Capa de sellado para capas decorativas sobre artículos de material de vidrio o vitrocerámico.

Procedimiento para la producción de una capa de sellado para capas decorativas sobre por lo menos una cara deun substrato de material de vidrio o vitrocerámico,

en el que, en una primera etapa, se produce la capa decorativamediante un procedimiento del tipo de sol-gel, siendo aplicada la capa sobre el substrato de material de vidrio ovitrocerámico y siendo endurecida mediante un curado en horno, y en el que. en una segunda etapa, la capadecorativa es cubierta con una capa de sellado, que asimismo se produce mediante un procedimiento del tipo desol-gel, siendo mezclados unos pigmentos decorativos inorgánicos y unos materiales de carga con un sol,comprendiendo los pigmentos decorativos inorgánicos unas partículas de pigmentos en forma de plaquitas y unaspartículas de un material lubricante sólido inorgánico, que se añaden en una relación situada en el intervalo de 10:1a 1:1 % en peso, de manera preferida de 5:1 a 1:1 % en peso, y de manera especialmente preferida de 3:1 a1,5:1 % en peso, y siendo la mezcla producida aplicada sobre el substrato de material vitrocerámico con la capadecorativa endurecida y siendo calentada a continuación a unas temperaturas elevadas.

Capa de sellado para capas decorativas sobre artículos de material de vidrio o vitrocerámico El invento se refiere a una capa de sellado para capas decorativas sobre artículos de material de vidrio o vitrocerámico, que están sometidos a fuertes cargas térmicas y/o químicas y/o mecánicas, así como a un procedimiento para la producción de esta capa de sellado.

Los artículos de material de vidrio y en particular de material vitrocerámico se utilizan con frecuencia en unos entornos calientes, p.ej. como una parte componente de placas encimeras de cocción. Para los revestimientos decorativos utilizados, que comprenden una capa decorativa y una capa de sellado, se establecen a partir de esto unos altos requisitos en cuanto a la estabilidad térmica de los materiales. Al mismo tiempo, sin embargo, se deben tener en cuenta también otros factores, tales como por ejemplo la resistencia de adhesión y a los arañazos así como la estanqueidad contra el paso a su través de los fluidos y gases que pueden aparecer durante el uso del artículo, así como también contra los que aparecen de un modo condicionado por el sistema.

Los fabricantes de aparatos plantean unos requisitos especiales en cuanto a la resistencia al pegamiento del sistema de pegamento y de placa encimera de cocción, que también deben de ser cumplidos con un revestimiento decorativo de la cara inferior, que comprende una capa decorativa y una de sellado, de las placas encimeras de cocción; en particular, no se debe de llegar a un arranque del revestimiento de la cara inferior desde el substrato.

Los componentes de aparatos del sistema electrónico incorporado en una placa encimera de cocción pueden rasparse o arañarse en la cara inferior del material vitrocerámico, es decir las superficies de cocción revestidas en la cara inferior, situadas directamente junto a la capa de sellado.

Además de esto, el revestimiento producido debe de ser estanco frente a sustancias líquidas y oleosas, tales como las que se presentan por ejemplo en alimentos. Sin embargo, también de un modo condicionado por el sistema, pueden aparecer determinadas sustancias que no deben de tener ningún efecto desfavorable sobre los artículos de material de vidrio o vitrocerámico revestidos. En este caso se piensa por ejemplo en unas placas encimeras de cocción de material vitrocerámico calentadas con gas, en cuyos casos los óxidos de azufre, que resultan conjuntamente con agua al realizarse la combustión del gas, se convertían químicamente en un ácido, que puede atacar tanto al substrato como también a la capa decorativa y a la de sellado.

Se conocen unos revestimientos decorativos sobre materiales de vidrio y vitrocerámicos, p.ej. para el empleo como revestimiento de la cara inferior, con o sin una capa de sellado. Por lo general, una primera capa generadora de color se aplica directamente sobre los artículos transparentes y no teñidos en su volumen, del artículo de material de vidrio o vitrocerámico. Esta primera capa tiene por regla general una cierta resistencia de adhesión y a los arañazos. En particular, la estanqueidad contra el paso a su través de medios líquidos o gaseosos no es suficiente, sin embargo, en la mayor parte de los casos, referida a los altos requisitos establecidos en la zona de las placas encimeras de cocción revestidas en la cara inferior. Por lo tanto, se escoge con frecuencia una estructura de dos capas, siendo provisto el revestimiento decorativo todavía con una capa de sellado.

A partir del documento de patente europea EP 0729442 se conoce un procedimiento para la producción de capas funcionales de tipo vítreo, preferiblemente coloreadas o teñidas con coloides sobre substratos. Las capas funcionales de tipo vítreo se producen por hidrólisis y condensación, p.ej. sobre la base de un procedimiento del tipo de sol-gel. a partir de silanos y organosilanos hidrolizables y de compuestos opcionales de elementos formadores de vidrio, así como unos compuestos portadores de funciones, dispersos molecularmente, o con un tamaño a la escala de los nanómetros. Como elementos generadores de color se mencionan colorantes y pigmentos estables térmicamente, óxidos metálicos o no metálicos, iones metálicos coloreadores, coloides de metales o de compuestos metálicos e iones de metales, que reaccionan en unas condiciones de reducción para dar coloides metálicos. El revestimiento a base de una mezcla de estos componentes es aplicado sobre un substrato y consolidado térmicamente para dar una capa vítrea. La cantidad del compuesto portador de funciones, en cada caso añadido, se ajusta en tal caso a las propiedades funcionales deseadas del revestimiento que se ha de producir, p.ej. a la deseada intensidad cromática u opacidad. Con este procedimiento se pueden producir unos revestimientos exentos de grietas con una alta estabilidad térmica, mecánica y química sobre superficies de metales, de vidrio y de materiales cerámicos.

No se da ningún dato específico acerca de la resistencia de adhesión, de la resistencia a los arañazos y en particular de la estanqueidad de las capas vítreas producidas, aparte de la siguiente declaración, no expuesta con mayor detalle: “La posibilidad de la consolidación térmica a unas temperaturas relativamente altas permite la producción de unos revestimientos exentos de grietas con una alta estabilidad térmica, mecánica y química sobre superficies de metales, de vidrio y de materiales cerámicos” (columna 2 líneas 25-29) . La estanqueidad de la capa decorativa o respectivamente de la capa de sellado es, p.ej. en el caso de una utilización como revestimiento de la cara inferior de placas encimeras de cocción de material vitrocerámico, un criterio importante para los fabricantes de

este artículo, puesto que una estanqueidad defectuosa puede provocar durante el uso unas modificaciones ópticas hasta llegar a unos daños en el substrato de material de vidrio o vitrocerámico.

El documento EP 1218202 describe un procedimiento para la producción de substratos impresos, en el que una pasta de impresión es aplicada según una imagen sobre un substrato y es consolidada mediante un tratamiento térmico (de manera preferida a unas temperaturas comprendidas entre 400 y 800ºC) . Este procedimiento es apropiado para la producción de pastas de impresión conductoras, en particular pastas de impresión por serigrafía conductoras, para la impresión de substratos con componentes conductores tales como p.ej. pistas de conductores o circuitos impresos. La pasta de impresión comprende un condensado formador de una matriz, obtenido según el procedimiento del tipo de sol-gel, constituido sobre la base de poliórganosiloxanos y de uno o varios materiales de carga coloreadores, luminiscentes, conductores y activos catalíticamente. Como substratos se pueden emplear unos arbitrarios materiales estables frente al calor, preferiblemente un material cerámico, vitrocerámico o de vidrio.

La petición de unos materiales estables térmicamente está subordinada al tratamiento térmico en el transcurso del procedimiento. No se da ningún dato acerca de cómo se comportan las capas producidas según el procedimiento conforme al invento en el caso de una carga térmica alta y duradera, tal como aparece por ejemplo en el caso de revestimientos de la cara inferior de placas encimeras de cocción.

La cantidad de los materiales de carga coloreadores, luminiscentes y/o activos catalíticamente se ajusta a las deseadas propiedades funcionales del revestimiento, p.ej. la deseada intensidad cromática; no se mencionan unos criterios sobre la resistencia de adhesión, la resistencia a los arañazos y en particular sobre la estanqueidad. La capa decorativa no está provista de una capa selladora.

El documento de patente alemana DE 10355160 se refiere a una placa encimera de material de vidrio o vitrocerámico transparente, no teñida en su masa, que durante el funcionamiento está sometida a altas cargas térmicas y que tiene por toda la superficie o parcialmente un revestimiento opaco, coloreado y estable frente a altas temperaturas en forma de una estructura reticular orgánica/inorgánica provista de pigmentos generadores de color. En este caso la estructura reticular inorgánica es formada preferiblemente mediante una capa del tipo de sol-gel en la que los pigmentos cromáticos y las partículas del material de carga se incorporan en una relación cuantitativa previamente establecida. La relación de mezcladura del pigmento y del sol es usualmente de 1:1, referida al peso; en el caso de unos pigmentos bien cubrientes, la proporción se puede reducir a 20 % en peso.

En los Ejemplos de realización se mencionan como pigmentos posibles unos pigmentos basados en espinelas, unos pigmentos oxídicos y... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de una capa de sellado para capas decorativas sobre por lo menos una cara de un substrato de material de vidrio o vitrocerámico, en el que, en una primera etapa, se produce la capa decorativa mediante un procedimiento del tipo de sol-gel, siendo aplicada la capa sobre el substrato de material de vidrio o vitrocerámico y siendo endurecida mediante un curado en horno, y en el que. en una segunda etapa, la capa decorativa es cubierta con una capa de sellado, que asimismo se produce mediante un procedimiento del tipo de sol-gel, siendo mezclados unos pigmentos decorativos inorgánicos y unos materiales de carga con un sol, comprendiendo los pigmentos decorativos inorgánicos unas partículas de pigmentos en forma de plaquitas y unas partículas de un material lubricante sólido inorgánico, que se añaden en una relación situada en el intervalo de 10:1 a 1:1 % en peso, de manera preferida de 5:1 a 1:1 % en peso, y de manera especialmente preferida de 3:1 a 1, 5:1 % en peso, y siendo la mezcla producida aplicada sobre el substrato de material vitrocerámico con la capa decorativa endurecida y siendo calentada a continuación a unas temperaturas elevadas.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al sol, que se utiliza para la producción de la capa de sellado, se le añaden unos pigmentos de TiO2, que de manera preferida tienen diferentes secciones transversales y que de manera especialmente preferida comprenden unas secciones transversales de 50 a 350 nm.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque a partir de por lo menos el sol-gel de la capa de sellado, de los pigmentos inorgánicos y de los materiales de carga se produce una pasta, siendo aplicada la pasta mediante impresión por serigrafía sobre el substrato de material de vidrio o vitrocerámico con la capa decorativa curada en horno.

4. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la pasta aplicada sobre la capa decorativa curada en horno es endurecida a unas temperaturas más bajas que 300ºC.

5. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico, que se puede producir en particular con un procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, que comprende un substrato (2) de material de vidrio o vitrocerámico, que está provisto por lo menos por una cara (3, 4) de una capa de sellado (11) que cubre a una capa decorativa (5) , conteniendo la capa de sellado (11) por lo menos un agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido (9) , unos pigmentos decorativos inorgánicos (6, 7, 12) así como unos materiales de carga (8) , comprendiendo el agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido (9) de la capa de sellado (11) unos componentes orgánicos unidos con el agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido, que son repelentes del agua y de las grasas, y comprendiendo los pigmentos inorgánicos unas partículas de pigmentos en forma de plaquitas y unas partículas de un material lubricante sólido inorgánico en una relación de 10:1 a 1:1 % en peso, de manera preferida de 5:1 a 1:1 % en peso y de manera especialmente preferida de 3:1 a 1, 5:1 % en peso.

6. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la mayor longitud promedia de la sección transversal de los pigmentos en forma de partículas tiene con el espesor de la capa de sellado tiene una relación situada en el intervalo 10:1 a 1:3, de manera preferida de 8:1 a 1:1 y de manera especialmente preferida de 6:1 a 2:1.

7. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de sellado contiene unos pigmentos en forma de plaquitas con una relación dimensional (de aspecto) de por lo menos 5:1, estando situado el mayor diámetro de los pigmentos en forma de plaquitas entre 5 y 120 μm, de manera preferida entre 10 y 60 μm.

8. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido (9) de la capa de sellado (11) contiene como pigmentos en forma de plaquitas (6) unas plaquitas de mica y/o unas plaquitas basadas en un borosilicato y/o unas escamas de vidrio y/o en particular unas plaquitas de mica y/o unas plaquitas basadas en un borosilicato y/o unas escamas de vidrio revestidas y/o unos pigmentos en forma de plaquitas mejorados con TiO2.

9. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de sellado contiene, como material lubricante sólido inorgánico, un grafito y/o nitruro de boro y/o un compuesto inorgánico no oxídico, que tiene una pequeña energía superficial de manera preferida una energía superficial que a lo sumo es 20 % más alta que la energía superficial del grafito, teniendo, en el caso de la utilización de grafito, preferiblemente un 90 % del grafito añadido unos tamaños de granos menores que 6 a 19 μm.

10. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido de la capa de sellado contiene, como material lubricante sólido inorgánico (6, 7) , un grafito (7) en una cantidad tal que la capa de sellado (5) producida tiene un tono de gris que en el sistema colorimétrico de CIELAB se sitúa en una región que comprende los valores L = 85 a 30, a = -8 a +8, y b= -8 hasta +8.

11. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido (9) de la capa de sellado (11) contiene unos pigmentos en forma de plaquitas (6) y unos compuestos inorgánicos no oxídicos (7) en la misma relación ponderal y con la misma composición que el agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido de la capa decorativa.

12. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de sellado (11) producida contiene una proporción ponderal de los pigmentos (6, 7) y los materiales de carga (8) que es más alta que la proporción ponderal del agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido (9) , en el que el agente aglutinante del tipo de sol-gel endurecido (9) tiene una proporción de a lo sumo 40 % en peso, de manera preferida de a lo sumo de 30 % en peso del peso total de la capa de sellado producida.

13. Artículo (1) de material de vidrio o vitrocerámico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de sellado endurecida (11) tiene la misma composición que la capa decorativa endurecida (5) , con la diferencia de que la red de un óxido metálico de la capa de sellado (11) contiene más cantidad, referida al número de los radicales orgánicos, preferiblemente por lo menos 5 % más radicales orgánicos que la red de un óxido metálico de la capa decorativa (5) .

14. Placa encimera de cocción de material vitrocerámico, que comprende un artículo (1) de material vitrocerámico de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 5 hasta 13.

15. Placa encimera de cocción de material vitrocerámico de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque la capa de sellado (11) cubre también por lo menos a una zona de calentamiento (12) de la placa encimera de cocción.

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3