DE19728881C1 - Mit keramischen Farben dekorierter Glaskeramikartikel - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein mit keramischen Farben im Siebdruckverfah­ ren dekorierter Glaskeramikartikel.

Glaskeramikartikel finden vielfache Verwendung, z. B. als temperaturwechsel­ festes (feuerfestes) Küchengeschirr, und insbesondere auch als Kochflächen für Küchenherde.

Diese Artikel sind im allgemeinen mit Dekoren versehen, sei es aus rein ästheti­ schen Gründen oder um z. B. bei Kochflächen die Kochstellen zu markieren. Als Farben für diese Dekore werden keramische Farben auf Emaillebasis ver­ wendet, die nach konventionellen Techniken, wie z. B. mittels Siebdruck aufge­ bracht und anschließend eingebrannt werden.

Solche Maßnahmen und Glaszusammensetzungen zum Dekorieren, Verzieren und Glasieren von Glaskeramiken sind z. B. aus der DE 42 01 286 A1, der DE 36 00 109 C2, der DE 35 05 922 C1 und der DE 34 33 880 C2 bekannt.

Glaskeramik wird bekanntlich aus einem keramisierbaren Glas einer Zusam­ mensetzung, wie sie beispielsweise aus der EP 0 220 333 B1 bekannt ist, durch eine Wärmebehandlung nach einem bestimmten Temperatur-Zeit-Programm (Keramisierung) erzeugt, wobei Temperaturen bis zu 1000°C erreicht werden können.

Auch Kochflächen für Kochmulden, z. B. aus Glaskeramik oder Spezialglas, werden an ihrer Oberseite mit einem Dekor aus keramischen Farben versehen. Einerseits dient dieses Dekor der Kochzonenmarkierung und damit der Unter­ scheidung zwischen Kalt- und Heißbereichen der Kochfläche, andererseits er­ füllt die Dekoration der Kochfläche auch eine ästhetische Funktion und ermög­ licht den Geräteherstellern durch das Anbringen von individuellen Designmerk­ malen den Aufbau von eigenständigen, unterscheidungsfähigen Produktlinien.

Bis vor kurzem waren 3 Varianten der Dekoration von Glaskeramik-Kochflächen mittels Siebdruck möglich und auf dem Markt erhältlich:

• 1. Einfarbige, monochrome Dekoration mit geeigneten keramischen Farben im Heiß- und Kaltbereich unter Verwendung von Dekorstrukturen verschieden­ ster Flächen- bzw. Belegungsgrade.
• 2. Einfarbige/mehrfarbige Dekoration mit geeigneten keramischen Farben nur zur funktionellen Markierung der Kochfläche, insbesondere der Kochzonen­ begrenzung, aber z. B. auch der Restwärmeanzeige oder des Firmenlogos, wobei die Glaskeramik-Oberfläche sowohl im Heißbereich als auch im Kalt­ bereich größtenteils undekoriert bleibt.
• 3. Mehrfarbige Dekoration mit geeigneten keramischen Dekorfarben, wobei beim Druck zwischen den verschiedenen Farben ein Abstand eingehalten werden mußte, um zu verhindern, daß Überlappungen und Überschneidun­ gen der Dekore zustande kommen, die dann, nach damaliger Ansicht im praktischen Gebrauch zum Abplatzen der Dekorschicht führen würden.

Bei allen Kochflächen mit diesen Dekorvarianten werden in Bereichen mit spär­ licher Dekoration häufig Gebrauchsspuren und Fingerabdrücke bemängelt, wel­ che auf der weitgehend glatten, glänzenden Oberfläche, insbesondere auch in Ausstellungs- und Verkaufsräumen sehr auffällig sind.

Bei Glaskeramik-Kochflächen mit einer nur spärlichen Dekoration, d. h. z. B. nur mit einer Kochzonenmarkierung, Restwärmeanzeige und einem Firmenlogo, kann in Einzelfällen, insbesondere auch bei Einsatz von Halogenheizkörpern sowie bei starker Bestrahlung von oben, wie sie z. B. in Ausstellungsräumen von Küchenstudios üblich ist, unter Umständen die "Technik unter der Kochflä­ che" für den Betrachter bzw. den Benutzer sichtbar werden, und dessen ästheti­ sches Empfinden stören.

Um diesen unerwünschten Effekt zu vermeiden oder zu reduzieren, mußten Streulichtabdeckungen aufgebracht werden. Hierbei handelt es sich um eine dunkle Farbschicht, die auf die Kochflächenunterseite aufgebracht wird und die keine Durchsicht mehr erlaubt.

• 1. Die DE 44 26 234 C1 vermittelt eine Lösung dieser Probleme durch einen, mit keramischen Farben dekorierten Glaskeramikartikel, insbesondere eine Glaskeramikkochfläche, wobei auf dem Glaskeramikartikel über einer ersten Farblage, die als Grunddekor 1 bis 95% der Glaskeramikoberfläche be­ deckt, mindestens eine weitere Farblage angeordnet ist, die die erste Far­ blage zumindest teilweise überlappt.

Doch auch bei einer Dekoration nach der DE 44 26 234 C1 liegen noch größere Teile der Oberfläche unbedeckt frei und es kommt bei längerer Verwendung ei­ ner Kochfläche zu Gebrauchsspuren in Form von Kratzern, zu Metallabrieb von den Töpfen und zuweilen zu Oberflächenveränderungen des Glaskera­ miksubstrates durch ungeeignete Reinigungsmittel, die auf den Kochflächen auffällig und störend wirken.

Weiter befaßt sich die deutsche Patentschrift DE 41 29 578 C2 mit einer im Sieb­ druckverfahren dekorierten Glasscheibe, bei der das rasterartige Muster mit einer Kombination von verschiedenen Rastern, nämlich einem groben und einem feinen Raster, hergestellt wird (vgl. die Ansprüche in Verbindung mit Spalte 2, Zeile 45 bis Spalte 3, Zeile 30, sowie die Figuren).

Die deutsche Patentschrift DE 40 20 972 C1 beschreibt ein Siebdruckverfahren für Glasscheiben, bei dem wenigstens zwei einander komplementäre Teilflächen des Dekors in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden, Druckvorgängen aufgetragen wer­ den, wobei die erste Teilfläche entlang wenigstens einer Kante kantenbündig zu der entsprechenden ersten Glasscheibenkante, und die weiteren Teilflächen entlang wenigstens einer Kante kantenbündig zu einer anderen Glasscheibenkante ausge­ richtet werden und die einander komplementären Teilflächen des Dekors sich wenig­ stens um das Maß der Flächentoleranzen der Glasscheiben gegenseitig überlappen (vgl. die Ansprüche in Verbindung mit Spalte 2, Zeilen 5 bis 61, sowie die Figuren).

Auch die europäische Patentanmeldung EP 0 091 776 A2 befaßt sich mit einem Siebdruckverfahren für Glasscheiben (vgl. Seite 4, Zeile 8 bis Seite 5, Zeile 25). Auf Seite 6, Zeilen 13 bis 18 dieser Schrift findet sich der Hinweis, daß auch ein Mehr­ farbendruck möglich ist.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 32 24 349 A1 ist ein für keramische Farben geeignetes Siebdrucköl beschrieben, das sich für die Herstellung von feinen Far­ brastern und reliefartigen Drucken auf keramischen Materialien eignet (vgl. Seite 3, Absatz 2). Dieses Siebdrucköl verhindert ein Verlaufen der Farbpasten nach dem Druck und ergibt konturenscharfe Drucke, so daß auch ein Neben- und Übereinan­ der von Farben beim trichromatischen Vierfarbendruck möglich ist (vgl. Seite 2, Ab­ satz 2).

Die deutsche Patentschrift DE 33 20 141 C2 beinhaltet ein Reproduktionsverfahren zur Herstellung mehrfarbiger Drucke, bei denen der Farbeindruck durch eine Viel­ zahl von eingefärbten Flächenelementen entsteht, wobei die Bildfläche in gleich große Teilflächen und jede Teilfläche in nebeneinander liegende Flächenelemente zerlegt wird (vgl. die Ansprüche in Verbindung mit Spalte 3, Zeile 7 bis Spalte 4, Zeile 44).

Aus keiner dieser Druckschriften geht jedoch ein Glaskeramikartikel hervor, bei dem die zueinander korrespondierenden rasterförmigen Strukturelemente einmal aus den Strukturelementen an sich (Positiv) und zum anderen aus den Zwischenräumen zwi­ schen den positiven Strukturelementen (Negativ) bestehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine dekorierte Kochfläche so weiter zu verbessern, daß die Auffälligkeit von Fingerabdrücken, eventuellen Gebrauchsspuren und Kratzern weiter deutlich verringert wird, wobei durch das Dekor auch ein wirksamer Schutz der Glaskeramik vor Oberflächenbeschädi­ gung erreicht wird. Zusätzlich soll auch hier eine Unterseitenbeschichtung zur Streulichtabdeckung überflüssig gemacht werden.

Weiter ist es Aufgabe der Erfindung einen farbigen Glaskeramikartikel zur Ver­ fügung zu haben, dessen Farbgebung vollkommen unabhängig vom unterlie­ genden Substrat ist und der die Farbe des unterliegenden Substrats an keiner Stelle mehr erkennen läßt.

Diese Aufgabe konnte bisher nicht gelöst werden, da eine einheitliche vollflä­ chige Bedruckung zu keiner homogenen, optisch makellosen Oberfläche führt, und es bei zu großen zusammenhängenden Bedruckungsflächen zu Abplatzun­ gen kam.

Die Aufgaben der Erfindung werden dadurch gelöst, daß auf der Oberfläche des Glaskeramikartikels mindestens zwei, zueinander korrespondierende und sich zu einer geschlossenen, vollflächigen Dekor-Bedeckung der Oberfläche des Glaskeramikartikels ergänzende, rasterförmige Strukturelemente als ne­ beneinander angeordnete Farbaufträge aufgebracht sind.

Hierdurch entsteht der Eindruck einer vollflächigen Bedruckung und der Far­ beindruck des unterliegenden Glaskeramikartikels ist vollkommen aufgehoben.

Im Idealfall liegen die rasterförmigen Strukturen, die im Siebruck als Farbaufträ­ ge nacheinander aufgebracht werden, absolut exakt nebeneinander, so daß wirklich eine geschlossene Dekor-Abdeckung der Oberfläche des Glaskerami­ kartikels gegeben ist.

In der Praxis kann es aber vorkommen, daß die im Siebdruck nacheinander er­ zeugten Farbaufträge nicht ideal nebeneinander angeordnet sind. Es sind daher auch randliche Überlagerungen, Überlappungen und Überdeckungen der Far­ baufträge untereinander möglich.

Allerdings darf diese Abweichung nur soweit gehen, daß für den Betrachter trotzdem der Eindruck einer vollflächigen Bedruckung erhalten bleibt.

Vorteilhafterweise sind die rasterförmigen Strukturelemente auch nicht zu grob, insbesondere kleiner als maximal 2 × 2 cm, um Abplatzungen durch unter­ schiedliche Ausdehnungskoeffizienten von Substrat und Dekor zu vermeiden.

Um dieses Problem der "Überdruckung" der Farbaufträge der rasterförmigen Struktur-Elemente zu minimieren, wird nach der vorliegenden Erfindung in ganz bevorzugter Ausführungsform vorgeschlagen, daß die zueinander korrespondie­ renden rasterförmigen Strukturelemente, die als nebeneinander angeordnete Farbaufträge aufgebracht sind und die die geschlossene vollflächige Dekor- Bedeckung ergeben, einmal aus den Strukturelementen an sich (Positiv) und zum anderen aus den Zwischenräumen zwischen den positiven Strukturelemen­ ten (Negativ) bestehen.

Sind beispielsweise Punkte die Strukturelemente (oder auch das Rasterpositiv), so sind die freien Räume zwischen den Punkten die zur geschlossenen, vollflä­ chigen Dekorbedeckung noch notwendigen Strukturelemente (oder das Raster­ negativ).

Druckt man mittels Siebdruck zuerst ein solches Punktraster als bunten Farbauf­ trag auf das Substrat, hier einen dunklen Glaskeramikartikel, so ergeben sich farbige Punkte, die das Substrat dort abdecken.

Kehrt man dieses rasterförmige "positive" Strukturelement phototechnisch um, so daß ein Negativ des Punktrasters entsteht, sind es die zu den Punkten korre­ spondierenden Strukturelemente, die nun im nachfolgenden Siebdruck den Far­ bauftrag ergeben.

Verwendet man nun im Siebdruckverfahren sowohl das Positiv eines rasterför­ migen Strukturelements als einen Farbauftrag und anschließend passgenau das Negativ des gleichen Rasters als zweiten Farbauftrag, so entsteht eine vollflä­ chig geschlossene Dekorbedruckung auf der Oberfläche des Glaskeramikarti­ kels.

Die vorliegende Erfindung ist dabei grundsätzlich bei allen Arten von rasterför­ migen Strukturelementen anzuwenden.

Dabei können die korrespondierenden, rasterförmigen Strukturelemente, die als nebeneinander angeordnete Farbaufträge aufgebracht sind, jeweils aus einer unterschiedlichen Farbe bezüglich ihrer Zusammensetzung und/oder ihres Far­ beindruckes oder jeweils aus der gleichen Farbe bestehen.

Welche Farben und welche Farbkombinationen optisch vorteilhaft, untereinan­ der verträglich und für den jeweiligen Einsatzzweck geeignet sind, kann in Vor­ versuchen abgeklärt werden.

Beispielsweise ist die Auswahl der Dekor-Farben entscheidend dadurch beein­ flußt, welcher Temperaturbelastung der dekorierte Glaskeramikartikel im Einsatz ausgesetzt werden wird.

So sind bei Glaskeramikkochflächen völlig unterschiedliche Anforderungsprofile an die Dekor-Farben gegeben, je nachdem, welche Art der Wärmequelle zum Einsatz kommt: z. B. elektrische Strahlungsbeheizung, Halogenstrahler, Gasstrahlungsbrenner, induktive Beheizung, offene Gasbrenner und möglicher­ weise deren Kombination.

Sehr vorteilhaft und mit vergleichsweise geringer Temperaturbelastung kann die vollflächige Dekor-Bedeckung einer Glaskeramikkochfläche insbesondere bei induktiver Beheizung zum Einsatz kommen, da die dekorierte Kochfläche hier nur den vergleichsweise niedrigen Temperaturen ausgesetzt wird, die vom hei­ ßen Kochgeschirr bei der induktiven Beheizung an die Kochfläche zurückgege­ ben wird. Hierbei dürften 280°C kaum erreicht werden.

Ganz anders bei elektrischer Beheizung oder bei Gasstrahlungsbrennern unter der Glaskeramikkochfläche.

Hier sind Temperaturbelastungen der Kochfläche und des Dekors von auch 600 °C und höher durchaus möglich.

Manche Dekor-Farben sind auch untereinander nicht verträglich, z. B. weil sie im Kontakt zueinander bestimmte niedrigschmelzende Verbindungen ausbilden können, oder auch bei partieller Überdruckung zu Abplatzungen neigen.

Vollflächige, geschlossene Dekorbedeckung nach der Erfindung bedeutet aber nicht, daß nicht durch Fenster oder Freilassungen in der sonst geschlossenen vollflächigen Dekorbedeckung der Oberfläche des Glaskeramikartikels Funk­ tionsbereiche, wie Kochzonen, Warmhaltezonen, Anzeigenbereiche und Rest­ wärmeanzeigen und/oder Schriftzüge und/oder Symbole und/oder andere Kennzeichnungen definiert sind.

So kann es z. B. vorteilhaft sein, alle Kochzonen oder Kochzonen mit bestimm­ ten Wärmequellen vollkommen frei von jedem Dekor zu lassen, oder z. B. aus Gründen der besseren Wärmeübertragung im Bereich der Kochzone oder einer Warmhaltezone nur ein rasterförmiges Strukturelement als Dekorauftrag aufzu­ bringen und auf korrespondierende Strukturelemente in diesem Bereich zu ver­ zichten.

Die Erfindung sieht auch vor, daß zusätzlich zu der geschlossenen, vollflächi­ gen Dekorbedeckung eine weitere Dekoration, wie z. B. Kochzonenringe in den Freilassungen, angeordnet sein können.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß über der geschlossenen, vollflächigen Dekorbedeckung eine weitere Dekorstruktur angeordnet sein kann.

Ein mit keramischen Farben dekorierter Glaskeramikartikel läßt sich dadurch herstellen, daß auf eine Oberflä­ che aus keramisierbarem Glas mittels Siebdrucks ein erstes, rasterförmiges Strukturelement als Farbauftrag aufgebracht und anschließend getrocknet wird, dann mindestens ein weiteres, zum ersten korrespondierendes rasterförmiges Strukturelement als neben dem ersten Strukturelement angeordneter Farbauf­ trag mittels Siebdruck aufgebracht und getrocknet wird, wobei sich die zueinan­ der korrespondierenden Strukturelemente zu einer geschlossenen, vollflächigen Dekorbedeckung der Oberfläche des Glaskeramikartikels ergänzen, und wobei danach die keramischen Farben während der Keramisierung des Glases in die Glaskeramik bei Temperaturen bis zu 1000°C eingebrannt werden.

Die Erfindung wird anhand der in den jeweiligen Figuren dargestellten und nachstehend näher beschriebenen Ausführungsbeispielen erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1a: Ein Beispiel für ein symmetrisches Raster mit dem Strukturelement der "Punkte" (als Positiv)

Fig. 1b: Das zu Fig. 1a zugehörige und ebenfalls symmetrische Raster mit dem zu dem Strukturelement der Punkte nach Fig. 1a korrespondie­ renden Strukturelement (als Negativ)

Die in den Fig. 1a und 1b jeweils schwarz ausgeführten Struktur-Elemente entsprechen den jeweils nacheinander gedruckten Farbaufträgen und führen zu einer vollflächigen und geschlossenen Dekorbedeckung des Substrats, hier ei­ ner Glaskeramikkochfläche.

Fig. 2a: Ein weiteres Beispiel für ein symmetrisches Raster mit dem Strukture­ lement von "Linien" (als Positiv)

Fig. 2b: Das zu Fig. 2a gehörige und ebenfalls symmetrische Raster mit dem zu dem Strukturelement der Linien nach Fig. 2a korrespondierenden Strukturelement (als Negativ).

Die in den Fig. 2a und 2b jeweils schwarz gezeigten Struktur-Elemente ent­ sprechen den jeweils nacheinander gedruckten Farbaufträgen und ergeben ei­ ne vollflächige und geschlossene Dekorbedeckung des Substrats, hier ebenfalls einer Glaskeramikkochfläche.

Fig. 3a: Ein Beispiel für ein relativ grobes, asymmetrisches Raster (als Posi­ tiv)

Fig. 3b: Das zu Fig. 3a gehörige und ebenfalls asymmetrische Raster mit dem zu dem Strukturelement nach Fig. 3a korrespondierenden Strukturelement (als Negativ).

Fig. 4a: Ein weiteres Beispiel für ein asymmetrisches Raster (als Positiv)

Fig. 4b: Das zu Fig. 4a gehörige Raster mit dem zu dem Strukturelement nach Fig. 4a korrespondierenden Strukturelement (als Negativ).

Die in den Fig. 3a und b und Fig. 4a und b jeweils schwarz dargestellten Strukturelemente entsprechen den jeweils nacheinander gedruckten Farbaufträ­ gen und zeigen dann eine geschlossene vollflächige Dekorbedeckung des Substrates.

Hierzu wird das im Siebdruck-Verfahren auf die zu dekorierende Glaskeramik­ kochfläche aufgebrachte erste, rasterförmige Strukturelement als Farbauftrag (im Beispiel weiß) an der Luft oder z. B. bei 85°C etwa 3 min lang getrocknet.

Anschließend wird zusätzlich zu diesem ersten, weißen rasterförmigen Strukture­ lement ein weiteres, zweites zum ersten korrespondierendes rasterförmiges Strukturelement als Farbauftrag (hier beispielsweise schwarz) mittels Siebdruck genau nebeneinander aufgedruckt.

Die so entstandene, vollflächige schwarz-weiße Dekorbedruckung wird bei der Keramisierung der Glaskeramik eingebrannt.

Zusammenfassend sollen die Vorteile der Erfindung, mit der es erstmals möglich ist, eine geschlossene, vollflächige Dekorbedeckung auf einem Glaskeramikarti­ kel herzustellen, nochmals zusammengestellt werden:

• - Farbige Glaskeramiken können so problemlos angeboten werden, ohne das Glas an sich mit extrem hohem Aufwand durchfärben zu müssen;
• - Das vollflächig auf der Platte verteilte, geschlossene Dekor schützt die Glaskeramik an sich vor oberflächlichen Kratzern, vor Metallabrieb und Ge­ brauchsspuren;
• - Das Dekor reduziert darüber hinaus die Auffälligkeit von Verschmutzungen, z. B. von Fingerabdrücken;
• - Die Kochflächenunterseiten müssen z. T. nicht mehr beschichtet werden, um die unterliegende "Technik" abzudecken;
• - Das Dekor erleichtert die Bedienung, z. B. des Kochgerätes, durch verwechs­ lungsfreie Funktionsbereiche;
• - Es sieht sehr ansprechend aus;
• - Es ist einfach mit herkömmlichen Verfahren und keramischen Farben her­ zustellen.

Claims (5)

1. Mit keramischen Farben im Siebdruckverfahren dekorierter Glaskeramikarti­ kel, insbesondere Glaskeramikkochfläche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des Glaskeramikartikels mindestens zwei, zueinan­ der korrespondierende und sich zu einer geschlossenen, vollflächigen De­ kor-Bedeckung der Oberfläche des Glaskeramikartikels ergänzende, rasterförmige Strukturelemente als nebeneinander angeordnete Farbaufträ­ ge aufgebracht sind.

2. Glaskeramikartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander korrespondierenden rasterförmigen Strukturelemente, die als nebeneinander angeordnete Farbaufträge aufgebracht sind und die die geschlossene vollflächige Dekor-Bedeckung ergeben, einmal aus den Strukturelementen an sich (Positiv) und zum anderen aus den Zwischen­ räumen zwischen den positiven Strukturelementen (Negativ) bestehen.

3. Glaskeramikartikel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die korrespondierenden rasterförmigen Strukturelemente, die als ne­ beneinander angeordnete Farbaufträge aufgebracht sind, jeweils aus einer unterschiedlichen Farbe bezüglich ihrer Zusammensetzung und/oder ihres Farbeindruckes bestehen.

4. Glaskeramikartikel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die korrespondierenden rasterförmigen Strukturelemente, die als ne­ beneinander angeordnete Farbaufträge aufgebracht sind, jeweils aus der­ selben Farbe bestehen.

5. Glaskeramikartikel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Fenster oder Freilassungen in der sonst geschlossenen vollflä­ chigen Dekorbedeckung der Oberfläche des Glaskeramikartikels Funktions­ bereiche, wie Kochzonen und Warmhaltezonen, Anzeigenbereiche und Restwärmeanzeigen und/oder Schriftzüge, und/oder Symbole und/oder an­ dere Kennzeichnungen definiert sind.