玻璃元件及其用途、用于其制备的涂层剂以及其制备方法技术

本发明专利技术总体上涉及玻璃元件，尤其是包括布置在玻璃元件的至少一侧上的至少一个涂层的玻璃元件。本发明专利技术的其他方面涉及涂层剂、涂层剂的制备方法及玻璃元件的用途。剂的制备方法及玻璃元件的用途。剂的制备方法及玻璃元件的用途。

【技术实现步骤摘要】
玻璃元件及其用途、用于其制备的涂层剂以及其制备方法


[0001]本专利技术总体上涉及一种玻璃元件、尤其是包含布置于玻璃元件的至少一侧上的至少一个涂层的玻璃元件。本专利技术的其他方面涉及涂层剂、涂层剂的制备方法及玻璃元件的用途。

技术介绍

[0002]在家用电器中应用的玻璃板通常出于设计和功能的目的而涂有所谓的装饰物，即无机玻璃基釉质层。然而，众所周知，这些装饰物或釉质层降低了玻璃板的破裂强度。
[0003]美国专利申请US 2016/0185657 A1中提出了一种多层釉质，以解决印有釉质层的玻璃板的强度下降问题和其他问题，例如提供了特别耐化学腐蚀的涂层。这种多层釉质的每一层均是印制的，随之进行烧制，然后再涂覆下一层，其中每一层均可适于各自的使用目的。然而，这样的过程既复杂又成本高。此外，如果超过临界层厚(该层厚取决于涂层和基板的热膨胀系数或热膨胀系数之间的差异)，则涂层可能发生剥落。
[0004]还已知的是，尤其是出于成本原因，向液体涂层材料中添加填料，因为填料通常比诸如颜料等的其他组分成本更低，或因为填料可赋予所得涂层某些有利的特性。填料一般理解为组合物或材料的添加剂。填料可以改变所考虑的组合物的特性，例如其可加工性。通常，填料还比组合物的其他组分成本更低。
[0005]例如，美国专利文献US 5,691,254描述了一种用于涂覆低强度玻璃陶瓷(例如用作灶面)的釉质组合物。除了玻璃组分和有色颜料之外，釉质涂层还可包含至多54wt.％的填料，其中添加填料是为了获得特别耐磨的釉质涂层。根据专利文献US 5,691,254，填料尤其包含锆或氧化锆。该文献并未提及改进带涂层玻璃陶瓷板的机械强度。
[0006]美国专利文献US 5,412,877也描述了一种低熔点陶瓷涂料(或釉质)的组合物，其可包含填料，该填料可用于例如调节釉质涂层的烧制条件或热膨胀系数。玻璃料包含氧化铅PbO。该文献也未提及改进带涂层玻璃板的机械强度。
[0007]此外，美国专利文献US 2016/0031748 A1描述了一种包含填料的陶瓷涂料。将陶瓷涂料涂覆到金属基板上。该文献未言及玻璃基板的涂层。
[0008]有鉴于此，需要一种包含涂层的玻璃元件，其至少减少现有技术中的上述问题，尤其是关于破裂强度的问题。还需要一种改进的涂层组合物。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种包含涂层并且同时具有高机械强度、尤其是高破裂强度的玻璃元件。
[0010]通过独立权利要求的主题达成本专利技术的目标。优选的和具体的实施方式参见从属权利要求以及说明书和附图。
[0011]本公开即涉及一种玻璃元件，尤其是钢化的玻璃元件，优选热钢化的玻璃元件，该玻璃元件包括具有第一表面和与该第一表面相对的第二表面的片状玻璃基板，以及至少区
域性地布置在玻璃基板的至少一个表面上的涂层。该涂层构造为无机玻璃基涂层，优选构造为釉质涂层，其包含至少一种玻璃态组分、至少一种含颜料颗粒的颜料以及填料。填料为无机的。填料所含的填料颗粒的d
50
值按当量直径计为至少0.1μm、优选至少0.3μm且小于10μm、优选小于5μm。
[0012]作为填料的替代或附加，涂层还可以包括另外的玻璃态组分。
[0013]通过该涂层的组合物实现了涂层的热膨胀系数优选小于或等于玻璃基板的热膨胀系数。涂层的热膨胀系数优选小于玻璃基板的热膨胀系数。
[0014]在本公开的上下文中，由涂层组合物产生的热膨胀系数又可称为涂层的“所得热膨胀系数”。如果仅提及涂层的热膨胀系数，则也可理解为涂层的“所得热膨胀系数”。
[0015]所述玻璃元件的这种设计的优势在于，通过此方式，尤其是通过添加填料，可以更改和调整涂层的组成，从而所获得的玻璃元件与现有技术中同样包含玻璃基涂层、例如釉质涂层(又可称为“装饰物”或“装饰层”)的玻璃元件相比，机械强度有所提高。换言之，利用这样的设计，例如可以获得更薄的玻璃元件，其设有包含填料的玻璃基涂层，而其强度与具有常规玻璃基涂层但基板厚度更厚的玻璃元件相同。
[0016]所述玻璃元件可以尤其是钢化的，例如热钢化的。这样的优势在于，通过此方式会提高玻璃抵抗机械应力的强度。
[0017]填料是无机的，其优势在于，填料即使在高烧制温度下也具有热稳定性，这种高温例如在玻璃基或玻璃流基(glass
‑
flux
‑
based)涂层、如釉质涂层的情况下非常普遍。热稳定性尤其应理解为填料不分解。这尤其应理解为填料不会因分解反应而分裂成新的相。例如，填料甚至可具热稳定性，即在涂层的烧制过程中仍保持填料的结构完整性。填料优选是无机氧化的。
[0018]填料构造为使得其所含填料颗粒的d
50
值按当量直径计为至少0.1μm、优选至少0.3μm且小于10μm、优选小于5μm。
[0019]涂层可以设计为使得填料颗粒不会从涂层突起，尤其是使得填料颗粒不会在涂层上形成任何隆起或从涂层突起。根据一个实施方式，玻璃元件设计为使得填料颗粒完全被玻璃态组分包覆。这种设计特别有利于形成耐刮擦的光滑涂层和/或易清洁的涂层。这尤其可有利地通过填料颗粒的小于10μm、优选小于5μm或甚至小于1μm的较小当量直径d
50
值来实现。然而，填料颗粒也不应过小，否则对玻璃态组分(即粘结剂)的要求则变得过高，和/或无法再实现有足够粘性的涂层。因此，填料颗粒的当量直径d
50
值优选为至少0.1μm、优选至少0.3μm。
[0020]如果作为填料的替代或附加，涂层包括另外的玻璃态组分，则涂层通常可以设计为使其包含非匀质的玻璃材料。根据本实施方式，涂层即包含玻璃材料，该玻璃材料优选包含例如具有不同组成的两种玻璃相。
[0021]在本公开的上下文中，适用以下定义：
[0022]玻璃元件应理解为精制的玻璃基板。玻璃元件尤其应理解为包括玻璃基板以及至少区域性地布置在玻璃基板的至少一个表面上的至少一个涂层。
[0023]玻璃基板应理解为由玻璃态材料制成或包含玻璃态材料的成形体。
[0024]玻璃态材料(或：玻璃)应理解为在熔融过程中从混合物获得的无机材料。玻璃态材料可以尤其为氧化物材料。作为进一步的过程，在熔融过程之后可以进行所谓的热成型，
其中将玻璃态材料成型为成形体。这种成型过程可以例如是拉伸法、浮法或压延法。
[0025]玻璃基板尤其是呈片状形式，其中，玻璃基板可以是平坦的，也可以是拱曲的、成角度的或弯曲的。片状成形体应理解为成形体在笛卡尔坐标系的第一空间方向上的横向尺寸比其在垂直于第一空间方向的其他两个空间方向上的尺寸小至少一个数量级的主体构型。该第一空间方向又可称为成形体厚度。换言之，在本公开的上下文中，如果成形体的厚度比其长度和宽度小至少一个数量级，则该成形体是片状构造的。如果成形体的长度和宽度具有相同的数量级，则成形体也可称为片；如果其长度远大于其宽度，则又可称其为带。在本文中，片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃元件(10)，尤其是钢化的玻璃元件、优选热钢化的玻璃元件，其包括：片状玻璃基板(1)，所述玻璃基板(1)具有第一表面(11)和与所述第一表面(11)相对的第二表面(12)；以及涂层(2)，所述涂层(2)至少区域性地布置在所述玻璃基板(1)的至少一个表面(11、12)上，其中，所述涂层(2)构造为无机玻璃基涂层、优选为釉质涂层，所述涂层(2)包含至少一种玻璃态组分(21)；至少一种包含颜料颗粒(22)的颜料；以及填料，其中所述填料是无机的，并且其所含填料颗粒(23)的d
50
值按当量直径计为至少0.1、优选至少μm 0.3μm并且小于10μm、优选小于5μm，和/或另外的玻璃态组分(24)，其中所述涂层(2)的所得玻璃基质尤其可以是非均质的；其中优选地，基于所述涂层(2)的组成所得的涂层的热膨胀系数小于或等于所述玻璃基板(1)的热膨胀系数。2.根据权利要求1所述的玻璃元件(10)，其中，所述填料颗粒(23)和/或另外的玻璃态组分(24)的热膨胀系数为至少0.5*10
‑6/K、优选为至多15*10
‑6/K、优选为至多10*10
‑6/K、优选为至多8*10
‑6/K、特别优选为至多5*10
‑6/K、特别优选为至多3*10
‑6/K、尤其优选为至多0.6*10
‑6/K，使得优选地获得所述涂层(2)的所得热膨胀系数为至多9*10
‑6/K、优选为8.3*10
‑6/K，其中，所述涂层的所得热膨胀系数优选为至少6*10
‑6/K、特别优选为至少6.4*10
‑6/K。3.根据权利要求1或2所述的玻璃元件(10)，其中，所述玻璃基板(1)与所述涂层(2)的热膨胀系数之间的差异介于至少0.5*10
‑6/K与至多3.1*10
‑6/K之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃元件(10)，在布置有所述涂层(2)的区域中，所述玻璃元件(10)具有L
*
值大于60且光密度大于1的色坐标或者L
*
值小于60且光密度大于2的色坐标。5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃元件(10)，其中，所述涂层(2)的所述玻璃态组分(21)包含按氧化物wt.％计的以下组分：
或其中，所述涂层(2)的所述玻璃态组分(21)包含按氧化物wt.％计的以下组分：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃元件(10)，其中，所述玻璃基板(1)包含钠钙玻璃或由钠钙玻璃制成。7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃元件(10)，其中，基于所述玻璃元件的厚度为4毫米，在落球测试中、优选依据DIN 52306测试法测定的破裂强度为至少70厘米或至少28英寸、优选至少80厘米或至少31英寸。8.根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃元件(10)，其中，所述填料颗粒包含SiO2和/或Al2O3。9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃元件(10)，其中，所述涂层(2)以横向结构化的方式布置，使得所述玻璃元件(10)的布置有涂层的表面(11、12)的区域(101)不含所述涂层(2)，而另一区域(102...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：