[发明专利]玻璃陶瓷板

说明书

本发明涉及透明、无色和非散射性玻璃陶瓷板领域，特别是用于烹饪装置，如烤箱门或窗板，或用作壁炉插入件。

前述应用需要具有高热机械强度，特别是优异的抗热震性，以及在高温下对腐蚀性气氛的耐受性的板。锂铝硅酸盐类型的玻璃陶瓷满足这些特别苛刻的规定。这些玻璃陶瓷通过两步法获得：在第一步骤中，获得前体玻璃的板，其在第二步骤中经受受控的晶化处理。这种热处理（称为“陶瓷化”）能够生长β-石英或β-锂辉石结构的玻璃晶体（取决于陶瓷化温度），其通常具有热膨胀系数为负的区别特征，使得该玻璃陶瓷最终具有非常低的热膨胀系数。

各种类型的锂铝硅酸盐玻璃陶瓷板是著名的。用在例如辐射或感应类型的烹饪装置中的那些通常是高度着色的，因此它们具有非常低的光透射系数（通常最高3%）或散射以遮蔽位于该板下方的物品。着色玻璃陶瓷通常含有β-石英结构的晶体，而散射性玻璃陶瓷通常含有通过高温下的陶瓷化所产生的β-锂辉石（或正方硅石）结构的晶体，其更大的直径导致了光的散射。β-石英结构的晶体是含有元素Si、Al、Li、Mg和Zn的固溶体。

在作为壁炉插入件和烤箱门或窗板的此类应用中，相反对于使用者来说重要的是能够充分观察到板后的物品。为此，已经开发了透明、无色和非散射性的玻璃陶瓷。此类玻璃陶瓷也可用于烹饪装置，在这种情况下通常结合遮蔽装置，如不透明的有机或无机涂层。

术语“透明”优选理解为是指如下事实：光透射系数（在NF EN 410标准的含义中）为至少70%。

术语“无色”优选理解为是指如下事实：透射中的色度坐标（a*, b*）作为绝对值最高为20，使用CIE-1931参考观测器和D65参考光源。

术语“非散射性”优选理解为是指如下事实：在ASTM D1003-00标准的含义中的雾度最高为3%，特别是2%和甚至1%。该雾度对应于漫射光透射与总光透射之间的比，以百分比表示。其优选使用分光光度计（前述标准的方法B）来测量。

常规上，这些玻璃陶瓷由使用锑或砷的氧化物精制的前体玻璃制得。玻璃的精制包括除去具有任何气态夹杂物的熔融玻璃，为此通常使用澄清剂，其目的是在熔融玻璃中产生能够结合小的气态夹杂物并使其上升至表面的密集气体逸出。考虑到这些澄清剂的毒性，近来已经提出使用氧化锡（SnO₂），其还能够通过浮法形成该玻璃，所述浮法包括将玻璃倾倒至熔融锡浴上。但是看起来这种氧化物容易使该玻璃陶瓷带有淡黄色。

为了解决这一问题，申请EP 1 837 313提出了通过使用氧化钕（Nd₂O₃）将该玻璃陶瓷脱色。除其高成本之外，这种氧化物在其添加控制不力时能够产生粉红色，同时降低高玻璃陶瓷的光透射。申请EP 2 284 131提出了通过使用小于3.8%的总含量来降低ZrO₂和尤其是TiO₂成核剂的含量。但是，已经证明此类低含量会导致β-石英结构的晶体的不受控制的生长，能够产生雾度。

本发明的一个目的是提出一种透明、无色和非散射性的玻璃陶瓷，其不使用砷和锑的氧化物，其组成与玻璃的轧制过程相容，可以以降低的成本生产，并且具有最低的可能残留的黄色。

为此，本发明的一个主题是透明、无色和非散射性的锂铝硅酸盐类型的玻璃陶瓷板，含有β-石英结构的晶体，其化学组成不含有砷、锑和钕的氧化物，并包含表示为重量百分比的下面限定的范围内的下列成分：

SiO₂ 55-75%，特别是60-70%，

Al₂O₃12-25%，特别是19-24%，

Li₂O 2-5%，特别是3-4%，

Na₂O+K₂O 0-<2%，特别是0-1%，

Li₂O+Na₂O+K₂O0-<7%，特别是0-5%，

CaO 0.3-5%，

MgO 0-5%，特别是0-1%，

SrO 0-5%，特别是0-1%，

BaO 0.5-10%，特别是1-5%，

CaO+BaO >1%，特别是3-5%，

ZnO 0-5%，特别是1-2%，

TiO₂ ≤1.9%，

ZrO₂ ≤3%，特别是2-3%，