具有预定透射率的玻璃陶瓷的制造方法
【专利摘要】本发明涉及主要涉及玻璃陶瓷制品、例如用于炉灶面或壁炉窗的玻璃陶瓷板的制备。通过本发明可以使陶瓷玻璃在可见光谱范围内的特定色调或特定吸收的调整变得便利。本发明基于如下发现：通过加入具有脱色剂效果的物质，可以在陶瓷化处理期间减弱通过适用于或存在于玻璃陶瓷中的着色剂的光吸收。
【专利说明】具有预定透射率的玻璃陶瓷的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般涉及玻璃陶瓷制品的制造，例如用于炉灶面或壁炉窗的玻璃陶瓷板的 制造。更具体而言，本发明涉及至少部分透明的玻璃陶瓷制品的制造。
【背景技术】
[0002] 发现玻璃陶瓷板除了别的以外还应用作炉灶面。用于该目的的玻璃陶瓷在室温至 高达700°C的操作温度之间的温度范围内通常显示出通常小于I. 5ΧΚΓ7Κ的低至零的热 膨胀。在一个实施例中，这些玻璃陶瓷在其整个体积中显然被染色，以便遮住布置在炉灶面 下方的灶台的部件。在第二个实施例中，玻璃陶瓷是透明的，并且能够通过位于下表面和/ 或上表面上的遮光涂料、即遮光涂层从视野中遮住玻璃陶瓷下方的技术部件。玻璃陶瓷的 该透明的实施例也用于壁炉窗的应用中。
[0003] 并且出于实用或美观的目的，人们希望使发光显示元件能够透过玻璃陶瓷板发 光。在这种情况下，高透射率和低色彩失真是理想的。在透明的实施例中，应当保证例如在 彩色的下表面涂层上或壁炉的火焰上的良好的和未改变的景观。
[0004] WO 2010/040443 A2公开了一种具有改进的色彩显示性能的透明的染色炉灶面， 其包含玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷包含高石英混晶作为主晶相并且所述玻璃陶瓷除了无法避 免的痕量外不含有化学精炼剂氧化砷和/或氧化锑。在可见光区中波长大于450nm的整个 范围内，玻璃陶瓷显示出大于〇. 1 %的透射率值，在可见区的光透射率范围为〇. 8-2. 5 %， 并在1600nm的红外区的光透射率范围为45-85%。
[0005] 为了实现着色，加入作为赋色氧化物的氧化钒（V2O5)以及氧化铁。
[0006] 氧化钒具有非常强的着色效果。因此以适当低的量将其加入。这意味着调整预期 的透射率是非常重要的，因为在玻璃混合物中的钒含量的较小偏差将引起玻璃陶瓷的颜色 外观的剧烈变化。当在可见光谱范围内实现相对高的透射率的值时，该问题进一步加剧，因 为这在混合物配量所倾向的不确定性下甚至增加了氧化钒的含量的相对变化量。
[0007] 另一个问题是在连续熔融处理中制备起始玻璃中的着色氧化物的特定含量的调 整。在这种情况下，例如如果人们希望制备用于具有更高透射率的玻璃陶瓷的玻璃，那么必 须降低着色氧化物含量。然而这仅在复杂的再熔融工艺中是可行的，在该工艺中生产了大 量无法使用的玻璃。
[0008] 因此期望可以使玻璃陶瓷在可见光谱范围内的特定色调或特定的吸收性的调整 变得容易。
【发明内容】
[0009] 该目的是通过权利要求1的主题来实现的。在从属权利要求中限定了本发明的优 选的实施例和变型。
[0010] 因此，本发明提供了一种具体为硅铝酸锂玻璃陶瓷板的硅铝酸锂玻璃陶瓷制品的 制备方法，其包括以下步骤： toon]-提供硅铝酸锂玻璃陶瓷的混合物，所述混合物包含着色剂，尤其是吸收玻璃陶瓷 中的450nm至750nm之间的可见光谱范围的光的着色氧化物，
[0012] -熔融所述混合物并生产玻璃前体，并
[0013] -陶瓷化所述玻璃前体，以得到所述玻璃陶瓷制品，
[0014] -其中，在熔融前或熔融过程中，向所述混合物中加入脱色剂，所述脱色剂在陶瓷 化过程中减少着色剂对可见光谱范围的至少部分区间的吸收，从而使玻璃陶瓷制品的在 450nm至750nm之间的可见光谱范围内的透射率整体上至少保持相同，优选提高。
[0015] 特别是，可以基于事先确定的玻璃陶瓷制品的透射率，确定脱色剂的比例，并向混 合物中添加与该比例相应的量的脱色剂。
[0016] 本发明基于如下发现：通过加入具有脱色效果的其它物质，在陶瓷化处理过程中 可以减弱适于或存在于玻璃陶瓷的着色剂的光吸收性。可以通过这种方式制备如下混合 物：当加工为玻璃陶瓷时其在可见光谱范围内、尤其是在450nm至750nm或在可见光谱范围 的部分区域中显示出较高的光吸收性，并之后通过添加脱色剂选择性地削弱该光吸收性， 以便获得所需的透射率。在用于生产起始玻璃的连续熔融处理中，特别是也可以保持用于 在可见光谱范围内具有不同透射率的玻璃陶瓷的相同的混合物。
[0017] 根据本发明的一个实施例，因此建议的是：通过改变加入的脱色剂的量，依次生产 具有不同透射率的多个玻璃陶瓷制品。由于保持了混合物的成分，可以在连续熔融处理中， 在槽中制备用于玻璃前体的起始玻璃。由于只有脱色剂的含量发生变化，因此能够放弃复 杂的再熔融。
[0018] 出人意料地，当加入由于可见光谱范围内的吸收作用而本身具有赋色效果的脱色 剂时，在某些情况下本发明的方法甚至也起作用。因此，尽管根据该实施例甚至更多的固有 着色剂包括在所述玻璃中，但是总的结果是由于陶瓷化过程中的脱色，减弱了玻璃陶瓷的 吸收作用。
[0019] 特别适合用作脱色剂的是多价金属的金属氧化物。在这种情况下，可以将这样的 金属氧化物中的单-种加入至混合物中，或可加入不同的多价金属的金属氧化物。
[0020] 同样地，一种或多种多价金属的金属氧化物适合用作所提供的混合物中的着色 剂。
[0021] 对于透明地体积-染色的玻璃陶瓷的实施例，特别优选使用氧化钒（V2O5)作为混 合物中的着色剂。氧化钒是多价的，并能够通过在不同的氧化态之间的转化强烈地改变其 着色效果。此外，着色效果非常强。在一个没有根据本发明的脱色的示例中，0.025的重量 百分比的含量通常已经导致在厚度为4毫米的玻璃陶瓷板中可见光谱范围内的光透射率 仅为2%或以下。
[0022] 特别是对于着色剂氧化钒，已经证实氧化铁和/或氧化铈作为脱色剂是非常有效 的。因此根据本发明的一个实施例，混合物中包括作为着色剂的氧化钒，并在制备起始玻璃 之前或期间、特别是包括精炼的熔融之前或期间，将Fe 2O3和/或CeO2作为脱色剂添加，以 便调整所期望的或预先定义的透射率。
[0023] 根据本发明的另一个实施例，制备了硅铝酸锂玻璃陶瓷制品，其包含至少0.005 的、优选至少〇. 01、更优选高达〇. 05重量％的比例的作为赋色组分的氧化钒，并且所述玻 璃陶瓷包含作为另外的组分的至少〇. 1重量％的比例的氧化铁，其中所述氧化铁的含量至 少与所述氧化钒的含量相同或大于所述氧化钒的含量；并且其中当垂直照射到玻璃陶瓷板 的表面时所述玻璃陶瓷板在可见光谱范围内的光透射率为大于2. 5%。优选地，透射率甚至 被调整为至少5%。
[0024] 不仅当加入氧化铁时，而且用氧化铈时，获得了相应的效果。因此，可以预期作为 选择地或额外地加入至少〇. 1重量％的氧化铈。
[0025] 在本发明的上下文中，透射率是指根据DIN 5033测得的光透射率，其与用标准光 源C测定的根据CIE颜色系统的Y值相同。该光相当于色温为6800K的白色光并因此表示 平均日光。换言之，玻璃陶瓷的透射率的用标准光源C测定的根据CIE颜色系统的Y值为 至少Y = 2. 5%，优选为至少Y = 5%。
[0026] 优选地，根据本发明的玻璃陶瓷，或用于制备玻璃陶瓷所提供的混合物包含下列 主要组分，以基于氧化物的重量百分比计：
[0027]
【权利要求】
1. 一种硅铝酸锂玻璃陶瓷制品、特别是硅铝酸锂玻璃陶瓷板的制备方法，其包括以下 步骤： -提供硅铝酸锂玻璃陶瓷的混合物，其中，所述混合物包含着色剂，尤其是吸收玻璃陶 瓷中的450nm至750nm的可见光谱范围的光的着色氧化物， -熔融所述混合物并生产玻璃前体，和 -陶瓷化所述玻璃前体，以得到所述玻璃陶瓷制品， 其中，在熔融前或熔融过程中向所述混合物中加入脱色剂，所述脱色剂在陶瓷化过 程中减少着色剂对可见光谱范围的至少部分区间的吸收，从而使所述玻璃陶瓷制品的在 450nm至750nm之间的可见光谱范围内的透射率整体上至少保持相同，优选提高。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于事先确定的所述玻璃陶瓷制品的透 射率，确定所述脱色剂在玻璃陶瓷组合物中的比例，并向所述混合物中添加与所述比例相 对应的量的所述脱色剂。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为所述脱色剂加入的所述物质由于 吸收作用在可见光谱范围内具有着色效果。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，通过改变所述脱色剂的添加，依次 生产具有不同透射率的多个玻璃陶瓷制品。
5. 根据权利要求中1-4任意一项所述的方法，其特征在于，至少一种多价金属的金属 氧化物作为脱色剂加入所述混合物中。
6. 根据权利要求中1-5任意一项所述的方法，其特征在于，提供具有作为着色剂的至 少一种多价金属的金属氧化物的混合物。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，提供包含作为着色剂的氧化钒的混合物。
8. 根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其特征在于，将氧化铁和/或氧化铈作为 脱色剂加入。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，提供包含作为着色剂的氧化钒的混合物， 其中，氧化铁和氧化铈在所述硅铝酸锂玻璃陶瓷制品中的重量比例之和比氧化钒的重量比 例大5至20倍。
10. 根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其特征在于，在连续熔融处理中，在槽 中制备用于所述玻璃前体的起始玻璃起始玻璃。
11. 根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其特征在于，为了制备所述玻璃陶瓷， 提供包含下述组分的混合物，以基于氧化物的重量％计： IJ2() 3-5, A120, 18-25， Si()2 55 - 75， TiC)2 1-5, 其中，对于透明玻璃陶瓷，1-2. 5重量％的范围内的Ti02含量是优选的。
12. 根据权利要求1-11中任意一项所述的方法，其特征在于，使用氧化钒作为所述着 色剂，使用氧化铁作为所述脱色剂，其中，向所述混合物中计量加入氧化铁，使得对于给定 的氧化钒含量，所述玻璃陶瓷的450纳米至600纳米波长范围内的光谱透射率特性曲线线 性至这样的程度，使得对于在450纳米至600纳米波长范围内在所述玻璃陶瓷的透射率特 性曲线上通过最小二乘法所拟合的直线的判定系数R2大于0. 9,优选大于0. 95。
13. 根据权利要求6的方法，其特征在于，提供包含作为着色剂的氧化铁以及作为成核 剂的氧化钛的混合物。
14. 根据权利要求13的方法，其特征在于，加入氧化硒作为脱色剂。
15. 根据权利要求13的方法，其特征在于，加入作为脱色剂的氧化砷，其含量小于0. 2 重量％，其中，优选在没有氧化锑的情况下利用氧化锡和/或氯化物或硫酸盐化合物进行 精炼。
16. 根据权利要求1-15中任意一项所述的方法，其特征在于，使用铬或氧化铬的重量 比例小于0. 01 %、优选小于0. 005%的混合物。
【文档编号】C03C3/087GK104411647SQ201380034205
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年6月26日
【发明者】福尔克·加贝尔, 弗里德里克·西贝斯, 乌尔里克·斯西夫那, 埃费林·韦斯 申请人:肖特股份有限公司