具有預(yù)定透射率的玻璃陶瓷的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及主要涉及玻璃陶瓷制品、例如用于爐灶面或壁爐窗的玻璃陶瓷板的制備。通過本發(fā)明可以使陶瓷玻璃在可見光譜范圍內(nèi)的特定色調(diào)或特定吸收的調(diào)整變得便利。本發(fā)明基于如下發(fā)現(xiàn)：通過加入具有脫色劑效果的物質(zhì)，可以在陶瓷化處理期間減弱通過適用于或存在于玻璃陶瓷中的著色劑的光吸收。
【專利說明】具有預(yù)定透射率的玻璃陶瓷的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般涉及玻璃陶瓷制品的制造，例如用于爐灶面或壁爐窗的玻璃陶瓷板的 制造。更具體而言，本發(fā)明涉及至少部分透明的玻璃陶瓷制品的制造。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)現(xiàn)玻璃陶瓷板除了別的以外還應(yīng)用作爐灶面。用于該目的的玻璃陶瓷在室溫至 高達(dá)700°C的操作溫度之間的溫度范圍內(nèi)通常顯示出通常小于I. 5ΧΚΓ7Κ的低至零的熱 膨脹。在一個(gè)實(shí)施例中，這些玻璃陶瓷在其整個(gè)體積中顯然被染色，以便遮住布置在爐灶面 下方的灶臺(tái)的部件。在第二個(gè)實(shí)施例中，玻璃陶瓷是透明的，并且能夠通過位于下表面和/ 或上表面上的遮光涂料、即遮光涂層從視野中遮住玻璃陶瓷下方的技術(shù)部件。玻璃陶瓷的 該透明的實(shí)施例也用于壁爐窗的應(yīng)用中。
[0003] 并且出于實(shí)用或美觀的目的，人們希望使發(fā)光顯示元件能夠透過玻璃陶瓷板發(fā) 光。在這種情況下，高透射率和低色彩失真是理想的。在透明的實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)保證例如在 彩色的下表面涂層上或壁爐的火焰上的良好的和未改變的景觀。
[0004] WO 2010/040443 A2公開了一種具有改進(jìn)的色彩顯示性能的透明的染色爐灶面， 其包含玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷包含高石英混晶作為主晶相并且所述玻璃陶瓷除了無(wú)法避 免的痕量外不含有化學(xué)精煉劑氧化砷和/或氧化銻。在可見光區(qū)中波長(zhǎng)大于450nm的整個(gè) 范圍內(nèi)，玻璃陶瓷顯示出大于〇. 1 %的透射率值，在可見區(qū)的光透射率范圍為〇. 8-2. 5 %， 并在1600nm的紅外區(qū)的光透射率范圍為45-85%。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)著色，加入作為賦色氧化物的氧化釩（V2O5)以及氧化鐵。
[0006] 氧化釩具有非常強(qiáng)的著色效果。因此以適當(dāng)?shù)偷牧繉⑵浼尤搿＿@意味著調(diào)整預(yù)期 的透射率是非常重要的，因?yàn)樵诓ＡЩ旌衔镏械拟C含量的較小偏差將引起玻璃陶瓷的顏色 外觀的劇烈變化。當(dāng)在可見光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的透射率的值時(shí)，該問題進(jìn)一步加劇，因 為這在混合物配量所傾向的不確定性下甚至增加了氧化釩的含量的相對(duì)變化量。
[0007] 另一個(gè)問題是在連續(xù)熔融處理中制備起始玻璃中的著色氧化物的特定含量的調(diào) 整。在這種情況下，例如如果人們希望制備用于具有更高透射率的玻璃陶瓷的玻璃，那么必 須降低著色氧化物含量。然而這僅在復(fù)雜的再熔融工藝中是可行的，在該工藝中生產(chǎn)了大 量無(wú)法使用的玻璃。
[0008] 因此期望可以使玻璃陶瓷在可見光譜范圍內(nèi)的特定色調(diào)或特定的吸收性的調(diào)整 變得容易。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 該目的是通過權(quán)利要求1的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu) 選的實(shí)施例和變型。
[0010] 因此，本發(fā)明提供了一種具體為硅鋁酸鋰玻璃陶瓷板的硅鋁酸鋰玻璃陶瓷制品的 制備方法，其包括以下步驟： toon]-提供硅鋁酸鋰玻璃陶瓷的混合物，所述混合物包含著色劑，尤其是吸收玻璃陶瓷 中的450nm至750nm之間的可見光譜范圍的光的著色氧化物，
[0012] -熔融所述混合物并生產(chǎn)玻璃前體，并
[0013] -陶瓷化所述玻璃前體，以得到所述玻璃陶瓷制品，
[0014] -其中，在熔融前或熔融過程中，向所述混合物中加入脫色劑，所述脫色劑在陶瓷 化過程中減少著色劑對(duì)可見光譜范圍的至少部分區(qū)間的吸收，從而使玻璃陶瓷制品的在 450nm至750nm之間的可見光譜范圍內(nèi)的透射率整體上至少保持相同，優(yōu)選提高。
[0015] 特別是，可以基于事先確定的玻璃陶瓷制品的透射率，確定脫色劑的比例，并向混 合物中添加與該比例相應(yīng)的量的脫色劑。
[0016] 本發(fā)明基于如下發(fā)現(xiàn)：通過加入具有脫色效果的其它物質(zhì)，在陶瓷化處理過程中 可以減弱適于或存在于玻璃陶瓷的著色劑的光吸收性?？梢酝ㄟ^這種方式制備如下混合 物：當(dāng)加工為玻璃陶瓷時(shí)其在可見光譜范圍內(nèi)、尤其是在450nm至750nm或在可見光譜范圍 的部分區(qū)域中顯示出較高的光吸收性，并之后通過添加脫色劑選擇性地削弱該光吸收性， 以便獲得所需的透射率。在用于生產(chǎn)起始玻璃的連續(xù)熔融處理中，特別是也可以保持用于 在可見光譜范圍內(nèi)具有不同透射率的玻璃陶瓷的相同的混合物。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，因此建議的是：通過改變加入的脫色劑的量，依次生產(chǎn) 具有不同透射率的多個(gè)玻璃陶瓷制品。由于保持了混合物的成分，可以在連續(xù)熔融處理中， 在槽中制備用于玻璃前體的起始玻璃。由于只有脫色劑的含量發(fā)生變化，因此能夠放棄復(fù) 雜的再熔融。
[0018] 出人意料地，當(dāng)加入由于可見光譜范圍內(nèi)的吸收作用而本身具有賦色效果的脫色 劑時(shí)，在某些情況下本發(fā)明的方法甚至也起作用。因此，盡管根據(jù)該實(shí)施例甚至更多的固有 著色劑包括在所述玻璃中，但是總的結(jié)果是由于陶瓷化過程中的脫色，減弱了玻璃陶瓷的 吸收作用。
[0019] 特別適合用作脫色劑的是多價(jià)金屬的金屬氧化物。在這種情況下，可以將這樣的 金屬氧化物中的單-種加入至混合物中，或可加入不同的多價(jià)金屬的金屬氧化物。
[0020] 同樣地，一種或多種多價(jià)金屬的金屬氧化物適合用作所提供的混合物中的著色 劑。
[0021] 對(duì)于透明地體積-染色的玻璃陶瓷的實(shí)施例，特別優(yōu)選使用氧化釩（V2O5)作為混 合物中的著色劑。氧化釩是多價(jià)的，并能夠通過在不同的氧化態(tài)之間的轉(zhuǎn)化強(qiáng)烈地改變其 著色效果。此外，著色效果非常強(qiáng)。在一個(gè)沒有根據(jù)本發(fā)明的脫色的示例中，0.025的重量 百分比的含量通常已經(jīng)導(dǎo)致在厚度為4毫米的玻璃陶瓷板中可見光譜范圍內(nèi)的光透射率 僅為2%或以下。
[0022] 特別是對(duì)于著色劑氧化釩，已經(jīng)證實(shí)氧化鐵和/或氧化鈰作為脫色劑是非常有效 的。因此根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，混合物中包括作為著色劑的氧化釩，并在制備起始玻璃 之前或期間、特別是包括精煉的熔融之前或期間，將Fe 2O3和/或CeO2作為脫色劑添加，以 便調(diào)整所期望的或預(yù)先定義的透射率。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，制備了硅鋁酸鋰玻璃陶瓷制品，其包含至少0.005 的、優(yōu)選至少〇. 01、更優(yōu)選高達(dá)〇. 05重量％的比例的作為賦色組分的氧化釩，并且所述玻 璃陶瓷包含作為另外的組分的至少〇. 1重量％的比例的氧化鐵，其中所述氧化鐵的含量至 少與所述氧化釩的含量相同或大于所述氧化釩的含量；并且其中當(dāng)垂直照射到玻璃陶瓷板 的表面時(shí)所述玻璃陶瓷板在可見光譜范圍內(nèi)的光透射率為大于2. 5%。優(yōu)選地，透射率甚至 被調(diào)整為至少5%。
[0024] 不僅當(dāng)加入氧化鐵時(shí)，而且用氧化鈰時(shí)，獲得了相應(yīng)的效果。因此，可以預(yù)期作為 選擇地或額外地加入至少〇. 1重量％的氧化鈰。
[0025] 在本發(fā)明的上下文中，透射率是指根據(jù)DIN 5033測(cè)得的光透射率，其與用標(biāo)準(zhǔn)光 源C測(cè)定的根據(jù)CIE顏色系統(tǒng)的Y值相同。該光相當(dāng)于色溫為6800K的白色光并因此表示 平均日光。換言之，玻璃陶瓷的透射率的用標(biāo)準(zhǔn)光源C測(cè)定的根據(jù)CIE顏色系統(tǒng)的Y值為 至少Y = 2. 5%，優(yōu)選為至少Y = 5%。
[0026] 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷，或用于制備玻璃陶瓷所提供的混合物包含下列 主要組分，以基于氧化物的重量百分比計(jì)：
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種硅鋁酸鋰玻璃陶瓷制品、特別是硅鋁酸鋰玻璃陶瓷板的制備方法，其包括以下 步驟： -提供硅鋁酸鋰玻璃陶瓷的混合物，其中，所述混合物包含著色劑，尤其是吸收玻璃陶 瓷中的450nm至750nm的可見光譜范圍的光的著色氧化物， -熔融所述混合物并生產(chǎn)玻璃前體，和 -陶瓷化所述玻璃前體，以得到所述玻璃陶瓷制品， 其中，在熔融前或熔融過程中向所述混合物中加入脫色劑，所述脫色劑在陶瓷化過 程中減少著色劑對(duì)可見光譜范圍的至少部分區(qū)間的吸收，從而使所述玻璃陶瓷制品的在 450nm至750nm之間的可見光譜范圍內(nèi)的透射率整體上至少保持相同，優(yōu)選提高。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于事先確定的所述玻璃陶瓷制品的透 射率，確定所述脫色劑在玻璃陶瓷組合物中的比例，并向所述混合物中添加與所述比例相 對(duì)應(yīng)的量的所述脫色劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，作為所述脫色劑加入的所述物質(zhì)由于 吸收作用在可見光譜范圍內(nèi)具有著色效果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，通過改變所述脫色劑的添加，依次 生產(chǎn)具有不同透射率的多個(gè)玻璃陶瓷制品。
5. 根據(jù)權(quán)利要求中1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，至少一種多價(jià)金屬的金屬 氧化物作為脫色劑加入所述混合物中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求中1-5任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，提供具有作為著色劑的至 少一種多價(jià)金屬的金屬氧化物的混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，提供包含作為著色劑的氧化釩的混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將氧化鐵和/或氧化鈰作為 脫色劑加入。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，提供包含作為著色劑的氧化釩的混合物， 其中，氧化鐵和氧化鈰在所述硅鋁酸鋰玻璃陶瓷制品中的重量比例之和比氧化釩的重量比 例大5至20倍。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在連續(xù)熔融處理中，在槽 中制備用于所述玻璃前體的起始玻璃起始玻璃。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了制備所述玻璃陶瓷， 提供包含下述組分的混合物，以基于氧化物的重量％計(jì)： IJ2() 3-5, A120, 18-25， Si()2 55 - 75， TiC)2 1-5, 其中，對(duì)于透明玻璃陶瓷，1-2. 5重量％的范圍內(nèi)的Ti02含量是優(yōu)選的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用氧化釩作為所述著 色劑，使用氧化鐵作為所述脫色劑，其中，向所述混合物中計(jì)量加入氧化鐵，使得對(duì)于給定 的氧化釩含量，所述玻璃陶瓷的450納米至600納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜透射率特性曲線線 性至這樣的程度，使得對(duì)于在450納米至600納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)在所述玻璃陶瓷的透射率特 性曲線上通過最小二乘法所擬合的直線的判定系數(shù)R2大于0. 9,優(yōu)選大于0. 95。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，提供包含作為著色劑的氧化鐵以及作為成核 劑的氧化鈦的混合物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，加入氧化硒作為脫色劑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，加入作為脫色劑的氧化砷，其含量小于0. 2 重量％，其中，優(yōu)選在沒有氧化銻的情況下利用氧化錫和/或氯化物或硫酸鹽化合物進(jìn)行 精煉。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用鉻或氧化鉻的重量 比例小于0. 01 %、優(yōu)選小于0. 005%的混合物。
【文檔編號(hào)】C03C3/087GK104411647SQ201380034205
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月26日
【發(fā)明者】福爾克·加貝爾, 弗里德里克·西貝斯, 烏爾里克·斯西夫那, 埃費(fèi)林·韋斯 申請(qǐng)人:肖特股份有限公司