DE102008040636B4 - Glass ceramic plate whose operational underside is provided with a coating and method for applying the coating - Google Patents

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Abstract

Glaskeramikplatte, deren betriebliche Unterseite mit einer eingebrannten Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einer aufgesinterten glaskeramischen Engobe besteht.Glass ceramic plate, the operational bottom is provided with a baked coating, characterized in that the coating consists of a sintered glass ceramic Engobe.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glaskeramikplatte, deren betriebliche Unterseite mit einer eingebrannten Beschichtung versehen ist.The The invention relates to a glass ceramic plate whose operational Bottom is provided with a baked coating.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Aufbringen der Beschichtung.The The invention further relates to a method for applying the Coating.

Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf eine betrieblich thermisch hochbelastete, unterseitig beschichtete Glaskeramikplatte, bevorzugt auf eine Glaskeramikplatte, welche als Kochfläche in einem Kochfeld dient. Anhand dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Problematik, welcher der Erfindung zugrunde liegt, beispielhaft erläutert.in the In particular, the invention relates to a thermal operation highly loaded, underside coated glass ceramic plate, preferably on a glass ceramic plate, which serves as a cooking surface in a hob. With reference to this preferred embodiment the problem which underlies the invention is exemplary explained.

Moderne Küchen besitzen typischerweise Kochfelder mit einer Glaskeramikplatte als Kochfläche. Ohne zusätzliche Maßnahmen ist eine derartige Glaskeramikplatte mit überwiegend Hochquarz-Mischkristallen sowohl für IR-Strahlung als für das sichtbare Licht transparent. Der Blick in das Innere des Kochgerätes, z. B. auf die Heizeinrichtungen, die Leiterplatinen etc., ist jedoch aus ästhetischen Gründen unerwünscht. Um bei Draufsicht den Blick in das Kochfeldinnere zu verhindern, wird typischerweise das Glas, aus dem die zu keramisierende Vorläuferglasplatte, auch Grünglasplatte genannt, hergestellt wird, in der Schmelze eingefärbt, d. h. volumengefärbt. Sie erscheint dadurch in der Draufsicht dunkel bis schwarz, d. h. gewährleistet so die notwendige Blickdichtheit. Die Kenntlichmachung der Kochzonen auf den Kochfeldern erfolgt durch eine entsprechende Markierung auf der Oberseite des Kochfeldes, z. B. durch Bedruckung mit Kreisen oder dergleichen.modern kitchens typically have hobs with a glass ceramic plate as Cooking surface. Without additional activities is such a glass ceramic plate with predominantly high quartz mixed crystals both for IR radiation as for that visible light transparent. The view into the interior of the cooking appliance, z. B. on the heaters, the printed circuit boards, etc., but is undesirable for aesthetic reasons. Around in plan view to prevent the view of the hob inside is typically the glass from which the precursor glass plate to be ceramized, also green glass plate is prepared, dyed in the melt, d. H. volume-colored. It thus appears dark in the plan view to black, d. H. guaranteed so the necessary opacity. The identification of the cooking zones the hobs are indicated by a corresponding mark the top of the hob, z. B. by printing with circles or similar.

Es gibt seit einigen Jahren verstärkt Bestrebungen, Glaskeramikplatten als Kochflächen einzusetzen, die im Gegensatz zur vorgenannten klassischen transparenten, volumengefärbten Glaskeramikplatte als transparente, nicht volumengefärbte Glaskeramikplatte ausgebildet sind, um beispielsweise die Integration hochauflösender Displays in der Kochfläche zu ermöglichen. Um hier die notwendige Blickdichtheit zu erzielen, erhalten die für das sichtbare Licht transparenten Glaskeramikplatten in bekannter Weise eine blickdichte unterseitige Beschichtung, die im Displaybereich ausgespart ist.It has been increasing for several years Efforts to use glass ceramic plates as cooking surfaces, in contrast to the aforementioned classic transparent, volume-colored glass ceramic plate formed as a transparent, not volume-colored glass ceramic plate For example, to enable the integration of high-resolution displays in the cooking surface. To achieve the necessary opacity here, get the for the visible light transparent glass ceramic plates in a known manner an opaque underside coating that is in the display area is omitted.

Die klassischen, volumengefärbten dunkel bis schwarz anmutenden Glaskeramik-Kochflächen weisen in bekannter Weise ober- aber auch unterseitige Dekorbeschichtungen auf. Bei den nicht volumengefärbten Glaskeramik-Kochflächen kann die blickdichte unterseitige Beschichtung zugleich dekorativ ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, auf der betrieblichen Oberseite zusätzlich eine Dekorschicht vorzusehen.The classic, volume-colored dark to black seeming glass ceramic cooking surfaces have in a known manner top and bottom decorative coatings on. At the not volume-colored Glass-ceramic cooktops The opaque underside coating can be decorative at the same time be educated. But it is also conceivable on the operational level Top in addition to provide a decorative layer.

An die Beschichtungen auf den vorgenannten Glaskeramik-Kochflächen werden durch die hohe thermische Belastung besondere Anforderungen gestellt. Sie müssen die Temperaturen, denen sie betrieblich ausgesetzt werden und die mehrere hundert Grad betragen können sowie den ständigen Temperaturwechseln für lange Zeit, d. h. für die gesamte Nutzungsdauer widerstehen.At the coatings on the aforementioned glass ceramic cooking surfaces are made special demands by the high thermal load. You need to the temperatures to which they are exposed and the operational can be several hundred degrees as well as the permanent ones Temperature changes for long time, d. H. For withstand the entire service life.

Vorgenannte Beschichtungen auf Glaskeramikoberflächen sind in vielfältigen Ausführungsformen und Zusammensetzungen bekannt geworden, z. B. eine glasflussbasierte Beschichtung aus BE 1008882 A . Aufgrund der Besonderheiten der Glaskeramik, insbesondere ihrer thermischen Nulldehnung, ist es dabei sehr schwierig, auf die Unterseite eine Beschichtung auf Basis einer glasflußbasierenden, pigmentierten keramischen Farbe aufzubringen, bei der zugleich eine blickdichte Schicht erhalten wird und die Festigkeit der Glaskeramik erhalten bleibt.The aforementioned coatings on glass ceramic surfaces have become known in various embodiments and compositions, for. B. a Glasflussbasierte coating BE 1008882 A , Due to the peculiarities of the glass ceramic, in particular its zero thermal expansion, it is very difficult to apply to the underside a coating based on a glasflußbasierenden, pigmented ceramic paint, in which at the same time an opaque layer is obtained and the strength of the glass ceramic is maintained.

In der DE 102 43 500 A1 ist eine solche glasflussbasierte, mit anorganischen Pigmenten versehene Unterseitenbeschichtung beschrieben, bei der sowohl die Blickdichte der Schicht gewährleistet ist als auch die Festigkeit der Glaskeramik erhalten bleibt. Dies wird im bekannten Fall dadurch gelöst, dass der Glasflussanteil der keramischen Farbe im Bereich von 1–30% und der Pigmentanteil entsprechend im Bereich von 70–99% liegt. Die auf diese Weise erhaltenen Schichten weisen wegen des hohen Pigmentanteiles eine hohe Blickdichtheit und wegen des geringen Glasflussanteiles eine gute Temperaturbeständigkeit sowie eine sehr gute Haftfestigkeit auf. Allerdings hat sich gezeigt, dass andere Anforderungen, die an eine solche Unterseitenbeschichtung gestellt werden müssen, wie die Kratz- und Abriebfestigkeit beim Transport und Einbau solcher Glaskeramikplatten nicht erfüllt werden.In the DE 102 43 500 A1 Such a glass flow-based, provided with inorganic pigments underside coating is described, in which both the opacity of the layer is ensured and the strength of the glass ceramic is maintained. This is achieved in the known case in that the glass flux content of the ceramic paint in the range of 1-30% and the pigment content is correspondingly in the range of 70-99%. Due to the high pigment content, the layers obtained in this way have a high opacity and, because of the low glass flux content, a good temperature resistance and a very good adhesive strength. However, it has been found that other requirements that must be placed on such a bottom coating, such as the scratch and abrasion resistance during transport and installation of such glass ceramic plates are not met.

Andere Unterseitenbeschichtungen werden z. B. in der DE 100 14 373 A1 beschrieben. Hier werden als mögliche Unterseitenbeschichtungen unter anderem Edelmetallpräparate, Lüsterfarben und Sol-Gel-Farben genant. Während mit Lüsterfarben und Edelmetallpräparaten tatsächlich qualitativ sehr hochwertige Schichten mit ausgezeichneten Gebrauchseigenschaften auch im Heißbereich erhalten werden, zeigen sich die Sol-Gel-Farben den gestiegenen Anforderungen an eine Unterseitenbeschichtung im Heißbereich, insbesondere dem Erhalt der Glasfestigkeit bei starker thermischer Beanspruchung oberhalb 500°C nicht gewachsen. Jedoch ist die Anmutung von Schichten aus Lüsterfarben und Edelmetallpräparaten auf den Bereich der glatten, homogenen und zum Teil metallisch spiegelnden Schichten beschränkt, die optisch attraktiveren Metallicanmutungen können auf diese Weise nicht realisiert werden.Other bottom coatings are z. B. in the DE 100 14 373 A1 described. Here are as possible underside coatings, inter alia, precious metal preparations, chandelier colors and sol-gel colors genant. While with chandelier colors and precious metal preparations actually very high quality layers with excellent performance characteristics are obtained in the hot area, the sol-gel colors show the increased requirements for a bottom coating in the hot area, especially the preservation of the glass strength at high thermal stress above 500 ° C. grown. However, the appearance of layers of luster colors and precious metal preparations is limited to the range of smooth, homogeneous and partly metallic reflecting layers, the optically more attractive Metallicanmutungen can not be realized in this way.

Pigmentierte Sol-Gel-Schichten sind auch aus der DE 103 13 630 A1 bekannt geworden.Pigmented sol-gel layers are also from the DE 103 13 630 A1 known.

In der DE 101 33 478 C1 wird eine Beschichtung auf einer Glaskeramikplatte beschrieben, bei der feine Hartstoffpartikel statistisch fein verteilt über die Fläche der Glaskeramikplatte in die Oberfläche derselben bzw. in eine Zwischenschicht eingebettet sind. Diese Hartstoffpartikel werden bevorzugt im Plasmaspritzverfahren aufgebracht. Eine Beimengung bestimmter färbender Oxide, um der resultierenden Schicht einen leichten Farbstich zu geben, ist dabei in beschränktem Maße möglich. Eine solche Schicht ist allerdings typischerweise für eine Beschichtung der Oberseite einer Glaskeramikplatte, insbesondere einer Glaskeramikkochfläche, geeignet. Dies hat zwei Gründe. Beim Aufbringen der Hartstoffpartikel mittels Plasmaspritzen kommt es im allgemeinen zu einer Verletzung des Substrats durch das partielle Aufschmelzen der Oberfläche der Glaskeramik und dadurch zu einer Erniedrigung der Glasfestigkeit. Auch das Auftragen einer dünnen Zwischenschicht aus einem Borosilikatglasfluß, in den die Hartstoffpartikel besonders gut eingebettet werden können, führt auf der Unterseite einer Kochfläche zu einer deutlichen Erniedrigung der Festigkeit, so dass dieser Ansatz nur für eine Oberseitenbeschichtung der Glaskeramikplatte anwendbar ist. Zum anderen können die vorgenannten Beschichtungen nicht als deckende Unterseitenbeschichtungen einer transparenten, nicht volumengefärbten Glaskeramikplatte eingesetzt werden, da zum einen nur leichte Farbschattierungen realisierbar sind und zum anderen nur nicht deckende, d. h. keine blickdichten Schichten, realisierbar wären.In the DE 101 33 478 C1 a coating on a glass-ceramic plate is described, in which fine particles of hard material are randomly distributed over the surface of the glass-ceramic plate in the surface thereof or embedded in an intermediate layer. These hard material particles are preferably applied by plasma spraying. An admixture of certain coloring oxides in order to give the resulting layer a slight color cast is possible to a limited extent. However, such a layer is typically suitable for coating the upper side of a glass ceramic plate, in particular a glass ceramic cooking surface. This has two reasons. When applying the hard material particles by means of plasma spraying, there is generally a violation of the substrate by the partial melting of the surface of the glass ceramic and thereby a lowering of the glass strength. Also, the application of a thin intermediate layer of a Borosilikatglasfluß into which the hard particles can be embedded particularly well, leads to the bottom of a cooking surface to a significant reduction in strength, so that this approach is applicable only for a top coating of the glass ceramic plate. On the other hand, the abovementioned coatings can not be used as opaque underside coatings of a transparent, non-volume-colored glass ceramic plate, since, on the one hand, only slight shades of color can be realized and, on the other hand, only non-opaque, ie, non-opaque layers, can be realized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die eingangs genannten Glaskeramikplatten eine Unterseitenbeschichtung bereitzustellen, die auch im Heißbereich von thermisch hoch beanspruchten Glaskeramikkochflächen, d. h. insbesondere für die weit verbreiteten strahlungsbeheizten Glaskeramik-Kochflächen, eingesetzt werden kann, und welche dabei die Plattenfestigkeit nicht negativ beeinflusst sowie im Fall der Unterseitenbeschichtung einer transparenten, nicht volumengefärbten Glaskeramikplatte auch die Realisierung einer Metallicanmutung ermöglicht und dabei eine hohe Kratz- und Abriebfestigkeit aufweist.Of the Invention is based on the object for the above-mentioned glass ceramic plates to provide a bottom coating that is also in the hot area of thermally highly stressed glass ceramic cooking surfaces, d. H. especially for the widely used radiant-heated glass ceramic cooktops used can be, and which thereby the plate strength is not negative influenced, and in the case of the underside coating, a transparent, not volume-colored Glass ceramic plate also allows the realization of a metallic look and while having a high scratch and abrasion resistance.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Glaskeramikplatte, deren betriebliche Unterseite mit einer eingebrannten Beschichtung versehen ist gemäß der Erfindung dadurch, dass die Beschichtung als Sinterschicht, basierend auf einer glaskeramischen Engobe, ausgebildet ist.The solution This object is achieved in a glass ceramic plate whose operational Bottom is provided with a baked coating according to the invention in that the coating as a sintered layer, based on a glass ceramic Engobe, is formed.

Bei einer klassischen Engobe handelt es sich um einen Tonschlamm, der auf ungebrannten keramischen Scherben aufgebracht und nach der Trocknung im sogenannten Endbrand fest mit diesem verbunden wird. Als Sinterengobe bezeichnet man eine Ausführungsform der Engobetechnik, bei der den Tonschlämmen zusätzlich noch Farbkörper in Form von hochtemperaturstabilen Pigmenten sowie glasierende Elemente zugegeben werden. In diesem Fall erfüllt der resultierende Überzug auch die Funktion einer Glasur und hat eine leicht glänzende Oberfläche.at a classic engobe is a clay mud that applied to unfired ceramic cullet and after drying in the so-called Endbrand is firmly connected to this. As a sintering gobe one designates an embodiment Engobetechnik, in which the clay sludge additionally color body in Form of high-temperature-stable pigments and glazing elements be added. In this case, the resulting coating also fulfills the function of a glaze and has a slightly shiny surface.

Im Fall der vorliegenden Erfindung wird unter einer glaskeramischen Engobe ein Beschichtungsmaterial verstanden, das aus fein gemahlenem Grünglas besteht, und das vergleichbar dem Glasfluss einer herkömmlichen keramischen Farbe als Bindemittel der Beschichtung, d. h. als Farbbasis fungiert, sowie ggf. mit einem oder mehreren hochtemperaturstabilen Farb- und/oder Effektpigmenten versetzt ist. Unter Grünglas versteht man ein Glas, das sich während des Einbrennvorgangs in Glaskeramik umwandelt.in the Case of the present invention is under a glass ceramic Engobe understood a coating material made of finely ground green glass and comparable to the glass flow of a conventional one ceramic color as a binder of the coating, d. H. as a color basis acts, and optionally with one or more high temperature stable Color and / or effect pigments is offset. Under green glass understands you have a glass that is going on of the baking process into glass ceramic.

Bei dem Einbrennen der Engobe wandelt sich das Grünglas in Glaskeramik um, so dass das fertige Erzeugnis aus einer Glaskeramikplatte mit einer Beschichtung aus einer aufgesinterten glaskeramischen Engobe besteht.at When the engobe is burnt in, the green glass is transformed into glass ceramic that the finished product of a glass ceramic plate with a Coating consists of a sintered glass ceramic engobe.

Substrate beschichtet mit einer Engobe, die Effektpigmente enthalten, sind an sich durch die DE 695 26 050 T2 bekannt geworden. Die Verwendung klassischer keramischer Engoben für die Herstellung dekorativer und funktioneller Überzüge auf Ziegeln, Ton- und Keramikwaren ist auch aus DE 198 59 420 A1 bekannt, eine weitere keramische, mittels Polysiloxanen für den elektrostatischen Pulverauftrag geeignet gemachte Engobe ist aus EP 0 442 109 A1 bekannt. In den bekannten Fällen liegt jedoch weder eine glaskeramische Engobe noch ein glaskeramisches Substrat vor.Substrates coated with an engobe containing effect pigments are by themselves DE 695 26 050 T2 known. The use of classical ceramic engobes for the production of decorative and functional coatings on bricks, clay and ceramic goods is also out DE 198 59 420 A1 known, another ceramic, made by polysiloxanes suitable for the electrostatic powder application engobe is made EP 0 442 109 A1 known. However, in the known cases, there is neither a glass-ceramic engobe nor a glass-ceramic substrate.

Da sowohl die Beschichtung als auch die Glaskeramikplatte beide sehr ähnliche Ausdehnungskoeffizienten haben, kommt es bei einer thermischen Beanspruchung der Glaskeramikplatte, wie sie z. B. für den Einsatz der Glaskeramikplatte als Kochfläche typisch ist, d. h. bis ca. 750°C in Spitzenbelastungen, anders als bei herkömmlichen glasflussbasierten Farben oder auch bei Sol-Gel-Farben nicht zu einem Reißen der Schicht durch den großen Unterschied in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Schicht und Glaskeramikplatte. Dadurch wird insbesondere die Herabsetzung der Glasfestigkeit durch die Unterseitenbeschichtung verhindert, da sich keine Risse aus der Unterseitenbeschichtung in die Unterseite der Glaskeramikplatte hinein fortsetzen können. Vielmehr kann durch eine geschickte Wahl des Glaskeramikmaterials in der Beschichtung eher noch eine Druckspannung auf die zu beschichtende Glaskeramikplatte aufgebaut werden, so dass insgesamt sogar eine Erhöhung der Glasfestigkeit resultieren kann. Bevorzugt wird jedoch, wenn die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Glaskeramik und Engobeschicht annähernd gleich sind, d. h. sich um maximal 1,2·10–6K–1 unterscheiden.Since both the coating and the glass ceramic plate both have very similar expansion coefficients, it comes with a thermal stress of the glass ceramic plate, as z. B. is typical for use of the glass ceramic plate as a cooking surface, ie up to 750 ° C in peak loads, unlike conventional glass flow-based colors or sol-gel colors not to break the layer by the large difference in the thermal expansion coefficient of layer and glass ceramic plate. As a result, in particular the reduction of the glass strength is prevented by the underside coating, since no cracks from the bottom coating in the bottom of the glass ceramic plate can continue into it. Rather, by a clever choice of the glass ceramic material in the coating rather still a compressive stress on the glass ceramic plate to be coated are constructed, so that Overall, even an increase in glass strength can result. However, it is preferred if the coefficients of thermal expansion of glass ceramic and engobe layer are approximately equal, ie differ by a maximum of 1.2 · 10 -6 K -1 .

Eine Unterseitenbeschichtung auf der Basis einer glaskeramischen Engobe kann als ggf. festigkeitserhöhende Beschichtung sowohl auf einer ungefärbten transparenten Glaskeramik als auch auf einer eingefärbten Glaskeramik, wie beispielsweise Ceran Hightrans® oder Ceran Suprema® eingesetzt werden. Bei einer ungefärbten transparenten Glaskeramikplatte dient sie primär als blickdichte und im hohen Maße kratz- und abriebfeste Beschichtung. Zusätzlich kann sie auch als eine Dekorschicht ausgebildet sein.A bottom coating based on a glass-ceramic engobe may be used as necessary, strength-increasing coating on both a colorless transparent glass ceramic as well as a colored glass-ceramic, such as ceramic or ceramic Suprema Hightrans ® ®. In an uncolored transparent glass ceramic plate, it serves primarily as opaque and highly scratch and abrasion resistant coating. In addition, it may also be formed as a decorative layer.

Weiterhin kann durch die glaskeramische Engobe eine Senkung der IR-Transmission erreicht werden. Manche Glaskeramiken weisen eine sehr hohe Durchlässigkeit für IR-Licht auf, das von den Strahlungsheizern abgestrahlt wird. In diesen Fällen läuft die unmittelbar an die Kochfläche angrenzende Küchenumgebung Gefahr, sich zu stark zu erwärmen. Ein entsprechender Test ist in der Norm EN 60335-2-1 (Schwarze Ecke) beschrieben. Eine unterseitig aufgebrachte, partikelhaltige Schicht vermag das vom Strahlungsheizer emittierte Licht nach allen Seiten zu streuen. Ein Teil des Lichts wird dabei nach mehrmaliger Ablenkung von der Schicht absorbiert und gelangt nicht mehr in die angrenzende Küchenumgebung. Diese heizt sich in der Folge nicht mehr so stark auf. Vorgegebene zulässige Maximaltemperaturen werden somit nicht überschritten.Farther can be achieved by the glass ceramic Engobe a reduction in IR transmission. Some glass-ceramics have a very high permeability for IR light which is radiated by the radiant heaters. In these cases, the directly to the cooking surface adjoining kitchen environment Danger of overheating. A corresponding test is in the standard EN 60335-2-1 (black corner) described. An underside applied, particle-containing layer can emit the light emitted by the radiant heater to all sides to scatter. Part of the light becomes after repeated distraction absorbed by the layer and no longer enters the adjacent Kitchen environment. This heats up in the episode not so strong. specified allowed Maximum temperatures are thus not exceeded.

Ist die glaskeramische Engobe mit einem Effektpigment, insbesondere mit einem Perlglanzpigment oder einem Metalleffektpigment pigmentiert, kann eine Metallicanmutung der Glaskeramikkochfläche erreicht werden. Solche Perlglanzpigmente bzw. Metalleffektpigmente sind an sich bekannt und werden von vielen Herstellern vertrieben. Sie bestehen in der Regel aus Plättchen aus Glimmer, SiO2 oder Al2O3, die mit dünnen Schichten aus Titandioxid oder Eisenoxid beschichtet sind. Im Zusammenspiel von Lichtbrechung, Reflexion und Interferenz entstehen die Glanz- und Farbeffekte, die von silberweißen und farbigen Perlglanzeffekten bis zu Interferenzpigmenten in Silber, Gold, Rot, Blau, Grün reichen. Die Beschichtung mit Fe2O3 führt zu kupfernen und roten Effektpigmenten. Derartige Effektpigmente werden beispielsweise auf Basis von Al2O3 unter der Produktreihe Xirallic® von der Firma Merck KGaA vertrieben. Allerdings kommt durch die Licht streuende Wirkung der Engobe der Metallic-Effekt nur abgeschwächt zur Geltung.If the glass-ceramic engobe is pigmented with an effect pigment, in particular with a pearlescent pigment or a metallic effect pigment, a metallic appearance of the glass-ceramic cooking surface can be achieved. Such pearlescent pigments or metallic effect pigments are known per se and are marketed by many manufacturers. They usually consist of platelets of mica, SiO 2 or Al 2 O 3 , which are coated with thin layers of titanium dioxide or iron oxide. The interplay of refraction, reflection and interference results in the effects of gloss and color, ranging from silver-white and colored pearlescent effects to interference pigments in silver, gold, red, blue and green. The coating with Fe 2 O 3 leads to copper and red effect pigments. Such effect pigments are sold, for example on the basis of Al 2 O 3 in the range Xirallic ® by the company Merck KGaA. However, due to the light-scattering effect of the engobe, the metallic effect is only weaker.

Bei den eingefärbten sogenannten „schwarzen” Glaskeramiken, wie z. B. die oben genannten Glaskeramiken Ceran Hightrans® und Ceran Suprema®, hat eine solche undurchsichtige Unterseitenbeschichtung zusätzlich noch einen weiteren abdeckenden Effekt. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei der Beleuchtung der Glaskeramikplatte von oben, z. B. mit Halogenlampen, die über dem Kochfeld angeordnet sind, teilweise Komponenten des Kochfeldes, die unterhalb der Glaskeramikplatte angebracht sind, störend sichtbar werden. Durch eine solche Unterseitenbeschichtung mittels einer glaskeramischen Engobe ist zusätzlich zur festigkeitserhöhenden Wirkung also auch noch eine abdeckende Wirkung möglich. Durch eine unterseitige partikelhaltige Schicht wird das einfallende Licht nach allen Seiten gestreut. Es kann somit von den Komponenten des Kochfeldes nicht mehr gestreut werden, so dass diese auch unter ungünstigen Lichtverhältnissen nicht mehr durch eine transluzente Glaskeramik hindurch zu erkennen sind. Gleichzeitig wird die insgesamt schwarze Farbe der Glaskeramik durch eine solche Hinterlegung noch vertieft, so dass eine besonders schöne, tiefschwarze Anmutung erhalten wird.In the colored so-called "black" glass-ceramics, such as. As the above-mentioned glass ceramics Ceran Hightrans ® and Ceran Suprema ® , such an opaque underside coating additionally has a further covering effect. It has been shown that when lighting the glass ceramic plate from above, z. B. with halogen lamps, which are arranged above the hob, partially components of the hob, which are mounted below the glass ceramic plate, are disturbingly visible. By such a bottom coating by means of a glass-ceramic engobe in addition to the strength-increasing effect so even a covering effect is possible. Through a particle-containing layer on the underside, the incident light is scattered on all sides. It can thus no longer be scattered by the components of the hob, so that they are no longer visible through a translucent glass ceramic even under unfavorable lighting conditions. At the same time the overall black color of the glass ceramic is deepened by such a deposit, so that a particularly beautiful, deep black appearance is obtained.

Die Erfindung betrifft, wie eingangs erwähnt, auch ein Verfahren zur Herstellung einer Glaskeramikplatte, deren betriebliche Unterseite mit einer eingebrannten Beschichtung versehen ist, welche als auf einer glaskeramischen Engobe basierende Sinterschicht ausgebildet ist.The Invention, as mentioned above, also a method for Production of a glass ceramic plate, whose operational underside is provided with a baked coating, which as on a glass-ceramic engobe-based sintered layer is formed is.

Die zugehörige eingangs genannte Aufgabe wird dabei erfindungsgemäß gelöst mit den Verfahrensschritten:

  • • Bereitstellen einer keramisierbaren Grünglasplatte
  • • Bereitstellen einer Engobe aus fein gemahlenem, mit Keimbildnern versehenem keramisierbaren Grünglas als Schichtbasis für die glaskeramische Engobe
  • • Aufbringen der Grünglas-Engobe auf die betriebliche Unterseite der zu keramisierenden Grünglasplatte in einer vorgegebenen Schichtdicke
  • • Keramisieren der Grünglasplatte mit der aufgebrachten Beschichtung aus der Grünglas-Engobe zu der Glaskeramikplatte mit einer als glaskeramische Engobe ausgebildeten Sinterschicht.
The associated object mentioned above is achieved according to the invention with the method steps:
  • Providing a ceramizable green glass plate
  • • Providing an engobe of finely ground, ceramizable green glass as a layer base for the glass-ceramic engobe
  • Applying the green glass engobe to the operational underside of the green glass plate to be ceramized in a predetermined layer thickness
  • Ceramifying the green glass plate with the applied coating from the green glass engobe to the glass ceramic plate with a sintered layer designed as a glass-ceramic engobe.

Alternativ kann die Aufgabe auch gelöst werden durch ein Verfahren mit den Schritten:

  • • Bereitstellen einer zu beschichtenden Glaskeramikplatte
  • • Bereitstellen einer Engobe aus fein gemahlenem, mit Keimbildnern versehenem keramisierbaren Grünglas als Schichtbasis für die glaskeramische Engobe
  • • Aufbringen der Grünglas-Engobe auf die zu beschichtende betriebliche Unterseite der Glaskeramikplatte in einer vorgegebenen Schicht,
  • • Aufsintern der aufgebrachten Grünglas-Engobe-Schicht unter Keramisieren der Grünglas-Engobe.
Alternatively, the object can also be achieved by a method comprising the steps:
  • Providing a glass-ceramic plate to be coated
  • • Providing an engobe of finely ground, ceramizable green glass as a layer base for the glass-ceramic engobe
  • Application of the green glass engobe onto the operational underside of the glass-ceramic plate to be coated in a predetermined layer,
  • • sintering the applied green glass engobe layer to ceramize the green glass en gobe.

Das fein gemahlene Grünglas der Engobe und das Grünglassubstrat der zu beschichtenden Glaskeramikplatte oder die zu beschichtende Glaskeramikplatte können dabei entweder die gleiche Zusammensetzung haben, so dass während des Einbrands der Beschichtung, der bei Verwendung eines Grünglassubstrates zweckmäßigerweise während des Keramisierungsprozesses erfolgt, die gleiche Glaskeramik entsteht, oder eine unterschiedliche Zusammensetzung haben. Letzteres kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn bestimmte Farbeffekte erzielt werden sollen oder die Festigkeit der Glaskeramikplatte durch gezielte Unterschiede im Ausdehnungskoeffienten zwischen verschiedenen Glaskeramiken gesteigert werden soll.The finely ground green glass the engobe and the green glass substrate to be coated glass ceramic plate or to be coated Glass ceramic plate can either have the same composition, so during the Firing of the coating when using a green glass substrate expediently during the Keramisierungsprozesses takes place, the same glass ceramic is formed, or have a different composition. The latter can especially advantageous if certain color effects achieved to be or the strength of the glass ceramic plate by targeted Differences in the expansion coefficient between different glass ceramics should be increased.

Das fein gemahlene Grünglas hat eine Partikelgröße von bis zu 10 μm, bevorzugt von 1 μm bis 5 μm, insbesondere 1 bis 3 μm.The finely ground green glass has a particle size of up to to 10 μm, preferably 1 μm up to 5 μm, in particular 1 to 3 microns.

Anders als bei herkömmlichen glasflussbasierten Emaillefarben kommt es bei den erfindungsgemäßen Beschichtungen auf Basis einer glaskeramischen Engobe nicht zum Aufschmelzen des Bindemittels, also dem fein gemahlenen Grünglas. Obwohl es zu keinem Aufschmelzen der feinen Grünglaspartikel in der Engobe kommt, sondern die Partikel lediglich aufgesintert werden (die Glaskeramikpartikel der Engobe werden in die Oberfläche der Glaskeramikplatte hineingesintert bzw. bilden untereinander durch Zusammensintern einen Schichtverbund aus), wird auf diese Weise eine sehr gut haftende, kratzfeste Beschichtung erhalten.Different as with conventional Glass-flow-based enamel paints occur in the coatings according to the invention based on a glass ceramic engobe not to melt the Binder, so the finely ground green glass. Although it does not belong to any Melting of the fine green glass particles comes in the engobe, but the particles merely sintered (the glass-ceramic particles of the engobe become in the surface of the Sintered glass ceramic plate or form with each other Together, a layer composite of), becomes this way obtained a very adherent, scratch-resistant coating.

Die Schichtdicke der eingebrannten Engobe kann bis zu 100 μm betragen, in der Regel beträgt sie 5 bis 70 μm, bei stark deckenden Engoben finden bevorzugt Schichtdicken von 20 bis 70 μm Verwendung.The Layer thickness of the baked engobe can be up to 100 μm, usually amounts to they are 5 to 70 μm, in strongly covering engobes preferably find layer thicknesses of 20 up to 70 μm Use.

Während des Keramisierungsprozesses wandelt sich das Grünglas der Engobe ebenso wie die beschichtete Grünglasplatte in eine Glaskeramik um. Besonders bevorzugt wird dabei die Keramisierung so gesteuert, dass sowohl das fein gemahlene Grünglas als auch das Substrat in eine Hochquarzmischkristallglaskeramik umgewandelt werden. Allerdings ist es auch möglich, die Umwandlung bis zur Keatitphase zu betreiben. Wird die Keramisierung besonders selektiv gefahren, ist es möglich, dass z. B. die aus dem fein gemahlenen Grünglas entstandene Glaskeramik der Engobe bereits als Keatitglaskeramik, die ehemalige Grünglasplatte, aber noch als Hochquarzmischkristallglaskeramik vorliegt oder umgekehrt. Wird sowohl das Grünglas in der Engobe als auch die Grünglasplatte jeweils in Hochquarzmischkristallglaskeramik umgewandelt, so wird überraschenderweise eine klare Glaskeramik mit einer opaken Beschichtung erhalten, und zwar auch dann, wenn der Engobe keine färbenden oder streuenden Pigmente zugesetzt worden sind.During the Ceramization process, the green glass engobe changes as well as the coated green glass plate into a glass ceramic. Particularly preferred is the ceramization so controlled that both the finely ground green glass and the substrate be converted into a high quartz mixed crystal glass ceramic. Indeed it is also possible to operate the transformation until the keatite phase. Will the ceramization special driven selectively, it is possible that z. B. the resulting from the finely ground green glass glass ceramic the Engobe already as Keatitglaskeramik, the former green glass plate, but still present as a high quartz mixed crystal glass ceramic or vice versa. Will both the green glass in the engobe as well as the green glass plate each converted into high quartz mixed crystal glass ceramic, it is surprising obtained a clear glass ceramic with an opaque coating, and even if the engobe does not have any coloring or scattering pigments have been added.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Engobe mit einem Standardsiebdruckmedium angepastet und mittels des Siebdruckverfahrens aufgebracht.In a preferred embodiment the engobe is pasted with a standard screen printing medium and applied by the screen printing process.

Die Keramisierung von Grünglas erfolgt in seit Jahrzehnten bekannter Weise in einem Termperaturbereich von etwa 750 bis 1200°C (Kristallisationstemperatur). Die Bildung von Kristallkeimen erfolgt, ebenfalls seit Jahrzehnten bekannt, bei Temperaturen von etwa 700°C bis 800°C. Bei sehr fein gemahlenem Grünglas, wie dem hier für die Engobe verwendeten, ist eine vorherige Keimbildung in dem zu mahlenden Grünglas in der Regel nicht erforderlich, weil dieses Glaspulver durch den Mahlvorgang ausreichende Mengen von Störstellen in den Partikeln besitzt, von denen eine spontane Kristallisation ausgehen kann.The Ceramization of green glass takes place in decades known manner in a Termperaturbereich from about 750 to 1200 ° C (Crystallization temperature). The formation of crystal nuclei occurs also known for decades, at temperatures of about 700 ° C to 800 ° C. At very finely ground green glass, like this one for used the engobe, is a previous nucleation in that too grinding green glass usually not required because of this glass powder by the Grinding process has sufficient amounts of impurities in the particles, from which a spontaneous crystallization can emanate.

Bei der Hinterdruckung einer transparenten, nicht volumengefärbten Grünglasplatte erfüllt die glaskeramische Engobe insbesondere die Funktionen eines Bindesmittels für färbende und/oder effektgebende Pigmente. Auf diese Weise können bis über 750°C hochtemperaturstabile dekorative Unterseitenbeschichtungen im attraktiven „Metallic-Design” realisiert werden, ohne dass durch die thermische Belastung kritische Eigenschaften der resultierenden Kochfläche wie die Festigkeit oder Kratz- und Abriebbeständigkeit der Beschichtung in Mitleidenschaft gezogen würden.at the background printing of a transparent, not volume-colored green glass plate Fulfills the glass-ceramic engobe in particular the functions of a binding agent for coloring and / or effect pigments. In this way, over 750 ° C high temperature stable decorative Bottom coatings realized in attractive "metallic design" be without the thermal stress critical properties the resulting cooking surface as the strength or scratch and abrasion resistance of the coating in Would be affected.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Unterseitenbeschichtung auf Basis einer glaskeramischen Engobe besteht im Einsatz als transmissionsmindernde Schicht im IR-Bereich. Für besonders IR-transparente Glaskeramiken kann es unter bestimmten Bedingungen zu einer zu starken Erhitzung der Umgebung der Kochzone kommen. Hier ist es notwendig, durch zusätzliche Maßnahmen in kritischen Bereichen die IR-Transmission gezielt um wenige Prozente herabzusenken. Wird auf eine solche Glaskeramikplatte eine glaskeramische Engobe aufgebracht, kommt es zu einer deutlichen Verminderung der IR-Transmission, die nach Schichtdicke und Belegungsgrad eingestellt werden kann.A further application possibility the underside coating based on a glass ceramic engobe is in use as a transmission-reducing layer in the IR range. For especially IR-transparent glass ceramics Under certain conditions, it may cause excessive heating of the product Coming to the cooking zone. Here it is necessary by additional activities In critical areas, the IR transmission targeted by a few percent herabzusenken. Is on such a glass ceramic plate a glass ceramic Engobe applied, it comes to a significant reduction in the IR transmission, which can be adjusted according to layer thickness and occupancy level.

Die Beschichtung mit einer glaskeramischen Engobe ist mit verschiedenen Vorteilen verbunden. So kann eine Festigkeitssteigerung der Glaskeramikplatte erzielt werden, der optische Eindruck der Glaskeramikplatte kann wechselnden Bedürfnissen angepasst werden und die Beschichtung kann während der Keramisierung der Glaskeramikplatte gleichzeitig mit der Oberseitenbeschichtung eingebrannt werden, da die Engobe nicht aufschmilzt und dadurch auch auf der Transport-Unterlage nicht anklebt und somit die Grünglasplatte auf der Engobenseite liegend durch den Keramisierungsofen transportiert werden kann. Dadurch lässt sich gegenüber einem gesonderten Einbrand eine erhebliche Energieeinsparung erzielen.The coating with a glass-ceramic engobe is associated with various advantages. Thus, an increase in strength of the glass ceramic plate can be achieved, the visual impression of the glass ceramic plate can be adapted to changing needs and the coating can be burned during the ceramization of the glass ceramic plate simultaneously with the top coating because the engobe does not melt and thus does not stick to the transport pad and thus the green glass plate lying on the engobe side can be transported through the ceramizing furnace. This can be compared to a separate penetration a significant energy savings.

Claims (15)

Glaskeramikplatte, deren betriebliche Unterseite mit einer eingebrannten Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einer aufgesinterten glaskeramischen Engobe besteht.Glass ceramic plate, the operational bottom is provided with a baked coating, characterized in that the coating consists of a sintered glass ceramic Engobe. Glaskeramikplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaszusammensetzungen und insbesondere die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Glaskeramikplatte und der glaskeramischen Engobe annähernd gleich sind.Glass ceramic plate according to claim 1, characterized that the glass compositions and in particular the thermal Expansion coefficients of the glass ceramic plate and the glass-ceramic Engobe approximate are the same. Glaskeramikplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaszusammensetzungen der Glaskeramikplatte und der Engobe unterschiedlich sind, insbesondere, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der glaskeramischen Engobeschicht kleiner als derjenige der beschichteten Glaskeramikplatte ist.Glass ceramic plate according to claim 1, characterized that the glass compositions of the glass ceramic plate and Engobe are different, in particular, that the thermal expansion coefficient the glass-ceramic engobe layer is smaller than that of the coated one Glass ceramic plate is. Glaskeramikplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die glaskeramische Engobeschicht pigmentiert ist.Glass ceramic plate according to one of claims 1 to 3, characterized in that the glass-ceramic engobe layer is pigmented. Glaskeramikplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die glaskeramische Engobeschicht hochtemperaturstabile Pigmente, insbesondere anorganische Pigmente, enthält.Glass-ceramic plate according to claim 4, characterized that the glass-ceramic engobe layer has high-temperature-stable pigments, in particular inorganic pigments. Glaskeramikplatte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente durch Effektpigmente, vorzugsweise Metalleffektpigmente oder Perglanzpigmente, gebildet sind.Glass ceramic plate according to claim 4 or 5, characterized characterized in that the pigments by effect pigments, preferably Metal effect pigments or pearlescent pigments are formed. Glaskeramikplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Engobeschicht eine Dicke von bis zu 100 μm besitzt.Glass ceramic plate according to one of claims 1 to 6, characterized in that the engobe layer has a thickness of up to 100 μm has. Glaskeramikplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Engobeschicht eine Dicke von von 5 bis 70 μm besitzt.Glass-ceramic plate according to claim 7, characterized the engobe layer has a thickness of from 5 to 70 μm. Verfahren zum unterseitigen Beschichten einer Glaskeramikplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit den Schritten: • Bereitstellen einer keramisierbaren Grünglasplatte • Bereitstellen einer Engobe aus fein gemahlenem, mit Keimbildnern versehenem keramisierbaren Grünglas als Schichtbasis für die glaskeramische Engobe • Aufbringen der Grünglas-Engobe auf die betriebliche Unterseite der zu keramisierenden Grünglasplatte in einer vorgegebenen Schichtdicke • Keramisieren der Grünglasplatte mit der aufgebrachten Beschichtung aus der Grünglas-Engobe zu der Glaskeramikplatte mit einer als glaskeramische Engobe ausgebildeten Sinterschicht.Method for underside coating a glass ceramic plate according to one of the claims 1 to 8 with the steps: • Provide a ceramizable green glass plate • Provide an engobe made of finely ground ceramizable ceramics green glass as a layer basis for the glass ceramic engobe • Apply the green glass engobe on the operational bottom of the green glass plate to be ceramized in a given layer thickness • Ceramicizing the green glass plate with the applied coating from the green glass engobe to the glass ceramic plate with a sintered layer designed as a glass-ceramic engobe. Verfahren zum unterseitigen Beschichten einer Glaskeramikplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit den Schritten: • Bereitstellen einer zu beschichtenden Glaskeramikplatte • Bereitstellen einer Engobe aus fein gemahlenem, mit Keimbildnern versehenem keramisierbaren Grünglas als Schichtbasis für die glaskeramische Engobe • Aufbringen der Grünglas-Engobe auf die zu beschichtende betriebliche Unterseite der Glaskeramikplatte in einer vorgegebenen Schicht, • Aufsintern der aufgebrachten Grünglas-Engobe-Schicht unter Keramisieren der Grünglas-Engobe.Method for underside coating a glass ceramic plate according to one of the claims 1 to 8 with the steps: • Provide a glass ceramic plate to be coated • Provide engobe made of finely ground, with nucleating ceramizable green glass as a layer basis for the glass ceramic engobe • Apply the green glass engobe on the operational underside of the glass-ceramic plate to be coated in a given layer, • Sintering the applied Green Glass Engobe Layer Under Ceramicizing the green glass engobe. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass man ein gemahlenes Grünglas mit einer Korngröße von maximal 10 μm verwendet.Method according to claim 9 or 10, characterized that you have a ground green glass with a grain size of maximum 10 μm used. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Grünglas mit einer Korngröße von 1–5 μm, insbesondere von 1–3 μm verwendet.Method according to claim 11, characterized in that that you have a green glass with a grain size of 1-5 microns, in particular of 1-3 μm used. Verfahren nach Anspruch 9, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Grünglas-Engobe als auch die Grünglasplatte in eine Glaskeramik mit vorwiegend Hochquarzmischkristallen umgewandelt werden.Method according to claim 9, 11 or 12, characterized that both the green glass engobe as well as the green glass plate converted into a glass ceramic with predominantly high quartz mixed crystals become. Verfahren nach Anspruch 9, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grünglas-Engobe und die Grünglasplatte in eine Glaskeramik mit unterschiedlichen Kristallphasen umgewandelt werden.Method according to claim 9, 11 or 12, characterized that the green glass engobe and the green glass plate converted into a glass ceramic with different crystal phases become. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Grünglas-Engobe mit einem Standard-Siebdruckmedium angepastet und mittels des Siebdruckverfahrens aufgebracht wird.Method according to one of claims 9 to 14, characterized that the green glass engobe pasted with a standard screen printing medium and by means of the screen printing process is applied.
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8381 Inventor (new situation)

Inventor name: HENZE, INKA, DR., 55268 NIEDER-OLM, DE

Inventor name: KOTTENSTEDTE, CLAUDIA, 55126 MAINZ, DE

Inventor name: WENNEMANN, DIETMAR, 55234 ALBIG, DE

Inventor name: COTLEAR DE WITZMANN, MONICA, 55268 NIEDER-OLM, DE

Inventor name: STRIEGLER, HARALD, DR., 55437 OCKENHEIM, DE

Inventor name: JOEST, INA, 55270 ESSENHEIM, DE

Inventor name: ROOS, CHRISTIAN, DR., 65197 WIESBADEN, DE

Inventor name: GABEL, FALK, DR., 65388 SCHLANGENBAD, DE

Inventor name: ROEMER-SCHEUERMANN, GABRIELE, 55218 INGELHEIM, DE

Inventor name: SCHUHMACHER, JOERG, DR., 70806 KORNWESTHEIM, DE

8364 No opposition during term of opposition
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