KR102161550B1 - 인덕션 조리 장치를 위한 유리 플레이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 주제는 인덕션 조리 장치를 위한 강화 유리 플레이트로서, 그의 화학적 조성이 하기 착색제를 이하에 정의된 중량 한계값 내 범위의 함량으로 포함하는 것인 플레이트이다: Fe2O3 (전체 철): 0.8% 내지 1.8%, CoO: 0.02% 내지 0.06%, Se: 0 내지 0.005%, Cr2O3: 0 내지 0.1%. 본 발명은 또한 이러한 유리 플레이트 아래에 배치된 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 인덕션 조리 장치에 관한 것이다.

Description

인덕션 조리 장치를 위한 유리 플레이트 {GLASS PLATE FOR INDUCTION COOKING DEVICE}
본 발명은 인덕션 조리 기기(induction cooking appliance)의 분야에 관한 것이다.
인덕션 조리 기기는 유리-세라믹 플레이트 아래에 배치된 적어도 하나의 인덕터를 포함한다. 이들 기기는 조리대 상판 또는 스토브의 틀 내로 장착된다. 플레이트는 인덕터에 의해 발생된 자기장에 의해 그 안에서 유도된 전류에 의하여 가열되는 쿡웨어(cookware) 용품 (소스팬, 프라이팬 등)을 지지하는 역할을 한다. 리튬 알루미노실리케이트 유리-세라믹은 열 팽창 계수가 0 또는 거의 0이므로, 열 충격 내성이 크기 때문에 이러한 목적으로 사용된다. 유리-세라믹은 리튬 알루미노실리케이트 유리의 플레이트를 고온 열처리에 적용시켜 생성되며, 이 처리는 플레이트 내에서 열 팽창 계수가 음수인 베타-석영 또는 베타-스포듀민 구조의 결정을 발생시킨다. 따라서 유리-세라믹 물질은 잔존 유리질(vitreous) 상에 의해 접속된 결정으로 구성되며; 따라서 이는 유리가 아니다.
예를 들어 케라블랙(KeraBlack)이라는 상표명으로 본 출원인에 의해 시판되는 이들 유리-세라믹 플레이트는 일반적으로 바나듐의 첨가에 의하여, 플레이트 아래의 내부 부품이 시야에서 가려질 수 있게 하는 어두운 색조를 갖는다.
특허 출원 WO 2012/080672에서 이러한 유형의 기기에서 리튬 알루미노실리케이트 유리로 제조된 플레이트를 사용하는 것이 제안되었다. 조리 기기의 인덕터, 전기 배선 및 명령/제어 회로를 시야에서 가리기 위해, 플레이트에 광학 코팅을 갖추게 하거나, 심지어는 유리 플레이트에 착색제를 도입하여 그의 광투과율을 감소시키도록 하는 것이 제안되어 있다.
인덕션 조리 기기는 또한 디스플레이 수단, 예를 들어 발광 다이오드 (LED)를 사용하는 수단을 포함시킨다. 비록 오랜 세월 동안 이러한 적용에 사용된 LED는 종종 적색이었지만, 이제는 LED, 또는 더 일반적으로는 청색 광, 녹색 광 또는 심지어는 백색 광을 방출하는 디스플레이 수단을 사용하는 것이 제안된다. 그러면 플레이트를 통해 보이는 이들 발광 장치의 연색성이 중대한 문제가 된다.
본 발명의 목적은 현재 시판되고 있는 어두운 유리-세라믹의 색조와 유사한 색조를 가져, 그로 인해 기기의 내부 부재가 시야에서 가려질 수 있게 하는, 인덕션 조리 기기를 위한 유리 플레이트를 제공하는 것이다. 더욱이, 본 발명의 또 다른 목적은 색상의 심각한 왜곡 없이, 디스플레이, 특히 백색 디스플레이를 보장하고, 정확히 표시하는 것이다.
이러한 목적상, 본 발명의 한 대상은 인덕션 조리 기기를 위한 강화 유리로 제조된 플레이트로서, 그의 화학적 조성이 하기 착색제를 하기에 정의된 중량 한계값 내 범위의 함량으로 포함하는 것인 플레이트이다:
Fe2O3 (전체 철) 0.8 내지 1.8%
CoO 0.02 내지 0.06%
Se 0 내지 0.005%
Cr2O3 0 내지 0.1%.
본 발명의 또 다른 대상은 본 발명에 따른 유리 플레이트 아래에 배치된 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 인덕션 조리 기기이다.
본 발명자들은 청구된 범위의 함량으로부터 이들 착색제를 선택하는 것이 바나듐을 사용하여 착색된 유리-세라믹 플레이트와 외관이 매우 유사한 유리 플레이트를 수득할 수 있게 하며, 이로써 기기의 내부 부재가 시야에서 만족스럽게 가려진다는 것을 실증하였다. 또한, 착색제의 이러한 선택은 일반적으로 색상의 상당한 왜곡을 일으키지 않는 것으로 밝혀졌다. 그러면 플레이트의 낮은 광투과율에도 불구하고, 청색, 녹색, 적색 또는 심지어는 백색 디스플레이가 완벽하게 렌더링(rendering)된다.
표현 "강화 유리"는 압축 응력이, 바람직하게는 열적 또는 화학적 강화 공정으로 인해, 유리의 표면에 존재함을 의미하는 것으로 이해된다.
열적 강화는 또한 템퍼링(tempering) 또는 강인화로 칭해진다. 이는 유리를 그의 유리 전이 온도 초과로 가열한 다음, 일반적으로는 유리의 표면으로 공기를 분사하는 노즐에 의해 급속 냉각시키는 것으로 이루어진다. 표면이 유리의 벌크부(bulk)보다 급속 냉각되므로, 유리 플레이트의 벌크부에서의 인장 응력과 균형을 이루어, 유리 플레이트의 표면에서 압축 응력이 형성된다. 때때로 화학적 템퍼링이라 칭해지는 화학적 강화는 이온 교환을 이행하는 처리이다. 유리 플레이트의 표면 이온 (일반적으로 나트륨 또는 리튬 이온과 같은 알칼리 금속 이온)을 이온 반경이 보다 큰 이온 (일반적으로 칼륨 또는 나트륨 이온과 같은 알칼리 금속 이온)으로 치환하는 것은 잔존 압축 응력이 유리 플레이트의 표면에서 특정 깊이까지 창출되게 할 수 있다. 바람직하게는, 유리는 열적으로 강화된다.
유리 플레이트가 가장 엄격한 사용 시험을 견디게 할 수 있게 하는 최적 열기계적 강도를 갖기 위해, 유리는 바람직하게는 하기 특성 중 적어도 하나를 갖는다:
- 강화 전 유리의 c/a 비율이 1　kg의 하중하에 비커스 압흔(Vickers indentation)후 최대 3.0 (여기서 c는 방사상 균열의 길이이고, a는 비커스 압흔의 대각선의 절반임)이고;
- σ/(e.E.α) 비율이 적어도 20 K.㎜-1, 심지어는 25 또는 30 K.㎜-1 (여기서 σ는 강화에 의해 유리의 벌크부에서 발생된 최대 응력 (Pa)이고, e는 유리의 두께 (㎜)이며, E는 영률 (Pa)이고, α는 유리의 선형 열 팽창 계수 (K-1))이다.
플레이트의 두께는 바람직하게는 최대 4.5 ㎜, 특히 4 ㎜, 심지어는 3.5 ㎜ 이다. 이 두께는 일반적으로 적어도 2 ㎜이다. 유리 플레이트는 바람직하게는 적어도 0.5 m, 심지어는 0.6 m의 측면 차원을 갖는다. 최대 차원은 일반적으로 최대 1.50 m이다. 인덕터의 수는 바람직하게는 적어도 2개, 특히 3개 또는 4개이다. 구체적으로, 이러한 유형의 기기용으로 유리의 선택이 가장 특히 중대하게 된다.
본 발명에 따른 플레이트의 유리는 바람직하게는 하기 6가지의 특성 중 적어도 하나를 임의의 가능한 조합으로 갖는다:
1. 영률 (Pa)과 유리의 선형 열 팽창 계수 (K- 1)의 곱 E.α는 0.1 내지 0.8 Mpa.K-1, 특히 0.2 내지 0.5 MPa.K-1, 특히 0.2 내지 0.4 MPa.K-1에 포함된다. 너무 낮은 곱 E.α는 열적 템퍼링을 더 어렵게 하며, 한편 너무 높은 곱 E.α는 열 충격 내성을 감소시킨다.
2. 유리의 변형점(strain point)은 적어도 500℃, 특히 600℃, 심지어는 630℃이다. 이 온도는 바람직하게는 최대 800℃, 특히 700℃이다. 변형점은 유리의 점도가 1014.5 포아즈 (1 포아즈 = 0.1 Pa.s)인 온도에 상응한다. 높은 변형점은 조리 기기의 작동 동안 유리의 임의의 데템퍼링(detempering)을 저지하게 할 수 있다.
3. 유리의 선형 열 팽창 계수는 최대 50×10-7/K이고 특히 30 내지 45×10-7/K, 심지어는 32 (또는 35) 내지 45×10-7/K에 포함된다. 높은 열 팽창 계수는 만족스러운 열 충격 내성을 수득하게 할 수 없다. 그에 반해서, 너무 낮은 열 팽창 계수는 유리를 충분히 강화시키는 것을 어렵게 한다.
4. 강화 전 유리의 c/a 비율은 최대 2.8, 특히 2.7 또는 2.5, 심지어는 0.5 또는 0.2 또는 0.1이다. 이 비율은 훨씬 바람직하게는 0이다. 놀랍게도, 이 특성은 유리가 강화되기 전에 측정된다는 사실에도 불구하고, 본 발명에 따른 조리 기기의 실제 사용 동안 플레이트의 강도에 가장 중요한 영향을 끼치는 것으로 밝혀졌다.
5. 유리의 σ/(e.E.α) 비율은 적어도 20, 특히 30 K.㎜- 1이다. σ/(e.E.α) 비율은 통상은 최대 200 K.㎜-1, 심지어는 100 K.㎜- 1이다. 이 특성은 조리 기기의 사용 동안 플레이트 파손의 임의의 위험을 저지하는데 많은 영향을 끼치는 것으로 관찰되었다.
6. 강화에 의해 유리의 벌크부에서 발생되는 최대 응력은 바람직하게는 적어도 20 MPa, 특히 25 또는 30 MPa, 심지어는 40 MPa이다.
열기계적 강도를 최적화하기 위해, 본 발명에 따라 사용되는 유리는 바람직하게는 모든 이들 특성을 바람직하게는 조합으로 갖는다. 다른 조합, 특히 다음과 같은 특성의 조합이 가능하다: 1+2, 1+3, 1+4, 1+5, 1+6, 2+3, 2+4, 2+5, 2+6, 3+4, 3+5, 3+6, 4+5, 4+6, 5+6, 1+2+3, 1+2+4, 1+2+5, 1+2+6, 1+3+4, 1+3+5, 1+3+6, 1+4+5, 1+4+6, 1+5+6, 1+2+3+4, 1+2+3+5, 1+2+3+6, 1+3+4+5, 1+3+4+6, 1+3+5+6, 1+4+5+6, 1+2+3+4+5, 1+2+3+4+6, 1+2+3+5+6, 1+2+4+5+6, 1+3+4+5+6.
특히, 사용되는 유리는 바람직하게는 열적으로 템퍼링되고, 바람직하게는 하기 특성을 갖는다: 그의 두께는 최대 4.5 ㎜이고, c/a 비율은 최대 2.5이고, σ/(e.E.α) 비율은 적어도 20 K.㎜-1 또는 심지어는 30 K.㎜-1이다.
선형 열 팽창 계수는 20 내지 300℃에서 ISO 7991:1987 표준에 따라서 측정되며, K-1로서 표기된다. 변형점은 ISO 7884-7:1987 표준에 따라서 측정된다.
영률 (또는 탄성 계수) E는 100x10x4 ㎣의 유리 샘플의 4-지점 구부림에 의해서 측정된다. 2개의 하부 핀(pin)을 서로로부터 90 ㎜ 거리에 배치하고, 한편 2개의 상부 핀을 서로로부터 30 ㎜ 거리에 배치한다. 상부 핀을 하부 핀에 비하여 중심에 위치시킨다. 상기로부터의 샘플의 중앙에 힘을 적용한다. 변형 게이지(strain gauge)를 사용하여 변형을 측정하고, 변형에 대한 응력의 비로서 영률을 계산한다. 측정 불확실성은 일반적으로 약 3 상대%이다. 영률은 Pa로 표기된다.
c/a 비율은 하기에 상세히 설명된 바와 같이 측정된다. 테스트웰(TestWell) FM7 비커스 압입자에 30초 동안 실온에서 P=1000 g으로 하중을 가하고, 하강 속도는 50 ㎛/s와 동등하다. a (비커스 압흔의 대각선의 절반) 및 c (압흔의 코너로부터 시작한 대각선 방향에서의 방사 균열의 길이)의 측정은 실험 1시간 후 광학 현미경을 사용하여 수행한다. 결과는 10회 측정 세트로부터 얻은 산술 평균이다.
벌크 응력(bulk stress) σ (강화에 의해 유리의 벌크부에서 발생되는 최대 인장 응력)은 편광기(polariscope), 예를 들어, SCALP-04라는 상표명으로 글래스스트레스(GlasStress)에 의해 판매되는 편광기를 사용하여 광탄성(photoelasticimetry)에 의해 측정된다. 플레이트의 경우, 일반적으로 플레이트의 중심 (2회 측정)에서 및 그의 4개의 코너에서, 그러나 모서리로부터 적어도 10 ㎝에서 응력을 측정한다. 결과는 이들 6회 측정의 평균이며, Pa로 표기된다.
착색제는 유리 매트릭스의 다양한 유형, 특히 리튬 알루미노실리케이트, 보로실리케이트 또는 심지어는 알루미노-보로실리케이트 유형의 매트릭스에 첨가될 수 있고, 이들 매트릭스는 인덕션 조리 기기에서 적절한 조건하에 이들을 사용가능하게 만드는 열기계적 및 손상 내성 특성을 갖는다.
제1 바람직한 실시양태에 따르면, 유리의 화학적 조성은 리튬 알루미노실리케이트 유형이다.
이 경우에, 유리의 화학적 조성은 바람직하게는 실리카 SiO2를 49 내지 75% 범위의 중량 함량으로, 알루미나 Al2O3을 15 내지 30% 범위의 중량 함량으로 및 산화리튬 Li2O를 1 내지 8% 범위의 중량 함량으로 포함한다.
유리의 화학적 조성은 유리하게는 하기 구성 성분을 하기에 정의된 중량 한계값 내 범위로 포함한다:
SiO2 49-75%, 특히 52-75%
Al2O3 15-30%, 특히 18-27%
Li2O 1-8%, 특히 2.5-5.5%
K2O 0-5%, 특히 0-3%
Na2O 0-5%, 특히 0-3%
ZnO 0-5%, 특히 0-3.5%
MgO 0-5%, 특히 0-3%
CaO 0-5%, 특히 0-2.5%
BaO 0-5%, 특히 0-3.5%
SrO 0-5%, 특히 0-2%
TiO2 0-6%, 특히 0-3%
ZrO2 0-5%, 특히 0-3%
P2O5 0-10%, 특히 0-8%
B2O3 0-5%, 특히 0-3%.
실리카 (SiO2)는 유리의 주된 네트워크-형성 산화물이다. 높은 함량은 유리의 점도를 허용되는 수준을 초과하여 증가시키는데 기여할 것이며, 한편 그의 함량이 너무 낮으면 유리의 열 팽창 계수가 증가할 것이다. 알루미나 (Al2O3)는 또한 유리의 점도를 증가시키고 그의 팽창 계수를 감소시키는데 기여한다. 이는 영률에 대해 유익한 영향을 미친다.
산화리튬 (Li2O)은 바람직하게는 불가피한 불순물을 제외하고는 조성물에 존재하는 유일한 알칼리 금속 산화물이다. 너무 높은 알칼리 금속 산화물 함량은 유리가 불투명하게 되는 경향을 증가시킨다. 알칼리 금속 산화물은 유리를 유동화할 수 있게 하고, 따라서 유리의 용융과 청징을 촉진시키지만, 수산화나트륨과 수산화칼륨은 유리의 열 팽창 계수를 증가시키고, 그의 낮은 변형점을 감소시키는 단점을 갖는다. 산화리튬은 다른 알칼리 금속 산화물에 비하여 낮은 열 팽창 계수를 유지할 수 있게 한다. 또한, 산화리튬은 c/a 비율의 경우, 예외적으로 낮은 값, 심지어 특정 경우에 0의 값을 얻을 수 있게 하는 것으로 관찰되었는데, 이들 값은 목표 용도에 있어서 특히 유리하다. 리튬 이온은 크기가 작아 이동성이 높으므로 이와 같은 특성의 기원일 수 있다.
알칼리 토금속 산화물 및 산화바륨 (BaO)은 그들이 고온에서 점도를 감소시키는 효과 때문에 유리의 용융 및 청징을 촉진시키는데 유용하다.
산화마그네슘 및 산화아연은 낮은 c/a 비율을 얻는데 특히 유용한 것으로 입증되었다. 그에 반해서, 산화칼슘, 산화붕소, 산화스트론튬 및 산화바륨은 이 비율을 증가시키는 경향을 많이 갖기 때문에, 그들의 함량을 바람직하게는 감소시키도록 한다. 바람직하게는, 유리의 조성은 B2O3을 함유하지 않는다.
산화티타늄 및 산화지르코늄은 필수적인 것은 아니지만, 그들의 존재는 유리의 영률을 증가시키는데 기여한다. 따라서, 그들의 중량 함량의 합은 유리하게는 적어도 1%, 심지어는 2%이다. 산화티타늄은 황색 또는 호박색이 수득되게 할 수 있기 때문에, 그의 함량은 그러나 유리하게는 불가피한 불순물을 제외하고는 최대 1%, 심지어는 0.5%, 심지어는 0이다.
제2 바람직한 실시양태에 따르면, 유리의 조성은 보로실리케이트 유형이다.
이 경우에, 유리의 화학적 조성은 바람직하게는 실리카 SiO2를 70 내지 85% 범위의 중량 함량으로, 산화붕소 B2O3을 8 내지 20% 범위의 중량 함량으로 및 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물을 1 내지 10% 범위의 알칼리 금속 산화물의 총 중량 함량으로 포함한다.
보로실리케이트 유리의 화학적 조성은 바람직하게는 하기 구성 성분을 하기에 정의된 중량 한계값 내 범위로 포함한다 (또는 본질적으로 이루어진다):
SiO2 70-85%, 특히 75-85%
B2O3 8-16%, 특히 10-15% 또는 9-12%
Al2O3 0-5%, 특히 0-3% 또는 2-5%
K2O 0-2%, 특히 0-1%
Na2O 1-8%, 특히 2-6%.
바람직하게는, 조성물은 더욱이 하기 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO를 0 내지 10% 범위의 총 중량 함량으로, 특히 CaO를 1 내지 2% 범위의 중량 함량으로.
제3의 바람직한 실시양태에 따르면, 유리의 조성은 알루미노-보로-실리케이트 유형이고 특히 알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는다.
이 경우에, 유리의 화학적 조성은 바람직하게는 실리카 SiO2를 45 내지 68% 범위의 중량 함량으로, 알루미나 Al2O3을 8 내지 20% 범위의 중량 함량으로, 산화붕소 B2O3을 4 내지 18% 범위의 중량 함량으로, 및 MgO, CaO, SrO 및 BaO로부터 선택된 알칼리 토금속 산화물을 5 내지 30% 범위의 총 함량으로 포함하며, 알칼리 금속 산화물의 총 중량 함량은 10%, 특히 1%, 심지어는 0.5%를 초과하지 않는다. 표현 "알칼리 금속 산화물을 함유하지 않는"은 알칼리 금속 산화물의 총 중량 함량이 최대 1%, 특히 0.5%, 심지어는 0.1%인 것을 의미하는 것으로 이해된다.
알루미노-보로실리케이트 유리의 화학적 조성은 바람직하게는 하기 구성 성분을 하기에 정의된 중량 한계값 내 범위로 포함한다 (또는 본질적으로 이루어진다):
SiO2 45-68%, 특히 55-65%
Al2O3 8-20%, 특히 14-18%
B2O3 4-18%, 특히 5-10%
RO 5-30%, 특히 5-17%
R2O 최대 10%, 특히 1%.
관련 기술분야에서 통상적인 바와 같이, 표현 "RO"는 알칼리 토금속 산화물 MgO, CaO, SrO 및 BaO를 나타내며, 한편 "R2O"는 알칼리 금속 산화물을 나타낸다. 이러한 조성은 매우 낮은 c/a 비율, 특히 최대 1, 심지어는 0.6을 수득할 수 있게 한다.
표현 "로 본질적으로 이루어진다"는 상기 언급된 산화물이 유리의 중량의 적어도 96%, 심지어는 98%를 구성하는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 조성물은 대개 유리를 청징하는데 사용되는 첨가제를 포함한다. 청징제는 전형적으로 산화비소, 산화안티몬, 산화주석, 산화세륨, 할로겐 및 금속 황화물 (구체적으로 황화아연)로부터 선택된다. 청징제의 중량 함량은 통상은 최대 1%, 바람직하게는 0.1% 내지 0.6%이다. 조성물은 또한 하기에 더 상세히 정의되는 착색제를 포함한다.
하기 단락들은 착색제의 영향을 더 상세히 기재하는 것이고, 상기 기재된 유리 매트릭스의 유형 모두에 적용가능하다.
Fe2O3 (전체 철)의 중량 함량은 바람직하게는 0.9 내지 1.7%, 특히 1.0 내지 1.6%, 심지어는 1.1 내지 1.4% 범위이다. 산화철은 제2철 또는 제1철 형태로 존재할 수 있다. 따라서 표현 "Fe2O3 (전체 철)"은 유리에 존재하는 산화철의 전체 (제1철 및 제2철 형태 둘 다)를 나타내는 것으로서, 그러나 Fe2O3 형태로 표기됨을 이해하여야 한다. 바람직하게는, 전체 철 함량 (Fe2O3 형태로 표기)에 대한 산화제1철 함량 (FeO 형태로 표기)의 비율로서 정의되는 레독스 비는 0.15 내지 0.45, 특히 0.18 내지 0.39, 심지어는 0.20 내지 0.35에 포함된다. 너무 높은 철 함량은 디스플레이가 플레이트를 통해 더 이상 보이지 않을 정도로 유리의 불투명도가 너무 높아지게 할 것이다. 그에 반해서, 너무 낮은 함량은 가열 장치의 내부 부재가 너무 용이하게 보일 정도로, 유리를 너무 투과형으로 만드는 효과를 가져, 결국에는 제품의 심미학을 해칠 것이다.
CoO의 중량 함량은 바람직하게는 0.03 내지 0.05%, 특히 0.035 내지 0.045% 범위이다. 산화철의 경우, 코발트의 양을 신중하게 결정하여, 기기의 내부 부재가 시야에서 만족하게 가려질 수 있도록 하며, 한편 그럼에도 불구하고 디스플레이를 정확히 표시할 수 있어야 한다.
셀레늄의 중량 함량은 바람직하게는 최대 0.0020%, 특히 0.0010%, 심지어는 0.0005%, 또는 심지어는 0이다. 이는 이러한 부재가 고도로 휘발성이고 유리로(glass furnace)내에서 실질적인 스패터링(spattering)을 유발하기 때문이다.
Cr2O3의 중량 함량은 유리하게는 최대 0.05%, 특히 0.02%, 심지어는 0.01%, 또는 심지어는 0 (그러나, 예를 들어 용융로에 존재하는 내화물의 부식에서 기원하는 불가피한 불순물은 제외)인데, 둘 다 크롬 및 그의 낮은 용융도 (이로써 미용융 산화크롬의 존재를 야기할 수 있음)의 독성학적 위험과 관련되는 이유 때문이다.
바람직하게는, 인용된 착색제 (Fe2O3, CoO 및 임의로 Se, TiO2, SnO2, 및 Cr2O3)는 유리에 존재하는 유일한 착색제이다.
산화티탄 (TiO2)은, 산화철과 조합하여, 황색 또는 호박색이 수득되게 할 것이고, 따라서 디스플레이의 색상의 왜곡을 야기할 수 있기 때문에, 그의 중량 함량은 유리하게는, 불가피한 불순물을 제외하고는 최대 1%, 심지어는 0.5%, 심지어는 0이다.
유리의 화학적 조성은 또한 다른 착색제, 예컨대 NiO, 황화물 또는 심지어는 란탄족 산화물을 포함할 수 있지만; 이는 바람직하게는 환경 및 산업 위생과 관련된 이유로, 또는 심지어는 비용의 이유로 포함하지 않는다.
유리 플레이트의 광 투과 인자는, 4 ㎜의 두께의 경우, 그리고 EN 410:1998 표준에 의해 정의된 바와 같이, 바람직하게는 최대 10%, 특히 8%, 심지어는 5% 또는 심지어는 4% 또는 3%이다. 이는 바람직하게는 적어도 0.2%, 특히 0.5% 또는 심지어는 1.0%이다.
착색제 및 그의 함량의 구체적인 선택은 일반적으로 현저하게 평평한 투과 스펙트럼이 가시 범위에서 수득될 수 있게 한다. 바람직하게는, 430 ㎚의 파장에서의 투과에 대한 630 ㎚의 파장에서의 투과의 비율은 0.3 내지 3, 특히 0.5 내지 2, 심지어는 0.7 내지 1.5, 또는 심지어는 1.0 내지 1.5에 포함된다. 유리하게는, 투과 곡선은 430 ㎚ 내지 630 ㎚에 걸친 파장 범위에서 최저 투과에 대한 최고 투과의 비율이 최대 3, 특히 최대 2, 심지어는 최대 1.5인 정도이다.
표색계 a* 및 b*는 유리하게는 각각 4 ㎜의 두께의 경우 그리고 ISO 11664-1 및 -2 표준에 정의된 바와 같은 CIE 1931 참조 관찰자 및 발광체 D65를 고려하여, -5 내지 +5에 걸친 범위에 포함된다.
플레이트는 분말화 배치(batch) 물질을 용융시키고, 이어서 수득되는 유리를 형성함으로써 공지된 방식으로 제조될 수 있다. 배치 물질은 전형적으로는 산화제로서 공기 또는 더 양호하게는 산소 및 연료로서 천연 가스 또는 연료 오일을 사용하는 버너를 사용하는 내화로에서 용융된다. 용융된 유리 중에 잠긴 몰리브덴 또는 백금 저항 소자(resistive element)가 또한 사용되어 용융된 유리를 수득하는데 사용되는 에너지의 전부 또는 일부를 제공할 수 있다. 배치 물질 (실리카, 붕사, 콜레마나이트, 수화 알루미나, 석회석, 백운석 등)을 로에 도입하고, 고온의 영향하에, 다양한 화학 반응, 예컨대 탈탄화(decarbonization) 반응, 실제 용융 등을 실시한다. 유리에 의해 도달되는 최대 온도는 전형적으로는 적어도 1500℃, 특히 1600 내지 1700℃에 포함된다. 공지된 바와 같이, 유리는 금속 또는 세라믹 롤러 사이에 유리를 롤링함으로써, 또는 심지어는 플로트(float) 방법 (용융된 주석의 조(bath) 상에 용융된 유리를 붓는 것으로 이루어지는 기법)을 사용함으로써 플레이트로 형성될 수 있다.
유리 플레이트 및 적어도 하나의 인덕터 (바람직하게는 3개 또는 4개, 심지어는 5개의 인덕터) 이외에도, 조리 기기는 적어도 하나의 발광 장치 및 적어도 하나의 명령/제어 장치를 포함할 수 있으며, 어셈블리는 케이싱 내에 함유된다.
하나, 상기 또는 각각의 발광 장치는 유리하게는 발광 다이오드 (예를 들어, 7-세그먼트 디스플레이 부분을 형성), 액정 디스플레이 (LCD), 발광 다이오드 및 임의로는 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 및 형광 디스플레이 (VFD)로부터 선택된다. 조리 기기는 바람직하게는 백색 광을 방출하는 적어도 하나의 장치를 포함한다. 다양한 색상, 즉, 적색, 녹색, 청색과, 황색, 자색, 백색 등을 포함한 그의 가능한 모든 조합이 플레이트를 통해 보일 수 있다. 이들 발광 장치는 순수하게 장식용으로, 예를 들어, 플레이트의 여러 영역을 시각적으로 분리할 수 있다. 그러나, 가장 자주 상기 발광 장치는 사용자에게 유용한 각종 정보, 특히, 화력, 온도, 조리 프로그램, 조리 시간 및/또는 설정 온도를 초과하는 플레이트의 영역을 표시하는 기능적 역할을 할 것이다.
명령/제어 장치는 일반적으로, 예를 들어, 정전용량형(capacitive) 터치 센서 또는 적외선 터치 센서를 포함한다.
내부 부재는 일반적으로 모두, 종종 금속으로 제조된 케이싱에 고정되어서, 통상은 조리대 상판 또는 스토브의 틀 내에서 시야에서 가려지는, 조리 기기의 하부 부분을 구성한다.
어셈블리의 광학 외관을 완벽하게 하기 위해, 유리 플레이트 아래에, 불투명 또는 반사 물질, 예를 들어 운모 시트 등을 배치하는 것이 가능하다.
플레이트의 상부 표면은 또한 일반적으로 에나멜로 제조된 장식을 포함할 수 있고, 그 기능은 장식용이다. 장식은 일반적으로 가열 영역 (예를 들어, 이 영역을 원형으로 표시) 및 제어 영역 (특히 이들이 터치-민감성 영역인 경우)을 확인하고, 정보를 제공할 수 있게 하나, 장식은 심지어 로고를 나타낼 수 있다.
에나멜은 유리 프릿 및 안료 (이들 안료는 또한 프릿의 부분을 형성할 수 있음)를 포함하는 분말, 및 기재에 대한 적용을 위한 매질로부터 형성된다. 유리 프릿은 바람직하게는, 일반적으로 특히 산화규소, 산화아연, 산화나트륨, 산화붕소, 산화리튬, 산화칼륨, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화바륨, 산화스트론튬, 산화안티몬, 산화티타늄, 산화지르코늄 및 산화비스무트로부터 선택된 산화물을 포함하는 유리질 혼합물로부터 수득된다. 특히 적합한 유리 프릿은 특허 출원 FR 2 782 318 또는 WO 2009/092974에 기재되어 있다. 안료는 금속 산화물, 예컨대 산화크롬, 산화구리, 산화철, 산화코발트, 산화니켈 등을 함유하는 화합물로부터 선택될 수 있거나, 크롬산코발트 또는 크롬산구리 등으로부터 선택될 수 있으며, 프릿(들)/안료(들) 혼합물 중의 안료(들)의 함량은 예를 들어 30 내지 60 중량%에 포함된다. 에나멜 층은 특히, 스크린 인쇄에 의해 침착될 수 있고 (기재(base) 및 안료를 필요한 경우 일반적으로 후속 소성 단계에서 소모되는 것으로 의도되는 적합한 매질 중에 현탁시키며, 이러한 매질은 특히 용매, 희석제, 오일, 수지 등을 포함할 수 있음), 층의 두께는 예를 들어 약 1 내지 6 ㎛이다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하는 것이나, 본 발명을 제한하지 않는다.
화학적 조성이 하기에 표 1 및 표 2에 요약되어 있는 다양한 유리를 공지된 기법을 사용하여 용융시키고 플레이트로 형성시켰다. 이들 표에 명시된 함량은 중량 백분율로 표기되었고, Fe2O3 함량은 전체 철 함량에 상응한다.
Figure 112015040657361-pct00001
Figure 112015040657361-pct00002
실시예 1, 2, 4, 8 및 9는 리튬 알루미노실리케이트 유리이며, 한편 유리 3, 5, 6 및 7은 보로실리케이트 유리이다.
도 1 및 도 2는 각각 이들 리튬 알루미노실리케이트 및 보로실리케이트 유리의 가시 범위에서의 투과 스펙트럼을 도시한다. 이들 도면에서, 용어 λ는 파장을 나타내고 및 T는 투과를 나타낸다.
하기에 표 3 및 표 4는 이들 유리 각각에 대해 하기 광학 특성 및 특징을 명시한다:
- 플레이트의 두께 e (㎜로 표기);
- EN410:1998 표준에서 정의된 바와 같은 광 투과 인자 ("TL"로 나타냄);
- ISO 11664-1 및 -2 표준에 정의된 바와 같은 CIE 1931 참조 관찰자 및 발광체 D65를 고려한 표색계 L*,a*,b*; 및
- 430, 530 및 630 ㎚ 파장의 경우 투과.
Figure 112015040657361-pct00003
Figure 112015040657361-pct00004
수득된 유리의 외관은 본 출원인에 의해 시판되는 유리-세라믹 케라블랙의 것과 매우 유사하였다. 이들 유리는 더욱이 백색 디스플레이가 더 정확히 표시되게 한다. 디스플레이는 가시 범위에서 현저히 평평한 투과 곡선을 갖는, 실시예 3, 5, 6, 7 (보로실리케이트 유리) 및 9 (리튬 알루미노실리케이트 유리)의 경우에 훨씬 탁월하였다. 이들 실시예의 경우, LED 디스플레이의 백색이 완벽히 렌더링되었다. 다른 실시예의 경우, 백색은 약간 황색 또는 오렌지색으로 색조가 더해졌다.
그의 유리한 특성 (c/a, E.α, 변형점, 열 팽창 계수)때문에, 이들 조성은 더욱이, 이들이 가장 엄격한 시험, 특히 손상 후 열 충격 내성을 평가하도록 의도된 시험을 통과했으므로, 그 자체로, 적절한 강화 후, 인덕션 조리 기기에서 사용하기에 적합하다.

Claims (15)

  1. 인덕션 조리 기기를 위한 강화 유리로 제조된 유리 플레이트이며, 그의 화학적 조성이 하기 착색제를 하기에 정의된 중량 한계값 내 범위의 함량으로 포함하며,
    전체 철 (Fe2O3 형태로 표기) 0.8 내지 1.8%
    CoO 0.02 내지 0.06%
    Se 0 내지 0.0005%
    Cr2O3 0 내지 0.1%
    유리의 화학적 조성이
    - 실리카 SiO2를 49 내지 75% 범위의 중량 함량으로, 알루미나 Al2O3을 15 내지 30% 범위의 중량 함량으로, 및 산화리튬 Li2O를 1 내지 8% 범위의 중량 함량으로 포함하는 리튬 알루미노실리케이트 유형;
    - 실리카 SiO2를 70 내지 85% 범위의 중량 함량으로, 산화붕소 B2O3을 8 내지 20% 범위의 중량 함량으로, 및 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물을 알칼리 금속 산화물의 총 중량 함량이 1 내지 10%의 범위가 되도록 포함하는 보로실리케이트 유형; 또는
    - 실리카 SiO2를 45 내지 68% 범위의 중량 함량으로, 알루미나 Al2O3을 8 내지 20% 범위의 중량 함량으로, 산화붕소 B2O3을 4 내지 18% 범위의 중량 함량으로, 및 MgO, CaO, SrO 및 BaO로부터 선택된 하나 이상의 알칼리 토금속 산화물을 5 내지 30% 범위의 총 중량 함량으로 포함하며, 알칼리 금속 산화물의 총 중량 함량이 10%를 초과하지 않는 알루미노-보로실리케이트 유형이며,
    유리의 선형 열 팽창 계수가 최대 50×10-7/K인 것인, 유리 플레이트.
  2. 제1항에 있어서, 플레이트의 투과 곡선은 430 ㎚ 내지 630 ㎚에 걸친 파장 범위에서 최저 투과에 대한 최고 투과의 비율이 최대 3인 것인 유리 플레이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플레이트의 광 투과 인자는, 4 ㎜의 두께의 경우, EN 410:1998 표준에 의해 정의된 바에 따라, 최대 10%인 유리 플레이트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유리의 선형 열 팽창 계수가 30 내지 45×10-7/K에 포함되는 것인 유리 플레이트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 리튬 알루미노실리케이트 유리의 화학적 조성이 하기 구성 성분을 하기에 정의된 중량 한계값 내 범위로 포함하는 것인 유리 플레이트.
    SiO2 49-75%,
    Al2O3 15-30%,
    Li2O 1-8%,
    K2O 0-5%,
    Na2O 0-5%,
    ZnO 0-5%,
    MgO 0-5%,
    CaO 0-5%,
    BaO 0-5%,
    SrO 0-5%,
    TiO2 0-6%,
    ZrO2 0-5%,
    P2O5 0-10%,
    B2O3 0-5%.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 리튬 알루미노실리케이트 유리의 화학적 조성이 하기 구성 성분을 하기에 정의된 중량 한계값 내 범위로 포함하는 것인 유리 플레이트.
    SiO2 52-75%
    Al2O3 18-27%
    Li2O 2.5-5.5%
    K2O 0-3%
    Na2O 0-3%
    ZnO 0-3.5%
    MgO 0-3%
    CaO 0-2.5%
    BaO 0-3.5%
    SrO 0-2%
    TiO2 0-3%
    ZrO2 0-3%
    P2O5 0-8%
    B2O3 0-3%.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보로실리케이트 유리의 화학적 조성이 하기 구성 성분을 하기에 정의된 중량 한계값 내 범위로 포함하는 것인 유리 플레이트.
    SiO2 70-85%
    B2O3 8-16%
    Al2O3 0-5%
    K2O 0-2%
    Na2O 1-8%.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알루미노-보로실리케이트 유리의 화학적 조성이 알칼리 금속 산화물을 총 중량 함량이 1%를 초과하지 않도록 포함하는 것인 유리 플레이트.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전체 철 (Fe2O3 형태로 표기)의 중량 함량이 0.9 내지 1.7%의 범위인 유리 플레이트.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, CoO의 중량 함량이 0.03 내지 0.05%의 범위인 유리 플레이트.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, Cr2O3의 중량 함량이 0인 유리 플레이트.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, TiO2의 중량 함량이 최대 1%인 유리 플레이트.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유리가 열적으로 강화된 것인 유리 플레이트.
  14. 제1항 또는 제2항에 따른 유리 플레이트 아래에 배치된 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 인덕션 조리 기기.
  15. 제14항에 있어서, 백색 광을 방출하는 적어도 하나의 장치를 포함하는 인덕션 조리 기기.
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