用于感应烹饪设备的玻璃板的制作方法
【专利说明】用于感应烹饪设备的玻璃板
[0001] 本发明涉及感应烹饪器具领域。
[0002] 感应烹饪器具包含位于玻璃-陶瓷板下方的至少一个电感。这些器具嵌入到台面 或炉子底盘中。该板用于放置炊具(蒸锅、煎锅等)，借助于该电感所产生的磁场在其中感生 的电流加热该炊具。锂铝硅酸盐玻璃陶瓷因其对热震的耐受性而用于此目的，所述耐受性 是由于它们的热膨胀系数为零或近乎为零。通过对铝硅酸盐玻璃施以高温热处理来制造玻 璃陶瓷，所述热处理在该板中生成了 β-石英或β-锂辉石结构的晶体，其热膨胀系数为负 值。该玻璃陶瓷材料因此由通过残余玻璃相连接的晶体构成；因此其并非玻璃。
[0003] 这些玻璃-陶瓷板，例如由申请人以商品名KeraBlack出售的，通常通过添加钒而 具有暗色调，由此能够隐藏该板下方的内部部件不被看到。
[0004] 在专利申请WO 2012/080672中已经提出了在这种类型的器具中使用锂铝硅酸盐 玻璃制成的板。为了隐藏该烹饪器具的电感、电线和命令/控制电路不被看到，提出了用光 学涂层装备该板，或甚至向该玻璃板中引入着色剂以降低其透光率。
[0005] 感应烹饪器具还集成了显示装置，例如采用发光二极管（LED)的装置。尽管多年 来用于该应用的LED通常为红色，现在提出了使用发射蓝光、绿光或甚至白光的LED，或更 一般为显示装置。使得能够穿过该板看到这些发光装置的色彩就成为关键的问题。
[0006] 本发明的一个目的是提供用于感应烹饪器具的玻璃板，其色调类似于目前市场上 可用的深色玻璃-陶瓷的色调，由此能够隐藏该器具的内部元件不被看到。此外，本发明的 另一目的是确保显示装置，尤其是白色显示装置能够正确显示，而不出现其色彩的较大失 真。
[0007] 为此，本发明的一个主题是用于感应烹饪器具的由强化玻璃制成的板，其化学组 成以在下文限定的重量界限内改变的含量包含下列着色剂： Fe2O3 (总铁） 0· 8 至 1. 8% CoO 0. 02 至 0. 06% Se 0 至 0. 005% Cr2O3 0 至 0· 1%〇
[0008] 本发明的另一主题是包含放置在本发明的玻璃板下方的至少一个电感的感应烹 饪器具。
[0009] 发明人已经证实，由要求保护的含量范围选择这些着色剂能够获得在外观上非常 类似于用钒着色的玻璃-陶瓷板的玻璃板，这确保了能够隐藏该器具的内部元件不被看 到。还证明了这样选择着色剂通常不会产生颜色的显著失真。不考虑该板较低的透光率， 蓝色、绿色、红色或甚至白色显示装置由此可以完美呈现。
[0010] 术语"强化玻璃"理解为是指因优选的热强化或化学强化工艺而在玻璃表面处存 在压应力。
[0011] 热强化因此也称为回火或增韧。其包括将玻璃加热至高于其玻璃化转变温度，随 后通常借助喷嘴将空气吹到玻璃表面上，由此将其快速冷却。优于表面比玻璃本体更快速 冷却，在玻璃板表面处形成压应力，通过该板本体中的拉伸应力平衡。化学强化，有时成为 化学回火，是实施离子交换的处理。用具有更大离子半径的离子(通常为碱金属离子如锂或 钠离子）取代玻璃板的表面离子(通常为碱金属离子如钠或钾离子）能够在玻璃板表面处产 生残余压应力至一定深度。该玻璃优选是热强化的。
[0012] 为了具有使该玻璃板能够经受最严苛的应用测试的最佳热机械强度，该玻璃优选 具有下列性质的至少一种： -在1千克载荷下的维氏压痕试验后，强化前玻璃的c/a比最多为3. 0, c是径向裂纹 的长度，a是维氏压痕的半对角线； -比〇Ae. E. α)为至少20 K.mm1，甚至25或30 K.mm1，〇是以Pa为单位的通过 强化在玻璃板本体内产生的最大应力，e是以毫米为单位的玻璃厚度，E是以Pa为单位的杨 氏模量，α是以Γ1为单位的玻璃的线性热膨胀系数。
[0013] 该板的厚度优选为最多4. 5毫米，尤其为4毫米，甚至为3. 5毫米。该厚度通常为 至少2毫米。该玻璃板优选具有至少0.5米和甚至0.6米的横向尺寸。最大尺寸通常为至 多1.50米。电感的数量优选为至少2个，尤其是3或4个。具体而言，对于这种类型的器 具，选择玻璃变得至关重要。
[0014] 本发明的板的玻璃以任意可能组合具有下列6种性质的至少一种： 1.杨氏模量（以Pa为单位）与该玻璃的线性热膨胀系数（以Γ1为单位）的乘积Ε. α 为0· 1至0· 8 Mpa. Γ1，尤其为0· 2至0· 5 MPa. Γ1且特别为0· 2至0· 4 MPa. K'过低的乘 积E. α使得热回火更困难，而过高的乘积E. α降低对热震的抵抗力。
[0015] 2.该玻璃的应变点为至少500°C，尤其为600°C，甚至为630°C。该温度优选为最 高800°C，尤其为700°C。该应变点对应于玻璃粘度为IO 14 5泊（1泊=0.1 Pa. s)时的温 度。高应变点使得能够防止该烹饪器具运行过程中该玻璃的任何去回火（detempering)。
[0016] 3.该玻璃的线性热膨胀系数为最高50 X 10_7/K，尤其为30至45 X 10_7/K，甚至为 32 (或35)至45XKT/K。高热膨胀系数无法获得令人满意的耐热震性。相反，过低的热膨 胀系数难以充分强化该玻璃。
[0017] 4.强化前玻璃的c/a比最高为2. 8,尤其为2. 7或2. 5,甚至为0.5或0.2或0. 1。 该比甚至优选为0。令人惊讶的是，该性质，尽管在强化该玻璃前测量，仍然对本发明的烹饪 器具的实际使用过程中该板的强度具有最为重要的影响。
[0018] 5.该玻璃的比〇Ae.E. α)为至少20,尤其为30 K.mm1。该比〇Ae.E. α)通 常最高为200 K. mm \甚至100 !(.mm1。已经观察到这一性质对防止烹饪器具使用过程中该 板破裂的任何风险具有很大的影响。
[0019] 6.由强化在该玻璃本体内产生的最大应力优选为至少20 MPa，尤其为25或30 MPa，甚至为 40 MPa。
[0020] 为了优化其热机械强度，根据本发明使用的玻璃优选具有所有这些性质，优选 为这些性质的组合。其它组合也是可能的，尤其是性质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 的组合。
[0021] 特别地，使用的玻璃优选热回火且优选具有下列性质：其厚度最高为4. 5毫米，c/ a比最高为2. 5,比σ /(e. E. α )为至少20 K. mm 1或甚至30 K. mm、
[0022] 根据标准ISO 7991:1987在20至300°C之间测量线性热膨胀系数，并以Γ1为单 位表示。根据标准ISO 7884-7:1987测量应变点。
[0023] 通过100X 10X4 mm3玻璃样品的四点弯曲测量杨氏模量(或弹性模量)E。两个下 部销彼此相距90毫米定位，而两个上部销彼此相距30毫米定位。上部销相对于下部销居 中。由上方将力施加到样品中部。用应变计测量应变，并作为应力对应变的比计算杨氏模 量。测量的不确定度通常为大约3 rel%。杨氏模量以Pa为单位表示。
[0024] 如下所述测量c/a比。TestWell FM7维氏压痕计在室温下装载P=1000 克30秒， 下降速率等于50微米/秒。在试验后1小时使用光学显微镜测量a(维氏压痕的半对角线） 和c (径向裂纹的长度，开始自压痕的角，在对角线方向上)。结果是获自一组10次测量的 算数平均值。
[0025] 通过光弹性测量法使用偏光器，例如由GlasStress以商品名SCALP-04出售的偏 光器测量体积应力σ (通过强化在玻璃本体内产生的最大拉伸应力)。对于板，通常在板的 中心（2次测量）和在其四个角但距边缘至少10厘米处测量应力。结果是6次测量的平均 值，以Pa为单