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷板的塗布，存在多種已知的釉料組合物。

例如，DE 197 21 737 C1描述了一種用於上釉、塗瓷釉和裝飾玻璃或玻璃陶瓷的無鉛和無鎘的玻璃組合物，以及用於製備塗布有所述組合物的玻璃陶瓷的方法。

將結構形成顆粒加入到玻璃基塗層中以賦予它們特殊性質是已知的。例如，DE 100 16 485 A1描述了在玻璃、玻璃陶瓷或金屬基板上的玻璃基塗層，其中使用具有在0.1至50μm範圍內的平均粒徑的結構形成顆粒。所得的微粗糙的和額外疏水性的表面結構賦予該層自清潔性能(蓮花效應)。所述效果基於粗糙的、非磨圓的表面微結構。

EP 2 592 056 A1也描述了一種玻璃或玻璃陶瓷基板上的層，其在塗層中具有賦予結構的無機顆粒。顆粒在層上產生隆起，因此產生能觸知的結構。賦予結構的顆粒的添加賦予面向用戶的表面能觸知的功能。

具有減少粘附力的塗層的製品及其製備方法是已知的。例如，US 2001/0031360 A1描述了一種用於生產所謂的不粘著表面的方法，其涉及將尺寸小於50μm的金剛石粉末嵌入玻璃料中。玻璃料用作粘合劑並形成層，由此增加諸如烹飪用具或休閒產品的製品的耐久性，並且使表面具有「不粘著」的品質。

此外，從GB 2 241 179 A中已知，聚合物塗層設置有玻璃珠，以便獲得具有降低的粘附力的性能的表面。

用於板的塗層的具有降低的粘附力的性能的釉料顏料是已知的。這些降低的粘附力的性能所基於的原理如下。使用具有降低的粘附力的性能的玻璃基釉料顏料來生產汽車屏幕邊緣處的黑色塗層。當壓彎時，例如顏料在相對高的溫度下與壓制工具接觸時，這是必要的。在用於正確裝配層壓組件的玻璃窗的接合彎曲中，如果玻璃的裝飾側在操作所需的相對高的溫度下與另一玻璃窗直接接觸，則需要粘附力降低的顏料。這些釉料顏料的降低的粘附力的性能的基礎是玻璃料的部分結晶。晶體防止顏料在高溫下粘著。必須嚴格控制結晶，因為否則的話，如果結晶不充分，將發生粘著。如果玻璃料的結晶過大，則其不會熔化成無孔形式，此外，顏色變成灰色。在結晶中，通過玻璃組分的組成、溫度條件以及任選地通過添加成核劑來努力確保符合這種窄操作窗口。最常見的結晶相是鉍-矽酸鹽、鋅-矽酸鹽和鋅-硼酸鹽。所述的窄操作窗口在經濟上和技術上對於該方法是不利的，並且在設計方面的配置的可能性是有限的。這種顏料在EP 0 895 969 A1中公開。

使用所謂的懸浮窯允許玻璃基塗層的雙面塗覆，因為烘烤時的塗層沒有與底襯接觸。在玻璃組分熔融、流動和流平的臨界溫度範圍內，通過氣墊避免接觸，因此可以沒有粘著和沒有對塗層的損壞。在構造方面，在這種情況下，陶瓷底襯必須能夠透氣，並且氣體的量和溫度必須以限定的方式進行控制。也必須管理板的引導和運輸。在技術上難以合併熱預應力的操作步驟，其通過在不接觸的情況下將冷空氣吹到熱玻璃基板上來進行，因為板必須被固定。因此，由於高的操作和獲取成本，這種技術產生了經濟上的缺點。

板主要是透明的形式，在室內和室外廣泛使用。在室內部分中的示例包括在電氣設備中、在門、淋浴房和廚房家具中的觀察窗玻璃，或在外部建築中的飾面元件。為了增加構造和設計的可能性，期望在兩側上使用無機塗層。無機玻璃基塗層的優點可以在兩側上相應地示出。

技術實現要素：

由此，本發明的目的是提供一種用於簡單明了的、經濟地製造基板的方法，所述基板在兩側塗布有層，所述層通過暴露於熱來塗覆。另一個目的是提供一種可以簡單和經濟地生產並且包括通過加熱塗覆的至少兩個層的板狀基板，以及塗布的基板的用途。塗層滿足在實際使用中、特別是在家用環境中對塗布的板狀基板的要求，例如耐磨性、耐刮擦性以及熱穩定性和耐化學性。

根據權利要求1，所述目的通過一種用於製造塗布的基板的方法實現，其包括以下步驟：

-提供板狀基板；

-將第一層形成材料塗覆到所述基板的第一側，所述第一層形成材料至少包含玻璃粉末和顆粒，所述顆粒在所述層上產生隆起；

-加熱塗布的基板，以便使所述第一層具有隆起；

-將第二層形成材料塗覆到所述基板的第二側，所述第二側與所述第一側相對；

-加熱塗布的基板以產生第二層，所述基板在加熱期間完全或部分地位於第一層的隆起上。

因此，顆粒是結構形成顆粒。

在加熱塗布的基板以得到第二層期間，其中基板在加熱期間完全或部分地位於第一層的隆起上，在第一層的隆起中基本上不再有任何變化。當使用具有在烘烤期間經歷轉化的有機部分的結構形成顆粒時，對顆粒類型和顆粒幾何形狀的考慮在層的烘烤後是有效的。

顆粒的軟化溫度或熔融溫度優選大於玻璃粉末的軟化溫度。「顆粒的軟化溫度或熔融溫度大於玻璃粉末的軟化溫度」是指：當顆粒具有熔融溫度(例如無機化合物(例如Al2O3或ZrO2)顆粒)時，該熔融溫度必須大於玻璃粉末的軟化溫度。當顆粒具有軟化溫度(例如玻璃顆粒)時，該軟化溫度必須大於玻璃粉末的軟化溫度。

加熱時的溫度優選為玻璃粉末的軟化溫度或以上，並且低於顆粒的熔融溫度或軟化溫度。

平均粒徑優選大於玻璃粉末的平均直徑。

為了使顆粒在層上產生隆起，優選以這樣的層厚度塗覆層形成材料，使得顆粒能夠從層中突出。

根據本發明，在第一次加熱之後，第一層具有抗粘著性能。用於本專利說明書的目的的抗粘著性能基本上是指，在第二次加熱期間，基板完全或部分地位於第一層的隆起上，其中第一層不粘著到底襯上，其中基板位於所述底襯上。因此，對第一層的結構幾乎沒有或沒有改變。

第二層的第二層形成材料優選還包括至少一種玻璃粉末。因此，玻璃基無機釉料塗層的優點在烘烤之後在兩側得以實現。

當加熱第二塗層時的烘烤溫度優選為至少500℃，更優選至少600℃。較高的溫度對於層性能是有利的，例如耐化學性、光澤、耐磨性和耐刮擦性以及熱穩定性。

烘烤溫度的優選值對於加熱第一層也是有效的。

為了在兩側獲得有利的層性能，有利的是兩個層的加熱溫度相差小於200℃，優選小於100℃。

所述目的進一步通過包括通過加熱塗覆的至少兩個層的板狀基板實現，其中第一層塗覆在基板的第一側上並且包括至少一種玻璃組分和顆粒，所述顆粒在第一層上產生隆起，其中顆粒的軟化溫度或熔融溫度大於玻璃組分的軟化溫度，並且第二層塗覆在基板的第二側上，第二側與第一側相對。

玻璃組分優選從玻璃粉末獲得。

為了抗粘著性能，加熱後第一層的表面的微觀結構必須使得形成的隆起作用為間隔物，並且在第二次加熱(例如，烘烤)期間陶瓷底襯不與塗層中的粘合劑玻璃組分接觸。為了確保塗層對基板的粘附和結構形成顆粒的固定，需要如下溫度：在該溫度下在塗層中的玻璃組分經歷流動和流平。由於低粘度，通過這些必要的操作而自動引起的是提高的對部分玻璃組分的粘合劑粘合效果。為了在烘烤期間確保這些機理和功能，第一層形成材料(塗層)優選由至少5體積％的玻璃粉末(層形成玻璃組分)和結構形成顆粒、更特別是無機顆粒組成。為了避免粘著，結構形成顆粒的份額優選為至少0.1體積％。在玻璃粉末的份額為小於5體積％的情況下，不再可靠地確保結構形成顆粒的固定，並且塗布的基板的耐刮擦性不可忽略地降低。玻璃粉末的份額優選為至少10體積％，更優選為至少20體積％。玻璃粉末的份額的上限優選為最高99.7體積％，更優選為最高80體積％，非常優選為最高70體積％。在大於99.7體積％的玻璃粉末的水平時，存在對抗粘著性能的不利影響的風險。

至100體積％的平衡由第一層形成材料的顆粒和任何其它添加物確定。在烘烤過程中除去的有機助劑不包括在計算中。結構形成顆粒的份額還根據加熱期間陶瓷底襯的粗糙度來選擇。更粗糙的底襯需要更高的份額。結構形成顆粒的份額優選為0.3-80體積％。實驗已經示出，即使具有0.3體積％的這些非常低的顆粒添加量，根據底襯的性能，也可以防止粘合，從而實現期望的抗粘著性能。

平均粒徑優選為0.5至40μm。平均粒徑選擇成確保顆粒作為隆起從層中突出。

在一個優選實施方案中，第二層同樣包括玻璃組分。特別優選地，基板兩側上的層材料由無機的玻璃基釉料組成。

在另一個優選的實施方案中，基板兩側上的玻璃組分的軟化溫度相差小於200K，更優選小於100K。

因此，本發明的基板可以在兩側具有高級玻璃基的層，優選釉料層，並且玻璃組分的軟化溫度可以彼此非常接近。因此，也可以想到在兩側上使用相同的玻璃基的層，優選相同的玻璃基的釉料。

這裡顆粒之間的平均間距優選小於平均粒徑的20倍。平均間距基於顆粒中心點之間的間距。在顆粒之間的更高的平均間距的情況下，不再可靠地確保抗粘著性能。優選的是，顆粒之間的平均間距小於平均粒徑的10倍，更優選小於5倍。

基於其平均粒徑測量，所述顆粒以足夠的數量從由於加熱基本上由玻璃粉末形成的層中突出至至少10％至至多70％的程度。如果顆粒突出至小於10％的程度，則抗粘著性能被粘合劑粘合效果削弱。在大於70％的隆起的情況下，存在顆粒不再充分固定的風險，並且耐刮擦性將不可忽略地降低。隆起優選為最多60％，更優選為最多50％。為了進一步改善抗粘著性能，隆起的下限為平均粒徑的至少20％，優選至少30％。

因此，為了形成第一層的表面結構(基於產生隆起的顆粒)，重要的是玻璃粉末(層形成玻璃組分)的量優選選擇成使得在加熱(例如烘烤)時所產生的玻璃基的層的平均厚度總是小於平均粒徑。這種關係對於塗層的多層結構也是有效的。如果塗層建立在多個層上，臨界表面結構是在最後的加熱之後產生的。

良好的性能通過微觀粗糙度實現，測量為3至35μm之間的PV值。PV值是在測量的截面上的最低點和最高點之間的高度差。這裡的最高點對應於突出顆粒的末端，並且最低點位於兩個顆粒之間並且由玻璃形成層形成。下限由抗粘著性能的要求決定，上限由足夠的耐刮擦性決定。PV值的範圍對應於0.1μm至1.5μm的粗糙度Ra。Ra值根據定義是高度測量點與中間高度平面的平均算術偏差。PV值優選為至少5μm，更優選至少8μm。為了改善耐刮擦性，PV值優選為至多25μm，更優選至多15μm，非常優選至多10μm。說明關於表面結構的性質的特定粗糙度值被稱為偏斜度Rsk。偏斜度值說明了關於表面輪廓的對稱性。低值和負值是具有穹頂狀的波紋的表面的特徵，正值是具有鋸齒狀的峰的表面的特徵。優選Rsk值低於6，優選低於2，更優選低於1。

為了優化抗粘著性能，結構形成顆粒的表面佔有率程度應該大於0.4％，優選大於5％，更優選大於10％。

如果保持表面結構，則可以改變玻璃質層的厚度，其由玻璃粉末的量決定。因此，顆粒之間的玻璃質層的平均厚度可以有利地設定在0.5μm至50μm之間，並且優選地在1μm至25μm之間。

僅1μm至5μm的較低的平均層厚度是足夠的並且被設定。

對於包括通過加熱施加塗覆的至少兩個層的板狀基板，抗粘著性能是指在第一次加熱(例如，第一次烘烤)時獲得的具有隆起的第一層可以在第二次加熱(例如第二次烘烤)時在接觸由例如底襯板或陶瓷輥的烘烤輔助裝置構成的底襯的情況下被加工，而不會有損於其質量。在與陶瓷底襯材料直接接觸的情況下，結構形成顆粒作用為間隔物，並且塗層保持其整體完整性。這意味著在加熱後的質量檢查中，沒有塗層的部分由於粘著而被損壞或撕裂。在隨後的質量控制程序中，例如，使用「Tesafilm方法」(膠帶測試)或通過金屬刮刀測試抗刮擦性、粘附性和磨損性，例如塗層保持粘附，並且沒有破裂效應(針孔)是可辨別的。

在一個有利的構造中，結構形成顆粒具有基本上無邊緣的、圓形外輪廓。它們優選為球形實施方案。由於其圓形的、無邊緣的外輪廓，抗粘著性能進一步優化，因為底襯材料的通常粗糙的陶瓷表面較少地能與塗層接合。

這種圓形外輪廓通常對於耐刮擦性也是有利的。磨料製品或測試尖端在表面上更好地滑動，並且由於層組分的變形或提取而更少地損壞表面。進一步發現，在圓形表面的情況下，指紋和汙染的敏感性也降低。相對於更粗糙的鋸齒狀表面，對液體的毛細作用力減小。圓形顆粒通過玻璃粉末(形成層的玻璃組分)固定在塗層中並且通過它們的隆起從該層突出。外輪廓與球形的偏差為小於+/-30％。

此外，如果存在於塗層中的結構形成顆粒具有相似的尺寸，則是有利的。就它們的尺寸分布而言，結構形成顆粒優選位於d90值和d50值之間的尺寸差為小於10微米的公差內。因此，顆粒的形狀和尺寸分布依賴於它們作為間隔物的功能的要求。因此，確保了結構形成顆粒的峰和板之間的基本均勻的距離。因此，對於負載的均勻分布，每單位面積存在多個可用的接觸點，而在加熱過程中，基板完全或部分地位於隆起上。有鑑於此，基板的重量均勻地分布在底襯上的多個接觸點上。避免了在單個結構形成顆粒上的可能導致顆粒破裂的應力峰。

在一個具體實施方案中，在層的烘烤後的結構形成顆粒由無機惰性物質組成。它們的熔融溫度或軟化溫度高於塗層的烘烤溫度，因此高於玻璃粉末的軟化溫度。為了確保抗粘著性能，加熱(例如烘烤)過程中的結構形成顆粒在基板的重量下不會發生不可忽略的變形，使得它們能夠起間隔物的作用。因此有利的是，賦予結構的顆粒的外輪廓在烘烤操作的溫度下不改變。塗層加熱期間的典型溫度為高於500℃，因此賦予結構的顆粒的軟化溫度應高於500℃，但在任何情況下都高於塗層的相應烘烤溫度。軟化溫度優選為高於700℃，更優選高於900℃。無機的結構形成顆粒的示例由玻璃質的、玻璃-陶瓷或陶瓷材料組成。所考慮的玻璃包括鈉鈣玻璃、二氧化矽玻璃、SiO2及其前體，例如通過法生產的聚矽氧烷、甲基聚矽氧烷、苯基聚矽氧烷、甲基苯基聚矽氧烷、矽倍半矽氧烷、溶膠-凝膠顆粒、以及低鹼硼矽酸鹽玻璃變體和鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃變體。在玻璃-陶瓷材料中，例如使用包括鎂鋁矽酸鹽或鋰鋁矽酸鹽和具有低熱膨脹的玻璃-陶瓷的材料。在另一個實施方案中，結構形成顆粒還可以包括氧化物材料，示例為氧化鋁、結晶氧化矽、氧化鋯、氧化錫或摻雜質的氧化鋯、以及矽酸鋯、堇青石、氧化鈦、鋅尖晶石或鎂尖晶石、或沸石。也可以使用非氧化物的陶瓷，示例為氮化硼和氮化矽。表2顯示了許多所選擇的結構形成顆粒及其性質。

結構形成顆粒優選選擇成使得它們具有緊湊的塊狀性質，使得它們在機械應力下產生的力下不被破壞。這樣的力在刮擦處理期間或在間隔物功能的過程中產生。因此，應該避免例如不能承受這樣的負荷的空心球體。

此外，優選選擇構成結構形成顆粒的材料，使得熱膨脹係數α20/300與玻璃基的層材料的熱膨脹係數相協調。差值優選小於5×10-6/K，更優選小於3×10-6/K。

除了玻璃粉末(形成層的玻璃組分)和結構形成顆粒之外，在本發明的另一布置中，還可以具有存在於第一層形成材料中或存在於第一層內的其它無機組分，諸如例如玻璃質的、玻璃-陶瓷或陶瓷的填料和/或顏料。可以使用這些組分以便更有效地調整塗層的熱膨脹至適應基板的熱膨脹，或者以便實現特定的美學特徵或光學效果，諸如例如不透明、消光或抗反射性能。合適的顏料包括TiO2、通常的尖晶石、CrCu尖晶石、Fe尖晶石、雲母和雲母基效應顏料、以及常見的溫度穩定的釉料顏色的顏料。另外的示例是具有低的或負的熱膨脹的陶瓷填料，例如堇青石、鋰霞石和鎢酸鋯。

塗層中另外的無機組分的份額為至多50體積％，優選至多40體積％，更優選至多30體積％。為了獲得效果，通常需要至少0.5體積％，優選至少2體積％。

在另一個實施方案中，顏料、填料或添加劑本身以根據本發明的量、尺寸和形狀用作結構形成顆粒。

在諸如SiO2的玻璃或陶瓷的有機或半有機前體的情況下，它們可以直接加入到用於塗層的粉末混合物中。當塗層被烘烤時，顆粒轉變。在保持形狀的情況下，除去有機成分。因此，或者，可以預先加熱這些前體、例如聚甲基矽倍半氧烷珠，以便燒盡有機組分並將珠轉化為SiO2珠。在這種情況下，在保持形狀的情況下，顆粒的尺寸減小(在這種情況下減小約15％)。有機組分被有利地燒盡，以便防止在玻璃粉末在層形成過程中流動和流平之前由於有機組分的不完全燒盡而導致的第一層(抗粘著塗層)的進一步加熱的問題。否則，有機組分的少量殘留可導致在玻璃組分中形成氣泡，並且在該層中產生額外的孔。在含Bi2O3的玻璃料的情況下，Bi2O3可被部分還原，從而可導致輕微的褐色褪色。在透明和著色的塗層的情況下，這種輕微的變色可以是在視覺上破壞性的。

玻璃粉末(形成層的玻璃組分)在其可能的組成上非常不同。存在許多已知的玻璃組合物，其適應於待塗布的基板的變形溫度，其覆蓋從約500℃至1000℃的軟化範圍。對於玻璃粉末經歷流動和流平，加熱溫度(例如烘烤溫度)必須至少對應於玻璃粉末的軟化溫度Ew。Ew是玻璃的粘度為107.6dPa·s時的溫度。因此這樣選擇玻璃粉末的組成(也稱為玻璃助熔劑或玻璃料)，使得由軟化溫度Ew表示的流動和流平的溫度低於基板材料的變形溫度。根據板幾何形狀和加熱操作，在由玻璃製成的基板、例如甚至遠低於它們的Ew的情況下觀察到變形。為了確保必要的化學、物理、機械和光學性能，玻璃組分流動和流平以形成層是必要的。流動和流平對於固定結構形成顆粒以及任選添加的顏料和其它填料或添加劑的嵌入也是必要的。影響玻璃助熔劑的組成的選擇的其它要求是熱膨脹與基板材料的熱膨脹的適應，特別是在高於約5至10μm的相對高的層厚度的情況下。在較低層厚度下，即使在熱膨脹的實質偏離時應力也鬆弛，而沒有任何分層或強度問題。其他重要的選擇標準是性能，例如相對於酸和鹼或水解侵蝕的耐化學性，以及耐刮擦性和清潔能力。

玻璃粉末的組分由其選擇的一般組分範圍包括：

以及任選的著色氧化物，例如CoO、Fe2O3、NiO或稀土元素。

優選地，塗層以及因此還有玻璃粉末(形成層的玻璃組分)在技術上沒有毒理學上令人討厭的組分，例如Pb、Cd、Hg、CrVI。在特殊情況下，如果需要特別強烈的色調，可以使用含鎘顏料。優選地，這些組分不是有意地添加在塗層中，且量小於500ppm。

出於經濟和技術原因，有利的是，僅基板的一側被設計成使得其具有抗粘著性能。對於另一側，則對布置和設計沒有限制。所有常規和已知的層厚度和塗層的組成都是可行的，特別是基本上無機的釉料塗層。因此，優選地，僅設計基板的一側具有結構形成顆粒的添加物，以便實現抗粘著性能。

在優選的實施方案中，基板是透明或半透明的。為了開發美觀的布置的多種可能性，有利的是，背離觀察者的具有塗層的側面通過基板也是可見的。面向觀察者的塗布側和背離觀察者的具有第二塗層的側使得可以在它們的相互作用中實現多種設計選擇，以便實現特定的美觀或技術的布置。用標準光源C/2°測量的未塗布的基板的透光率Y應大於5％(半透明)，優選大於20％，更優選大於80％(透明)。在CIE顏色系統中測量透光率Y。在不考慮基板的厚度的情況下，該計算是有效的，所述厚度通常可以在2和10mm之間。基板材料可以是透明的，可以用顏料氧化物透明地著色，或者可以由於光散射而具有半透明外觀。這樣的光散射可以在玻璃-陶瓷基板或陶瓷基板中產生，例如通過在基板材料中存在散射晶體。

在一個優選實施方案中，基板材料由矽酸鹽玻璃組成(SiO2含量>40重量％)。這裡，有利地，由市售的鈉鈣玻璃組成的浮法玻璃板是所使用的基板。這種類型的鈉鈣玻璃可根據Fe含量以不同的等級獲得。特別優選地，鈉鈣玻璃板經歷了熱預應力。在另一個優選的實施方案中，它包括浮法硼矽酸鹽玻璃，例如肖特股份有限公司的浮法玻璃等級3.3或4.0。

基板也可以是三維形狀並且可以以各種幾何形狀存在或可以設置有標記。存在可用於這種變型的各種技術(彎曲、鍃孔、雷射處理、水噴射)。

在一個替代實施方案中，基板材料由玻璃陶瓷或用於此的可結晶玻璃前體組成。優選的玻璃陶瓷是LAS型玻璃陶瓷(鋰鋁矽酸鹽玻璃-陶瓷)，因為由於其溫度穩定性，其已經在工業中得到廣泛應用。這種類型的玻璃陶瓷可以用高石英混晶或熱液石英混晶作為主晶相製備，並且根據各種實施方式中的微晶的尺寸，可以製成透明的、透明著色的、半透明的或不透明的。這樣的玻璃陶瓷的示例是肖特股份有限公司的CERAN和產品。

由無機非金屬材料製成的板狀基板廣泛用於室內和室外。優選的材料是玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷。在一個優選的實施方案中，基板是透明或半透明的。在它們的尺寸上，基板由其用途和大規模工業製造工藝的可用性來引導。在戶外部分中，例如在建築中，使用板使其適於例如大約3m的層高並且具有2m的寬度。這樣的尺寸可以容易地通過玻璃的浮法工藝製造。在室內部分中，例如，對於門或淋浴房，典型尺寸為約2m×1m。作為廚房家具或廚房用具中的結構部件，尺寸由50或60cm寬度的廚房英寸測量值來指導。在廚房用具(例如烤箱門)或電子器件中的前玻璃或間隔玻璃(blanking pane)由相應的設計指導。

在一個優選方案中，具有抗粘著性能的塗層的設計為使得通過結構形成顆粒的選擇(量、尺寸、形狀)，模擬蝕刻或噴砂基板的外觀。為了表徵緞面光澤/緞面化表面的這種視覺外觀，與蝕刻或噴砂表面相比，可以採用三個變量：與未處理的基板相比由塗層引起的額外的透射損失；作為散射的度量的霧度值；和作為反射的量度的光澤值(透明度)。由於塗層，透射損失的特徵和優選值為3％至20％，霧度值為約50％至97％。光澤值對於外觀具有較小的特性，並且位於4％和50％之間。通常具有用本發明的塗層模擬的蝕刻或噴砂參照樣品。在一個優選實施例的情況下，基板材料本身是透明的，具有>80％的透光率Y。這裡進一步優選的是其中相對側具有用顏料著色的無機塗層的實施方案。模擬蝕刻或噴砂層的側面與照亮的彩色塗層之間的相互作用產生了多樣化和有吸引力的設計可能性。因此，兩個塗層優選地不是一致的，而是具有其中僅有彩色塗層是可見的並且不被具有模擬蝕刻品質的塗層隱藏的區域，反之亦然。例如，用於操作功能或品牌特定名稱的標誌和符號可以通過凹陷塗層或通過裝飾這些區域以強調它們而被集成到塗層中。圖2示出了設計的一個示例。

因此，有利的一個方案是，基板的至少一側具有用顏料著色的塗層。如圖所示，在另一側上的塗層的底襯和頂襯產生不同的設計可能性；第二塗層同樣可以使用顏料著色，或者在沒有顏料的情況下，例如可以模擬蝕刻或噴砂表面的外觀。由於效應顏料或其它添加劑而產生金屬外觀的塗層也是可行的。通過降低層的折射率或減少表面的反射的添加劑，可以產生具有去鏡像反射(entspiegelnden)或抗反射性能的層。

在基板包括玻璃陶瓷板的情況下，例如，可以有利的是，在加熱區和操作元件被突出的情況下，通常使用包含顏料的釉料顏料來裝飾一側，並且為下側設置著色的下側塗層。在這種情況下，至少一側必須通過添加結構形成顆粒具有抗粘著性能。

為了獲得特別不透明或強烈著色的塗層，結構形成顆粒本身是著色的或由顏料組成是有利的。作為替代，著色層也由多個亞層構成。在這種情況下，有利的是，第一層具有添加的顏料，並且最上層包含用於抗粘著性能的結構形成顆粒。為了使得結構形成顆粒在加熱(例如，烘烤)期間不會下落太深到下面的層中，有利地是，最上層中的玻璃粉末(形成層的玻璃組分)的軟化溫度低於下面的層的軟化溫度。

在設計方面，也可以對塗布區域進行結構化，以及當塗布時忽略部分，或者例如在一側結合不同的塗層，例如具有不同的顏料。

在結構化區域下面，例如可以將顯示元件或其他技術設備集成到系統中。顯示元件可以由單色和多色光源(通常為LED)組成，並且可以以不同的顏色(例如藍色、綠色、黃色、橙色、紅色和白色)點亮。彩色屏幕/顯示器也是可以的。

在用於製造在兩側上塗布的基板的方法的情況下，首先塗覆具有抗粘著性能的塗層並進行烘烤。在加熱(例如，烘烤)時，該側位於頂部，並且不與底襯接觸。結構形成顆粒的添加形成用作間隔物的隆起。在隨後的步驟中，將具有或不具有抗粘著性能的塗層塗覆在基板的相對側上並加熱(例如烘烤)，其中該側同樣位於頂部並且不與底襯接觸。在這種情況下，具有抗粘著性的在先烘烤的塗層位於底部，並且產生與陶瓷底襯材料的接觸，而沒有塗層粘著和損壞。

底襯通常是陶瓷助燃劑，例如陶瓷或硬質玻璃的平面板，例如肖特的產品Quarzal(>98重量％的SiO2)。這些底襯板通常通過燒結製造，並且它們具有一定的孔隙率。或者，例如，也可以使用玻璃-陶瓷的底襯板。在配備有輥的加熱窯(例如，烘烤窯)中，沒有底襯板的操作也是可行的，其中用於烘烤的材料直接在輥上輸送。輥通常同樣由陶瓷、玻璃-陶瓷、玻璃質或纖維-陶瓷材料組成。

其它操作步驟基於現有技術。玻璃粉末組合物(形成層的玻璃組分)以常規方式在約1450℃的溫度下由原料熔融。玻璃熔體在水中或在冷卻的金屬輥之間淬火，並且研磨以形成玻璃粉末。平均粒度分布d50為0.5μm至15μm、優選1μm至4μm之間。幹磨法是特別適合的，以避免在溼磨的情況下在必要的研磨漿的乾燥期間由玻璃粉末不期望地形成團聚體。

將所得玻璃粉末與結構形成顆粒和任選的其它顏料、陶瓷填料和消光添加劑混合。根據塗布方法，加入不同的有機助劑，其在加熱(例如烘烤)時揮發。塗布可以通過粉末靜電法幹法進行或經由絲網印刷、移印、溼轉印、噴塗或者最近的噴墨印刷的液體塗覆來進行。

在本發明中，基板優選通過絲網印刷方法塗布。在這種情況下，通過加入絲網印刷油使粉末混合物達到所需的絲網印刷粘度。將所得糊狀物在三輥研磨機上均化。所使用的篩的篩目尺寸，以及油份額和粉末密度決定了加熱(例如，烘烤)之後的層厚度。

根據本發明的方法，塗層的加熱(例如，烘烤)優選在輥窯中進行。具有新塗層的一側在頂部，並且將板直接放置在輥上或在輥窯中的底襯板上運送。如果基板材料由玻璃組成，則優選在熱預應力窯中進行加熱(例如，烘烤)，以提高板的強度。這是優選的方法，特別是對於浮法鈉鈣板和Borofloat板。

第二層形成材料同樣包括玻璃組分並且優選由也稱為釉料的無機的、玻璃基塗層組成。

在優選的實施方案中，基板兩側上的層材料由無機的、玻璃基的釉料層組成。因此，玻璃基無機釉料塗層的優點在烘烤之後在兩側得以實現。

因為第二塗層是向上的並且不與底襯接觸，所以沒有添加結構形成顆粒的絕對的需要。玻璃粉末的平均粒度同樣在0.5μm至15μm之間，並且烘烤溫度必須高於軟化溫度。可以使用常規的釉料顏料或純玻璃粉末，其適應於基板。

第二層中的玻璃組分的軟化溫度優選為至少500℃，更優選至少600℃。較高的溫度對於玻璃性能是有利的，例如耐化學性、光澤、耐磨性和耐刮擦性以及熱穩定性。

這也優選對第一層中的玻璃組分的軟化溫度有效。

為了在兩側獲得有利的層性質，如果基板兩側上的玻璃組分的軟化溫度相差小於200℃，優選小於100℃，則是有利的。

第二塗層中的玻璃組分的軟化溫度優選不高於第一塗層中的玻璃組分的軟化溫度之上50℃，因為否則的話，覆蓋或擱置在底襯上的塗層中的玻璃組分變得太液態，並且結構形成顆粒不再充分固定。這可導致顆粒的脫落並且可能危及避免粘附。在一個有利的方案中，第一和第二層形成材料是相同的。這產生邏輯優勢。

根據本發明製備的塗布的基板或由熱預應力的浮法鈉鈣玻璃組成的板狀的基板優選用作廚房烤箱中的觀察窗玻璃或廚房器具或家具的前窗玻璃、電器的前玻璃，以及在內部和外部建築中的窗玻璃元件。這些用途的示例是在烤箱、蒸氣抽吸罩、微波器具、自動咖啡壺、門和淋浴房中的飾面玻璃。

根據本發明製備的塗布的基板或由浮法硼矽酸鹽玻璃組成的板狀的基板可優選用作壁爐或廚房烤箱中的觀察窗玻璃或具有聚合物中間層的安全玻璃層壓板中的組分。這種基板的一個示例是肖特股份有限公司的浮法其中有3.3和4.0版本。在廚房烤箱的觀察窗玻璃的情況下，有利地以及特別地使用具有熱解清潔的特徵的窗玻璃。

根據本發明生產的塗布的基板或由LAS玻璃陶瓷組成的板狀基板可優選用作在壁爐或廚房烤箱中的烹飪表面或觀察窗玻璃，還可用作烹飪表面。窗玻璃優選是透明的，具有大於80％的透光率。在廚房烤箱的情況下，特別地配備有具有熱解清潔的窗玻璃。在用作烹飪表面的情況下，技術內部構件的觀察通過不透明的下側塗層來防止，並且塗層中的凹部使得可以引入顯示器和指示器。

具體實施方式

通過以下示例來進一步說明本發明。

為了製備用於形成層的玻璃組分的玻璃粉末，將由玻璃工業中常用的原料組成的玻璃組合物在鉑坩堝中在約1450℃的溫度下熔化4小時，並通過攪拌均質化。玻璃熔體在水冷卻的不鏽鋼輥之間淬火，並將獲得的玻璃片進一步研磨至平均粒徑d50為1.5μm。

表1列出了玻璃的組成和性質、例如密度、轉化溫度Tg、軟化溫度Ew、以及20℃至300℃的熱膨脹。

表2示出了結構形成顆粒的示例、其製造商和性質。對於某些示例，使用SiO2珠的有機或半有機前體(表2的顆粒編號1、3)。如表3所示，其預先部分加熱(在表3中評述為「煅燒」)以除去有機組分。在處理中，將珠在陶瓷盤中在400℃的烘箱中加熱30分鐘並保持16小時。陶瓷盤中的珠床高度為1cm，以便確保氧氣的良好地進入。

表3示出了本發明方法和基板的示例和比較例23至26。除了市售的浮法鈉鈣玻璃窗和浮法硼矽酸鹽玻璃窗(例如肖特股份有限公司的3.3)之外，所使用的基板材料還包括玻璃-陶瓷板和坯料板(其可以轉化為玻璃-陶瓷板)。在DE 10 2012 202 697 A1的說明書中公開了透明的鋰鋁矽酸鹽玻璃-陶瓷板的示例，例如肖特股份有限公司的玻璃-陶瓷8732。

出於比較的目的(示例26)，對比了用氫氟酸蝕刻其表面的鈉鈣玻璃的板。在比較例25的情況下，在沒有結構形成顆粒的情況下形成第一層。在實驗室試驗中，證明了對底襯板材料的強粘附性。部分釉料層已經被從基板提取並且粘附到底襯上。此外，在高石英玻璃-陶瓷作為底襯的情況下，塗布基板顯示出裂紋。比較例23和24包含具有0.35μm的較小平均尺寸的SiO2珠。由於它們的較小尺寸，它們更容易被形成層的玻璃組分包圍和嵌入。因此，在此處實現的平均玻璃層厚度為大於1μm的情況下，在顆粒之間，它們作為隆起是無效的。如在示例22的第二層的情況下，該尺寸的增加用於減少反射和去鏡像反射。在敏感的透明底襯的情況下，在比較例23中添加0.3體積％的結構形成顆粒不足以避免完全損壞。

所列的基板材料、以尺寸為340×240×4mm的板形式，製備用於塗層。該尺寸適合於在實驗室烘箱和生產窯中的烘烤操作。根據表3混合用於兩個塗層的粉末，並加入絲網印刷油。首先，在此處，玻璃粉末和任何顏料與絲網印刷油混合併在三輥研磨機中均質化。然後加入結構形成顆粒，並通過攪拌將糊狀物在Dispermat機器中混合。粘合比(pasting ratio)和絲網織物決定絲網印刷上的層厚度。基板在整個區域上被印刷並在180℃下乾燥30分鐘。

具有所述最高溫度和保持時間的烘烤如在實驗室或生產窯中所示進行。在實驗室烘烤的情況下，將具有燒結的二氧化矽玻璃底襯板的輪窯加熱至指定溫度，並且將塗布的玻璃板插入。在所述保持時間後，將具有烘烤塗層的基板熱取出並在540℃的第二輪窯中鬆弛15分鐘，並冷卻至室溫。當第一層被烘烤時，它位於頂部而不與底襯接觸。

在烘烤第二層之前，測試第一層在避免粘附/抗粘著方面的有效性。為此，將塗布的基板分成約5×5cm的段，將其在不同底襯上的第一烘烤層向下的情況下在實驗室窯中在40分鐘內加熱至680℃，保持時間為5分鐘。以10℃/min冷卻至300℃，然後以爐特性線冷卻。在五種不同的底襯板材料上進行測試：

-燒結的二氧化矽玻璃，QUARZAL

-Isoplan 1000，Frenzelit，

-熱液石英玻璃-陶瓷，輥軋表面

-熱液石英玻璃-陶瓷，噴砂表面

-高石英玻璃-陶瓷，輥軋表面

所用的熱液石英玻璃-陶瓷底襯是肖特股份有限公司的opaque white玻璃-陶瓷，所用的高石英玻璃-陶瓷是transparent。在表3的示例1和2中，在試驗中使用前四種底襯板材料。所有其他示例用QUARZAL和transparent測試。已經發現，最後的材料在粘著方面特別敏感地反應，因此非常適合於試驗。第一材料、QUARZAL對於燒結的底襯板材料的說明是有利的。在沒有通過粘結或粘著到任何底襯板材料上的損壞的情況下，具有塗層的基板被釋放用於在實驗室或生產基礎上的第二次烘烤。

第二層形成材料包括黑色顏料，其通過絲網印刷塗覆在基板的第二側的整個區域上並烘烤。在沒有相對的層的情況下印刷基板的邊緣區域。

生產窯是輥窯，在其中基板在陶瓷輥上傳送。在基板材料由玻璃製成的情況下，優選使用生產窯，其中在第二層已經被烘烤之後對玻璃基板進行熱預應力。底部第一塗層的質量(無損傷、剝落層區域)的評價顯示了本發明方法的有效性(參見表3)。

表3還示出了具有結構形成顆粒的層的表面結構：例如顆粒間距和顆粒的隆起、以及玻璃層厚度和表面佔有程度。這些參數以直接觀察的方式從層的光學顯微照片和電子顯微照片獲得以及在斷裂邊緣處橫向地獲得。該評價在樣品上的多個不同位置(總共10個區域)進行。圖1示出了具有第一層的基板的斷裂邊緣的電子顯微照片，其包含來自表3中的實施例4的結構形成顆粒。

使用來自Zygo的白光幹涉儀測定層的粗糙度值。矩形測量區域根據各自的表面結構進行優化，矩形的邊緣長度設置為200至600μm。

使用來自BYK Gardner的haze-gard Plus儀器，根據ASTM D-1003和ASTM D-1044標準測定透光率、霧度和光澤度的光學參數。在不用第二層進行背面印刷的情況下，在基板的區域或所製備的僅具有第一塗層的部分上進行測量。

圖2示出了具有塗覆在兩側上的層的板狀基板，從具有第一塗層的一側觀察。第一層包含結構形成顆粒，並且存在背面印刷第二層的基板區域(2a)和其中基板在相對側上沒有第二塗層的基板區域(2b)。在基板的區域1和公司標識中，僅塗覆第二塗層，並且區域(3)在兩側沒有塗層。圖片顯示了設計實現的多種可能性。

在一個示例中，圖2的方案是用作烘烤爐的觀察窗玻璃的4mm厚的鈉鈣玻璃板，具有根據示例8的第一層，其符合蝕刻表面的外觀，並且第二塗層也與示例8一致，具有黑色顏料釉料層。將板在生產窯中熱預應力，並且在50mm×50mm的任意區域中大於60個碎屑的碎屑計數之後，碎屑破裂試驗中的強度的測試滿足DIN EN 60335-2-6的要求。

在另一個示例中，根據表3中的示例19，在所示的實施方案中，在兩側上印刷4mm厚的3.3板。

表1：由其獲得玻璃粉末的玻璃的組成和玻璃的性能

表2：結構形成顆粒的示例，製造商和性質

表3：本發明塗層的示例和比較例、生產條件和性能

接表3:(示例1-4)

接表3:(示例5-8)

接表3:(示例5-8)

接表3:(示例9-12)

接表3:(示例9-12)

接表3(示例13–16)

接表3:(示例13-16)

接表3(示例17–20)

接表3:(示例17-20)

接表3(示例21–24)

接表3(示例21–24)

接表3(示例25–26)

接表3(示例25–26)

接表3:(示例27-30)

接表3:(示例27-30)