玻璃陶瓷制品和适合于涂覆其的釉的制作方法_2

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的25%),当每个图案存在I至3处脱层时为等级2,与该图案的尺寸相比这些脱层的尺寸较小(这些合并的脱层占该图案尺寸的小于25%),当每个图案存在3至5处脱层时为等级3 (与该图案的尺寸相比,这些合并的脱层占该图案的尺寸的小于25%),当该图案的平均25%至50%存在脱层时为等级4,当该图案的平均超过50%脱层时为等级5。涂有本发明的釉的玻璃陶瓷制品有利地具有O的脱层强度等级,对应于无脱层。本发明的釉由此可以有利地用在玻璃陶瓷的上表面上。
[0019]在下文中将更精确地说明上文限定的本发明的釉的组成。在该组合物中,对各组分限定的范围对获得所需性质而言是至关重要的,因为这些范围尤其能够同时保证在高温下制造该玻璃料、该釉在该基板上的良好涂覆、所需机械强度和耐化学性等等。
[0020]如上所述,提及的组合物优选包含超过3%的氧化铝A1203。特别优选地,其包含超过4%的氧化铝(4 < Al2O3 < 20%),特别是超过5%的氧化铝(5 < Al2O3 < 20%),或甚至至少7%的氧化铝(7 ( Al2O3 < 20%),在有利的本发明的实施方案中。再优选地,其包含超过7%的碱金属氧化物Na2O (7 < Na2O ( 15%),特别是至少8%的Na2O (8 ( Na2O ( 15%)。再优选地,其包含少于13%的碱土金属氧化物BaO (O < BaO < 13%,特别是5 < BaO < 13%);其尤其包含最多12%的BaO (O < Bao ( 12%,特别是5 < BaO ( 12%)。再优选地,其包含低含量的Li2O,特别是大约2%或更少,或不含Li20。
[0021]要注意的是,除了上面提到的成分之外,该组合物可以在必要的时候以有限量(小于5%,通常小于2%,特别小于1%)含有其它成分(例如,以与原料纯度相关的痕量物质形式),只要这些成分不会损害所需性质,该组合物还有利地不含有毒金属如铅、汞、镉和六价铬。
[0022]令人惊讶地注意到,基于上述玻璃料的本发明的釉具有至少60 X
是至少75 X 10_7或甚至至少80 X 10_7 IT1的膨胀系数(在被视为玻璃的该釉的玻璃料上更准确地测得该系数),即远高于玻璃陶瓷基板的膨胀系数。迄今为止,习惯于寻找具有接近于该玻璃陶瓷基板的非常低的膨胀系数的釉,当膨胀系数之间的差异高时,假定该釉在该基板上的行为呈比例地变差。
[0023]根据本发明选择的釉和涂有该釉的该制品,特别是该板,具有与使用各种类型的加热器(感应、辐射、卤素、煤气等等加热器)相容的良好的耐热性,是耐划伤和耐磨的,并且耐受热冲击,具有良好的耐老化性,并在适当的情况下(特别是当该玻璃料与颜料结合和/或与另一层结合时,所述另一层诸如下文所述的涂料层)提供釉通常所需的不透明性与对施加于该涂覆板的各种机械应力的耐受性之间的优异的平衡,如本发明所需那样,该釉对该釉在其上沉积的无砷精制的玻璃陶瓷的机械强度的影响小于常规釉,同时如下所述具有良好的脱层强度。
[0024]从工艺的角度来看,沉积的组合物并未不同于常规的釉,并与现有生产线完全兼容,特别地,其可以通过丝网印刷使用标准丝网印刷机和织物来施加。与通过磁控溅射沉积的薄层相比,该组合物更经济,并且是电绝缘的,其可以在未经特殊调整的情况下用于触敏控制,通常为电容触敏控制。其还与所有类型的加热兼容(特别是其承受辐射加热元件的高达700°C的高温,并适合于感应线圈的磁场,等等),不同于磁控溅射的涂料,磁控溅射的涂料在适当情况下磁控溅射的涂料,该层通常对某些类型的加热有所保留(reserved)。尤其不同于涂料,其还可以在该板的任何区域内沉积(包括加热器区域)。
[0025]除了具有上文所述组成的玻璃料(或玻璃粒子)之外,本发明的釉还可以包含其它组分。要记住,釉通常(在施加到基底并焙烤之前)由包含玻璃料(其构成玻璃状基质)和颜料(尤其作为着色剂,这些颜料也有可能是该玻璃料的一部分)的粉末,该玻璃料与基于金属氧化物的颜料,和由允许釉施加并预先粘接到其上的介质或“载体”构成。
[0026]本发明的釉由此可以包含颜料,在该釉的玻璃料/颜料的组合中添加到该玻璃料中的颜料的含量通常为5至40重量% (相对于玻璃料/颜料的组合),并优选为10至35重量%。用于釉的颜料可以选自含有金属氧化物如铬氧化物、铜氧化物、铁氧化物、钴氧化物、镍氧化物、锌氧化物、锰氧化物、铈氧化物、钛氧化物的化合物,或甚至基于氧化铝等等,或可以选自铬酸铜、铬酸钴等等。根据着色和/或在适当情况下需要获得的不透明度来使用它们。特别适于添加到本发明的玻璃料中的颜料的一个实例尤其是铁、铬、铜、钴和镍的氧化物的混合物,或基于氧化钛的白色颜料。
[0027]该玻璃料与该颜料在悬浮在介质中之前通常为粉末形式。通常选择粉末形式的玻璃料/颜料的组合的粒度分布以使得构成该粉末的粒子的至少90重量%具有小于20 μ?,有利地小于15 μ m、特别是小于10 Mm、尤其小于5 μ m的直径(即,使得该玻璃料/颜料组合(的粒子)具有小于20 Mm、有利地小于15 μm、特别是小于10 Mm、尤其小于5 μπι的D90)o
[0028]本发明的组合物的玻璃料通常通过在高温(超过1000°C)下熔融合适的(天然或合成)原材料的混合物来获得。该玻璃料随后以粉末形式研磨(通常在溶剂中,如乙醇,其随后蒸发),并且如果需要的话添加颜料和/或遮光剂(在研磨之前和/或之后)。获得的该粉状混合物(玻璃粉末+颜料(和/或遮光剂))(在研磨和/或其它适当处理后具有平均直径D90小于20 μm、有利地小于15 μm、特别是小于10 μm、尤其小于5 μπι的粒子)随即在如必要的话蒸发研磨溶剂之后悬浮在介质中以获得能够沉积到基板上的组合物(糊料)。
[0029]处于其预备沉积形式的本发明的釉组合物由此通常还包含允许调节涂施到基底所需粘度并能够与基底粘合的介质。选择用于确保玻璃料与颜料的粒子的良好悬浮并至迟在焙烤釉过程中必须被耗尽的这种介质可以是通常用于常规釉组合物的任何介质或有机粘合剂,并特别可以包含溶剂、稀释剂、油如松油和其它植物油、树脂如丙烯酸树脂、石油馏分、成膜物质如纤维素物质等等。介质在预备沉积的组合物中的比例优选为所述组合物的40至60重量%,优选45至55重量%。
[0030]在沉积到制品如板上之前的该釉组合物因此通常为稳定的具有糊状稠度的液-固混合物形式,其粘度适于该沉积过程(特别是通过丝网印刷)。
[0031]根据本发明沉积在该制品或基板,特别是板上的釉层通常覆盖该制品(特别是该板)的一个面的至少一部分,并可以覆盖所述面的整体(在适当情况下,除了意在例如读取显示器的区域和/或抗蚀剂)。在焙烤(无论该焙烤在沉积在前体玻璃上之后在陶瓷化过程中进行,或在沉积在玻璃陶瓷上之后随即进行,如下文所述)后的一个釉层的厚度为I至10Mm,通常2至3.5 Mm,特别是2至3 μπι,该玻璃陶瓷的厚度例如在板的情况下为大约3_4毫米。在后一种情况下,根据本发明限定的层可以沉积在该板的下表面或上表面上,并优选沉积在上表面上。
[0032]本发明的釉可以沉积为一个层或可能沉积为多个层,和/或在适当情况下与其它层组合和/或充当另一层的在下层,如釉(特别是具有不同的性质)或涂料的层,取决于提高厚度和/或并置两种类型的装饰(该层之一构成例如基础框架,其它层构成装饰或特定图形)和/或获取更大的不透明度等等这尤其是可能的。
[0033]该釉例如可以在适当情况下与至少一个不透明涂料的层一起使用。有利地选择在适当情况下与本发明的釉组合的涂料层以便经受高温并在它们的颜色和它们与该板的结合力方面保持稳定,并且不会影响该板的机械性质。它们有利地具有高于350°C的分解温度,通常基于一种或多种树脂(如有机硅树脂,特别是通过混入至少一种醇酸树脂改性的有机硅树脂,或聚酰亚胺、聚酰胺、聚氟化和/或聚硅氧烷树脂,如以下树脂:Dow Corning?804、805、806、808、840、249、409 HS 和 418 HS,来自 Rhodia 的 RhodorsiI? 6405 和 6406,来自 General Electric Silicone 的 Triplus? 和来自 Wacker Chemie GmbH 的 SILRES? 604等等),并且在适当情况下,将其填充(例如用一种或多种颜料或着色剂)和任选稀释以调节它们的粘度,该稀释剂在适当情况下在其后继焙烤过程中除去。各涂料层的厚度可以为I至100微米(尤其为5至50微米),并且其可以通过任何合适的技术涂施,如刷涂沉积、刮刀沉积、喷涂、电沉积、浸渍涂布、落帘涂布、丝网印刷等等。通常,根据本发明,其通过丝网印刷沉积,随后酌情进行干燥。
[0034]有利地,(在焙烤后获得的)涂有本发明的釉(该釉在需要时包含颜料和/或与例如涂料层结合)的基板,特别是玻璃陶瓷板具有使得特别能够遮蔽下方的元件的不透明度。在适当情况下通过测量(使用Byk-Gardner Color Guide 45/0色度计进行反射方面的比色法)色差ΔΕ*来评估该不透明度,该色差对应于对于放置在不透明白色背景上的基板,在与带釉一面相反的基板表面上测得的颜色,与对于放置在不透明黑色背景上的基板,在与带釉一面相反的基板表面上测得的颜色之间的差值(根据CIE在1976年建立的方程,ΛΕ* =((Lb*-Ln*)2 + (aB*_aN*)2 + (bB*-bN*)2)' LB*、aB*、bB* 是在白色背景上首次测量的色度坐标,LN*、aN*、bN*是在黑色背景上第二次测量的色度坐标)。有利地,涂有本发明的釉的玻璃陶瓷基板具有小于或等于0.5、优选小于或等于0.4的ΛΕ*值。
[0035]如已经提到的那样,本发明还涉及制造本发明的制品,特别是板的方法,其中本发明的釉组合物在陶瓷化之前优选通过丝网印刷施加到前体玻璃(或母玻璃或生坯玻璃)的制品上,并在陶瓷化周期过程中焙烤所述组合物,和/
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