ARTÍCULO DE VITROCERÁMICA CON BARRERA DE DIFUSIÓN Y PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR UN ARTÍCULO DE VITROCERÁMICA CON BARRERA DE DIFUSIÓN.

Procedimiento para fabricar un sustrato de vitrocerámica decorado,

en el que se fabrica o se proporciona un sustrato de vidrio (1), se deposita sobre el sustrato (1) una capa (5) portadora de óxido de silicio, se aplica una pintura decorativa (9) sobre la capa (5) portadora de óxido de silicio, se cuece la pintura decorativa (9) y se ceramiza el sustrato de vidrio (1), caracterizado porque se deposita pirolíticamente a la llama la capa (5) portadora de óxido de silicio por barrido de al menos una zona de la superficie del sustrato (1) con una llama (22) e hidrólisis de un compuesto de silicio añadido a la llama, y porque se genera con la deposición pirolítica a la llama una capa (5) portadora de óxido de silicio que forma una barrera de difusión eficaz contra una formación de halos en el entorno de la decoración.

La invención se refiere en general a la fabricación de artículos de vitrocerámica y en particular la invención concierne a capas de barrera en tales artículos.

Muchos artículos de vitrocerámica, como, por ejemplo, superficies de cocción de vitrocerámica, presentan decoraciones. En una superficie de cocción pueden estar presentes, entre otras, decoraciones de forma circular que indican las limitaciones de los distintos campos de cocción. Se aplican también frecuentemente datos referentes al fabricante.

Por motivos de costes, las pinturas decorativas se cuecen generalmente sobre los sustratos de vidrio al mismo tiempo que se realizan procesos de recocido, como especialmente procesos de pretensado y/o ceramización. Sin embargo, en una serie de pinturas decorativas se pueden producir efectos superficiales virtualmente molestos, especialmente durante el proceso de ceramización pasando del sustrato de vidrio a la vitrocerámica. Son conocidos a este respecto especialmente los halos u orlas en el entorno de la decoración que van del azul a los colores del arco iris, así como las trazas de contacto visibles por efectos de interferencia durante la manipulación o el almacenamiento. Entre otras, pueden permanecer visibles huellas de ventosa o huellas del papel.

En el documento DE 39 36 654 C1 se describe un procedimiento que revela una cocción de decoraciones exentas de halos durante el proceso de ceramización de vitrocerámica LAS. En el procedimiento se aplica sobre el sustrato de vidrio de partida, antes de la decoración, una capa de óxido de silicio, preferiblemente con ayuda de un procedimiento de pulverización.

Sin embargo, se ha visto aquí que es desventajoso el hecho de que esta capa de SiO2 tiene que aplicarse con un espesor relativamente grande, de aproximadamente 100 nm, para impedir eficazmente la producción de halos. El espesor grande es necesario para impedir la difusión de elementos decorativos, como, por ejemplo, boro, en el vidrio crudo. Otra desventaja es la tendencia a la formación de fisuras de capas de sol-gel en condiciones de alta temperatura y con grandes espesores de capa, la cual tiene su origen en una reticulación posterior y una contracción resultante de la capa.

Debido al espesor de la capa de SiO2 se producen, además, durante el proceso de ceramización, unas deformaciones no deseadas del sustrato. La capa de SiO2 relativamente rígida en el lado superior conduce a que, debido a la disminución de la viscosidad ligada a la ceramización y debido al proceso de contracción del sustrato también ligado a ésta, se deforme el sustrato en forma de domo.

El documento EP-A-0 550 819 describe un procedimiento en el que se aplica sobre el artículo de vitrocerámica una capa de SiO2 después de la cochura de la pintura de vitrocerámica.

Asimismo, en el documento EP 1 148 036 A1 se describe un procedimiento para modificar una superficie de un sustrato compacto, en el que se trata la superficie con una llama oxidante y una llama silicatante. Este procedimiento, en el que en una ejecución se aplica sobre la superficie una tinta de imprenta, por ejemplo en forma de un procedimiento de serigrafía, de impresión plana o de impresión offset o bien de impresión en huecograbado, sirve para proporcionar superficies amorfas de sustratos compactos. En este caso, se generan superficies homogeneizadas con una alta densidad de grupos OH reactivos. En el procedimiento se reduce en un primer paso del mismo, por utilización de una llama oxidante, la humedad contenida en capas de gel no homogéneas que se presentan en superficies amorfas de sustratos compactos. En un segundo paso de tratamiento se aplica, utilizando una llama silicatante, una capa de silicato o una capa de óxido de silicio con rugosidad submicroscópica.

Se puede aplicar una tinta de imprenta sobre esta capa utilizando técnicas de impresión muy diferentes. En una realización del procedimiento se genera una llama silicatante y, a través de una pirolisis a la llama, se produce un revestimiento de SiOx sobre la superficie del sustrato que se debe revestir.

Sin embargo, el documento EP 1 148 036 A1 describe la rugosidad de la capa como situada en el rango submicroscópico. Por tanto, una combinación de la generación de la capa por pirolisis a la llama con la clase de revestimiento según el documento DE 39 36 654 C1, que trabaja según el procedimiento sol-gel, no parece ser adecuada para resolver los problemas ligados con este documento.

Por consiguiente, la invención se basa en el problema de proporcionar sustratos de vitrocerámica mejorados con decoración. Este problema se resuelve ya de una manera muy sorprendentemente sencilla mediante un procedimiento y un sustrato de vitrocerámica según las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones subordinadas se indican perfeccionamientos y ejecuciones ventajosos de la invención.

Este problema se resuelve con el objeto de las reivindicaciones 1, 2, 21, 22, 27 y 28.

Por consiguiente, la invención reside en un procedimiento para fabricar un sustrato de vitrocerámica decorado, en el que se fabrica o proporciona un sustrato de vidrio, se deposita una capa portadora de óxido de silicio sobre el sustrato, se aplica una pintura decorativa sobre la capa portadora de óxido de silicio, se produce una decoración por cochura de la pintura decorativa y se ceramiza el sustrato de vidrio, depositándose pirolíticamente a la llama la capa portadora de óxido de silicio por barrido de al menos una zona de la superficie del sustrato con una llama e hidrólisis de un compuesto de silicio añadido a la llama. Un sustrato de vitrocerámica obtenible según la invención está equipado de manera correspondiente con una decoración de pintura decorativa cocida, estando aplicada la decoración sobre una capa pirolítica a la llama, portadora de óxido de silicio, dispuesta sobre el sustrato.

Es posible también aplicar la decoración antes de la deposición de la capa portadora de óxido de silicio y depositar luego la capa portadora de óxido de silicio sobre el sustrato, con lo que la pintura decorativa y las zonas no decoradas de la superficie son cubiertas por la capa portadora de óxido de silicio. Por consiguiente, en un procedimiento para fabricar un sustrato decorado o un sustrato de vitrocerámica decorado según esta forma de realización de la invención se fabrica o proporciona un sustrato de vidrio, se aplica pintura decorativa sobre el sustrato, se deposita una capa portadora de óxido de silicio sobre la superficie provista de la decoración, se cuece la pintura decorativa y se ceramiza el sustrato de vidrio, depositándose pirolíticamente a la llama la capa portadora de óxido de silicio por barrido de al menos una zona de la superficie del sustrato con una llama e hidrólisis de un compuesto de silicio añadido a la llama.

En ambos casos – deposición de la capa portadora de óxido de silicio antes o después de la aplicación de la pintura decorativa – un sustrato de vitrocerámica producidos según la invención está equipado con una decoración de pintura decorativa cocida, estando rodeada la decoración por zonas de la superficie del sustrato cubiertas por una capa pirolítica a la llama portadora de óxido de silicio. De esta manera, se evita eficazmente una formación de halos.

Mediante la invención descrita en el presente documento se puede evitar, entre otras cosas, una deformación de sustratos como la que se presenta en el procedimiento descrito en el documento DE 3936654 C1, ya que se ha comprobado de manera sorprendente que las capas de SiO2 que se producen con el procedimiento de pirolisis a la llama según la invención pueden ser netamente más finas.

Se ha visto sorprendentemente que una deposición de una capa portadora de óxido de silicio con un espesor de capa de 1 a 100 nanómetros, en particular preferiblemente 4 a 40 nanómetros y de manera especialmente preferida también a lo sumo 20 nanómetros, es ya suficiente para reprimir, como barrera de difusión, que se produzca una difusión de componentes desde o hacia el sustrato. Con capas tan finas se reduce así ya eficazmente una formación de halos en la decoración. Con este pequeño espesor no se observa ya la deformación anteriormente descrita del sustrato durante el proceso de ceramización. Este sorprendente efecto puede atribuirse a la estructura muy densa y al mejorado efecto de barrera así provocado de tales capas pirolíticas a la llama portadoras de silicato. Debido al pequeño espesor, la capa es también visualmente inoperante o invisible,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para fabricar un sustrato de vitrocerámica decorado, en el que se fabrica o se proporciona un sustrato de vidrio (1), se deposita sobre el sustrato (1) una capa (5) portadora de óxido de silicio, se aplica una pintura decorativa (9) sobre la capa (5) portadora de óxido de silicio, se cuece la pintura decorativa (9) y se ceramiza el sustrato de vidrio (1), caracterizado porque se deposita pirolíticamente a la llama la capa (5) portadora de óxido de silicio por barrido de al menos una zona de la superficie del sustrato (1) con una llama (22) e hidrólisis de un compuesto de silicio añadido a la llama, y porque se genera con la deposición pirolítica a la llama una capa (5) portadora de óxido de silicio que forma una barrera de difusión eficaz contra una formación de halos en el entorno de la decoración.

2. Procedimiento para fabricar un sustrato de vitrocerámica decorado, en el que se fabrica o se proporciona un sustrato de vidrio (1), se aplica una pintura decorativa (9) sobre el sustrato (1), se deposita una capa (5) portadora de óxido de silicio sobre la superficie provista de la decoración, se cuece la pintura decorativa (9) y se ceramiza el sustrato de vidrio (1), caracterizado porque se deposita pirolíticamente a la llama la capa (5) portadora de óxido de silicio por barrido de al menos una zona de la superficie del sustrato (1) con una llama (22) e hidrólisis de un compuesto de silicio añadido a la llama.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cochura de la decoración se efectúa mediante una ceramización del sustrato (1).

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la aplicación de la pintura decorativa (9) se efectúa por impresión, aplicación electrostática o electrofotográfica, transferencia de una calcomanía, proyección o pulverización.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como compuesto de silicio se emplea al menos una de las sustancias

- hexametildisiloxano (HMDSO),

- hexametildisilazano (HMDSN),

- tetraetoxisilano.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se emplea un gas combustible con al menos uno de los componentes hidrógeno, metano, propano, butano para generar la llama.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se genera una llama con una parte oxidante y una parte reductora y se barre el sustrato (1) solamente con la parte oxidante para depositar la capa (5) portadora de óxido de silicio.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se reviste un sustrato plano (1) en ambos lados, por pirólisis a la llama, con una capa (5) portadora de óxido de silicio.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se reviste adicionalmente el sustrato (1) con una capa reflectante de infrarrojos.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque se reviste el sustrato (1) con una capa de óxido de estaño actuante como capa reflectante de infrarrojos y también con una capa de óxido de estaño dopada con flúor actuante como capa reflectante de infrarrojos.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se deposita la capa (5) portadora de óxido de silicio con un espesor de capa de 2 a 100 nanómetros, preferiblemente 4 a 40 nanómetros y de manera especialmente preferida a lo sumo 20 nanómetros.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se reviste una zona parcial de la capa (5) portadora de óxido de silicio con un revestimiento hidrófobo.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque se reviste una zona parcial de la capa (5) portadora de óxido de silicio con una capa de sol-gel portadora de fluoroalquilsilano.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fabricación del sustrato de vidrio (1) comprende la fabricación de una cinta de vidrio continua (10) por flotación.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fabricación del sustrato de vidrio (1) comprende la fabricación de una cinta de vidrio continua (10) por laminación.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque la deposición de la capa

(5) portadora de óxido de silicio comprende la deposición de la misma sobre la cinta de vidrio (10) después de la laminación o la flotación.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fabricación de un sustrato de vidrio (1) comprende el corte de un tramo y su separación de una cinta de vidrio fabricada de manera continua.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque la deposición de la capa (5) portadora de óxido de silicio comprende la deposición de una capa portadora de óxido de silicio sobre el sustrato individualizado obtenido por corte.

19. Procedimiento para fabricar un artículo de vitrocerámica, especialmente una encimera de cocción de vitrocerámica, una luna transparente de vitrocerámica o un reflector de vitrocerámica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque se deposita pirolíticamente a la llama sobre al menos un lado del sustrato del artículo o del sustrato de vidrio crudo una capa de barrera portadora de óxido de silicio por barrido con una llama e hidrólisis de un compuesto de silicio añadido a la llama.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque con la deposición pirolítica a la llama se genera una estructura superficial granulosa de la capa (5) portadora de óxido de silicio con granos de óxido de silicio dispuestos sobre la superficie de una capa densa y dotados de un diámetro de hasta 80 nanómetros, preferiblemente hasta 60 nanómetros.

21. Sustrato de vitrocerámica, especialmente obtenible según una de las reivindicaciones anteriores, que está equipado con una decoración de pintura decorativa cocida (9), en el que se ha aplicado la decoración en el sustrato sobre una capa (5) pirolítica a la llama, portadora de óxido de silicio y actuante como barrera de difusión contra una formación de halos en el entorno de la decoración, caracterizado porque la capa (5) portadora de óxido de silicio presenta una superficie granulosa u ondulada con granos portadores de óxido de silicio dispuestos sobre la capa y dotados de un diámetro de hasta 80 nanómetros, preferiblemente hasta 60 nanómetros.

22. Sustrato de vitrocerámica, especialmente obtenible con un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que está equipado con una decoración de pintura decorativa cocida (9), en el que la decoración está rodeada por zonas de la superficie del sustrato cubiertas con una capa (5) pirolítica a la llama y portadora de óxido de silicio, caracterizado porque la capa (5) portadora de óxido de silicio presenta una superficie granulosa u ondulada con granos portadores de óxido de silicio dispuestos sobre la capa y dotados de un diámetro de hasta 80 nanómetros, preferiblemente hasta 60 nanómetros.

23. Sustrato de vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa (5) portadora de óxido de silicio presenta un espesor de capa de 2 a 100 nanómetros, preferiblemente 4 a 40 nanómetros y de manera especialmente preferida a lo sumo 20 nanómetros.

24. Sustrato de vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por un revestimiento hidrófobo sobre al menos una zona parcial de la capa (5) portadora de óxido de silicio.

25. Sustrato de vitrocerámica según la reivindicación 24, caracterizado porque el revestimiento hidrófobo comprende una capa de silicato portadora de fluoroalquilsilano.

26. Sustrato de vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por una capa de óxido de estaño.

27. Producto que comprende un sustrato de vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 26, en el que el producto es una encimera de cocción o una luna de horno de cocción o un recipiente de cocción, guisado o cocinado, especialmente un wok, o una vajilla de comer, o una luna de un mueble de refrigeración, o un reflector de vitrocerámica, o una luna transparente de vitrocerámica.

28. Producto intermedio para fabricar un artículo de vitrocerámica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sustrato de vidrio crudo y una capa (5) pirolítica a la llama, portadora de óxido de silicio, depositada sobre el mismo, caracterizado porque la capa (5) portadora de óxido de silicio presenta una superficie granulosa u ondulada con granos portadores de óxido de silicio dispuestos sobre la capa y dotados de un diámetro de hasta 80 nanómetros, preferiblemente hasta 60 nanómetros.