用于制造具有结构化涂层的玻璃陶瓷件的方法
【技术领域】
[0001]本发明总地涉及一种玻璃陶瓷件，其设有结构化的涂层。本发明特别涉及在涂层中具有透光(半透明translucent)结构的玻璃陶瓷件。
【背景技术】
[0002]已经由现有技术已知玻璃陶瓷灶台，在其底面上进行涂覆，从而改变外观以及也遮掩构造在灶台的玻璃陶瓷部件下方。
[0003]对此的一个可行方式为溶胶-凝胶涂层。该涂层相当耐热并且也具有良好粘附在玻璃陶瓷板上的特点。为了遮盖灶台的内部部件，通常使用不透明的涂层。
[0004]对于一些应用来说期望的是，涂层不是整个表面的，而是具有窗口。这些窗口特别设置在照明的显示元件前方，从而显示元件发光穿透玻璃陶瓷板并且能够被观察灶台使用面的使用者看到。该窗口部分地由半透明的涂层覆盖，从而改善外观。由此在同样的色调情况下生成均匀的面。
[0005]如今在灶台中借助丝网印刷而印制标记、符号或者其他徽标和设计。但是这里很难生成非常精细的结构、例如细的线条。
[0006]另外，在制造非常精细/小的徽标时会发生颜色的拖尾并且由此成为次品。此外，对于每个新的产品要求/设计变化，都要求配置新的丝网，由此使得制作成本非常高，这在小产量情况下极其显著。因此对每个最终客户制造个性化设计非常昂贵。
[0007]在多层涂层的情况下，在例如丝网印刷的印刷技术中还存在的问题在于，重合覆盖的结构在这里很困难。因此这里在多层涂层的情况下通常在涂层分层的其中一个层中露出更大的窗口并且在该窗口的区域中精确地以期望的图案对另一个涂层的层进行结构化。但是当该精确结构化的涂层分层不是完全不透明时，特别在照明的显示元件情况下能够看见该窗口。
[0008]EP 0868960 BI提出一种制造特别用于家庭电器的控制面板的方法，其中在至少一个丝网印刷部上制造至少一个个性化(personalized)激光雕刻，该丝网印刷部已经施加在玻璃构成的基体板坯上，对此通过材料增减而在丝网印刷层中引入装饰、标记或相应的符号并且对此随后通过手动或自动的施加以不同颜色的层覆盖该雕刻部，这可以紧跟在雕刻步骤之后进行或者在单独的工序中进行。因此这里也施加有多个层，其中在这些层的施加中间进行激光雕刻。但是在工艺流程上期望的是，整合涂覆的工序。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于，相比于通过丝网印刷，尽量改善在玻璃陶瓷载体上的结构化涂层的制造，能够更灵活地进行结构化并且也能够生成更精细的结构。另外通过丝网印刷仅使得涂层本身结构化。但是如需要也存在这样的要求，即，在玻璃陶瓷件的未经涂覆的区段上也对玻璃陶瓷进行结构化。
[0010]本发明的目的通过独立权利要求的技术方案实现。本发明的有利设计和扩展方案在各个从属权利要求中给出。
[0011]本发明的发明构思在于，事后借助激光而去除玻璃陶瓷件上的涂层。在此也可以借助激光本身来改变露出的玻璃陶瓷，从而获得改变设计和玻璃陶瓷的光学特性的其他可能性。
[0012]为了覆盖在玻璃陶瓷下方的窗口/结构区域中的显示元件或其他技术部件，根据一个实施方式可以通过半透明的涂层来实现。替代性地也可以在照明元件和玻璃陶瓷的窗口 /结构之间设置颜色匹配的、半透明的薄膜。由此解决了观察灶台使用面的操作者对显示元件和均匀外观的可见性。
【附图说明】
[0013]接下来详细描述本发明。对此也参照附图。图中相同的附图标记分别表示相同或相应的部件。
[0014]其中:
[0015]图1示出了根据现有技术在玻璃陶瓷件上结构化的多层涂层，
[0016]图2示出了用于实施根据本发明的方法的装置，
[0017]图3示出了通过根据本发明的方法处理的玻璃陶瓷件，
[0018]图4示出了借助激光辐射变暗的区域和相邻没有变暗区域的透射光谱，
[0019]图5示出了图4中所示透射光谱的相对差异，
[0020]图6示出了透射光谱与激光焦平面到玻璃陶瓷件距离的关系图，
[0021 ]图7示出了具有光散射缺陷的玻璃陶瓷件的实施方式，
[0022]图8示出了经激光处理的玻璃陶瓷件的另一个实施例，以及
[0023]图9示出了玻璃陶瓷灶台30。
【具体实施方式】
[0024]为了详细说明设置结构化涂层的玻璃陶瓷件I，首先参看图1的实施例，该实施例包括在常规丝网印刷中制造的涂层5。板状的玻璃陶瓷件I具有两个相对侧面10、11。在以玻璃陶瓷烹饪板形式的玻璃陶瓷件中，该侧面10、11中的一个构成使用面。
[0025]在至少一个侧面10、11上的涂层5是多层的并且由玻璃陶瓷2上的第一颜色层51和施加在第一颜色层51上的第二颜色层52构成。在第一颜色层51中具有结构部件53。该结构部件通过一个区域形成，在该区域中露出玻璃陶瓷2，并且在该玻璃陶瓷中也没有涂层。该结构部件的轮廓例如可以具有徽标、字符或标记的形状。通过颜色层的这种结构化中断使得光能够通过结构部件和玻璃陶瓷2而穿过玻璃陶瓷件I。涂层5的各个层相继地施加。这里存在的问题是，之后的第二颜色层52中的结构部件53的轮廓不能顺利地与第一颜色层中的结构部件53精准地覆盖。因此在第二颜色层52(其也能够作用为密封层)中代替结构部件而露出窗口 54形状的较大区域或者用于结构部件53的回弹部。
[0026]这样是不利的，因为在窗口54的区域中涂层5的层厚减小到第一颜色层51的厚度。因而假如第一颜色层不是完全不透明的，那么在窗口的区域中光就会穿透玻璃陶瓷2。因此在结构部件53背光照射的情况下能够看见该窗口。在丝网印刷中还限制了能够达到的最小结构尺寸。
[0027]在此，图2示出了用于实施根据本发明的方法的装置3，该方法即用于制造具有结构化涂层的玻璃陶瓷件的方法。
[0028]装置3包括激光器7和用于将激光器7生成的激光射束71引导至玻璃陶瓷件I的涂覆有涂层5的表面上的装置。作为将激光射束71在表面上引导的装置例如可以使用检流计扫描仪15。
[0029]如图2所示，替代检流计扫描仪或者额外地也可以设置用于移动玻璃陶瓷件I的装置。对此特别适合的是X-Y工作台16，也称为十字工作台。在该实施例中能够固定激光射束71并且通过移动上面设有玻璃陶瓷件I的X-Y工作台而将具有期望形状的结构部件引入涂层5中。
[0030]为了实现尽可能高的强度而将激光射束71聚焦在表面上，可以设置适合的聚焦光学镜9。在图2所示的实施例中，该聚焦光学镜设置在检流计扫描仪15的后面。但是对于技术人员来说显而易见的是，其他的设置也可适用于将激光射束71聚焦到玻璃陶瓷件I上。将聚焦光学镜沿射束方向设置在检流计扫描仪的后面有利于获得短的焦距。一般情况下，不依赖于如图2所示的光学镜和移动机构的特殊构造，优选具有焦距小于250mm的聚焦光学镜，特别是透镜或透镜组或者聚焦的反射镜。特别优选的是焦距小于100_。
[0031]为了局部地去除涂层5并且因此形成中断涂层5的结构部件53，通过用于引导激光射束的装置将激光射束71移动至表面上，其中激光器7调整为，超过涂层5的材料消融界限并且因此在照射位置上去除涂层。然而在此情况下，激光功率调整为，不超过载体材料的消融界限并且由此仅去除涂层/颜色。作为示例，可以使用市场出售的商品名Robax玻璃陶瓷的产品。在该玻璃陶瓷中，对于1064nm的激光波长来说消融界限在5.2*1017W/m2。
[0032]在图2中所示的实施例中，在此去除涂层5从而获得信息标记作为结构部件53。
[0033]借助控制装置13来控制用于引导激光射束的装置。在该控制装置上例如可以运行程序，该程序将结构部件的形状和位置转化成控制信号，通过该控制信号借助用于引导激光射束的设备而将激光射束71移动至表面上。优选该控制装置也控制激光器7，特别是对于打开、关闭和激光强度的控制。
[0034]根据本发明不仅去除涂层5本身。而且也局部地改性玻璃陶瓷件I的玻璃陶瓷2。特别地，该改性使得玻璃陶瓷2的光学特性改变。
[0035]这种改性可以是:
[0036]-玻璃陶瓷的整体着色或玻璃陶瓷的吸收的一般改变；
[0037]-在玻璃陶瓷中引入光散射的缺陷;或者
[0038]-在玻璃陶瓷的结构部件中的暴露表面中进行消融和粗糙化或者消光。
[0039]因此总体上，根据本发明的方法基于下述步骤:
[0040]-提供一种玻璃陶瓷件I，其具有至少局部地阻挡可见光谱、优选不透明的涂层，
[0041]-通过脉冲式的激光射束照射玻璃陶瓷件I，从而通过消融而去除涂层5并且优选露出玻璃陶瓷，其中
[0042]-在照射过程中将激光射束移动至玻璃陶瓷件I的表面上，从而去除涂层5的一个区域，以及
[0043]-在去除涂层5之后通过相同的激光器7在去除了涂层5的区域中这样照射玻璃陶瓷，即，在经照射的区域中光学改性玻璃陶瓷。
[0044]在此，去除的涂层区域也可以具有比激光射束的直径更大的横向扩张。即使在没有比激光射束的直径更宽的线形区域中，其纵向尺寸大于激光射束的直径。
[0045]通过脉冲式的激光射束对玻璃陶瓷件I的照射