Revestimiento decorativo de artículos de vidrio o de vitrocerámica.

Procedimiento para la producción de capas decorativas (5) sobre sustratos (2) de vidrio o vitrocerámica por medio de un procedimiento de sol-gel,

añadiéndose al sol pigmentos decorativos (6, 7) y materiales de carga (8), y endureciendo la mezcla resultante mediante curado al horno bajo formación de una capa decorativa (5), caracterizado porque como pigmentos decorativos se añaden partículas de pigmentos (6) en forma de plaquitas y lubricante sólido (7) en una relación de los porcentajes en peso en el intervalo de 10.1 a 1:1, preferiblemente de 5:1 a 1:1, de manera particularmente preferida de 3:1 a 1,5:1.

Revestimiento decorativo de artículos de vidrio o de vitrocerámica La invención se refiere, en general, a revestimientos decorativos en artículos de vidrio o de vitrocerámica y, especialmente, a un procedimiento para la creación de diferentes tonalidades como coloración para revestimientos que están expuestos a solicitaciones térmicas, mecánicas y químicas.

Artículos de vidrio y, en particular, de vitrocerámica se utilizan a menudo en entornos calientes, p. ej. como componente de encimeras. Para los revestimientos decorativos utilizados resultan, de ello, elevadas solicitaciones en cuanto a la estabilidad frente a la temperatura de los materiales. Sin embargo, al mismo tiempo también se han de tener en cuenta otros factores tales como, por ejemplo, la adherencia y la resistencia al rayado así como la estanqueidad frente al paso de fluidos y gases que pueden manifestarse al utilizar el artículo, al igual que contra aquellos factores que aparecen condicionados por el sistema. La estanqueidad de la capa decorativa o bien de la capa de sellado es, p. ej. en el caso de utilizarla como revestimiento del lado inferior de encimeras de vitrocerámica, un criterio importante para los fabricantes de estos artículos, ya que una estanqueidad deficiente en el uso puede provocar variaciones ópticas que pueden llegar a deterioros en el sustrato de vidrio o vitrocerámica.

Particularmente, también la adherencia juega un papel decisivo, p. ej. en el revestimiento de la parte inferior de encimeras, y es crítica en relación con la composición de las sustancias colorantes. De esta forma, los fabricantes de aparatos establecen también requisitos particulares a la resistencia de adhesión del sistema pegamento/encimera, los cuales deben cumplirse también con un revestimiento decorativo de la parte inferior de las encimeras. En particular, no se puede producir un desgarre del revestimiento de la parte inferior del sustrato. Componentes del aparato de la electrónica incorporada de una encimera pueden rayarse o arañarse en el lado inferior de la vitrocerámica, es decir, en el caso de superficies de cocción revestidas en la parte inferior, directamente en el revestimiento de la parte inferior. Además de ello, el revestimiento generado debe ser estanco frente a sustancias líquidas y oleosas tal como se presentan, por ejemplo, en los alimentos. Sin embargo, también pueden aparecer determinadas sustancias condicionadas por el sistema que no deben tener efecto negativo alguno sobre el artículo de vidrio o de vitrocerámica revestido. En este caso, se piensa, por ejemplo, en encimeras de vitrocerámica caldeadas por gas, en las que óxidos de azufre, que se forman junto con el agua durante la combustión del gas, reaccionan para formar un ácido el cual puede atacar al sustrato como también a la capa decorativa.

Son conocidos revestimientos decorativos sobre vidrio y vitrocerámica, p. ej. para su empleo como revestimiento de la parte inferior. Por lo general, una primera capa colorante se aplica directamente sobre el artículo de vidrio/vitrocerámica transparente y no pintado en volumen. Por norma general, esta primera capa presenta una cierta adherencia y resistencia al rayado. En particular, la estanqueidad frente al paso de medios líquidos o gaseosos no es a menudo suficiente en relación con las elevadas exigencias en la zona de las encimeras revestidas en su parte inferior. Por este motivo, la mayoría de las veces se elige una estructura de dos capas, al proveer al revestimiento decorativo además de una capa de sellado.

A partir del documento EP 0729442 A1 se conoce un procedimiento para la producción de capas funcionales vítreas, preferiblemente de color o coloreadas de manera coloidal sobre sustratos. Las capas vítreas funcionales se producen mediante hidrólisis y condensación, p. ej. sobre la base de un proceso de sol-gel, a partir de silanos hidrolizables, organosilanos y compuestos opcionales de elementos formadores de vidrio, así como soportes funcionales dispersos moleculares o de nanoescala. Como elementos colorantes se mencionan colorantes y pigmentos estables frente a la temperatura (p. ej. pigmentos de negro de carbono) , óxidos de metales (p. ej. TiO2)

o de no metales, iones metálicos colorantes, coloides de metales o de compuestos metálicos e iones metálicos que reaccionan para formar coloides de metales bajo condiciones reductoras. El revestimiento a base de una mezcla de estos componentes se aplica sobre un sustrato y se compacta térmicamente para formar una capa vítrea. La cantidad de los soportes funcionales añadidos en cada caso se ajusta con ello a las propiedades funcionales deseadas del revestimiento a crear, p. ej. la intensidad de color deseada o la opacidad. Con este procedimiento se pueden crear revestimientos exentos de rajas con una elevada estabilidad térmica, mecánica y química sobre superficies de metales, vidrio y cerámicas.

El documento EP 1218202 A1 describe un procedimiento para la producción de sustratos impresos, en el que una 2

pasta de impresión se aplica de acuerdo con la imagen sobre un sustrato y se compacta mediante tratamiento térmico (preferiblemente entre 400 y 800º C) . Este procedimiento se adecua para la producción de pastas impresas conductoras, en particular pastas de serigrafía conductoras para la estampación de sustratos con componentes conductores tales como, p. ej., pistas conductoras. La pasta de impresión comprende un condensado a base de poliorganosiloxanos, formador de la matriz y obtenido según el procedimiento sol-gel, y uno o más materiales de carga colorantes, luminiscentes, conductores y/o catalíticamente activos. Como sustratos pueden emplearse materiales estables frente al calor, arbitrarios, preferiblemente cerámica, vitrocerámica y vidrio. La demanda de materiales estables frente al calor está en deuda con el tratamiento térmico en el transcurso del procedimiento.

El documento DE 10355160 A1 se refiere a una placa de vidrio/vitrocéramica transparente y no coloreada, la cual está expuesta en funcionamiento a elevadas solicitaciones térmicas y presenta, en toda su superficie o parcialmente, un revestimiento de color, opaco, estable a altas temperaturas, en forma de una estructura de malla orgánica/inorgánica provista de pigmentos colorantes. En este caso, la estructura de malla inorgánica se forma preferiblemente mediante una capa de sol-gel en la que se incorporan los pigmentos de color y las partículas de las cargas en una relación cuantitativa predeterminada. La relación de mezcla pigmento/sol es habitualmente 1:1 referida al peso; en el caso de pigmentos de buena cubrición, la proporción se puede reducir hasta 20% en peso. Como pigmentos posibles se mencionan pigmentos basados en espinelas, pigmentos oxídicos y pigmentos basados en zirconio, pero también pigmentos con efecto de centelleo. La mezcla obtenida se aplica en forma de un revestimiento de color sobre la placa de vidrio/vitrocerámica y se cura al horno en condiciones térmicas que no conducen a ninguna reacción de fusión entre la capa de color y la superficie revestida, es decir, a temperaturas comparativamente bajas. Sobre la superficie de la capa decorativa generada se aplica además, de preferencia, una capa de sellado externa, impermeable a las grasas y al agua. Las capas producidas según el procedimiento de acuerdo con la invención deben seguir todavía presentando una adherencia suficiente de la capa sobre el sustrato, también a temperaturas que se manifiestan durante el funcionamiento continuo de una superficie de cocción (p. ej. 700º C durante 10 h) .

Tal como muestra el estado conocido de la técnica indicado, en la producción de capas pigmentadas sobre una base de sol-gel es básicamente posible la consecución de un gran espectro local de colores, el cual parece estar únicamente delimitado por los pigmentos estables a alta temperatura de los que se disponga. En el caso de la implementación práctica se ha manifestado, sin embargo, en muchos ensayos que las propiedades de las capas dependen de manera drástica de la pigmentación utilizada. En este caso, se ha manifestado, de manera sorprendente, que un revestimiento cualitativamente muy valioso, en particular de artículos de vitrocerámica no es trivial, sino que las capas deben ser estables a altas temperaturas, estables a largo plazo y deben poder ser solicitadas tanto por medios mecánicos como químicos.

Por lo tanto, la invención se propone proporcionar un revestimiento decorativo estable a altas temperaturas para vidrio y, en particular, vitrocerámica que presente buenas propiedades de las capas con relación a la adherencia entre el... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de capas decorativas (5) sobre sustratos (2) de vidrio o vitrocerámica por medio de un procedimiento de sol-gel, añadiéndose al sol pigmentos decorativos (6, 7) y materiales de carga (8) , y endureciendo la mezcla resultante mediante curado al horno bajo formación de una capa decorativa (5) , caracterizado porque como pigmentos decorativos se añaden partículas de pigmentos (6) en forma de plaquitas y lubricante sólido (7) en una relación de los porcentajes en peso en el intervalo de 10.1 a 1:1, preferiblemente de 5:1 a 1:1, de manera particularmente preferida de 3:1 a 1, 5:1.

2. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa aplicada sobre el sustrato se seca a 100 hasta 250º C.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa secada sobre el sustrato se cura al horno a temperaturas de al menos 350º C.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa decorativa (5) generada se sella con otra capa (11) , en donde la capa de sellado se produce por medio un procedimiento de solgel, agregándose al sol pigmentos decorativos y materiales de carga, y la mezcla resultante se endurece bajo formación de la capa de sellado, añadiéndose los pigmentos en forma de plaquitas y el lubricante sólido en la relación en peso de 10:1 a 1:1, preferiblemente de 5:1 a 1:1, de manera particularmente preferida de 3:1 a 1, 5:1.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la capa de sellado aplicada sobre la capa decorativa (5) curada al horno se endurece a temperaturas menores que 300º C, preferiblemente a temperaturas entre 100º C y 250º C.

6. Artículo de vidrio o vitrocerámica con revestimiento decorativo (1) que se puede producir, en particular, con un procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes que comprende un sustrato de vidrio o vitrocerámica (2) con capa decorativa (5) , conteniendo la capa decorativa (5) un aglutinante de sol-gel endurecido que forma una estructura de óxido metálico, pigmentos decorativos (6, 7) y, eventualmente, materiales de carga (8) , caracterizado porque las partículas de pigmentos (6) en forma de plaquitas como pigmentos decorativos y el lubricante sólido (7) se encuentran en una relación en porcentajes en peso de partículas de pigmentos (6) en forma de partículas y lubricante sólido (7) igual a 10:1 hasta 1:1, preferiblemente de 5:1 a 1:1, de manera particularmente preferida de 3:1 a 1, 5:1.

7. Artículo de vidrio o vitrocerámica según la reivindicación 6, caracterizado porque la longitud media de la sección transversal mayor de los pigmentos en forma de plaquitas se encuentra en una relación de 10:1 a 1:3, preferiblemente de 8:1 a 1:1, de manera particularmente preferida de 6:1 a 2:1 con respecto al espesor de la capa seca de la capa decorativa.

8. Artículo de vidrio o vitrocerámica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los pigmentos en forma de plaquitas tienen una relación de aspecto de al menos 3:1, y la longitud mayor en sección transversal de los pigmentos en forma de plaquitas se encuentra, por término medio, entre 5 y 120 μm, preferiblemente entre 10 y 60 μm.

9. Artículo de vidrio o vitrocerámica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el aglutinante de sol-gel endurecido de la capa decorativa presenta, como lubricante sólido inorgánico, grafito y/o nitruro de boro y/o sulfuro de molibdeno y/o un no óxido inorgánico que presenta una baja energía superficial, preferiblemente una energía superficial que a lo sumo es 20% mayor que la energía superficial del grafito.

10. Artículo de vidrio o vitrocerámica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como lubricante sólido están contenidas partículas de grafito, de las que el 90% tiene una longitud máxima en sección transversal preferentemente menor que 6 a 19 μm y/o porque están contenidas partículas de nitruro de boro con un tamaño medio de partículas entre 1 y 100 μm, preferiblemente entre 3 y 20 μm.

11. Artículo de vidrio o vitrocerámica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los pigmentos en forma de plaquitas presentan un distribución bimodal de las secciones transversales mayores en 13

promedio, encontrándose preferiblemente los máximos en el intervalo de secciones transversales inferior y superior utilizado.

12. Artículo (1) de vidrio o vitrocerámica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los pigmentos (6) en forma de plaquitas contienen plaquitas de mica y/o basadas en borosilicato y/o metálicas y/o escamas de vidrio, en particular plaquitas de mica y/o basadas en borosilicato y/o metálicas revestidas y/o escamas de vidrio y/o pigmentos en forma de plaquitas bonificados con TiO2 y/u óxido de cobalto y/u óxido de hierro.

13. Artículo (1) de vidrio o vitrocerámica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa decorativa (5) está sellada con otra capa (11) .

14. Artículo (1) de vidrio o vitrocerámica según la reivindicación 13, caracterizado porque la capa de sellado comprende una capa de sol-gel endurecida con pigmentos en forma de plaquitas, lubricante sólido y materiales de carga, estando presentes las partículas de pigmentos en forma de plaquitas y los lubricantes sólidos en una relación de los porcentajes en peso en el intervalo de 10:1 a 1:1, preferiblemente de 5:1 a 1:1, de manera particularmente preferida de 3:1 a 1, 5:1.

15. Artículo de vidrio o vitrocerámica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa decorativa (5) contiene grafito como lubricante sólido y presenta una tonalidad gris que en el sistema de color CIELAB se encuentra en un intervalo que comprende los valores L = 85 a 30, a = -8 a +8, b = -8 a +8.