[发明专利]具有改进的颜色显示性能的透明、着色的炉灶面以及制造这种炉灶面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进的颜色显示性能的透明、着色的炉灶面或炉盘，其包括高温型石英混合晶体作为主要结晶相的玻璃陶瓷，还涉及其制造方法。

背景技术

具有玻璃-陶瓷板作为炉灶面或烹饪表面的炉盘是常见的技术。这种玻璃陶瓷板通常可作为平板或使其三维成形得到。

以高温型石英混合晶体为主要结晶相的玻璃-陶瓷是由可结晶的锂铝硅酸盐玻璃制得的。

这种玻璃陶瓷的制造通过若干步骤实现。

在若干阶段中制备玻璃陶瓷。通过通常在1500至1650℃的温度下熔融的、由玻璃碎片的混合物以及原材料的粉末混合物组成的玻璃开始结晶。在熔融过程中，通常氧化砷和/或氧化锑被用作澄清剂。这些澄清剂与需要的玻璃陶瓷的性质是相容的，并导致熔融体的优良的气泡质量。虽然这些物质被紧紧嵌入玻璃结构中，考虑到安全和环保方面它们仍然是不利的。因此，在原料精炼，原料处理过程中以及由于在熔融过程中的挥发，必须遵守特殊的防范。

近来，特别是SnO₂的应用被描述为无害的澄清剂。为在常规的熔融温度下(最大约1680℃)达到理想的气泡质量，除了SnO₂，优选使用卤化物作为其它的澄清剂。因此，在日本申请JP 11 100 229 A和JP 11 100 230 A中，描述了应用0.1-2重量％的SnO₂和0-1重量％的Cl。根据这些文献，通过加入V₂O₅作为唯一的着色剂实现着色。

也公开了加入0.05-1重量％的氟(US 2007 0004578 A1)或0.01-1重量％的溴(US 2008 0026927 A1)以支持通过SnO₂澄清化。在这些文献中还描述了澄清化温度低于1700℃。主要的着色剂是V₂O₅。加入卤化物的缺点是由于它们在熔融温度下蒸发太快，它们生成有毒的化合物，例如HF。

在DE 199 39 787 C2中描述了使用SnO₂以及高于1700℃的高温澄清化以获得良好气泡质量。然而，这篇文献没有提供在开始于450nm的波长范围内达到良好指示性能的指导。

在熔融和澄清化后，玻璃通常经历通过轧制或后来的浮法制备的热成型以制成板。一方面为了经济生产目的，希望低熔融温度和低加工温度V_A，另一方面在成型工艺中，所述玻璃不应该显示任何失透。这意味着不允许形成干扰晶体，因为该干扰晶体会影响起始玻璃以及其制得的玻璃陶瓷的强度。由于在接近玻璃加工温度V_A(粘度10⁴dPas)的温度下进行成型，必须保证熔体的失透温度上限接近、并优选低于加工温度以避免干扰晶体的形成。然后通过控制结晶将起始玻璃转化为玻璃陶瓷制品。这种陶瓷化是在两步的温度工艺中进行的，其中最初通过在680至800℃的温度产生晶核，产生通常由ZrO₂/TiO₂混合晶体制成的晶种。SnO₂也可能被包括在晶核中。由于随后温度的升高，高温型石英混合晶体在这些结晶核或晶种上生长。在850至950℃的温度下获得对于经济的快速陶瓷化所希望的高的晶体生长速度。在这个最高生产温度下，陶瓷混合物的结构均质化，该玻璃陶瓷的光学、物理和化学性质将得到调整。如果需要，该高温型石英混合晶体可被随后转化为热液石英混合物。转化为热液石英混合物是通过将温度升高至约950至1200℃的范围达到的。通过将高温型石英转化为热液石英混合物，该玻璃陶瓷的热膨胀系数升高，而透明度降低，这是由晶体尺寸的增大和伴随的光散射造成的。因此通常以热液石英混合物为主要相的玻璃陶瓷是半透明的或不透明的，并且与此伴随的光散射对显示性能具有不利影响。

以高温型石英混合晶体为主要晶体相的这些玻璃陶瓷的重要特点是，制造在从室温至最高达700℃及更高的范围内具有＜0.5×10^-6/K的极低热膨胀系数性质的材料。由于低的热膨胀，这些玻璃陶瓷具有优异的耐温差性和耐热冲击性。

考虑到用作烹饪区域，基于由实际应用造成的需求的技术发展导致了对透射率的非常特殊和部分冲突的要求。