包括衬底和涂层的玻璃或玻璃陶瓷元件及制造方法和用途与流程

1.本发明涉及在较高温度下适用的玻璃或玻璃陶瓷元件，该玻璃或玻璃陶瓷元件包括玻璃或玻璃陶瓷衬底以及至少局部地或分段地布置在玻璃或玻璃陶瓷元件的其中至少一个主表面上的涂层。本发明还涉及制造这种玻璃或玻璃陶瓷元件的方法及其用途。


背景技术：

2.玻璃或玻璃陶瓷元件通常用在运行中产生较高温度的应用中。例如已知将玻璃或玻璃陶瓷元件作为烹饪面盖板(通常也简称为“烹饪面”)或观察窗应用在壁炉中或烤箱中。
3.这可以导致，玻璃元件、例如观察窗处出现温度升高，确切地说在玻璃元件的背离热源的一侧上出现温度升高。但是这是不利的，因为玻璃元件的这一侧是面对设备的操作者或加热装置、例如壁炉的使用者的一侧且由此该侧会与其接触。因此在面对操作者的这一侧的表面温度高时可能发生受伤、例如烧伤。
4.根据具体应用还可能不利的是，在设备中产生的热量通过观察窗或盖板向外排出。因为在这种情况下观察窗如散热器一样作用。这例如在烟囱中会降低燃烧过程的效率，并且导致烟灰形成增多。对于玻璃元件用作烤箱中、例如烤箱门中的观察窗的情况，同样有利的是，烤箱门不像散热器一样作用，而是使产生的热量保留在烤箱炉膛中。由此即可改善烤箱炉膛中食物的烹饪过程。
5.为了保持烤箱门的外侧尽可能地冷，通常使用多个片，通常为三个或四个片。在此最内的片通常设有例如金属带等，以避免烧伤和/或符合安全要求。
6.为了实现片的尽可能均匀的机械特性，采用例如使用两层的方案。例如，法国申请fr 3052769 a1描述了一种片，在该片上施加两层，即tco(透明导电氧化物)层和基于搪瓷的装饰涂层。但是缺点是，tco层对划痕相对敏感，因此这种片难以处理。此外，装饰涂层的颗粒大小在500nm至10μm之间的颜料太大使得在颗粒上能够有效地散射热辐射。但是由于这种相对大尺寸的颜料颗粒使得难以处理其，并且为了例如以丝网印刷工艺中印刷这种层则必须使用相应大网格的筛网，使得由此限制了可能的装饰物分辨率。
7.美国专利us 5 898 180描述了使用非吸收性的、反射ir的颜料对烤箱炉膛进行涂覆。
8.因此国际专利申请wo 2019/101873 a1还描述了一种具有较高的ir反射的装饰涂层。该涂层包括玻璃基质和反射ir的颜料，该颜料具有根据astm g173确定的至少20％的tsr值。在波长1500nm时涂层具有根据iso 13468测得至少35％的漫反射。
9.但是已经发现，借助现有技术中的涂层实现降低玻璃元件的表面的表面温度还始终不够。
10.还已知所谓的隔热涂层(或也称为热障涂层(thermal barrier coatings,tbc))，其例如用于保护机械构件、如在例如超过1000℃的非常高的温度下使用的涡轮机。在此通常为复杂构造的包括至少一种陶瓷材料的涂层系统。对此，陶瓷材料大多以等离子喷涂方法施加，其中获得多孔的涂层作为tbc涂层系统的组成部分。陶瓷材料的粒度通常在5μm和
120μm之间。借助等离子喷涂不能有针对性地、仅局部地施加包括陶瓷材料的涂层。还存在由于将涂层材料的粒子抛到衬底的表面上的等离子喷涂而大量损坏玻璃衬底的表面的风险，这将导致强度大大降低。
11.因此隔热层不适用于对玻璃或玻璃陶瓷元件涂层。
12.因此需要更好的玻璃或玻璃陶瓷元件。


技术实现要素：

13.本发明的目的在于提供玻璃或玻璃陶瓷元件，其适用于作为温度升高处的观察窗和/或盖板，其在背离热源的一侧上呈现降低的表面温度。
14.该目的通过独立权利要求的主题实现。优选的或特定的实施方式是从属权利要求、说明书和附图的主题。
15.因此本公开涉及用于家用电器和/或加热设备的玻璃或玻璃陶瓷元件，该玻璃或玻璃陶瓷元件包括透明的玻璃或玻璃陶瓷衬底和至少局部地布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的至少一个主表面上的涂层，其中，涂层是玻璃基的涂层、优选搪瓷涂层并且包括至少一种颜料和至少一种填料，其中，至少一种颜料优选包括反射ir的材料，并且其中，至少一种填料包括比摩尔热容最高5mj/(mol
·
k)并且优选热导率最高12w/(m
·
k)的材料。
16.比摩尔热容是关于摩尔质量的比热容。热扩散率是与密度和比热容相关的热导率。在下面的表格中列出了相应的材料特性。
17.表格1 热导率比热容摩尔质量比摩尔热容密度热扩散率 [w/(m
·
k)][j/(g
·
k)][g/mol][mj/(mol
·
k)][kg/m3][mm2/s]tio23-40.7079.878.7642301.18y2o38-120.45225.811.9950101.55zro21.5-30.45123.223.6556801.37la2zr2o720.35572.260.6160501.65gd2zr2o71.80.42608.940.6969501.20nd2zr2o71.250.4582.9250.6964101.37la2hf2o71.930.3572.251940.5279401.478ysz2.090.55131.428964.1860001.06
[0018]
这种设计具有一系列的优点。
[0019]
玻璃或玻璃陶瓷元件包括透明的玻璃或玻璃陶瓷衬底和涂层，该涂层被布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的至少一个主表面上的至少一个区域中。在此涂层设计为，该涂层包括至少一种颜料和至少一种填料，并且被构造为玻璃基涂层、尤其是搪瓷涂层。
[0020]
玻璃或玻璃陶瓷衬底构造成透明的，即在380nm至780nm的波长范围中的透射率为至少40％。尤其可为优选的是，玻璃或玻璃陶瓷衬底不仅透明，而且无色，其中在此将玻璃或玻璃陶瓷衬底的透明的无色的构造理解为，该衬底在可见光的区域中具有优选中性的色坐标以及还仅有低的吸收。这在玻璃或玻璃陶瓷元件需要用作家用电器和/或加热设备(例如烤箱或壁炉)中的观察窗时特别有利。因为在这种情况下，玻璃或玻璃陶瓷元件在未用涂层覆盖的多个区域中或未用涂层覆盖的区域中也具有相应透射率，使得确保通过该元件清
楚透视。
[0021]
将包括颜料(或相应地包括填料)的涂层理解为，涂层包括颜料、即赋色体。对此，颜料如同填料一样是已知的材料，其通常以粉末形式存在。因此在本公开中表述“包括颜料/填料”理解为，“颜料包括颜料颗粒/填料包括填料颗粒”。
[0022]
换句话说，根据本公开的涂层构造成着色的涂层，或一般而言构造成包括颗粒的涂层。
[0023]
涂层作为包括颗粒的涂层、尤其也作为着色的涂层的这种设计在实现特定覆盖效果时、例如当出于安全原因仅能将玻璃元件的特定区域(例如盖板或观察窗的特定区域)保持空置时可以是尤其有利的，例如以便识别出特定的功能区域本身，或作为玻璃元件的(尤其在边缘区域中的)尤其受到机械保护的区域。
[0024]
至少一种颜料优选包括反射ir的材料。这种设计方案尤其在构造或安装或附接有玻璃元件的窗或电器或设备的面对使用者的一侧上的观察窗或盖板的表面温度需要保持尽可能低时是有利的。这种设计方案也例如由本技术人的编号为wo 2019/101873 a1的申请中已知。在本公开中反射ir的颜料尤其理解为根据astm g173标准测得的tsr值为至少20％的颜料。以这种方式可获得在波长1500nm时呈现根据iso 13468标准测得的至少35％的漫反射的涂层。但是令人惊奇地发现，当将颜料构造成吸收颜料时如果涂层包括如下详细描述的填料就已经足够实现了例如窗玻璃的低的表面温度。换句话说，不是一定要将颜料设计成反射ir的颜料。
[0025]
在本公开中，颜料理解为所谓的赋色体，即被加入另一材料(例如涂层基质或粘合剂)并且赋予颜色和/或特定效果的物质或材料。但是与染料不同，颜料在加入的材料中没有溶解或至少没有完全溶解，而是至少部分地、甚至优选完全地作为固体或固体颗粒保持。
[0026]
还已知和有利的是，向涂层加入填料。例如使用填料以便有利地影响涂层剂的性能，例如浆料的性能，例如由于凝结作用的空间位阻或用于设定涂层剂的适当流变学。通过向涂层加入相应的填料，也可有利地提高涂层的抗划伤性。
[0027]
在本公开中填料通常具有如下特征，填料没有或者不会溶解在玻璃基质中，而是作为固态的、优选结晶的、包括颗粒的物质存在。其熔融温度通常明显高于所谓的熔块玻璃(即例如作为玻璃流或玻璃料应用在设计成搪瓷涂层的玻璃基涂层中的玻璃)的熔融温度，由此在烧制成装饰物时填料还是以结晶形式存在。
[0028]
与颜料不同，填料优选为不影响或很少影响颜色的填料、尤其不是着色的颜料。
[0029]
在此，填料设计成是包括比摩尔热容最高5mj/(mol
·
k)并且优选热导率最高12w/(m
·
k)的材料。换句话说，将填料构造成其包括在储存和/或传导热能方面具有特殊物质特性的材料。这些物质特性、即比摩尔热容和热导率在本公开中也简称为物质的热特性。
[0030]
这种设计在现有技术中未知。
[0031]
普通的填料尤其包括相对成本有利的材料，因为填料例如作为通常明显更贵的颜料的替代物，或填料包括例如具有高度耐划伤性的材料，例如填料由al2o3制成或包括al2o3。还已知的是，使用基于sio2的填料，其例如用于调节涂层剂、例如浆料的流变性。但是目前还不知道基于填料用于储存和/或传导热能的特性来选择填料。
[0032]
令人惊奇地发现，使用具有比摩尔热容最高5mj/(mol
·
k)、优选最高2mj/(mol
·
k)、特别优选最高1mj/(mol
·
k)、甚至更低的材料作为玻璃或玻璃陶瓷元件的涂层的组成
部分可以进一步降低玻璃或玻璃陶瓷元件、例如观察窗或盖板的表面温度。尤其是，可以在背离热源的一侧上如此降低表面温度。通常玻璃或玻璃陶瓷元件的这一侧为未设置有包括填料的涂层的一侧。
[0033]
优选地，填料被设计成，其具有或包括热导率最高12w/(m
·
k)、优选最高3w/(m
·
k)、特别优选最高2w/(m
·
k)的材料。在此特别优选的是，填料的材料具有低的热导率以及低的比摩尔热容，即热导率最高为12w/(m
·
k)并且比摩尔热容最高为5mj/(mol
·
k)。
[0034]
已经发现，借助这种材料能特别有效地降低玻璃或玻璃陶瓷元件的一侧的表面温度。这可以特别有利地将涂层中填料的含量保持得尽可能低。因为已经发现，通过添加具有特殊热特性的填料虽然可有利地影响表面温度、即降低表面温度，但是在将填料添加至着色的涂层时可能发生色坐标的移位和/或涂层的遮盖能力的降低。也可能使得设有这种填料的涂层的表面结构改变，尤其是变得粗糙。然而这种粗糙的表面结构和/或色坐标的移位和/或涂层的遮盖能力降低是不利的。因为着色的涂层的色坐标和/或不透明性例如出于安全性原因是必要的，例如以便能够可靠地识别电器或设备的功能区域或危险区域。表面结构的改变例如可导致，涂层不再有足够的耐划伤性。也会以这种方式例如不利地影响涂层的粘结性。因此可以有利的是，使用在降低玻璃元件的一侧的表面温度方面特别有效的材料作为填料的组成部分，以便有利地将其含量保持得尽可能低。
[0035]
在本公开中适用以下术语定义：
[0036]
将玻璃或玻璃陶瓷衬底理解为由玻璃或玻璃陶瓷制成或包括玻璃或玻璃陶瓷的成型体。
[0037]
玻璃或玻璃陶瓷元件理解为成品的玻璃或玻璃陶瓷元件。成品理解为对衬底进行进一步加工、尤其对其涂层。
[0038]
玻璃或玻璃陶瓷衬底的主表面理解为形成由玻璃或玻璃陶瓷制成或包括玻璃或玻璃陶瓷的成型体的表面的至少40％的表面。对于玻璃或玻璃陶瓷衬底设计为片状的情况，主表面通常也称为侧，例如上侧或下侧，或者说前侧或后侧，视玻璃或玻璃陶瓷衬底的具体空间定向而定。
[0039]
成型体的片状设计理解为在笛卡尔坐标系的第一空间方向上的横向尺寸比与第一空间方向垂直的另外两个空间方向上的横向尺寸小至少一个数量级。在此，第一空间方向也可理解为厚度，另外两个空间方向理解为长度和宽度。换句话说，片状的成型体理解为厚度比长度和宽度小至少一个数量级的物体。长度和宽度在此可基本相似，即处于相同的数量级。这种成型体也称为片。但是也可以使得片状的成型体的长度为宽度的多倍。在这种情况下也可以称其为带。
[0040]
因为，如前所述玻璃或玻璃陶瓷元件是成品的玻璃或玻璃陶瓷衬底，所以用于衬底的长度和宽度以及主表面或侧的实施方式相应地也适用于元件。
[0041]
至少在玻璃或玻璃陶瓷元件的在至少一侧(或主表面)上布置有涂层或必要时另一涂层、甚至多个涂层的区域中，玻璃或玻璃陶瓷元件的厚度为衬底厚度和一个涂层或可能多个涂层的厚度的总和。但是因为一个涂层或多个涂层的厚度通常比衬底的厚度小至少一个数量级，在规定元件的厚度时可近似地看作衬底的厚度，并且一个涂层或多个涂层的厚度可忽略。
[0042]
在电磁光谱的可见光波长范围(即380nm至780nm)中玻璃或玻璃陶瓷衬底的光透
射率至少为40％，则玻璃或玻璃陶瓷衬底称为透明的。
[0043]
家用电器理解为可在家庭中使用、尤其在私人家庭中使用的电器。家用电器通常也称为所谓的“白色家电”。但是在本公开中，家用电器不仅仅理解为用于私人家庭或私人使用的电器，而是也包括例如也可应用在工业领域或商业领域中的烤箱这样的电器，例如也包括商用的烤炉。
[0044]
加热器一般理解为产生热的设备，尤其也用于加热空间。加热器尤其理解为烤炉、例如壁炉。
[0045]
如果在本公开中规定，一种制品或一种材料包括另一材料，尤其也理解为相关的制品或材料占多数，即大于50重量％、或基本上大于90重量％或除了不可避免的杂质外甚至全部可由另一材料构成。
[0046]
颗粒的等效直径理解为体积等效的球直径。如果在本公开中规定颗粒尺寸，除非有相反指示，则该规定涉及基于等效直径的颗粒分布的d
50
值。
[0047]
在本公开中，涂层理解为至少部分地与衬底的组分不同的材料层，材料层布置在衬底上。在此涂层尤其也理解为包括涂层表面扩散到衬底的表面附近区域中的表面区域。因此涂层也包括在涂层和衬底之间的边界处的扩散层。此外，在涂层和衬底之间的界面处也会形成所谓的熔融反应区。根据本公开的涂层尤其通过涂布工艺获得，即通过将涂层材料、例如浆料施加到基层上、在此即施加到衬底上。涂布工艺尤其可为液体涂覆方法，例如浸涂、漫涂、旋涂或刮涂。特别有利地，涂布工艺包括印刷过程、例如丝网印刷。
[0048]
根据本公开的涂层具有固体含量。固体含量理解为涂层中固体组成部分的份额。在涂层包括颗粒(例如着色的涂层)的情况下，由涂层剂的固体组成部分(即一种或多种颜料和一种或多种填料以及可能的一种或多种粘合剂)限定固体含量，其中涂层通常通过将液态的涂层剂、例如浆料施加到衬底上并且然后经受热处理(热处理也可称为烘烤)来制成。涂层剂(例如“染料”或“印刷染料”或其浆料)的液态或挥发性的组成部分不计入固体含量。尤其溶剂或溶剂混合物、例如丝网印刷介质或丝网印刷油不计入涂层的固体含量。
[0049]
已经发现，可以通过给着色的涂层加入包括氧化锆和/或氧化铪和/或稀土元素的氧化物的填料来降低玻璃或玻璃陶瓷元件的一侧的表面温度。
[0050]
因此本公开的另一方面也涉及用于家用电器和/或加热设备的玻璃或玻璃陶瓷元件，该玻璃或玻璃陶瓷元件包括透明的玻璃或玻璃陶瓷衬底和至少局部地布置在玻璃或玻璃陶瓷衬底的至少一个主表面上的涂层，其中，涂层是玻璃基涂层、优选搪瓷涂层，并且包括至少一种颜料和至少一种填料，其中填料是或者包括氧化锆和/或氧化铪和/或硫属化物、尤其稀土元素的氧化物。
[0051]
在本公开中将元素周期表的第六主族(根据门捷列夫的体系)，即元素周期表(按照iupac)的第16族的元素的化合物称为硫属化物，其中，硫属化物尤其包括氧化物、硫化物和硒化物及其混合物。
[0052]
在本公开中稀土元素包括元素周期表的第3副族的化学元素以及镧系元素。
[0053]
在玻璃或玻璃陶瓷元件具有着色的涂层或一般性地包括颗粒的涂层的这种设计中，尤其可以有利地降低玻璃或玻璃陶瓷元件的一侧的表面温度。
[0054]
在此可将填料例如构造成所述氧化物的混合物或化合物。因为已经发现，正是这些氧化物具有有利的热特性，该热特性期望地降低热应用中的元件的表面温度，该元件例
如作为盖板或观察窗。
[0055]
根据一种实施方式，填料构造成使得其为包括至少一种稀土元素的氧化物以及氧化锆和/或氧化铪的混合氧化物，或者填料包括这种混合氧化物。例如，填料可以包括la2zr2o7或由la2zr2o7构成。填料还可包括nd2zr2o7和/或(nd,fe)2zr2o7或由nd2zr2o7或(nd,fe)2zr2o7构成。
[0056]
一般地、不限于填料的前述具体示例，填料可由zro2制成或包括zro2。尤其填料可以是或者包括立方体稳定的zro2。例如，填料可以是包括hfo2的立方体稳定的zro2或具有包括hfo2的立方体稳定的zro2。
[0057]
替代地或额外地，填料可以是或者包括根据以下公式的硫属化物、尤其是氧化物：
[0058]a2 xbydz
e7[0059]
其中，a是至少一种稀土族的元素并且以三价阳离子存在，b是以四价阳离子存在的至少一种元素，d是以五价阳离子存在的至少一种元素，e是以二价阴离子存在的至少一种元素，并且其中适用的是：
[0060]
0≤x≤1.1
[0061]
0≤y≤3
[0062]
0≤z≤1.6
[0063]
并且其中还适用的是：
[0064]
8≤3x 4y 5z≤15。
[0065]
优选地，填料作为结晶的材料。
[0066]
优选地适用的是：
[0067]
0≤x≤1.0、特别优选地0≤x≤0.5、更优选地0≤x≤0.25、并且最优选地0≤x≤0.1。
[0068]
优选地，a选自包括或由y、la、nd、dy、yb、lu、sc、la及其混合物构成的组。特别优选地，a选自包括或由y、la、nd、gd、dy、yb、lu、sc及其混合物构成的组。更优选地，a选自包括或由la、dy、nd、yb及其混合物构成的组。最优选地，a选自包括或由la、nd及其混合物构成的组。尤其a也仅由上述元素中的其中一种形成，即例如仅是y或la或nd。
[0069]
b优选选自包括或由zr、ti、hf、sn、ge和/或其混合物构成的组。特别优选地，b选自包括或由zr、hf及其混合物构成的组。根据另一实施方式，b选自包括或由ti、hf及其混合物构成的组。尤其b也仅由上述元素中的其中一种形成，即例如仅是zr或ti。
[0070]
d优选选自包括或由nb、ta及其混合物构成的组。尤其d也仅由这些元素中的其中一种形成，即例如是nb或ta。
[0071]
e优选选自硫属元素的组，即元素周期表的第六主族(根据门捷列夫)的元素(对应于按照iupac的第16族)。e尤其也可以包括不同的硫属元素的混合物。优选地，e选自包括或由硒se、氧o、硫s及其混合物构成的组。特别优选地，e选自包括或由o、s及其混合物构成的组。十分特别优选地，e是o(氧)。
[0072]
特别优选地，一般这些填料的单个颗粒具有对称的、优选立方体的结构。意指这些立方体结构类似于矿物烧绿石或萤石的立方体结构。
[0073]
填料的示例性组分也可以在下面表格中找到，其中，量分别以mol％给出：
[0074]
表格2
[0075]
如果与100％总和有偏差，则这是四舍五入导致的。
[0076]
具有前述列出的组分的这些填料一般是十分特别有利的。一方面，这些是在相应的相图中在混合圆顶的部位处的组分，由此以这种方式优选获得特别均匀、优选也非常稳定的晶相。
[0077]
此外，这种组分是有利的，因为这种以粉末加入到浆料以及得到的涂层中的填料接近所谓的“隔热氧化物”或tbo的组成，即例如用于所谓的“隔热涂层”或隔热层中的物质。但是令人惊奇的是，在此即使在非常低的例如仅250℃的温度(代替几百度或超过1000℃)、甚至更低的温度也出现降低表面温度的效果，并且此时这些填料不是以隔热层的形式存在，而是例如也嵌入涂层基质中、例如搪瓷涂层的玻璃基质中。尤其令人惊奇地该效果是由于此处涉及的填料在此反射热辐射，该效果与典型的隔热层完全不相关。
[0078]
根据一种实施方式，涂层是玻璃基涂层、优选搪瓷涂层。
[0079]
玻璃基涂层理解为，涂层的粘合剂是或者包括无定形的、基本上大于90重量％的无机材料。尤其也可使粘合剂完全为无机的。无机粘合剂具有高的耐热性，因此有利于热应
用。无定形的粘合剂尤其有利于获得光滑的、均匀的涂层。这有利地提高了涂层的耐磨性，例如防划伤性和/或耐磨蚀性。
[0080]
优选地，玻璃基涂层是搪瓷涂层。在本公开中搪瓷涂层理解为包括粘合剂的涂层，粘合剂包括玻璃组成部分、尤其所谓的玻璃流或玻璃料。玻璃流或玻璃料在此是玻璃状材料，其作为粘合剂前体相以颗粒形式存在，例如首先作为玻璃粉末形式存在，并且也可以以粉末形式加入涂层剂、如浆料中。在涂层中由粘合剂前体相形成粘合剂。对于这种玻璃基的涂层、尤其对于搪瓷涂层，粘合剂也可称为玻璃基质。尤其搪瓷涂层可构造成，使得在涂层被加热、即在所谓的燃烧或烘烤过程中时，玻璃组成部分至少部分地熔融并且以这种方式将涂层的固态组成部分、即至少一种颜料和至少一种填料彼此连接或与衬底连接。尤其玻璃的组成部分也可完全熔融。涂层设计为搪瓷涂层(或简称搪瓷)引起特别粘附和特别耐磨的涂层，因此是特别优选的。
[0081]
为了确保这种搪瓷涂层的良好加工性，例如玻璃的软化温度(t
ew、玻璃粉末
)是重要的，因为对于顺利流动(即用于由施加的浆料制造涂层)必须使烘烤温度至少等于玻璃粉末的软化温度ew。软化温度ew是玻璃粘度为10
7.6
dpas的温度。与玻璃元件或玻璃衬底的几何结构和加热工艺相关，例如在由玻璃构成的衬底中明显在其ew之下就观察到变形。使玻璃组分平滑流动成层是有利的，从而确保要求的化学、物理、机械和光学特性。对于加入的一种或多种颜料和至少一种填料的固定，该平滑流动也是有利的。
[0082]
在本公开中将粘合剂前体相理解为当施加到衬底上的湿膜硬化时转变为粘合剂的相。尤其理解为在烘烤时熔融并且在熔融时形成玻璃流或玻璃料或玻璃基质的玻璃粉末。
[0083]
根据一种实施方式，粘合剂的玻璃组成部分构造成玻璃流或玻璃料，并且包括氧化锌和/或氧化铋。已经证实氧化锌含量在0.1至70重量％的范围中、尤其氧化锌含量在0.1至30重量％的范围中的玻璃料特别有利。替代地或额外地，玻璃料包含0.1至75重量％、尤其8至75重量％的氧化铋。上述实施方式中氧化锌或氧化铋的含量对玻璃的软化温度具有特别有利的影响。根据该实施方式的改进方案，玻璃料具有在500至950℃范围中的软化温度。优选地，软化温度低于800℃、甚至低于750℃、特别优选地低于680℃，但是高于450℃。由于软化温度低，即使在烘烤温度低时也由玻璃粉末形成均匀的玻璃基质。因此，可用浆料涂覆具有不同组分(以及不同软化温度)的玻璃或玻璃陶瓷衬底，而在烘烤时没有降低待涂覆的玻璃或玻璃陶瓷衬底或得到的玻璃或玻璃陶瓷元件的粘度。
[0084]
此外，通过玻璃中氧化铋的含量提高了相应的(即由浆料制成的)涂层的耐化学性。
[0085]
因为经涂覆的衬底(或元件)的涂层中的玻璃基质具有与浆料中的玻璃粉末相同的组分，所以关于玻璃粉末的组分的说明也相应地适用于一些实施方式或改进方案的涂层中的玻璃基质的组分。在此玻璃基质也可理解为涂层的粘合剂或粘合剂相。
[0086]
根据本发明的改进方案，浆料中的玻璃粉末或相应涂层的玻璃基质具有以下以重量％表示的组分：
[0087]
优选地，玻璃具有最小含量为0.2重量％、优选至少2重量％的al2o3。替代地或额外地，玻璃具有至少1重量％、优选至少5重量％含量的b2o3。
[0088]
还发现有利的是，玻璃包含至少1重量％的碱金属氧化物，碱金属氧化物选自由na2o、li2o和k2o或这些氧化物的混合物组成的组。
[0089]
替代地或额外地，玻璃包含至少1重量％的另一种氧化物或氧化物混合物，其选自由cao、mgo、bao、sro、zno、zro2和tio2组成的组。
[0090]
根据另一改进方案，玻璃具有以下以重量％表示的组分：
[0091]
在改进方案的优选实施方式中，玻璃具有最小含量为10重量％、优选至少15重量％的sio2。替代地或额外地，玻璃具有最小含量为5重量％、优选至少10重量％的bi2o3。替代地或额外地，玻璃含量至少1重量％、优选至少3重量％的b2o3。优选地，碱金属氧化物na2o、li2o和k2o的总含量至少为1重量％。
[0092]
包含在浆料中的玻璃或相应涂层中的玻璃基质尤其可以是无碱玻璃、含碱玻璃、硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、锌硅酸盐玻璃、锌硼酸盐玻璃、锌硼硅酸盐玻璃、铋硼硅酸盐玻璃、铋硼酸盐玻璃、铋硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、磷酸锌玻璃、铝硅酸盐玻璃或锂铝硅酸盐玻璃。根据本发明的一种实施方式，浆料包括具有不同玻璃组分的玻璃粉末。
[0093]
根据一种实施方式，在玻璃中毒理学上有问题的成分铅、镉、汞和/或铬(vii)化合物的含量小于500ppm。
[0094]
根据另一实施方式，颜料作为吸收颜料。换句话说，该颜料为通过吸收着色的颜料。由此与赋予材料或涂层尤其特定的视觉外观(例如所谓的金属效果)的所谓的效果颜料不同，并且与不由于吸收可见光而着色、而是基本上通过散射效应引起白色(或可能在颜料混合物中发亮)的白色颜料不同。
[0095]
优选地，颜料为吸收颜料并且具有黑色或黑褐色。例如颜料可为反射ir的吸收颜
料。尤其反射ir的颜料可选自由颜料ci棕29、ci绿17和ci黑7组成的组。在以下表格中列出了合适的反射ir的颜料1至4。颜料5是不反射ir的吸收颜料。不反射的吸收颜料例如也可为亚铬酸铜尖晶石黑(ci颜料黑28)。
[0096]
表格3
[0097]
将颜料作为吸收颜料在热应用中是特别有利的。因为一方面通过使颜料作为吸收颜料可使由颜料引起的遮盖力和着色至少部分地与粒度脱离。这例如与在白色颜料中不同，在白色颜料中粒度是用于实现散射效果以及足够的遮盖力的主要因素。在此在白色颜料中在涂层于可见光范围中的充分散射(以及白色着色)和在热辐射区域中的充分散射以及反射效果之间可能存在目标冲突。这使得在吸收颜料中尤其可以从其他角度选择粒度并且尤其在选择粒度时同时考虑如可加工性和由颗粒尺寸对流变性的影响这样的方面。也可以这种方式在涂层具有足够遮盖力的情况下实现玻璃衬底或玻璃元件上的涂层的普通层厚度。这对于热应用同样是有利的，因为以这种方式不仅能明确地识别例如配备有这种玻璃元件的设备的功能区域，而且也可在尽管有涂层的情况下确保玻璃元件的足够机械强度，即使玻璃元件在工作时经受热机械钢化。因为已知，通过随着涂层的厚度增加，玻璃元件的机械强度减小。这尤其适用于粘附性最大的涂层、尤其玻璃基涂层并且特别适用于搪瓷涂层。后者通常经由熔融反应区域与衬底表面特别好地连接，但是这恰恰可能由此特别大地影响了机械强度。
[0098]
根据另一实施方式，颜料包括等效直径的d
50
值在0.15μm至2μm之间的范围中、优选在0.5μm至1.8μm之间的范围中、例如在0.8μm至1.8μm的范围中的尺寸分布的颜料颗粒。以这种方式确保浆料的良好加工性。此外由此也可在玻璃衬底的至少一侧(或主表面)上横向结构化地施加涂层时实现良好的分辨率。
[0099]
横向结构化的施加在此理解为，衬底或元件的主表面的至少一个区域没有涂层，而另一区域具有涂层或设有涂层。在此完全一般性地，可使得涂层以如下方式施加，即存在没有涂层的多个区域和或存在例如以点阵形式涂层的多个区域。
[0100]
小的颗粒尺寸能够使用密集光栅图的筛网、例如使用线数为77线/cm、甚至100线/cm或更多、例如120线/cm的筛网施加浆料，使得能够使用浆料借助丝网印刷产生具有高图形分辨率的涂层或装饰物。在下面的表格中示例性地、但是非限制性地列出了若干合适的筛网。
[0101]
表格4本文中的筛网名称线数(cm-1
)标称纱线直径(μm)网眼尺寸(μm)77t77556790t904855100t1004037
[0102]
此外使用的筛网的网眼尺寸与浆料包括的油含量以及浆料包括的粉末的粉末密度一起来确定涂层在烘烤之后的层厚度。
[0103]
尤其根据另一实施方式可使得颜料具有比表面积在1.1m2/g至8m2/g的范围中、优选在1.8m2/g至4.5m2/g的范围中的颜料颗粒。换句话说，颜料颗粒相对于重量没有特别大的表面，这例如在特定的填料颗粒中可为这种情况。由此颜料颗粒通常仅非常微弱地影响浆料的流变性。由此也优化了粘合剂的消耗。因为粘合剂应足以粘合被涂层包围的颗粒、尤其颜料颗粒，例如通过尽可能完全地包裹颗粒或其表面。因此，通常随着涂层或涂层剂、例如浆料包含的颗粒的表面，对粘合剂以及可能对浆料的液态组成部分的要求提高。但是同时颗粒的表面不可过小，以便确保粘合剂和一种或多种颗粒之间充分接触，这可改进颗粒在涂层中的结合及其机械阻力。
[0104]
此外也可以、甚至可能优选的是，涂层包括另一颜料。尤其另一颜料可为反射ir的颜料。根据实施方式由此可使得涂层包括两种反射ir的颜料，但是也可以没有颜料反射ir或仅一种反射ir。通过第二种颜料可尤其设定涂层的色坐标。优选地，涂层包含一种反射ir的颜料作为第二颜料，尤其亚铬酸钴尖晶石、氧化铟锰、氧化铌硫锡、钛酸锡锌和/或钛酸钴尖晶石。已经发现特别有利的是使用来自具有ci颜料蓝36、ci颜料蓝86、ci颜料黄227、ci颜料黄216、ci颜料绿26和ci颜料绿50的组中的颜料。
[0105]
根据一种实施方式，第二颜料的体积与第一颜料的体积之间的体积比为0.03至0.6、优选0.05至0.56、特别优选0.14至0.47。
[0106]
根据另一实施方式，填料包括等效直径的d
50
值在0.15μm和25μm之间的尺寸分布的填料颗粒。已经显示出，填料或涂层或相应的浆料的这种设计是特别有利的。尤其已经显示出，为了在设有根据实施方式的涂层的玻璃或玻璃陶瓷元件上实现尽可能低的表面温度，颗粒尺寸尤其应小于特定的最小颗粒尺寸。优选地，填料颗粒的颗粒尺寸在0.15μm和25μm之间、特别优选在0.2μm和25μm之间、特别优选在0.5μm和5μm之间。
[0107]
对此的原因尚不完全清楚。发明人猜测，特定的最小颗粒尺寸可能需要用于使填料的有利的热特性完全发挥。这例如可由于热特性、尤其热容量是能通过原子或离子的排列以及由此在固体格栅中产生的自由度影响的材料特性。在具有大的比表面积的纳米颗粒中，表面特性相应地比体积效应更重要，在此记录的经涂覆的玻璃或玻璃陶瓷元件的温度降低的效果此处会引起对于产生的振动自由度负面的影响。因此，填料颗粒的颗粒尺寸在等效直径的尺寸分布的d
50
值方面不应过小，并且根据一种实施方式至少为0.2μm、优选至少为0.8μm。
[0108]
但是为了例如在以丝网印刷方法施加涂层时实现良好的分辨率和/或为了良好的可加工性，颗粒尺寸也不应过大，因此根据一种实施方式最大值限定在25μm、特别优选最高5μm。
[0109]
根据一种实施方式，颜料在涂层的固体含量中的份额在7体积％和优选最高43体
积％之间。
[0110]
根据一种实施方式，填料在涂层的固体含量中的份额至少为1体积％、优选最高15体积％、优选在至少1.5体积％和最高5体积％之间。
[0111]
根据一种实施方式，涂层包括粘合剂，其中，粘合剂在固体含量中的份额至少为50体积％、优选最高85体积％。
[0112]
如果涂层和/或相应的浆料除了第一颜料以外还包括另一颜料，则在本公开中颜料例如在固体含量中的份额涉及颜料的相应总和。相应地也适用于颜料与填料的比例。
[0113]
根据一种实施方式，颜料包括的材料为或包含无机材料、优选高温稳定的无机材料、尤其高温稳定的无机氧化材料。即尤其颜料可构造成高温稳定的无机氧化颜料。
[0114]
根据一种实施方式，颜料包括含铬的颜料，优选含铬的氧化铁，例如含铬的赤铁矿和/或含铬的尖晶石，或由这种材料构成。
[0115]
这种颜料尤其相对于浆料中的玻璃粉末的玻璃组成部分具有特别高的热稳定性以及高的化学惰性，这对于烘烤浆料以制造相应的搪瓷涂层特别有利。因此根据一种实施方式，可能的最高烘烤温度不受颜料的稳定性限制。这使得在本发明的改进方案中能够在500℃至1000℃范围的高温下烘烤玻璃或玻璃陶瓷衬底上的浆料，由此在涂层的烘烤过程期间例如可使玻璃衬底热钢化，因此产生受到热钢化的玻璃元件。
[0116]
根据本发明的一种实施例，包含在浆料中的玻璃粉末具有d
50
值在0.1μm和3μm的范围中、尤其在0.1μm和2μm的范围中的等效直径的颗粒尺寸分布。这种颗粒尺寸确保颜料颗粒和填料颗粒在涂层中的均匀分布以及在烘烤过程期间形成尽可能均匀的玻璃层。
[0117]
根据另一实施方式，衬底构造成玻璃衬底，并且优选地是或者包括钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃。特别优选地，涂层在此可包括zro2作为填料、尤其也作为立方体稳定的zro2。尤其在这种情况下玻璃元件也可热钢化。因此，这种设计方案也可为有利的，因为以这种方式提供了可借助容易获得的部件制造的元件。这种设计方案对于玻璃在烤箱门中的应用(即作为所谓的“烤箱窗”)是特别有利的。
[0118]
根据另一实施方式，玻璃或玻璃陶瓷衬底构造成片状，例如平坦的或作为拱曲的或弯曲的片。
[0119]
根据另一实施方式，玻璃或玻璃陶瓷衬底具有在至少1mm和最高10mm之间、优选在2mm和8mm之间的厚度。
[0120]
根据另一实施方式，涂层包括至少一种吸收颜料，并且具有在至少2μm与20μm之间、优选3μm与15μm之间的厚度。包括至少一种吸收颜料的相应涂层的湿膜厚度、即施加在衬底上的涂层剂或浆料的厚度优选在8μm和35μm之间、优选在10μm和20μm之间。
[0121]
根据另一实施方式，涂层中的颜料与填料基于体积的比例至少为0.75:1、优选最高12.5:1、特别优选在1.5:1和8:1。
[0122]
根据另一实施方式，涂层被局部地施加或施加为，使得玻璃或玻璃陶瓷衬底的主表面的至少一个区域未被涂层覆盖，其中优选地，相应主表面的至少60％、优选至少65％、特别优选至少70％具有涂层，其中优选主表面的最多95％被涂层涂覆。在此，涂层优选地可以以网格、如点阵的形式和/或框架的形式施加。网格在此理解为规则分布在一个面上的点的布置方式并且例如可理解为栅格的相交的直角线的角点。对此在本公开中在点阵中在待涂层的面上的点的尺寸和/或点的密度可逐渐地或逐段地改变。
[0133]
其中，a是至少一种稀土族的元素并且以三价阳离子存在，b是以四价阳离子存在的至少一种元素，d是以五价阳离子存在的至少一种元素，e是以二价阴离子存在的至少一种元素，并且其中适用的是：
[0134]
0≤x≤1.1
[0135]
0≤y≤3
[0136]
0≤z≤1.6
[0137]
并且其中还适用的是：
[0138]
8≤3x 4y 5z≤15。
[0139]
根据本发明的一种实施方式，浆料包括10至40重量％的反射ir的颜料、2.5重量％至25重量％的填料、45至85重量％的玻璃粉末和12至35重量％的溶剂。作为能用于丝网印刷的涂层溶液的溶剂优选使用蒸气压力小于10bar、尤其小于5bar、特别小于1bar的溶剂。
[0140]
这种溶剂或溶剂混合物也可称为丝网印刷介质或丝网印刷油。这例如可以是水、正丁醇、二甘醇单乙醚、三丙二醇单甲醚、萜品醇、乙酸正丁酯的组合。为了能设定期望的粘度使用相应的有机和无机的添加物。有机添加剂可以例如是羟乙基纤维素和/或羟丙基纤维素和/或黄原胶和/或聚乙烯醇和/或聚乙烯醇和/或聚乙二醇、嵌段共聚物和/或三嵌段共聚物和/或树木树脂和/或聚丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸酯。可以使用常见的商业丝网印刷油。
[0141]
通过上述浆料组分确保由其制成的涂层具有高的ir反射率。同时丝网印刷介质的份额实现了浆料的良好加工性、尤其借助丝网印刷加工。因此优选地，浆料具有如下范围中的粘度：在200/s的剪切速度下为3.5pa*s至在200/s的剪切速度下为15pa*s、特别优选在200/s的剪切速度下为4.8pa*s至在200/s的剪切速度下为12.8pa*s。
[0142]
另一方案是用于烤箱门的烤箱窗。一般地，烤箱门具有片结构。这种片结构可包括至少两个玻璃元件和/或玻璃衬底。包括根据一种实施方式的至少一个玻璃元件的片结构是有利的，其中，根据实施方式的玻璃元件优选是片结构的外部片。在此，片结构的在烤箱使用中面对使用者的片称为外部片。在此尤其可涉及与用于打开烤箱的手柄连接或至少连接或能连接的片。在此在本公开中一般地将片、即片状构造的玻璃或玻璃陶瓷元件或玻璃或玻璃陶瓷衬底称为烤箱窗，优选将确定和/或适用于安装到烤箱门中的片状的玻璃元件或玻璃衬底理解为烤箱窗。
[0143]
根据一种实施方式的烤箱窗包括根据一种实施方式的玻璃元件，其中，玻璃元件仅在一个主表面上包括涂层，其中，涂层被横向结构化地施加，其中优选地玻璃元件的主表面的至少60％、特别优选至少65％、最优选至少70％被涂层覆盖，并且其中特别优选地，玻璃元件不包括由透明的导电氧化物构成的其他涂层，并且其中优选地，玻璃元件作为钢化的玻璃元件存在。
[0144]
本公开也涉及包括或由根据实施方式的玻璃陶瓷元件构成的壁炉观察窗。
[0145]
另一方案涉及用于制造根据实施方式的玻璃或玻璃陶瓷元件的方法，该方法包括以下步骤：
[0146]
–
提供透明的玻璃或玻璃陶瓷衬底，
[0147]
–
提供浆料、尤其根据实施方式的浆料，浆料包括具有软化温度的ew
玻璃粉末
的玻璃粉末、至少一种反射ir的颜料和一种丝网印刷介质，其中，ew
玻璃粉末
处于衬底材料的变形温度以
下，
[0148]
–
借助丝网印刷在提供的玻璃或玻璃陶瓷衬底的至少一个主表面上横向结构化地施加提供的浆料，使得获得涂层的湿膜，
[0149]
–
当温度在t
烘烤
＞tg
玻璃粉末
的范围中时烘烤湿膜以形成涂层，
[0150]
其中优选地，衬底是玻璃衬底、特别优选是钠钙玻璃或硼硅酸盐玻璃，并且玻璃衬底与对施加的涂层的烘烤一起经受热钢化，
[0151]
和/或
[0152]
其中优选地，烘烤温度在500℃至1000℃的范围中、优选在500℃至700℃的范围中，
[0153]
和/或
[0154]
其中优选地，衬底是能结晶的绿玻璃并且与对涂层的烘烤一起进行绿玻璃的陶瓷化，
[0155]
和/或
[0156]
其中，保持结构地烘烤涂层，
[0157]
和/或
[0158]
其中，涂层包括吸收颜料，并且湿膜的厚度至少为8μm并且最高35μm、优选至少10μm并且最高25μm。
[0159]
保持结构地烘烤在此理解为，在烘烤过程期间保持涂层的横向结构化的施加，由此获得未被涂层覆盖以及被涂层覆盖的区域。
[0160]
示例
[0161]
降低包括涂层的玻璃或玻璃陶瓷元件的表面温度的技术效果可示例性地在例如烤箱门中已知的片结构上显示出。在本公开中，应用在烤箱门中或烤箱门的片结构中的玻璃或玻璃陶瓷元件也称为烤箱门视窗。这种玻璃或玻璃陶瓷元件也可简称为“烤箱窗”，但是在此始终意指烤箱门视窗。如果在本公开中提及外部的烤箱窗(或烤箱门视窗)，在此是按规定使用烤箱门时面对使用者的玻璃或玻璃陶瓷元件。根据烤箱门的具体结构，外部的玻璃或玻璃陶瓷元件可实施成不同于片结构的另一玻璃或玻璃陶瓷元件或衬底。例如外部的玻璃或玻璃陶瓷元件可具有不同的尺寸，例如由此能够安装在框架中或与炉膛的密封件共同作用，或也可在外部元件上安装构件、例如门把手以用于打开。
[0162]
为了确定在这种外部的玻璃元件上的外部温度，如例如在国际专利申请wo 2019/101873 a1中描述的结构是适宜的。根据一种实施方式的元件、尤其玻璃元件在此安装为烤箱门中的外部片。通过ir照相机获得元件的外侧的表面温度，其中，每分钟记录一次相应的ir热图像。通过在wo 2019/101873 a1中所述的结构，在此在热图像照相机与外部片之间的间距为203.2cm。烤箱的体积为28.317l或5.3ft3。分别在烤箱内部温度为875℉或468℃时以及在475℉或246℃下进行测量。这种测量结构可从下面描述的图6中示意性地得出。
[0163]
替代地，借助实验室测量结构也可确定，如同样在wo 2019/101873 a1中所述地。片的相应的表面温度在此借助高温计42(impac,ie 120/82l)得到，其中，焦点设置在装饰片的外侧上并且每分钟记录一次相应的测量值。高温计42与烤箱门的外部片的间距在此为50cm。在测试结构中烤炉的体积为30x12x12cm3。装饰片与烤炉的间距在此为2cm并且烤炉开口具有3cm的直径。测量的片整面被涂层。这种实验室结构也将在图7中示意性地示出。
[0164]
如果在两种前述的测量结构中测量根据实施方式的涂层与例如根据wo 2019/101873a1的涂层并且将测量结构彼此比较，则显示出根据本公开的实施方式可进一步降低外部的片或外部的玻璃元件的外部温度。
[0165]
例如可在用除了17.5体积％的反射ir的颜料以外还包括1.4体积％的填料、在此zro2的浆料制造涂层时设有借助这种浆料获得的涂层的玻璃元件的外部温度相比于涂层仅包括反射ir的颜料的玻璃元件还降低约2℃。在此，玻璃元件的涂层的一侧面对烤箱内部空间。填料的颗粒尺寸在此为20μm(作为等效直径的d
50
值给出)。
[0166]
采用包括15体积％的反射ir的颜料和2.5体积％的混合氧化物的浆料，相对于涂层仅包括相应的反射ir的颜料的玻璃元件甚至可使外部温度再降低4℃，混合氧化物包括zro2和稀土元素的氧化物。在此玻璃元件的涂层的一侧面对烤箱内部空间。填料的颗粒尺寸d
50
在此约为1μm(作为等效直径的d
50
值给出)。填料在此具有组分nd2zr2o7。
[0167]
但是对此令人惊奇地发现，如此大地降低外部温度也与使用的填料的颗粒尺寸相关。例如如果nd2zr2o7的颗粒尺寸降低并且仅为50nm(涉及等效直径的d
50
值)，则当填料在浆料或得到的涂层中的含量相同的情况下可发现降低1.5℃。
[0168]
还发现，涂层的其他特性、例如涂层相对于流体通过的密封性也会受到添加包括混合氧化物的纳米填料的影响，混合氧化物包括稀土元素的氧化物以及zro2和/或hfo2或由其构成。例如在使用纳米级的nd2zr2o7填料时得到的涂层的密封性是不足够的。这意味着，例如液体可进入涂层中。这不仅会破坏视觉，而且也损坏涂层，例如在腐蚀性清洁剂和/或涂层加热的情况下。
[0169]
由此表明，尤其具有d
50
值在0.15μm、优选0.25μm、尤其优选0.5μm与5μm之间的等效直径的颗粒尺寸分布是特别有利的，由此获得根据实施方式的涂层。也可使用较大的颗粒，但是可能导致较粗糙的涂层。必要时也可对于涂层的横向结构化涂覆的情况降低分辨率。一般地，填料可以包括具有等效直径的d
50
值在0.15μm至25μm之间的范围中、优选在0.2μm至25μm的范围中、十分特别优选0.5μm至5μm的尺寸分布的填料颗粒。
[0170]
在下表中总结了各种合适的填料或包括合适填料或可形成填料的材料。
[0171]
表格5材料热导率比摩尔热容 [w/(m
·
k)][mj/(mol
·
k)]tio23-48.76y2o38-121.99zro21.5-33.65la2zr2o720.61gd2zr2o71.80.69nd2zr2o71.250.69la2hf2o71.930.528ysz2.094.18
[0172]
在此8ysz代表用8mol％的y2o3稳定的zro2。
附图说明
[0173]
下面根据附图详细描述本发明。在此相同的附图标记涉及相同的或彼此相应的元件。其中示出：
[0174]
图1至图3示出了玻璃或玻璃陶瓷元件的示意性的且未按尺寸比例的侧视图，
[0175]
图4示出了涂层的局部的示意性的且未按尺寸比例的图，
[0176]
图5示出了玻璃或玻璃陶瓷元件的示意性的且未按尺寸比例的俯视图，
[0177]
图6和图7示出了测量结构的示意图，
[0178]
图8示出了用于烤箱门的片结构的示意图，以及
[0179]
图9示出了烤箱门的温度与时间相关的图表。
具体实施方式
[0180]
图1示出了用于家用电器和/或加热设备的玻璃或玻璃陶瓷元件10的示意性的且未按尺寸比例的第一附图，玻璃或玻璃陶瓷元件包括片状的透明的玻璃或玻璃陶瓷衬底1。此处片状构造的衬底1在此平坦地构造，即未弯曲。衬底1具有第一表面11以及第二表面12，第二表面与第一表面11相对。表面也可称为侧或侧面并且呈现玻璃或玻璃陶瓷衬底11或相应地玻璃或玻璃陶瓷元件10的所谓的主表面，因为主表面一起形成衬底的表面的50％以上。此外还绘出了玻璃或玻璃陶瓷衬底1的厚度d。玻璃或玻璃陶瓷衬底1的厚度在此也可近似地看作为玻璃或玻璃陶瓷元件10的厚度，因为与此处不同，为了更清楚涂层2的厚度(未标出)相比于玻璃或玻璃陶瓷衬底1的厚度非常小。涂层2至少局部地布置在主表面11、12的其中至少一个上，即在此衬底1的主表面11上。应理解为，涂层2无需覆盖整个主表面11，而是也可仅施加在一个区段中，使得主表面的另一区域没有被涂层2覆盖。在此涂层布置在主表面11的中间区域中，使得边缘区域保持没有。但是整面的施加自然也是可行的。此外还可能的是，涂层不是仅仅布置在主表面上，而是在衬底1的两个主表面11、12上。涂层2包括至少一种颜料和至少一种填料，该至少一种颜料构造成反射ir的颜料，其中，至少一种填料包括比摩尔热容最高5mj/(mol
·
k)并且优选热导率最高12w/(m
·
k)的材料。根据另一方面，涂层2也可被描述为包括至少一种颜料和至少一种填料，其中，颜料构造成反射ir并且其中填料是或者包括氧化锆和/或氧化铪和/或稀土元素的氧化物。涂层2构造成玻璃基涂层、优选搪瓷涂层。
[0181]
图2示出了玻璃或玻璃陶瓷元件10的一种实施方式的未按尺寸比例示出的另一示意图，玻璃或玻璃陶瓷元件包括此处片状的透明的玻璃或玻璃陶瓷衬底1。片状的衬底1在此构造成弯曲的片。一般性地、不限于此处示出的示例可使两个主表面11、12至少局部地包括涂层2。
[0182]
图3示出了根据一种实施方式的玻璃或玻璃陶瓷元件10的一种实施方式的另一示意图以更具体地解释横向结构化地涂覆涂层2。在此玻璃或玻璃陶瓷元件10设计成，使得涂层2横向结构化地施加。这意味着，衬底1的主表面11、12、在此为主表面11的至少一个区域没有涂层2，而另一区域102具有涂层2。而在此十分一般地，可在两侧施加涂层2。尤其一般性地、不限于图3中示出的玻璃或玻璃陶瓷元件10的示例性实施方式，可以有多个区域102和/或多个区域101的形式涂覆涂层2。
[0183]
图4示出了涂层2的未按尺寸比例示出的示意图。图2构造成，使得涂层包括颜料颗
粒22以及填料颗粒23。涂层还包括粘合剂21。粘合剂21可尤其基于玻璃构成，其中优选涂层2构造成搪瓷涂层、即包括玻璃组成部分，该玻璃组成部分在变热时至少局部地熔融并且包围由涂层包裹的颗粒组成部分且彼此连接以及与衬底1连接。
[0184]
在图4中示出的涂层2的实施方式是特别优选的实施方式。颜料颗粒22以及填料颗粒23在此即构造成，使得其包括相对类似的颗粒尺寸。一般地，颜料的颗粒尺寸小于10μm、尤其在0.15μm和2μm之间是优选的。颜料颗粒例如可具有等效直径的d
50
值在0.5μm至1.8μm之间、例如0.8μm至1.8μm的范围中的尺寸分布。填料颗粒23一般地可具有在50nm和最高25μm之间的颗粒尺寸。但是小于0.1μm的小颗粒尺寸不是优选的，因为已经发现，在纳米级填料中虽然可以观察到观察窗中的温度最小化的效果，但是不如较大颗粒尺寸时那么显著。虽然也可使用最高25μm(基于等效直径的d
50
值)的填料颗粒。但是这出于加工性的原因不是优选的。而使用这种大的填料颗粒获得粗糙的涂层。这可是不利的。虽然填料在此构造成，使得填料包括硬的颗粒，从而由于粗糙表面降低涂层的耐磨性在此不太可能，该粗糙表面例如为了清洁刮刀提供更多的作用面。但是由此可能损坏会与涂层接触的材料。此外使用大颗粒由于例如在丝网印刷方法中由此所需的较大的丝网尺寸导致分辨率降低。
[0185]
此外使用至少近似具有相同尺寸的颗粒可是有利的，从而实现颜料颗粒在涂层中尽可能好的分布。这可有利于涂层的覆盖效果。
[0186]
最后图5示出了根据一种实施方式的示例性的玻璃或玻璃陶瓷元件10的俯视图。玻璃或玻璃陶瓷元件10或相应地(此处未标注的)玻璃或玻璃陶瓷衬底1具有长度l和宽度b。涂层2在此以横向结构化的形式布置在衬底的主表面上，使得在元件的边缘区域中施加涂层作为框架202形式的覆盖的涂层。覆盖的涂层在此理解为，在框架的区域中涂层的占有率近似100％、即在框架的区域中全部施加涂层2。在衬底1或玻璃或玻璃陶瓷元件10的中间区域中施加具有不同占有率的光栅图201的形式的涂层。优选地，为玻璃或玻璃陶瓷元件10的整个主表面计算的占有率在至少60％和最高90％之间。优选地，占有率至少为65％、特别优选至少70％。在此占有率由用涂层2覆盖的区域102和玻璃或玻璃陶瓷元件10或相应地玻璃或玻璃陶瓷衬底1的整个主表面的比例得出。换句话说，一般地占有率作为主表面的经涂覆的面积与相关主表面的总面积的比例得出。在此，经涂覆的面积是覆盖区域102的面积或在有多个这种区域102的情况下是这些区域102的面积的和。
[0187]
在图6中示意性地示出了用于确定烤箱门的外部温度的第一测量结构的变型方案。在此，将容积28.317l或5.3ft3的普通家用烤箱4加热到246℃(烘烤模式中的最高工作温度)或468℃(热解模式中的最高工作温度)。在该测量设置中烤箱门具有三个片，其中，内部的两个玻璃片分别具有涂层3。涂层3在此布置在两个内部的玻璃片的彼此面对的主表面上。对此，涂层3尤其构造成包括tco的层或tco层。并且也可称为低e层。在研究的实施方式中，外部的玻璃片具有包括ir反射的颜料以及填料的涂层2或由比摩尔热容最高5mj/(mol
·
k)并且优选热导率最高12w/(m
·
k)的材料构成，其中，涂层2施加在玻璃片的面对烤箱内部空间的一侧上。相应的片表面温度在此通过fluke公司的ir相机获得，其中，以一分钟间隔记录相应的ir热图像。热图像相机与烤箱门的外部片的间距在此为203.2cm。从由此获得的热图像中得到相应的温度。在测试结构中，烤箱的体积为28.317l或5.3ft3。从图8中可看出烤箱门的相应片结构100。
[0188]
在图7中示意性地示出了在实验室条件下确定经涂覆的玻璃片的表面温度的另一
测量设置。在此将实验室烤箱41加热到250或450℃的温度。烤箱具有直径为3cm的开口。在与开口间距0.5cm处放置待测量的具有涂层2的玻璃片1，其中，涂层2指向烤箱开口的方向。用高温计(impac,ie 120/82l)42确定经涂覆的玻璃片1的表面温度。高温计42在此布置在待测量的装饰化玻璃衬底1之后并且与待测量的玻璃片1间距50cm。
[0189]
此外，图8示意性地示出了烤箱门的结构或用于烤箱门的片结构100。在此衬底1的未经涂覆的侧布置在绘图的左侧并且同时指向外(即在绘图中向右)。烤箱门或片结构的中间和内部的片分别在一侧涂有涂层3。涂层3在此包含透明的、有传导性的氧化物或在此形成tco层。中间的和内部的(在此即右侧的)片在此布置成，使得涂层3指向彼此。
[0190]
最后，图9示出了针对图7的测量结构在使用不同涂层的情况下烤箱门或经涂覆的玻璃或玻璃陶瓷衬底的表面温度关于时间的图表。在此曲线5相应于包括黑色颜料(在此颜料黑色28)的玻璃基涂层获得的温度走向。也借助图6的结构测量最高测量的温度。
[0191]
曲线6、7和8示出了针对根据本公开的实施方式的除了黑色颜料还分别包括填料的玻璃基涂层获得的温度走向。
[0192]
因此，根据曲线走向6，除了黑色颜料(颜料棕色29)以外，涂层还包括根据本说明书的表格2的填料pc1(zro2)并且含量为涂层固体部分的2.5体积％。可清楚看出，由于使用填料在30分钟时间之后烤箱门的外部温度(低于28℃、曲线6)明显低于没有填料的涂层时(约31℃、曲线5)。即在此借助填料pc1可降低3℃的外部温度、甚至更多。如从图9的图表中可见，在此没有暂时效应，而是在约10分钟时间之后表面温度趋于稳定，即基本保持恒定。
[0193]
在使用另一填料、例如热特性更有利的填料、例如填料pc2(nd2o3·
2zro2、曲线7)或包括33.33摩尔％的nd2o3、44.44摩尔％的zro2和22.22摩尔％的fe2o3(曲线8)的填料pc3时，还可提高使用填料pc1出现的温度差异。借助pc2将表面温度降低到约27℃，即相对于没有填料的玻璃基涂层降低了约4℃，借助pc3甚至还进一步降低到低于26℃、即降低了5℃。在与曲线7和8相应的涂层中分别也使用颜料棕色29作为黑色颜料以及分别提供的相对于涂层固体部分具有2.5体积％的填料。
[0194]
但是在此可观察到，此处涉及的在约10至15分钟之后在烤箱门或经涂覆的玻璃或玻璃陶瓷衬底的表面的外侧上出现的稳定温度或最高温度(t
max
)之间的温度差异不十分明显，因为如也从图9的图表中所见，在测量开始时的温度(t0)分别不同。初始温度t0在此基本上相应于测量开始时的室温，因此会波动。
[0195]
因此下面还根据以下表格的数据进一步说明技术效果。在下面的表格中分别列出最高温度t
max
，其中，在此t
max
在测量开始起30分钟的时间点获得。t0是测量开始时的温度。δt表示最高温度t
max
和t0之间的差t
max-t0。还给出涂层的组成部分，其中，为颜料以及可能的填料也列出了百分比量。百分比分别表示涂层或浆料的固体含量以及涉及体积(固体含量的体积％)。
[0196]
表格6
[0197]
样品1在此相应于涂层组分，对于该涂层组分而言，获得了根据图9中的曲线5的温度走向。
[0198]
在此发现，根据实施方式具有涂层的t
max
保持在对于或借助传统涂层实现(例如参见样品2和样品6)的最高温度t
max
以下，或者在初始温度t0明显不同时，至少可实现明显更小的温度差δt(例如参见样品2和样品7)。
[0199]
附图标记列表