DE102016111438A1 - Glass ceramic element with intrinsic decoration and process for its production - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Element aus Glaskeramik mit einer intrinsischen Dekoration. Dabei weist das Element aus Glaskeramik einen ersten, im Volumen des Elements liegenden Volumenbereich mit einer Glasphase und einer vorherrschenden Kristallphase (Hauptkristallphase) auf, wobei in dieser ersten Kristallphase zumindest ein lokal begrenzter zweiter Volumenbereich ausgebildet und eingebettet ist, welcher eine von der vorherrschenden ersten Kristallphase abweichende zweite Kristallphase umfasst. Dieser zweite Volumenbereich ist vom ersten Volumenbereich für einen Betrachter optisch unterscheidbar. Das erfindungsgemäße Element kann beispielsweise als Kochfläche oder Sichtscheibe verwendet werden. Die intrinsische Dekoration kann Kennzeichnungen, Logos, Symbole, Schriften oder Bedienhilfen umfassen.The present invention relates to an element of glass-ceramic with an intrinsic decoration. In this case, the element made of glass ceramic has a first volume region lying in the volume of the element with a glass phase and a predominant crystal phase (main crystal phase), in which first crystal phase at least one locally limited second volume region is formed and embedded, which is one of the prevailing first crystal phase comprises a different second crystal phase. This second volume area is optically distinguishable from the first volume area for a viewer. The element according to the invention can be used, for example, as a cooking surface or viewing window. The intrinsic decoration may include markings, logos, symbols, fonts or operating aids.

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Element aus Glaskeramik mit einer intrinsischen Dekoration. Das erfindungsgemäße Element kann beispielsweise als Kochfläche oder Sichtscheibe verwendet werden, wobei die Dekoration Heißbereiche zur Erhöhung der Sicherheit kennzeichnet. Die intrinsische Dekoration kann auch Logos, Symbole, Schriften oder Bedienhilfen umfassen. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Erzeugung eines derartigen Elements aus Glaskeramik.The present invention relates to an element of glass-ceramic with an intrinsic decoration. The element according to the invention can be used, for example, as a cooking surface or viewing window, the decoration featuring hot areas to increase safety. The intrinsic decoration can also include logos, symbols, fonts or operating aids. The invention also relates to a method for producing such a glass ceramic element.

Moderne induktionsbeheizte Glaskeramik-Kochflächen werden zunehmend mit einer Vollflächeninduktionsbeheizung ausgestattet, die eine freie Platzierung des Kochgeschirrs auf der Glaskeramikplatte erlaubt. Dies führt im Gebrauch dazu, dass Kochgefäße auf der Kochfläche verschoben werden. Wenn die Glaskeramik-Kochfläche eine herkömmliche Dekoration z.B. aus einem pigmentierten Glasfluss aufweist und welche sich im wesentlichen auf der Oberfläche der Kochfläche befindet, dann können beim Verschieben der Kochgefäße Geräusche entstehen, die als unangenehm empfunden werden. Außerdem kann es zu unerwünschtem Metall-Abrieb kommen, der nur durch eine aufwändige Reinigung der Kochfläche beseitigt werden kann.Modern induction-heated glass ceramic cooking surfaces are increasingly equipped with a full-surface induction heating, which allows a free placement of the cookware on the glass ceramic plate. This results in the use of cooking vessels are moved on the cooking surface. If the glass ceramic cooking surface is a conventional decoration e.g. has a pigmented glass flow and which is located substantially on the surface of the cooking surface, then when moving the cooking vessels noise may arise, which are perceived as unpleasant. In addition, it can lead to undesirable metal abrasion, which can only be eliminated by a complex cleaning of the cooking surface.

Wünschenswert wäre demnach eine Glaskeramik-Kochfläche mit einer im Wesentlichen innenliegenden Dekoration, welche die Stabilität und die Festigkeit des Glaskeramik-Elements nicht ungünstig beeinträchtigt. Zum anderen sollte die Qualität der Oberfläche des Glaskeramik-Elements durch die Dekoration nicht beschädigt oder verändert werden. Die Dekoration einer Glaskeramik mit Laser oder Elektronenstrahl wird bereits in dem DokumentUS 3,701,880 beschrieben. Nach der Lehre dieses Dokuments werden Teile der Oberfläche des Elements entfernt.It would therefore be desirable to have a glass-ceramic cooking surface with a substantially inner decoration which does not adversely affect the stability and strength of the glass-ceramic element. On the other hand, the quality of the surface of the glass ceramic element should not be damaged or changed by the decoration. The decoration of a glass ceramic with laser or electron beam is already in the document US 3,701,880 described. According to the teaching of this document, parts of the surface of the element are removed.

Auch das DokumentDE 43 04 953 A1 offenbart die Strukturierung einer Glaskeramik mit Hilfe eines Lasers, wobei Vertiefungen in der Glaskeramik erzeugt werden.Also thedocument DE 43 04 953 A1 discloses the structuring of a glass-ceramic with the aid of a laser, wherein depressions are produced in the glass-ceramic.

Eine weitere Methode wird in dem DokumentEP 2 559 514 A1 dargestellt, wonach eine auf der Oberfläche einer Glaskeramik aufgebrachte Schicht mit Hilfe eines Lasers teilweise abgetragen wird, um eine Struktur zu erzeugen. Als nachteilig erweist sich hier, dass zusätzlich eine Schicht, insbesondere eine Hinterdruckung, erforderlich ist, um einen guten Kontrast zu erzeugen.Another method is in thedocument EP 2 559 514 A1 according to which a layer applied to the surface of a glass-ceramic is partially removed by means of a laser in order to produce a structure. A disadvantage here proves that in addition a layer, in particular an underprint, is required to produce a good contrast.

Auch die Bearbeitung einer Glaskeramik zur Formgebung mit Hilfe eines Lasers ist möglich, wie das DokumentUS 5,665,134 A lehrt.The processing of a glass ceramic for shaping using a laser is possible, as the document US 5,665,134 A teaches.

Das DokumentEP 0 432 653 B1 offenbart den Einbrand von Großflächendekoren mit Hilfe eines Lasers, wobei Vertiefungen und Erhebungen auf der Oberfläche des Kochfeldes erzeugt werden.Thedocument EP 0 432 653 B1 discloses the penetration of large area decorative elements by means of a laser, wherein recesses and protrusions are created on the surface of the hob.

Eine weitere Methode zur Erzeugung eines Dekors auf der Oberfläche eines Substrates wird in dem DokumentDE 42 26 946 C2 offenbart, wobei ein Dekorfluss vor der Keramisierung auf die Glaskeramik aufgebracht wird und während der Keramisierung in diese einsinkt.Another method for creating a decoration on the surface of a substrate is described in the document DE 42 26 946 C2 discloses, wherein a decorative flow is applied to the glass ceramic before the ceramization and sinks during the ceramization in this.

Ein weiteres Verfahren zur Dekoration von Glas, Keramik und Glaskeramikerzeugnissen mit Hilfe eines CO₂-Lasers offenbart das DokumentUS 4,957,529 A. Zur Durchführung des offenbarten Verfahrens ist eine zusätzliche Metallmaske erforderlich.Another method for decorating glass, ceramic and glass ceramic products using a CO₂ laser discloses the document US 4,957,529 A , To carry out the disclosed method, an additional metal mask is required.

Das Aufbringen von Markierungen mit Hilfe eines Lasers wird auch in dem DokumentEP 0 464 323 B1 offenbart. Hierbei werden die Markierungen durch das Plattenmaterial selbst gebildet, wobei Material abgetragen wird, so dass kleine Vertiefungen auf der Oberfläche entstehen.The application of markings by means of a laser is also in thedocument EP 0 464 323 B1 disclosed. Here, the markers are formed by the plate material itself, whereby material is removed, so that small depressions arise on the surface.

Ein Verfahren zum Erzeugen von Informationen auf der Oberfläche einer Glaskeramik mit Hilfe eines Lasers wird auch in dem DokumentWO 2011/045738 A1 beschrieben. Dabei wird die Oberfläche der Glaskeramik strukturiert.A method for generating information on the surface of a glass-ceramic by means of a laser is also described in the document WO 2011/045738 A1 described. The surface of the glass ceramic is structured.

All diesen Verfahren ist gemein, dass im Wesentlichen eine Veränderung der Oberfläche des Glaskeramik-Elements erfolgt, was sich ungünstig auf die Festigkeit oder die Gebrauchseigenschaften auswirken kann.All of these methods have in common that there is essentially a change in the surface of the glass-ceramic element, which may adversely affect the strength or the performance properties.

Es ist zusammenfassend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Element sowie ein Verfahren zu dessen Erzeugung zur Verfügung zu stellen, welches beispielsweise als Kochfläche oder Sichtscheibe verwendet werden kann, und welches aus Glaskeramik hergestellt ist oder Glaskeramik umfasst, und wobei dieses Element eine im Wesentlichen innenliegende Dekoration aufweist. Vorzugsweise soll dabei keine lokale Zerstörung des Materials oder eine Verformung erfolgen.It is in summary an object of the present invention to provide an element and a method for the production thereof, which can be used, for example, as a cooking surface or viewing window, and which is made of glass-ceramic or glass-ceramic, and wherein this element has a substantially inner decoration. Preferably, no local destruction of the material or deformation should take place.

Durch diese Dekoration soll eine im Wesentlichen innenliegende Kennzeichnung oder Markierung in dem Element aus Glaskeramik erzeugt werden, beispielsweise eine Kochzonenmarkierung. Dabei soll die Qualität der Oberfläche des Elements bei der Erzeugung der Dekoration nicht in für den Gebrauch unzulässiger Weise verändert werden.This decoration is intended to produce a substantially internal marking or marking in the glass ceramic element, for example a cooking zone marking. The quality of the surface of the element in the creation of the decoration should not be changed in an inadmissible manner for use.

Hierbei sollen durch das Verfahren möglichst keine zusätzlichen Spannungen in das Element eingetragen oder bewirkt werden, so dass eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit des Elementes gegeben ist.In this case, as far as possible, no additional stresses are to be introduced or effected in the element by the process, so that a sufficiently high mechanical strength of the element is given.

Ferner soll auch die Oberfläche des Elementes weitgehend unverändert erhalten bleiben. Insbesondere sollen vorzugsweise keine oder nur geringe Erhöhungen oder Vertiefungen oder sonstigen Veränderungen auf der Oberfläche des Elements durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt werden, welche sich beispielsweise negativ auf die Festigkeit auswirken können, insbesondere in denjenigen Bereichen, die unter einer erhöhten Zugspannung stehen, oder die die Reinigbarkeit erschweren können.Furthermore, the surface of the element should remain largely unchanged. In particular, preferably no or only small elevations or depressions or other changes are to be produced on the surface of the element by the method according to the invention, which may, for example, have a negative effect on the strength, in particular in those regions which are under increased tensile stress or which Make cleaning difficult.

Überraschend einfach wird diese Aufgabe durch ein Element aus Glaskeramik und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Das Element kann vorzugsweise als Kochfläche oder Sichtscheibe verwendet werden.Surprisingly, this object is achieved by an element made of glass ceramic and a method for its production according to one of the independent claims. The element can preferably be used as a cooking surface or viewing window.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.Preferred embodiments and further developments of the invention are to be taken from the respective subclaims.

Die Erfindung betrifft demnach ein Element aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration, aufweisend zumindest einen ersten, im Volumen des Elements liegenden Volumenbereich mit einer Glasphase und einer vorherrschende Kristallphase (Hauptkristallphase), wobei in dieser ersten Kristallphase zumindest ein seitlich lokal begrenzter zweiter Volumenbereich ausgebildet und eingebettet ist, welcher eine von der vorherrschenden ersten Kristallphase abweichende zweite Kristallphase mit zumindest einem Kristall, sowie ebenfalls eine Glasphase umfasst, und wobei der zweite Volumenbereich vom ersten Volumenbereich für einen Betrachter optisch unterscheidbar ist.Accordingly, the invention relates to an element of glass-ceramic with intrinsic decoration comprising at least a first volume region lying in the volume of the element with a glass phase and a predominant crystal phase (main crystal phase), wherein at least one laterally locally limited second volume region is formed and embedded in this first crystal phase which comprises a second crystal phase deviating from the prevailing first crystal phase and comprising at least one crystal, and likewise a glass phase, and wherein the second volume region is optically distinguishable from the first volume region for a viewer.

Vorteilhaft ist das Element flächig ausgebildet, um besonders günstig als Kochfläche oder Sichtscheibe verwendet werden zu können. Das Element aus Glaskeramik kann dabei transparentes oder transluzentes, farbloses oder volumengefärbtes Glaskeramikmaterial umfassen.Advantageously, the element is designed flat, in order to be used particularly favorable as a cooking surface or lens. The glass ceramic element may comprise transparent or translucent, colorless or volume-colored glass ceramic material.

Unter dem Begriff intrinsisch wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass die optische Eigenschaft des Elements, also die Dekoration, von innen aus dem Volumen des Elements oder dem Material hervorgeht. Demnach unterscheidet sich eine intrinsische Dekoration von einer Dekoration, bei der diese Eigenschaft durch eine lokale Veränderung des Materials, beispielsweise durch eine lokale oder punktuelle Zerstörung, durch Materialabtrag oder sonstige Veränderung, bewirkt wird. Derartige Dekorationen werden häufig auch als Gravur oder Laser-Innengravur bezeichnet und unterscheiden sich von der vorliegend intrinsischen Dekoration gerade darin, dass bei der intrinsischen Dekoration keine lokale oder punktuelle Zerstörung des Ursprungsmaterials erfolgt.For the purposes of the invention, the term intrinsic is understood to mean that the optical property of the element, that is to say the decoration, arises from the inside out of the volume of the element or the material. Accordingly, an intrinsic decoration differs from a decoration in which this property is caused by a local change of the material, for example by a local or punctual destruction, by material removal or other change. Such decorations are often referred to as engraving or laser interior engraving and differ from the present intrinsic decoration precisely in that in the intrinsic decoration no local or punctual destruction of the original material takes place.

Die vorherrschende Kristallphase wird nachfolgend auch als Hauptkristallphase bezeichnet und umfasst Kristalle einer bestimmten Art, welche in eine Glasmatrix eingebunden sind. Die Art der Kristalle betrifft dabei im Wesentlichen ihre Größe und ihre Form bzw. Außenkontur. Die Hauptkristallphase umfasst demnach Kristalle von homogener Größe und/oder homogener Form. Diese Hauptkristallphase kann dabei das überwiegende Volumen des Elements, also wenigstens 50% des Volumens, bevorzugt 70% des Volumens, und besonders bevorzugt 75% des Volumens des Elements aus Glaskeramik umfassen. Der genaue prozentuale Anteil ergibt sich im Wesentlichen aus der Differenz des prozentualen Anteils der Restglasphase, welcher in der Regel bei 20 bis 30% liegt, zu 100%.The prevailing crystal phase is also referred to below as the main crystal phase and comprises crystals of a specific type, which are incorporated into a glass matrix. The type of crystals essentially relates to their size and shape or outer contour. The main crystal phase thus comprises crystals of homogeneous size and / or homogeneous form. This main crystal phase may comprise the predominant volume of the element, ie at least 50% of the volume, preferably 70% of the volume, and particularly preferably 75% of the volume of the glass ceramic element. The exact percentage is essentially the difference between the percentage of residual glass phase, which is usually 20 to 30%, to 100%.

Vorzugsweise eingebettet in diese vorherrschende Kristallphase ist zumindest ein lokal begrenzter zweiter Volumenbereich ausgebildet, welcher eine von der vorherrschenden ersten Kristallphase abweichende zweite Kristallphase umfasst. Die Kristalle dieser zweiten Kristallphase sind ebenfalls von homogener Größe und/oder homogener Form, unterscheiden sich aber in ihrer Größe und/oder Form von denjenigen der Hauptkristallphase. Der zweite Volumenbereich kann auch punktuell ausgebildet sein oder mehrere punktuell ausgebildete Bereiche umfassen, welche die zweite Kristallphase aufweisen. Die zweite Kristallphase innerhalb der ersten Kristallphase ist im Sinne der Erfindung optisch wahrnehmbar und bewirkt die intrinsische Dekoration oder den intrinsischen optischen Effekt.Preferably, embedded in this predominant crystal phase is at least one locally limited second volume region, which comprises a second crystal phase deviating from the predominant first crystal phase. The crystals of this second crystal phase are also of homogeneous size and / or homogeneous form, but differ in size and / or shape from those of the main crystal phase. The second volume region can also be formed at points or comprise a plurality of punctiform regions which have the second crystal phase. The second crystal phase within The first crystal phase is visually perceptible within the meaning of the invention and causes the intrinsic decoration or the intrinsic optical effect.

Dieser intrinsische optische Effekt wird hervorgerufen durch eine Veränderung der Lichtstreuung, also eine Erhöhung oder Verringerung der Streuung durch die zweite Kristallphase im Vergleich zu der vorherrschenden Kristallphase, oder durch eine Änderung des Unterschieds des Brechungsindex zwischen der ersten und der zweiten Kristallphase.This intrinsic optical effect is caused by a change in the light scattering, ie an increase or decrease in the scattering by the second crystal phase compared to the prevailing crystal phase, or by a change in the refractive index difference between the first and second crystal phases.

Weiterhin kann eine Änderung der Kristalle der zweiten Kristallphase im Vergleich zu Kristallen der ersten Kristallphase den gewünschten optisch wahrnehmbaren Effekt hervorrufen, welcher durch die Größe und/oder die Form der Kristalle, umfassend die Kristallrichtung, die Anzahl und die Form der Grenzflächen, die Gitterkonstante und/oder die Kristallzusammensetzung, hervorgerufen wird. Weitere Unterschiede der Kristalle der zweiten Kristallphase im Vergleich zu denjenigen der ersten Kristallphase können die Dichteänderung der Restglasphase oder die Änderung der Phasenanteile, also der Restglasphase zu der Kristallphase, betreffen. Demnach können Unterschiede in zumindest einem der vorstehend genannten Aspekte zu einer Änderung des Streuverhaltens der Glaskeramik führen, welche optisch wahrnehmbar ist und die intrinsische Dekoration darstellt.Furthermore, a change in the crystals of the second crystal phase compared to crystals of the first crystal phase can produce the desired optically discernable effect, which is determined by the size and / or shape of the crystals comprising the crystal direction, the number and shape of the interfaces, the lattice constant and / or the crystal composition is caused. Further differences of the crystals of the second crystal phase in comparison to those of the first crystal phase may relate to the density change of the residual glass phase or the change of the phase proportions, ie the residual glass phase to the crystal phase. Accordingly, differences in at least one of the above-mentioned aspects may lead to a change in the scattering behavior of the glass-ceramic, which is visually perceptible and represents the intrinsic decoration.

Bereits kleine oder sehr kleine Änderungen in der Größe und/oder der Form der Kristalle, insbesondere ein Wachstum der Kristalle, können für einen optisch wahrnehmbaren Effekt ausreichen.Even small or very small changes in the size and / or shape of the crystals, in particular a growth of the crystals, can be sufficient for a visually perceptible effect.

Optisch wahrnehmbar bedeutet, dass eine visuelle Wahrnehmbarkeit für das menschliche Auge vorhanden ist. Diese liegt dabei im Allgemeinen in einem Wellenlängenbereich von etwa 350 bis 800 nm, wobei feine Strukturen ab etwa 0,2 Bogenminuten aufgelöst werden können.Visible means that visual perceptibility is present to the human eye. This is generally in a wavelength range of about 350 to 800 nm, with fine structures can be resolved from about 0.2 arc minutes.

In einer wichtigen Ausführungsform der Erfindung umfasst diese zweite Kristallphase Kristalle der gleichen Art wie die erste Kristallphase, allerdings, zumindest leicht, vergrößert. Die zweite Kristallphase umfasst demnach zumindest einen Kristall der ersten Kristallphase, wobei dieser Kristall größer ist als die übrigen Kristalle der ersten Kristallphase.In an important embodiment of the invention, this second crystal phase comprises crystals of the same kind as the first crystal phase but, at least slightly, increases it. Accordingly, the second crystal phase comprises at least one crystal of the first crystal phase, this crystal being larger than the remaining crystals of the first crystal phase.

Die Vergrößerung der Kristalle, also das Kristallwachstum, kann durch eine thermische Behandlung des entsprechenden Volumenbereiches bewirkt werden. Durch das Kristallwachstum infolge des Temperaturprozesses kann es zu einer Veränderung der Streuung und/oder zu einer Änderung der Brechungsindexunterschiede zwischen der Glas- und Kristallphase kommen. Eine Veränderung des Streuverhaltens des Glaskeramikmaterials führt zu einer Veränderung der Transmission. So führt eine Erhöhung der Streuung zu einer Verringerung der Transmission. Selbst eine nur geringe Änderung der Größe und/oder der Form der Kristalle des beaufschlagten Volumenbereiches reicht überraschenderweise aus, um einen optisch wahrnehmbaren Effekt zu erzeugen.The enlargement of the crystals, ie the crystal growth, can be effected by a thermal treatment of the corresponding volume range. The crystal growth as a result of the temperature process can lead to a change in the scattering and / or a change in the refractive index differences between the glass and crystal phases. A change in the scattering behavior of the glass-ceramic material leads to a change in the transmission. Thus, an increase in the scattering leads to a reduction in the transmission. Even a small change in the size and / or shape of the crystals of the applied volume range is surprisingly enough to produce an optically perceptible effect.

Neben der unterschiedlichen Kristallgröße können auch die Unterschiede in der Brechzahl zwischen der ersten und der zweiten Kristallphase sowie der Restglasphase den optischen Effekt auslösen. Durch das Kristallwachstum kann es auch zu einer Änderung der Dichte der Restglasphase kommen, die in der Regel einher geht mit einer Änderung der Phasenanteile der Restglasphase im Vergleich zu den Kristallphasen. Das Kristallwachstum geht dabei einher mit einer Abnahme der Restglasphase.In addition to the different crystal size and the differences in the refractive index between the first and the second crystal phase and the residual glass phase can trigger the optical effect. Due to the crystal growth, it can also lead to a change in the density of the residual glass phase, which is usually accompanied by a change in the phase components of the residual glass phase in comparison to the crystal phases. The crystal growth is accompanied by a decrease in the residual glass phase.

Unter der Änderung der Form eines Kristalls ist in diesem Zusammenhang eine Änderung des Habitus des Kristalls zu verstehen, wozu neben der Kristallrichtung auch die Außenkontur, die Anzahl der Grenzflächen, die Gitterkonstante und/oder die Kristallzusammensetzung gehören.The change in the shape of a crystal in this context means a change in the habit of the crystal, which includes not only the crystal direction but also the outer contour, the number of interfaces, the lattice constant and / or the crystal composition.

Völlig unerwartet kann auf diese Weise eine im Volumen des Elements aus Glaskeramik liegende Änderung des Gefüges bewirkt werden, ohne dass es zu Spannungszuständen kommt, die zu einer Schädigung des Elements führen.Unexpectedly, in this way a change in the microstructure lying in the volume of the glass ceramic element can be brought about without causing stress states which lead to damage to the element.

Diese zweite Kristallphase ist dabei vorzugsweise vollständig von der ersten Kristallphase umgeben und stellt die intrinsische Dekoration dar. Die zweite Kristallphase kann aber auch in Teilen oder lokal begrenzt an einem äußeren Rand der ersten Kristallphase angeordnet sein und muss demnach nicht vollständig von der ersten Kristallphase umgeben sein.This second crystal phase is preferably completely surrounded by the first crystal phase and represents the intrinsic decoration. However, the second crystal phase can also be arranged in parts or locally limited on an outer edge of the first crystal phase and therefore need not be completely surrounded by the first crystal phase ,

Während in einer bevorzugten Ausführungsform die erste Kristallphase den überwiegenden Teil des Elements aus Glaskeramik umfasst, ist diese zweite Kristallphase vorzugsweise fein und/oder kleinformatig ausgebildet, um als Dekoration zu wirken oder auf diese Weise eine Markierung oder Kennzeichnung, beispielsweise von Gefahrenstellen wie Heißbereichen, darzustellen. Die Dekoration umfasst demnach vorzugsweise nur einen kleinen Volumenanteil, vorzugsweise im Volumen des Elements.While in a preferred embodiment the first crystal phase comprises most of the glass ceramic element, this second crystal phase is preferably fine and / or small in size designed to act as a decoration or in this way a mark or marking, for example of danger spots such as hot areas represent. The decoration therefore preferably comprises only a small volume fraction, preferably in the volume of the element.

Die thermische Behandlung kann besonders günstig durch Beaufschlagen des Volumenbereiches mit elektromagnetischer Strahlung erzeugt werden, wodurch dieser lokal begrenzte Bereich infolge einer zumindest teilweisen Absorption der Strahlung eine Temperaturerwärmung erfährt. Dies setzt voraus, dass zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung durch das Glaskeramikmaterial absorbiert wird. Demnach wird die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Sinne der Erfindung derart ausgewählt, dass zumindest eine Teilabsorption der Strahlung in dem Element aus Glaskeramik erfolgt. Bei einer möglichen Absorption von beispielsweise 22% bei einer Wellenlänge von 1.000 nm im Fall einer volumengefärbten Glaskeramik kann ein Diodenlaser mit einer Wellenlänge von 940 bis 1.040 nm verwendet werden.The thermal treatment can be generated particularly favorable by applying the volume range with electromagnetic radiation, as a result of which this locally limited area undergoes temperature heating as a result of at least partial absorption of the radiation. This presupposes that at least part of the electromagnetic radiation is absorbed by the glass-ceramic material. Accordingly, the wavelength of the electromagnetic radiation is selected in the sense of the invention such that at least partial absorption of the radiation takes place in the element of glass ceramic. With a possible absorption of, for example, 22% at a wavelength of 1000 nm in the case of a volume-colored glass-ceramic, a diode laser with a wavelength of 940 to 1040 nm can be used.

Hierdurch kann eine Veränderung der Kristalle der vorherrschenden Kristallphase, vorzugsweise eine Vergrößerung der Kristalle durch Kristallwachstum und/oder eine Veränderung der Form, erreicht werden. Um einen optisch wahrnehmbaren Effekt zu erreichen, reicht bereits eine nur kleine Veränderung, demzufolge auch eine nur geringe Vergrößerung, der Kristalle der vorherrschenden Kristallphase aus.As a result, a change in the crystals of the prevailing crystal phase, preferably an enlargement of the crystals by crystal growth and / or a change in shape, can be achieved. In order to achieve an optically perceptible effect, even a small change, hence only a small magnification, of the crystals of the prevailing crystal phase is sufficient.

Die Größe der Kristalle einer für die Erfindung geeigneten Glaskeramik liegt typischerweise im Nanometer-Bereich.The size of the crystals of a glass ceramic suitable for the invention is typically in the nanometer range.

Ausgehend von der ursprünglichen Größe der Kristalle kann das Kristallwachstum in einem einstelligen Prozentbereich liegen. Bei einer mittleren Größe der Kristalle bzw. einer mittleren Kristallitgröße von 50 nm reicht eine Vergrößerung der mittleren Kristallitgröße der Kristalle der zweiten Kristallphase auf 52 nm aus, um einen optisch wahrnehmbaren Effekt zu erzeugen. Deutlicher wird der optische Effekt, wenn eine Vergrößerung auf 55 nm, also eine Vergrößerung um 10%, erreicht wird. Der optische Effekt nimmt also mit zunehmender Größendifferenz zwischen den ursprünglich vorliegenden Kristallen und den mit Wärme behandelten Kristallen zu.Based on the original size of the crystals, the crystal growth can be in a single-digit percentage range. With an average size of the crystals or an average crystallite size of 50 nm, an increase in the average crystallite size of the crystals of the second crystal phase to 52 nm is sufficient to produce an optically perceptible effect. The optical effect becomes more pronounced when an enlargement to 55 nm, ie an increase of 10%, is achieved. Thus, the optical effect increases with increasing size difference between the initially present crystals and the heat-treated crystals.

Eine zu starke Vergrößerung der Kristalle, beispielsweise eine Verdoppelung der mittleren Kristallitgröße, führt allerdings zu Spannungen in dem Material. Hier ist darauf zu achten, dass eine Grenze von 10 MPa, besser von 8 MPa und noch besser von 5 MPa von Zugspannungen in dem Material nicht überschritten wird, um eine Bruchgefahr im späteren Einsatz des Elementes sicher auszuschließen.Too much enlargement of the crystals, for example a doubling of the average crystallite size, however, leads to stresses in the material. Care must be taken here that a limit of 10 MPa, better still 8 MPa and even better 5 MPa of tensile stresses in the material is not exceeded, in order to reliably exclude a risk of breakage during subsequent use of the element.

Die Veränderung der Größe der Kristalle im Vergleich zu ihrer ursprünglichen Größe liegt daher bei wenigstens 4%, bevorzugt wenigstens 8% und besonders bevorzugt bei wenigstens 12%. Dabei sollte die Veränderung in der Größe weniger als 100%, bevorzugt weniger als 80% und besonders bevorzugt weniger als 60% betragen. Durch die gezielte Wärmebehandlung mittels elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise mittels Laserstrahlung, kann somit innerhalb des Elements aus Glaskeramik ein lokal begrenzter Bereich ausgebildet werden, welcher die zweite Kristallphase darstellt.The change in the size of the crystals compared to their original size is therefore at least 4%, preferably at least 8% and particularly preferably at least 12%. The change in size should be less than 100%, preferably less than 80% and particularly preferably less than 60%. The targeted heat treatment by means of electromagnetic radiation, preferably by means of laser radiation, can thus be formed within the element of glass ceramic, a locally limited area, which represents the second crystal phase.

Nachfolgend wird dieses Verfahren zur Erzeugung der intrinsischen Dekoration in diesem Zusammenhang auch als Laser-Dekoration bezeichnet,Hereinafter, this method for generating the intrinsic decoration in this context is also referred to as laser decoration.

Durch Lichtbrechung und/oder Lichtstreuung und/oder Reflektion, insbesondere an den jeweiligen Grenzen zwischen der ersten und der zweiten Kristallphase sowie der Restglasphase, kann ein hinreichend deutlicher, optisch wahrnehmbarer Eindruck erreicht werden, der die intrinsische Dekoration darstellt.By light refraction and / or light scattering and / or reflection, in particular at the respective boundaries between the first and the second crystal phase and the residual glass phase, a sufficiently clear, visually perceptible impression can be achieved, which represents the intrinsic decoration.

Die intrinsische Dekoration ist dabei vorzugsweise nicht großvolumig, sondern kleinvolumig, vorzugsweise lokal begrenzt punkt- oder linienförmig ausgebildet. Um optisch wahrnehmbar zu sein, kann ein punktförmiger Bereich ein Volumen von deutlich weniger als 1 mm³ umfassen.The intrinsic decoration is preferably not large-volume, but small-volume, preferably locally limited point or line shaped. To be visually perceptible, a point-shaped region may comprise a volume of significantly less than 1 mm³ .

Vor diesem Hintergrund ist es im Sinne der Erfindung günstig, wenn sich die Volumenbereiche intrinsischer Dekoration im Volumen des Elements befinden und demnach eingebettet sind von der vorherrschenden Kristallphase. Damit lässt es sich vermeiden, dass Zonen mit Zugspannungen bis zur Oberfläche des Elements wirken. Vorteilhaft wird daher ein Randbereich des Elements von der Dekoration möglichst freigehalten.Against this background, it is favorable within the meaning of the invention if the volume ranges of intrinsic decoration are in the volume of the element and are therefore embedded in the prevailing crystal phase. This makes it possible to avoid zones with tensile stresses acting up to the surface of the element. Advantageously, therefore, an edge region of the element is kept free of the decoration as possible.

Zudem führt ein gewisser Abstand der Volumenbereiche mit intrinsischer Dekoration von der Oberfläche des Elements dazu, dass Aufwölbungen auf der Oberfläche weitgehend vermieden werden können. Günstig wirkt sich also aus, wenn die Oberfläche des Elements nicht mit zu hohen Temperaturen beaufschlagt wird. Hierdurch können unerwünschte Aufwölbungen verhindert werden.In addition, a certain distance of the volume areas with intrinsic decoration of the surface of the element to the fact that bulges on the surface can be largely avoided. Favorable effect, therefore, if the surface of the element is not subjected to excessive temperatures. As a result, unwanted bulges can be prevented.

Da prozessbedingt auch ein thermisches Dehnen auftreten kann, ist es ebenfalls günstig, einen oberflächennahen Bereich oder insbesondere auch Bereiche des Elements, in denen Zugspannungen vorliegen können, von der erfindungsgemäßen Temperaturerwärmung auszuschließen, um die Qualität der Oberfläche des Elements zu erhalten. Hierdurch können Verwerfungen oder Schädigungen oder sonstige unerwünschten Veränderungen wie eine Rissbildung weitgehend ausgeschlossen werden.Since a thermal expansion can also occur due to the process, it is also advantageous to exclude a region near the surface or, in particular, regions of the element in which tensile stresses may be present, from the temperature heating according to the invention, in order to maintain the quality of the surface of the element. As a result, dislocations or damage or other undesirable changes such as cracking can be largely excluded.

Vorzugsweise kann ein Randbereich ausgehend von der Oberfläche des Elements freigehalten werden, um etwa Verformungen der Oberfläche zu vermeiden, welcher in Bezug zur Dicke des Elements wenigstens 1%, bevorzugt 2% und besonders bevorzugt wenigstens 5% beträgt. Bei einem Element mit einer Dicke von 4 mm wird demnach zumindest auf einer Seite des Elements, vorzugsweise der Nutzseite des Elements, ein oberflächennaher Randbereich, welcher wenigstens 40 µm, bevorzugt wenigstens 80 µm und besonders bevorzugt wenigstens 200 µm beträgt, frei gehalten.Preferably, an edge region can be kept free starting from the surface of the element, for example to avoid deformations of the surface, which is at least 1%, preferably 2% and particularly preferably at least 5% in relation to the thickness of the element. Accordingly, for an element with a thickness of 4 mm, at least on one side of the element, preferably the useful side of the element, a near-surface edge region which is at least 40 μm, preferably at least 80 μm and particularly preferably at least 200 μm, is kept free.

Das Element aus Glaskeramik kann dabei neben der vorherrschenden Kristallphase auch einen oberflächennahen Randbereich oder eine Oberflächenschicht aufweisen.The element made of glass ceramic can also have a near-surface edge area or a surface layer in addition to the prevailing crystal phase.

Vorzugsweise betrifft dies zumindest die Nutzseite des Elements. Unter Nutzseite des Elements ist diejenige Seite oder Oberfläche des Elements zu verstehen, welche bei einer späteren Verwendung etwa als Kochfläche in direkten Kontakt mit Gegenständen wie Kochtöpfen gelangt.Preferably, this concerns at least the useful side of the element. The useful side of the element is that side or surface of the element which, in the event of later use, for instance as a cooking surface, comes into direct contact with objects such as cooking pots.

Durch eine geeignete räumliche Anordnung der zweiten Kristallphase innerhalb der ersten Kristallphase kann auf diese Weise beispielsweise eine optisch wahrnehmbare Dekoration, etwa eine Kochzonenmarkierung, erzeugt werden, welche vorzugsweise in dem Element eingebettet ist. Bei einer Verwendung als Kochfläche können hierdurch beispielsweise Töpfe auf der Oberfläche der Kochfläche geschoben werden, ohne dass es zu Berührungen mit der Dekoration oder Markierungen kommt. Hierdurch können Schädigungen der Dekoration oder Markierung, etwa durch Abnutzen, sicher ausgeschlossen werden, so dass die intrinsische Dekoration besonders haltbar und dauerhaft ist.By means of a suitable spatial arrangement of the second crystal phase within the first crystal phase, it is possible in this way, for example, to produce an optically perceptible decoration, for example a cooking zone marking, which is preferably embedded in the element. When used as a cooking surface, for example, pots can be pushed on the surface of the cooking surface, without touching the decoration or markings. As a result, damage to the decoration or marking, such as by wearing, can be safely excluded, so that the intrinsic decoration is particularly durable and durable.

In einer anderen Ausführungsform werden ausgewählte, oberflächennahe Volumenbereiche mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt, um gezielt Aufwölbungen der Oberfläche zu bewirken. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise eine intrinsische Dekoration mit der Erzielung eines haptischen Eindruckes der Oberfläche kombiniert werden. Auf diese Weise können beispielsweise punktuelle Aufwölbungen mit einer Höhe von 50 µm oder mehr als Abstandshalter geschaffen werden, welche zugleich eine intrinsische Dekoration aufweisen.In another embodiment, selected, near-surface volume areas are acted upon by electromagnetic radiation in order to bring about targeted bulges of the surface. As a result, an intrinsic decoration can be combined with the achievement of a haptic impression of the surface in a particularly simple manner. In this way, for example, punctiform bulges with a height of 50 microns or more can be created as a spacer, which at the same time have an intrinsic decoration.

Die Herstellung einer für das Element geeigneten Glaskeramik erfolgt im Allgemeinen in mehreren Stufen. Bei deren großtechnischer Herstellung wird bekanntermaßen zunächst das kristallisierbare Ausgangsglas des Systems Li₂O-Al₂O₃-SiO₂ aus einem Gemisch aus Scherben und pulverförmigen Gemengerohstoffen bei Temperaturen üblicherweise zwischen 1500°C und 1650°C erschmolzen. Bei der Schmelze wird typischerweise Läutermittel wie Arsen-, Antimon- und/oder Zinnoxid als Läutermittel eingesetzt. Der Einsatz von SnO₂ in Verbindung mit Hochtemperaturläuterung oberhalb 1.700°C wird beispielhaft in derDE 199 39 787 C2 beschrieben.The preparation of a glass ceramic suitable for the element is generally carried out in several stages. In their large-scale production, it is known that the crystallisable starting glass of the Li₂ O-Al₂ O₃ -SiO₂ system is first melted from a mixture of shards and pulverulent mixed raw materials at temperatures usually between 1500 ° C. and 1650 ° C. In the melt, refining agents such as arsenic, antimony and / or tin oxide are typically used as refining agents. The use of SnO₂ in conjunction with high-temperature refining above 1,700 ° C is exemplified in the DE 199 39 787 C2 described.

Nach dem Einschmelzen und Läutern erfährt das Glas üblicherweise eine Heißformgebung durch Walzen oder Floaten, um Platten herzustellen. Für eine wirtschaftliche Herstellung ist zum einen eine niedrige Schmelztemperatur und eine niedrige Verarbeitungstemperatur VA gewünscht, zum anderen darf das Glas bei der Formgebung keine Entglasung zeigen. Das heißt, es dürfen sich keine störenden Kristalle bilden, die in den Ausgangsgläsern und den daraus hergestellten Glaskeramiken die Festigkeit und den ästhetischen Eindruck beeinträchtigen können. Da die Formgebung in der Nähe der Verarbeitungstemperatur VA (Viskosität 10⁴ dPas) des Glases stattfindet, muss gewährleistet sein, dass die obere Entglasungstemperatur der Schmelze in der Nähe und vorzugsweise unter der Verarbeitungstemperatur liegt, um die Bildung störender Kristalle zu vermeiden.After fusing and refining, the glass usually undergoes hot forming by rolling or floating to produce sheets. For a cost-effective production, on the one hand a low melting temperature and a low processing temperature VA is desired, on the other hand the glass must not show any devitrification during the shaping. This means that no disruptive crystals should form, which can impair the strength and the aesthetic impression in the starting glasses and the glass ceramics produced therefrom. Since the shaping takes place in the vicinity of the processing temperature VA (viscosity 10⁴ dPas) of the glass, it must be ensured that the upper devitrification temperature of the melt is in the vicinity and preferably below the processing temperature in order to avoid the formation of troublesome crystals.

Anschließend wird das Ausgangsglas bekanntermaßen durch eine gesteuerte Kristallisation in den glaskeramischen Artikel überführt. Diese Keramisierung erfolgt üblicherweise in einem zweistufigen Prozess, bei dem zunächst durch Keimbildung bei einer Temperatur zwischen 680°C und 800°C Keime, üblicherweise aus ZrO₂/TiO₂-Mischkristallen, erzeugt werden. Auch SnO₂ kann an der Keimbildung beteiligt sein. Bei anschließender Temperaturerhöhung wachsen zunächst die Hochquarzmischkristalle (HQMK) auf diesen Keimen auf. Hohe Kristallwachstumsgeschwindigkeiten, wie sie für eine wirtschaftliche, schnelle Keramisierung gewünscht sind, werden für die meisten Zusammensetzungen je nach Strukturtyp im Temperaturbereich von 850°C bis 1.200°C erreicht. Bei dieser maximalen Herstelltemperatur werden das Gefüge der Glaskeramik homogenisiert und die optischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften der Glaskeramik eingestellt. Hochquarzmischkristall wird in der Literatur auch mit dem Synonym "Beta-Quarz" oder "Beta-Eukryptit" benannt.Subsequently, the starting glass is known to be transferred by a controlled crystallization in the glass-ceramic article. This ceramization usually takes place in a two-stage process, in which germs, usually from ZrO₂ / TiO₂ mixed crystals, are first produced by nucleation at a temperature between 680 ° C. and 800 ° C. SnO₂ may also be involved in nucleation. at After a subsequent increase in temperature, the high quartz mixed crystals (HQMK) initially grow on these germs. High crystal growth rates, as desired for efficient, rapid ceramification, are achieved for most compositions, depending on the type of structure, in the temperature range of 850 ° C to 1200 ° C. At this maximum production temperature, the microstructure of the glass ceramic is homogenized and adjusted the optical, physical and chemical properties of the glass ceramic. High quartz mixed crystal is also referred to in the literature as the synonym "beta-quartz" or "beta-eukryptite".

Es ist auch bekannt, dass sich die Hochquarzmischkristalle in dem Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-System (LAS-System) durch einen weiteren Keramisierungsprozess in Keatitmischkristalle (KMK) umwandeln lassen. Es ist auch bekannt, dass sich die Hochquarz-Mischkristalle in dem LAS-System durch eine weitere Temperaturerhöhung während des Keramisierungsprozesses oder auch durch einen weiteren Keramisierungsprozess in einen Keatit-Mischkristall umwandeln lassen. Keatitmischkristall wird auch als "Beta-Spodumen" bezeichnet. Die Umwandlung in Keatitmischkristalle erfolgt bei den meisten Zusammensetzungen bei Temperaturen bis zu 1.200°C durch eine rekonstruktive, irreversible Phasenumwandlung. Bekanntermaßen wachsen die Kristallite bei dieser Phasenumwandlung deutlich und bilden hierdurch bedingt Streuzentren aus, welche zu einer Transluzenz bzw. Opazität der Glaskeramiken führen. Mit dem Übergang von Hochquarz- zu Keatitmischkristallen erhöht sich außerdem der thermische Ausdehnungskoeffizient der Glaskeramik.It is also known that the high quartz mixed crystals in the Li₂ O-Al₂ O₃ -SiO₂ system (LAS system) can be converted into Keatitmischkristalle (KMK) by a further ceramization process. It is also known that the high quartz mixed crystals in the LAS system can be converted into a keatite mixed crystal by a further increase in temperature during the ceramization process or else by a further ceramization process. Keatite mixed crystal is also referred to as "beta spodumene". The transformation into keatite mixed crystals occurs in most compositions at temperatures up to 1200 ° C by a reconstructive, irreversible phase transformation. As is known, the crystallites grow significantly during this phase transformation and as a result form scattering centers which lead to a translucence or opacity of the glass ceramics. The transition from high quartz to keatite mixed crystals also increases the thermal expansion coefficient of the glass ceramic.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, diesen weiteren Keramisierungsprozess derart durchzuführen, dass die Umwandlung derart erfolgt, dass eine Glaskeramik mit einem Minimum an Streuung entsteht. Hierdurch kann eine transparente Glaskeramik erzeugt werden. Die Umwandlung erfolgt dabei derart, dass bei diesem Keramisierungsschritt der Gehalt an Hochquarz im Kern der Glaskeramik minimiert wird.Another possibility is to carry out this further ceramization process in such a way that the conversion takes place in such a way that a glass ceramic is produced with a minimum of scattering. As a result, a transparent glass ceramic can be produced. The conversion takes place in such a way that the content of high quartz in the core of the glass ceramic is minimized in this ceramization step.

Für die vorliegende Erfindung sind insbesondere Glaskeramiken geeignet, welche die folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) aufweisen:Al₂O₃ 18–23Li₂O 3,0–4,2SiO₂ 60–69ZnO 0–2Na₂O + K₂O 0,2–1,5MgO 0–1,5CaO + SrO + BaO 0–4B₂O₃ 0–2TiO₂ 2,3–4ZrO₂ 0,5–2P2O₅ 0–3SnO₂ 0–<0,6Sb₂O₃ 0–1,5As₂O₃ 0–1,5TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂ 3,8–6V₂O₅ 0,01–0,06Fe₂O₃0,03–0,2und gegebenenfalls weitere Farboxide, in Summe bis maximal 1,0 Gew.-% enthält.Glass ceramics which have the following composition (in% by weight) are particularly suitable for the present invention: Al₂ O₃ 18-23 Li₂ O 3.0-4.2 SiO₂ 60-69 ZnO 0-2 Na₂ O + K₂ O 0.2-1.5 MgO 0-1.5 CaO + SrO + BaO 0-4 B₂ O₃ 0-2TiO₂ 2,3-4 ZrO₂ 0.5-2 P2O₅ 0-3 SnO₂ 0- <0.6 Sb₂ O₃ 0-1.5 As₂ O₃ 0-1.5 TiO₂ + ZrO₂ +SnO₂ 3,8-6 V₂ O₅ 0.01-0.06 Fe₂ O₃ 0.03-0.2 and optionally further color oxides, in total up to a maximum of 1.0 wt .-%.

Auch nicht volumengefärbte Glaskeramiken sind geeignet, welche die folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) aufweisen:Al₂O₃ 18–23Li₂O3,0–4,2SiO₂ 60–69ZnO0–2Na₂O + K₂O0,2–1,5MgO0–1,5CaO + SrO + BaO0–4B₂O₃0–2TiO₂2,3–4ZrO₂0,5–2P₂O₅0–3SnO₂0–<0,6Sb₂O₃0–1,5As₂O₃0–1,5TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂3,8–6R₂O₃0–1, mit R = Lanthanoid, bevorzugt NdNon-volume-colored glass-ceramics are also suitable which have the following composition (in% by weight): Al₂ O₃ 18-23 Li₂ O 3.0-4.2 SiO₂ 60-69 ZnO 0-2 Na₂ O + K₂ O 0.2-1.5 MgO 0-1.5 CaO + SrO + BaO 0-4 B₂ O₃ 0-2TiO₂ 2,3-4 ZrO₂ 0.5-2 P₂ O₅ 0-3 SnO₂ 0- <0.6 Sb₂ O₃ 0-1.5 As₂ O₃ 0-1.5 TiO₂ + ZrO₂ +SnO₂ 3,8-6 R₂ O₃ 0-1, where R = lanthanide, preferably Nd

Die Glaskeramik kann mit einer Gradientenschicht nahe der Oberfläche und einem darunter liegenden Kern ausgebildet sein, wobei die Glaskeramik im Kern Keatitmischkristall als vorherrschende Kristallphase aufweist. Die Gradientenschicht kann Hochquarzmischkristall als vorherrschende Kristallphase aufweisen. Der KMK-Kristallphasenanteil kann in einer Tiefe gemessen von der Oberfläche der Glaskeramik von 20 µm, vorzugsweise von 15 µm und besonders bevorzugt von 10 µm oder darüber 50% der Summe der HQMK- und KMK-Kristallphasenanteile übersteigen.The glass-ceramic may be formed with a gradient layer near the surface and an underlying core, wherein the glass-ceramic core has keatite mixed crystal as the predominant crystal phase. The gradient layer may include high quartz mixed crystal as the predominant crystal phase. The CMM crystal phase fraction can exceed 50% of the sum of the HQMK and KMK crystal phase fractions at a depth measured from the surface of the glass ceramic of 20 μm, preferably of 15 μm and particularly preferably of 10 μm or more.

Überraschend hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Veränderung dann gut gelingt, wenn das Ausgangsmaterial in einem bestimmten Anteil TiO₂ enthält, der vorzugsweise in einem Bereich von 2,3–4 Gew.-% liegt. Weiterhin günstig ist es, wenn der Anteil der Elemente TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂ in einem Bereich von 3,8–6 Gew.-% liegt.Surprisingly, it has been shown that the change according to the invention succeeds well if the starting material contains TiO₂ in a certain proportion, which is preferably in a range of 2.3-4% by weight. It is also advantageous if the proportion of the elements TiO₂ + ZrO₂ + SnO_{2 is} in a range of 3.8-6 wt .-%.

Es sind auch Glaskeramiken mit einer vorherrschenden Kristallphase aus Hochquarzmischkristall im Kern bekannt.Glass ceramics having a predominant crystal phase of high quartz mixed crystal in the core are also known.

Für die Erfindung kann sowohl eine transparente Glaskeramik als auch eine transluzente Glaskeramik für die Hauptkristallphase, verwendet werden. Es ist auch möglich, ein volumengefärbtes Element aus Glaskeramik zu verwenden. Diese Auswahl kann nach gewünschter Verwendung des Elements, etwa als Kochfläche oder als Sichtscheibe, getroffen werden.Both a transparent glass ceramic and a translucent glass ceramic for the main crystal phase can be used for the invention. It is also possible to use a volume-colored glass ceramic element. This selection can be made after the desired use of the element, such as a cooking surface or as a lens.

Unter "transparent" im Sinne der Erfindung werden Glaskeramiken verstanden, welche in Abgrenzung zu „transluzenten“ oder „opaken“ Glaskeramiken im sichtbaren Wellenlängenbereich nur vernachlässigbare Streulichtanteile aufweisen. Transparenz steht also für die „Klarheit“ der Glaskeramik im Gegensatz zu deren „Trübung“. Transmissionsverluste unter diesem Aspekt sind der Brechung an den Kristallen, Phasengrenzen oder Einschlüssen geschuldet und sind deshalb wellenlängenabhängige Volumeneffekte. Während unter einer „transluzenten“ Glaskeramik eine solche mit einem Streulichtanteil („Haze“) bei einer Wellenlänge von 470 nm von mehr als 20 %, gemessen nach deminternationalen Standard ISO 14782: 1999(E), normiert auf eine 4 mm dicke Glaskeramik, verstanden wird, weist eine „transparente“ LAS-Glaskeramik einen solchen Streulichtanteil von nicht mehr als 20% auf.In the context of the invention, "transparent" is understood as meaning glass ceramics which, in contrast to "translucent" or "opaque" glass ceramics, have only negligible scattered light components in the visible wavelength range. Transparency therefore stands for the "clarity" of the glass ceramic in contrast to its "turbidity". Transmission losses under this aspect are due to refraction at the crystals, phase boundaries or inclusions and are therefore wavelength dependent volume effects. While under a "translucent" glass-ceramic one with a scattered light portion ("haze") at a wavelength of 470 nm of more than 20%, measured according to the international standard ISO 14782: 1999 (E) , Normalized to a 4 mm thick glass ceramic, is understood, has a "transparent" LAS glass ceramic such a scattered light content of not more than 20%.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Element aus einer Glaskeramik mit Keatitmischkristall als Hauptkristallphase und darin eingebetteter, erfindungsgemäßer zweite Kristallphase. Die Größe der Kristalle der ersten Kristallphase kann dabei bei 150 nm liegen, bevorzugt bei maximal 100 nm. Die Glaskeramik kann dabei transluzent ausgebildet sein und eine Transmission von t_vis ≥ 0,1% bei einer Dicke von 4 mm aufweisen.A preferred embodiment of the invention relates to an element made of a glass ceramic with Keatitmischkristall as the main crystal phase and embedded therein, second crystal phase according to the invention. The size of the crystals of the first crystal phase can be at 150 nm, preferably at a maximum of 100 nm. The glass ceramic can be made translucent and have a transmission of t_vis ≥ 0.1% at a thickness of 4 mm.

In einer anderen Ausführungsform kann die Erfindung auch ein Element aus einer Glaskeramik mit Hochquarzmischkristall als Hauptkristallphase betreffen. Die Größe der Kristallite der ersten Kristallphase kann hier bei 80 nm, bevorzugt bei maximal 75 nm liegen.In another embodiment, the invention may also relate to an element of a glass ceramic with high quartz mixed crystal as the main crystal phase. The size of the crystallites of the first crystal phase can here be 80 nm, preferably at most 75 nm.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Element eine transparente Glaskeramik mit Keatitmischkristall als Hauptkristallphase. Durch das Beaufschlagen mit elektromagnetischer Strahlung eines lokal begrenzten Bereiches des Element aus Glaskeramik erfolgt die erfindungsgemäße Veränderung der beaufschlagten Kristalle. Diese kann eine lokale Umwandlung der Kristalle in Form einer Vergrößerung der Keatitmischkristalle in diesem Bereich betreffen, wodurch die intrinsische Dekoration mit optisch wahrnehmbaren Streueffekten bewirkt wird. Die erfindungsgemäße Veränderung kann aber auch neben der Größe die Form der Kristalle betreffen, umfassend die Kristallrichtung, die Anzahl und die Form der Grenzflächen der Kristalle, die Ausbildung der Oberfläche der Kristalle, die Gitterkonstante und/oder die Kristallzusammensetzung. Weiterhin kann die Veränderung auch die Dichteänderung der Restglasphase oder die Änderung der Phasenanteile, also der Restglasphase zu der Kristallphase, betreffen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the element is a transparent glass ceramic with Keatitmischkristall as the main crystal phase. By applying electromagnetic Radiation of a localized region of the element of glass ceramic, the inventive change of the applied crystals takes place. This may involve a local conversion of the crystals in the form of an enlargement of the keatite mixed crystals in this region, whereby the intrinsic decoration is effected with optically discernible scattering effects. However, the variation of the present invention may also include, in addition to the size, the shape of crystals including the crystal direction, the number and shape of the interfaces of the crystals, the formation of the surface of the crystals, the lattice constant, and / or the crystal composition. Furthermore, the change may also relate to the density change of the residual glass phase or the change in the phase proportions, ie the residual glass phase to the crystal phase.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Element eine bereits eingefärbte, also volumengefärbte, transparente Glaskeramik. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann es hier an den Randbereichen des Elements zu einer Erhöhung der Transmission im Vergleich zu der Transmission des ursprünglichen Elements kommen. Diese kann mittels eines nachfolgenden Temperschritts wieder rückgängig gemacht werden, sofern dies gewünscht ist. Das Tempern kann beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 800°C und einer Haltezeit von einer Stunde mit einer nachfolgenden Abkühlrate von 2°C / Minute erfolgen. Dabei wird die Streuung in diesem Randbereich nicht signifikant erhöht.In a further preferred embodiment, the element is an already colored, ie volume-colored, transparent glass ceramic. By means of the method according to the invention, an increase in the transmission compared to the transmission of the original element can occur here at the edge regions of the element. This can be reversed by means of a subsequent Temperschritts, if desired. The tempering can be carried out, for example, at a temperature of about 800 ° C and a holding time of one hour with a subsequent cooling rate of 2 ° C / minute. In this case, the scattering in this edge region is not significantly increased.

Die Oberflächenschicht des Elements kann einen Randbereich umfassen, welcher keine Kristalle umfasst. Bekanntermaßen kann hier eine wenige 100 nm bis etwa zu einer Tiefe von 1 µm in das Element hineinragende glasige Zone vorliegen.The surface layer of the element may comprise an edge region which does not comprise crystals. As is known, here a few 100 nm can be present up to a depth of about 1 μm into the glassy zone.

Die Oberflächenschicht des Elements kann ferner Hochquarzmischkristalle aufweisen. Es kann auch in der ersten Kristallphase eine weitere Kristallphase, welche sich zwischen der zweiten Kristallphase und dem Randbereich befindet, und welche Hochquarzmischkristalle aufweist, vorhanden sein.The surface layer of the element may further comprise high quartz mixed crystals. Also in the first crystal phase, there may be another crystal phase located between the second crystal phase and the edge region and having high quartz mixed crystals.

Durch die Wärmebehandlung eines lokal abgegrenzten Volumenbereiches innerhalb der ersten Kristallphase kann die intrinsische Dekoration im Wesentlichen ohne Schädigung oder Beeinträchtigung des Elements aus Glaskeramik erzeugt werden. Hierdurch können Elemente mit intrinsischer Dekoration hergestellt werden, welche eine besonders hohe Stabilität, insbesondere in Bezug auf die Kratzfestigkeit oder die Gefahr einer Rissbildung, aufweisen.By heat treating a locally defined volume area within the first crystal phase, the intrinsic decoration can be generated substantially without damaging or impairing the glass ceramic element. As a result, it is possible to produce elements with intrinsic decoration which have a particularly high stability, in particular with respect to the scratch resistance or the risk of crack formation.

Die mechanische Festigkeit, insbesondere die Stoßfestigkeit, spielt bei Elementen aus Glaskeramik, die als Kochfläche oder Sichtscheibe verwendet werden sollen, eine sehr große Rolle. Um die Anforderungen an deren Stoßfestigkeit gemäß nationaler und internationaler Sicherheitsnormen wie beispielsweiseEN 60335 bzw. UL 858 bzw. CSA 22.2 zu erfüllen, werden für Kochflächen aus Glaskeramiken üblicherweise Materialdicken von ≥ 3,8 mm benötigt. Grundsätzlich wären dünnere Flachgläser bereits aufgrund von Materialeinsparung erstrebenswert. Mit der Dicke nimmt aber auch die Stoßbelastbarkeit ab. Die im Falle einer Stoßbelastung auftretende Durchwölbung der Kochfläche und die damit einhergehenden Zugspannungen auf deren Unterseite nehmen aber mit abnehmender Dicke der Kochfläche deutlich zu. Um mit dünneren Kochflächen mit einer Dicke beispielsweise zwischen 2 und 8 mm dennoch die Normanforderungen an die Stoßfestigkeit zu erfüllen, ist deshalb eine erhöhte Festigkeit der Unterseite der Kochfläche erforderlich, die ausreichend ist, den höheren Zugspannungen zu widerstehen.The mechanical strength, in particular the impact resistance, plays a very important role in glass ceramic elements which are to be used as a cooking surface or viewing window. To meet the requirements for their impact resistance in accordance with national and international safety standards such as EN 60335 or UL 858 or CSA 22.2 To be fulfilled, cooking surfaces made of glass ceramics are usually required material thicknesses of ≥ 3.8 mm. Basically, thinner flat glass would be desirable because of material savings. With the thickness but also decreases the shock resistance. However, the bulging of the cooking surface occurring in the event of a shock load and the associated tensile stresses on the underside increase significantly with decreasing thickness of the cooking surface. Therefore, to comply with thinner cooktops with a thickness, for example, between 2 and 8 mm, the standard requirements for shock resistance, therefore, an increased strength of the underside of the cooking surface is required, which is sufficient to withstand the higher tensile stresses.

Ein bekanntes anerkanntes Prüfverfahren zur Ermittlung der Stoßfestigkeit ist der sogenannte Kugelfalltest, wie er beispielsweise in dem DokumentDE 10 2004 024 583 A1 beschrieben ist. Er wird an quadratischen Teilausschnitten der Größe 100 mm × 100 mm einer zu prüfenden Glaskeramikscheibe gemessen. Die Durchführung der Messung der Stoßfestigkeit geschieht in Anlehnung an dieDIN 52306. Hierbei wird die Messprobe in einen Prüfrahmen eingelegt und eine 200 g schwere Stahlkugel mit einem Durchmesser von 36 mm auf die Mitte der Probe fallen gelassen. Die Fallhöhe wird stufenweise gesteigert, bis der Bruch eintritt.A well-known test method for determining the impact resistance is the so-called ball drop test, as described, for example, in thedocument DE 10 2004 024 583 A1 is described. It is measured on square sections of the size 100 mm × 100 mm of a glass-ceramic disc to be tested. The measurement of the impact resistance is done on the basis of DIN 52306 , The test sample is placed in a test frame and a 200 g steel ball with a diameter of 36 mm is dropped onto the center of the sample. The drop height is gradually increased until the break occurs.

Aufgrund des statistischen Charakters der Stoßfestigkeit wird diese Prüfung an einer Serie von mindestens 10 Proben ausgeführt. Als Festigkeitskennwerte werden der Mittelwert, die Standardabweichung und/oder das 5%-Fraktil der Messwertverteilung bestimmt. Letzterer Wert gibt an, bei welcher Fallhöhe 5% der getesteten Proben zu Bruch gingen. Um die Verwendung als Kochfläche zu ermöglichen, ist eine Fallhöhe von wenigstens 20 cm erforderlich. Höhere Fallhöhen sind vorteilhaft, da die Elemente dann eine noch bessere Festigkeit aufweisen.Due to the statistical nature of the impact resistance, this test is performed on a series of at least 10 samples. The strength values are the mean value, the standard deviation and / or the 5% fractile of the measured value distribution. The latter value indicates at which fallheight 5% of the tested samples were broken. To allow use as a cooking surface, a drop height of at least 20 cm is required. Higher drop heights are advantageous because the elements then have even better strength.

Auch wird häufig die Federhammerprüfung nachEN 60335 herangezogen mit der Anforderung, dass das Element aus Glaskeramik bei einer Energie von 0,5 J nicht brechen darf.Also, the spring hammer test is often after EN 60335 with the requirement that the glass ceramic element should not break at an energy of 0.5 J

Ein erfindungsgemäß hergestelltes Element aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration weist eine mechanische Festigkeit auf, die einer Fallhöhe von wenigstens 20 cm, bevorzugt von wenigstens 25 cm im Kugelfalltest (5% Fraktil, 200 g Stahlkugel) entspricht. Das Element mit intrinsischer Dekoration besteht auch die vorstehend genannte Federhammerprüfung. Somit ist das erfindungsgemäße Element sowohl als Kochfläche als auch als Sichtscheibe, etwa als Backofen- oder Kaminsichtscheibe, verwendbar. An element of glass-ceramic with intrinsic decoration produced according to the invention has a mechanical strength which corresponds to a drop height of at least 20 cm, preferably of at least 25 cm in the ball drop test (5% fractile, 200 g steel ball). The element with intrinsic decoration is also the above-mentioned spring hammer test. Thus, the element according to the invention can be used both as a cooking surface and as a viewing pane, for example as an oven or chimney view pane.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Elements aus Glaskeramik, welches eine intrinsische Dekoration aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

• – Bereitstellen eines Elementes aus Glaskeramik, aufweisend zumindest einen ersten, im Volumen des Elements liegenden Bereich, wobei dieser Bereich eine vorherrschende Kristallphase (Hauptkristallphase) umfasst,
• – Beaufschlagen eines lokal begrenzten Volumenbereiches innerhalb der Hauptkristallphase mit elektromagnetischer Strahlung derart, dass
• – zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung innerhalb des Volumenbereiches der Hauptkristallphase absorbiert wird, wodurch
• – eine Erwärmung zumindest eines Kristalls des Volumenbereiches der vorherrschenden Kristallphase erfolgt,
• – die zu einer Umwandlung, vorzugsweise zu einer Änderung der Größe und/oder der Form des zumindest einen Kristalls des Volumenbereiches führt, wodurch eine lokal begrenzte zweite Kristallphase innerhalb der vorherrschenden Kristallphase ausgebildet wird, welche zumindest einen in der Größe und/oder der Form geänderten Kristall umfasst, und
• – wobei diese Änderung des zumindest einen Kristalls zu einer vermehrten optischen Lichtstreuung und/oder Lichtbrechung führt, die optische wahrnehmbar ist,
• – Beenden des Beaufschlagens mit elektromagnetischer Strahlung, und
• – Abkühlen des Elements auf Raumtemperatur.

The invention further relates to a method for producing an element of glass-ceramic, which has an intrinsic decoration. The method according to the invention comprises the following steps:

• Providing an element of glass-ceramic, comprising at least a first region lying in the volume of the element, this region comprising a predominant crystal phase (main crystal phase),
• - Applying a localized volume range within the main crystal phase with electromagnetic radiation such that
• - At least a portion of the electromagnetic radiation is absorbed within the volume range of the main crystal phase, whereby
• A heating of at least one crystal of the volume range of the prevailing crystal phase takes place,
• Which leads to a transformation, preferably to a change in the size and / or shape of the at least one crystal of the volume region, whereby a locally limited second crystal phase is formed within the predominant crystal phase, which at least one changed in size and / or shape Crystal includes, and
• Wherein this change of the at least one crystal leads to an increased optical light scattering and / or refraction, which is visually perceptible,
• - Stop the exposure to electromagnetic radiation, and
• - cooling the element to room temperature.

Optional kann ein Vorwärmen des bereitgestellten Elements vor dem Beaufschlagen mit elektromagnetischer Strahlung erfolgen, beispielsweise auf eine Temperatur von 400°C bis 500°C, um dem Auftreten von Spannungen während des Prozesses entgegenzuwirken. Hierdurch kann insbesondere dazu beigetragen werden, dass lokal nicht zu große Temperaturunterschiede entstehen.Optionally, pre-heating of the provided element may be accomplished prior to exposure to electromagnetic radiation, for example at a temperature of 400 ° C to 500 ° C, to counteract the occurrence of stress during the process. This can contribute in particular to the fact that locally not too large temperature differences arise.

Weiterhin optional kann nachfolgend ein Temperschritt zum Abbauen möglicher Spannungen vorgesehen werden. Außerdem kann hierdurch einer eventuell auftretenden, unerwünschten Transmissionserhöhung im Randbereich der intrinsischen Dekoration entgegengewirkt werden. Im Fall von Hochquarzmischkristall oder von Keatitmischkristall als vorherrschende Kristallphase kann durch die Wärmebehandlung eine Vergrößerung und/oder eine Veränderung der Form der Kristalle der ersten Kristallphase erreicht werden. Die Vergrößerung der Kristalle und/oder die Veränderung der Form kann zu einer vermehrten optischen Lichtstreuung und/oder Lichtbrechung führen. Hierdurch kann, beispielsweise im Fall einer Glaskeramik mit Hochquarzmischkristall als vorherrschende Kristallphase, ein optisch wahrnehmbarer hellerer Eindruck der behandelten Bereiche bewirkt werden. Ebenso kann auch im Fall einer Glaskeramik mit Hochquarzmischkristall als vorherrschende Kristallphase eine lokale Umwandlung von Hochquarzmischkristall in Keatitmischkristall erfolgen, wodurch ebenfalls ein optisch wahrnehmbarer Effekt bewirkt wird.Furthermore, optionally, an annealing step for reducing possible voltages may be provided below. In addition, this can counteract a possibly occurring, unwanted increase in transmission in the edge region of the intrinsic decoration. In the case of high quartz mixed crystal or keatite mixed crystal as the predominant crystal phase, the heat treatment can increase and / or change the shape of crystals of the first crystal phase. The enlargement of the crystals and / or the change in the shape can lead to increased optical light scattering and / or refraction. In this way, for example, in the case of a glass ceramic with high quartz mixed crystal as the predominant crystal phase, a visually perceptible brighter impression of the treated areas can be effected. Likewise, in the case of a glass ceramic with high quartz mixed crystal as the predominant crystal phase, local conversion of high quartz mixed crystal into Keatitmischkristall done, which also causes an optically perceptible effect.

Zur lokalen Beaufschlagung eines Bereiches des Elements mit erhöhter Temperatur kann besonders günstig elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise Laserstrahlung, verwendet werden. Dabei wird die Laserstrahlung auf einen Bereich unter der Oberfläche des Elements aus Glaskeramik fokussiert. Der Fokuspunkt der Laserstrahlung liegt demnach vorzugsweise im Volumen des Elements. Dieser Bereich liegt damit innerhalb der ersten, vorherrschenden Kristallphase.For local application of a region of the element with elevated temperature, electromagnetic radiation, preferably laser radiation, can be used particularly favorably. The laser radiation is focused on an area under the surface of the glass ceramic element. The focal point of the laser radiation is therefore preferably in the volume of the element. This area is thus within the first, predominant crystal phase.

Auf diese Weise gelingt es, auch sehr kleine Volumenbereiche innerhalb der ersten Kristallphase mit elektromagnetischer Strahlung zu beaufschlagen, so dass sehr kleine, optisch gerade wahrnehmbare Bereiche mit intrinsischer Dekoration geschaffen werden können. Der kleinste Volumenbereich umfasst demnach zumindest einen Kristallit der ersten Kristallphase. Für das menschliche Auge optisch wahrnehmbar sind feine Strukturen ab einer Auflösung von etwa 0,2 Bogenminuten.In this way it is possible to apply even very small volume areas within the first crystal phase with electromagnetic radiation, so that very small, optically just noticeable areas can be created with intrinsic decoration. The smallest volume range therefore comprises at least one crystallite of the first crystal phase. Visible to the human eye are fine structures from a resolution of about 0.2 arc minutes.

Vorzugsweise können Dioden- oder Festkörperlaser verwendet werden, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren vergleichsweise rasch und kostengünstig vorgenommen werden kann.Diode or solid-state lasers can preferably be used, as a result of which the method according to the invention can be carried out comparatively quickly and inexpensively.

Vorteilhaft ist es, wenn die Laserstrahlung im Volumen des Elements aus Glaskeramik aufgenommen werden kann und sich das Material annähernd gleichmäßig erhitzt. Dazu ist mindestens eine Teildurchlässigkeit der zu prozessierenden Glaskeramik bei der gewählten Wellenlänge der Laserstrahlung erforderlich. It is advantageous if the laser radiation in the volume of the glass ceramic element can be accommodated and the material heats up approximately uniformly. For this purpose, at least a partial transmission of the glass ceramic to be processed at the selected wavelength of the laser radiation is required.

Die typische Absorption eines etwa 4 mm dicken Elements aus Glaskeramik liegt zwischen 0,1% < α < 70%. Bei einem volumengefärbten Glaskeramik-Element beispielsweise mit einer Dicke von 4 mm und einer Transmission von α = 67,7% sowie einer Reflektion von 10% ergibt sich die mögliche Absorption zu ca. 22% bei einer Wellenlänge von 1.000 nm. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher ein Diodenlaser mit einer Wellenlänge von 940 bis 1.060 nm verwendet werden.The typical absorption of an approximately 4 mm thick glass ceramic element is between 0.1% <α <70%. In the case of a volume-colored glass-ceramic element, for example with a thickness of 4 mm and a transmission of α = 67.7% and a reflection of 10%, the possible absorption results in about 22% at a wavelength of 1000 nm Therefore, a diode laser with a wavelength of 940 to 1060 nm can be used.

Während der Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung kann das Element ferner an zumindest einer Oberfläche gekühlt werden, um möglichen Veränderungen oder Beschädigungen der Oberfläche, etwa einem Aufwölben der Oberfläche, vorzubeugen.During exposure to electromagnetic radiation, the element may also be cooled on at least one surface in order to prevent possible changes or damage to the surface, such as a bulging of the surface.

Auch kann vor oder während des Verfahrensschrittes Beaufschlagen mit elektromagnetischer Strahlung auf eine Temperatur zwischen der Transformationstemperatur T_g und der Kristallisationstemperatur vorgewärmt werden, wodurch die Bearbeitungszeit reduziert werden kann. Die Transformationstemperatur T_g ist bestimmt durch den Schnittpunkt der Tangenten an die beiden Äste der Ausdehnungskurve beim Messen mit einer Heizrate von 5K/min.Also, before or during the process step, application of electromagnetic radiation to a temperature between the transformation temperature T_g and the crystallization temperature can be preheated, whereby the processing time can be reduced. The transformation temperature T_g is determined by the intersection of the tangents to the two branches of the expansion curve when measuring at a heating rate of 5K / min.

Dies entspricht einer Messung nachISO 7884-8 bzw.DIN 52324.This corresponds to a measurement after ISO 7884-8 respectively. DIN 52324 ,

Das erfindungsgemäße Element aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration kann als Abdeckung für Heizelemente, insbesondere als Koch- oder Bratfläche, als Weißware, als Heizkörperabdeckung, als Grillfläche oder Kaminsichtscheibe, Trägerplatte oder Ofenauskleidung in der Keramik-, Solar- oder Pharmaindustrie oder der Medizintechnik, insbesondere für Produktionsprozesse unter hochreinen Bedingungen, als Auskleidung von Öfen, in denen chemische oder physikalische Beschichtungsverfahren durchgeführt werden oder als chemisch resistente Laborausstattung, als glaskeramischer Gegenstand für Hoch- oder extreme Niedrigtemperaturanwendungen, als Ofenfenster für Verbrennungsöfen, als Hitzeschild zur Abschirmung heißer Umgebungen, als Abdeckung für Reflektoren, Flutlichter, Projektoren, Beamer, Fotokopierer, für Anwendungen mit thermo-mechanischer Belastung, beispielsweise in Nachtsichtgeräten, als transluzenter Gegenstand mit UV-Schutz, als Material für Gehäusekomponenten beispielsweise von elektronischen Geräten und/oder Abdeckgläser für IT wie Mobiltelefone, Laptops, Scannergläser oder als Fassadenplatte, Brandschutzverglasung und Komponente für ballistischen Schutz zur Anwendung kommen.The glass ceramic element according to the invention with intrinsic decoration can be used as a cover for heating elements, in particular as a cooking or frying surface, as a white product, as a radiator cover, as a grilling surface or chimney pane, support plate or furnace lining in the ceramic, solar or pharmaceutical industry or medical technology, in particular for Production processes in high-purity conditions, as lining of furnaces in which chemical or physical coating processes are performed or chemically resistant laboratory equipment, as glass-ceramic article for high or extreme low-temperature applications, as furnace windows for incinerators, as a heat shield for shielding hot environments, as a cover for reflectors , Floodlights, projectors, projectors, photocopiers, for applications with thermo-mechanical stress, for example in night vision devices, as a translucent object with UV protection, as material for housing components beisp For example, they may be applied to electronic devices and / or covers for IT such as cell phones, laptops, scanner glasses or as a face plate, fire-resistant glazing and component for ballistic protection.

Durch den Verzicht auf zusätzliche Mittel zur Dekorierung, etwa Dekorfarben, ist zudem die Lebensmittelechtheit des Elements aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration gegeben. Daher kann es auch für das direkte Kochen oder Braten verwendet werden.By dispensing with additional means of decoration, such as decorative paints, also the food authenticity of the element is made of glass ceramic with intrinsic decoration. Therefore, it can also be used for direct cooking or frying.

Die erfindungsgemäß erzeugte zweite Kristallphase kann zur Markierung bestimmter Bereiche wie einer Kochzone und/oder zur sonstigen optischen Gestaltung, beispielsweise als Abgrenzung zu einem Displaybereich, als Verzierung, als Logo oder Schriftzug, eingesetzt werden. Die intrinsische Dekoration kann dabei in besonders geeigneter Weise der Kennzeichnung von sicherheitsrelevanten Bereichen, beispielsweise Heizzonen auf einem Kochfeld, dienen und liefert damit einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Sicherheit derartiger Erzeugnisse. Die intrinsische Dekoration kann aber auch für das Darstellen oder Kennzeichnen von Symbolen, Bedienelementen, optischen Abgrenzungen zu einem Displaybereich, für Verzierungen, Logos oder auch für Schriftzüge verwendet werden.The second crystal phase produced according to the invention can be used to mark particular areas such as a cooking zone and / or for other optical design, for example as a delimitation to a display area, as an ornament, as a logo or lettering. The intrinsic decoration can thereby be used in a particularly suitable manner for marking security-relevant areas, for example heating zones on a hob, and thus makes an important contribution to increasing the safety of such products. However, the intrinsic decoration can also be used for displaying or marking symbols, operating elements, optical boundaries to a display area, for embellishments, logos or also for lettering.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der dargestellten Ausführungsbeispiele, den nachfolgend dargestellten Figuren.Further details of the invention will become apparent from the description of the illustrated embodiments, the figures shown below.

Die Zeichnungen zeigen:The drawings show:

1 eine schematische Darstellung einer Kochfläche aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration, 1 a schematic representation of a cooking surface made of glass ceramic with intrinsic decoration,

2 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Erzeugen einer intrinsischen Dekoration in einem Element aus Glaskeramik, 2 an embodiment of the method for producing an intrinsic decoration in a glass ceramic element,

3a,3b Elemente aus Glaskeramik mit innenliegender intrinsischer Dekoration, 3a . 3b Glass ceramic elements with internal intrinsic decoration,

4 den spektralen Remissionsgrad in Abhängigkeit von der Wellenlänge anhand unterschiedlicher Ausführungsbeispiele, 4 the spectral reflectance as a function of the wavelength based on different embodiments,

5 den spektralen Remissionsgrad in Abhängigkeit von der Wellenlänge an einem weiteren Ausführungsbeispiel vor und nach einer erfindungsgemäßen Behandlung, 5 the spectral reflectance as a function of the wavelength in a further embodiment before and after a treatment according to the invention,

6 ein Element aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration in einer Schnittansicht, 6 an element of glass-ceramic with intrinsic decoration in a sectional view,

7 ein Höhenprofil entlang eines Schnittes des in9 gezeigten Ausführungsbeispiels, 7 a height profile along a section of the in 9 shown embodiment,

8 ein weiteres Höhenprofil entlang eines weiteren Schnittes des in9 gezeigten Ausführungsbeispiels, und 8th another height profile along another section of the in 9 shown embodiment, and

9 ein weiteres Bild eines Ausführungsbeispiels eines Elements aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration. 9 another image of an embodiment of a glass ceramic element with intrinsic decoration.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDetailed description of preferred embodiments

Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bezeichnen um der Klarheit willen gleiche Bezugszeichen im Wesentlichen gleiche Teile in oder an diesen Ausführungsformen. Zur besseren Verdeutlichung der Erfindung sind die in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen jedoch nicht immer maßstabsgerecht gezeichnet.In the following detailed description of preferred embodiments, for the sake of clarity, like reference numerals designate substantially similar parts in or on these embodiments. For better clarity of the invention, however, the preferred embodiments shown in the figures are not always drawn to scale.

1 zeigt schematisch eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Elements aus Glaskeramik20, welches als Kochfläche verwendet werden kann. Hierzu ist in dem abgebildeten Beispiel ferner ein Heizbereich10 vorgesehen, welcher Heizelemente umfassen kann. Das Element20 ist flächig ausgebildet, um als Kochfläche verwendet werden zu können. Ebenso sind selbstverständlich auch andere Formen des Elements möglich, beispielsweise auch gebogene Elemente, welche etwa als Sichtscheibe für Kamine verwendet werden können. 1 shows a schematic representation of an inventive element of glass ceramic 20 , which can be used as a cooking surface. For this purpose, in the illustrated example also has aheating area 10 provided, which may comprise heating elements. Theelement 20 is flat designed to be used as a cooking surface can. Likewise, of course, other forms of the element are possible, for example, curved elements, which can be used for example as a window for fireplaces.

Das Element20 weist an unterschiedlichen Stellen mehrere intrinsische Dekorationen22 auf, welche sich im Beispiel innerhalb des Volumens des Elements aus Glaskeramik befinden. Im Beispiel sind die Dekorationen22 jeweils kreisförmig ausgebildet.Theelement 20 has several intrinsic decorations indifferent places 22 which in the example are within the volume of the glass ceramic element. In the example are thedecorations 22 each formed circular.

Eingebettet in die vorherrschende Kristallphase des Elements aus Glaskeramik20 sind demnach mehrere lokal begrenzte Volumenbereiche ausgebildet, welche jeweils eine von der ersten Kristallphase abweichende zweite Kristallphase umfassen. Diese zweite Kristallphase stellt die erfindungsgemäße intrinsische Dekoration22 dar. Im vorliegenden Beispiel umfasst die zweite Kristallphase jeweils eine Vielzahl von in ihrer Größe und/oder Form veränderten Kristallen der ursprünglichen Kristallphase, wobei infolge der Veränderung der Kristalle eine Veränderung des Streuverhaltens und der Lichtbrechung erfolgt, wodurch ein optisch wahrnehmbarer Eindruck erreicht werden kann. Auf diese Weise ist es überraschend einfach möglich, ähnlich einer Glasinnengravur auch Elemente aus Glaskeramik mit einer innenliegenden, dauerhaften Dekoration auszustatten.Embedded in the predominant crystal phase of the glassceramic element 20 Accordingly, a plurality of locally limited volume regions are formed, each of which comprises a second crystal phase deviating from the first crystal phase. This second crystal phase constitutes the intrinsic decoration according to theinvention 22 In the present example, the second crystal phase in each case comprises a multiplicity of crystals of the original crystal phase which have changed in size and / or shape, as a result of the change in the crystals a change in the scattering behavior and the refraction of light, whereby an optically perceptible impression can be achieved. In this way, it is surprisingly easy, similar to a glass engraving and equip glass ceramic elements with an interior, permanent decoration.

Das Element20 umfasst eine transluzente oder transparente Glaskeramik. Die intrinsische Dekoration22 wird im abgebildeten Beispiel zur Kennzeichnung von darunter liegenden Kochstellen bzw. Heizeinrichtungen, etwa in dem darunter liegenden Heizbereich10, genutzt.Theelement 20 comprises a translucent or transparent glass ceramic. Theintrinsic decoration 22 is used in the example shown to identify underlying cooking zones or heating devices, such as in theunderlying heating area 10 , used.

Die Dekoration22 wird durch eine lokal begrenzte, partielle Wärmebehandlung der Glaskeramik, vorzugsweise mit Hilfe elektromagnetischer Strahlung, weiterhin vorzugsweise Laserstrahlung, erzeugt. Dies führt lokal zu einem Voranschreiten der Keramisierung der Glaskeramik in dem wärmebehandelten Bereich, entweder in Form von einer Umwandlung der Kristallphase oder einer Vergrößerung der Kristallgröße, wodurch lokal infolge der Veränderung des Lichtstreuverhaltens und/oder der Lichtbrechung der optische Eindruck der Glaskeramik verändert und so ein dekorativer Effekt erzeugt wird.Thedecoration 22 is generated by a locally limited, partial heat treatment of the glass-ceramic, preferably by means of electromagnetic radiation, furthermore preferably laser radiation. This locally leads to a progress of ceramization of the glass-ceramic in the heat-treated region, either in the form of crystal phase transformation or crystal size enlargement, thereby locally changing and thus optically imparting the glass ceramic as a result of the change in light scattering behavior and / or refraction decorative effect is generated.

Im Beispiel wird ein im Volumen des Elements liegender Bereich von Kristallen der ersten Kristallphase umgewandelt. Auf diese Weise lässt sich vermeiden, dass Zonen mit Zugspannungen, welche aufgrund der Umwandlung entstehen können, bis zu dem Randbereich des Elements reichen. Hier könnte andernfalls die Entstehung von Rissen begünstigt werden, etwa infolge von Kratzer auf der Oberfläche des Elements20, wenn diese in Zonen mit Zugspannungen liegen.In the example, a region of the element's crystal is converted to crystals of the first crystal phase. In this way it can be avoided that zones with tensile stresses, which can arise due to the conversion, extend to the edge region of the element. Otherwise the formation of cracks could otherwise be favored, for example due to scratches on the surface of theelement 20 when they are in zones with tensile stresses.

Für das Element20 kann eine Glaskeramik gemäß des bekannten Systems der Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-Glaskeramiken verwendet werden, in das mit Hilfe eines Lasers die intrinsische Dekoration, im Beispiel als Kochzonenmarkierung, eingebracht wird. Dabei wird der Laser vorzugsweise auf einen nicht oberflächennahen Bereich fokussiert, so dass die Oberfläche der Glaskeramik im Wesentlichen unverändert bleibt. Der Fokuspunkt kann damit in dem Element liegen, er kann aber auch außerhalb liegen. For theelement 20 For example, it is possible to use a glass ceramic according to the known system of Li₂ O-Al₂ O₃ -SiO₂ glass ceramics, into which the intrinsic decoration, in the example as a cooking zone marking, is introduced by means of a laser. In this case, the laser is preferably focused on a region not close to the surface, so that the surface of the glass ceramic remains substantially unchanged. The focus point can thus lie in the element, but it can also be outside.

Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, dass die Leistungsdichte der elektromagnetischen Strahlung so gewählt wird, dass sich der bestrahlte Volumenbereich aufheizt, wobei zumindest so lange aufgeheizt wird, dass bei den im Volumenbereich liegenden Kristallen ein Wachstum und/oder eine Änderung der Form einsetzt.Of importance in this context is that the power density of the electromagnetic radiation is selected so that the irradiated volume area heats up, at least as long as it heats up so that growth and / or a change in the shape of the crystals lying in the volume range.

Dieser Prozess kann bei Bedarf durch ein Kühlen der Oberfläche, um einem zu starken Aufheizen der Oberfläche entgegenzuwirken, und/oder durch ein Vorwärmen der Glaskeramikplatte, um das Aufheizen zu verkürzen, beispielsweise auf eine Temperatur zwischen der Glastransformationstemperatur T_g und der Kristallisationstemperatur, unterstützt werden.This process may be assisted, if necessary, by cooling the surface to counteract overheating of the surface, and / or preheating the glass-ceramic plate to shorten the heating, for example to a temperature between the glass transition temperature T_g and the crystallization temperature ,

Je nach gewünschtem optischem Eindruck ist die Verwendung von einer transparenten oder transluzenten, farblosen oder volumengefärbten Glaskeramik möglich. Im Fall einer transparenten Glaskeramik mit Hochquarzmischkristallen wird durch die Laser-Behandlung eine Vergrößerung der Kristallitgröße erreicht, die zu einer vermehrten optischen Streuung und damit einem helleren optischen Eindruck der behandelten Bereiche führt. Auch eine lokale Umwandlung von Hochquarzmischkristallen in Keatitmischkristalle ist möglich.Depending on the desired optical impression, the use of a transparent or translucent, colorless or volume-colored glass ceramic is possible. In the case of a transparent glass ceramic with high quartz mixed crystals, the laser treatment achieves an increase in the crystallite size, which leads to an increased optical scattering and thus a brighter visual impression of the treated areas. Also a local conversion of high quartz mixed crystals into Keatitmischkristalle is possible.

Im Fall einer transparenten oder transluzenten Glaskeramik mit Keatitmischkristallen wird der gewünschte Dekorationseffekt durch die wärmebedingte Vergrößerung der nanofeinen Kristalle, welche nahezu keine Behinderung der Lichtdurchlässigkeit darstellen, in größere Kristalle erreicht, wodurch eine höhere Lichtstreuung oder eine höhere Reflektion erfolgt.In the case of a transparent or translucent glass ceramic with Keatitmischkristallen the desired decorative effect is achieved by the heat-related enlargement of nanofine crystals, which represent almost no hindrance to the light transmission, into larger crystals, whereby a higher light scattering or higher reflection occurs.

Eine erfindungsgemäße Glaskeramik weist dabei vorzugsweise die folgende Zusammensetzung auf (in Gew.-%):Al₂O₃ 18–23Li₂O 3,0–4,2SiO₂ 60–69ZnO 0–2Na₂O + K₂O 0,2–1,5MgO 0–1,5CaO + SrO + BaO 0–4B₂O₃ 0–2TiO₂ 2,3–4ZrO₂ 0,5–2P₂O₅ 0–3SnO₂ 0–< 0,6Sb₂O₃ 0–1,5As₂O₃ 0–1,5TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂ 3,8–6V₂O₅ 0,01–0,06Fe₂O₃ 0,03–0,2und gegebenenfalls weitere Farboxide, in Summe bis maximal 1,0 Gew.-%.A glass ceramic according to the invention preferably has the following composition (in% by weight): Al₂ O₃ 18-23 Li₂ O 3.0-4.2 SiO₂ 60-69 ZnO 0-2 Na₂ O + K₂ O 0.2-1.5 MgO 0-1.5 CaO + SrO + BaO 0-4 B₂ O₃ 0-2TiO₂ 2,3-4 ZrO₂ 0.5-2 P₂ O₅ 0-3 SnO₂ 0- <0.6 Sb₂ O₃ 0-1.5 As₂ O₃ 0-1.5 TiO₂ + ZrO₂ +SnO₂ 3,8-6 V₂ O₅ 0.01-0.06 Fe₂ O₃ 0.03-0.2 and optionally further color oxides, in total up to a maximum of 1.0 wt .-%.

Eine weitere, nicht volumengefärbte erfindungsgemäße Glaskeramik weist dabei vorzugsweise die folgende Zusammensetzung auf (in Gew.-%):Al₂O₃18–23Li₂O3,0–4,2SiO₂60–69ZnO 0–2Na₂O + K₂O0,2–1,5MgO 0–1,5CaO + SrO + BaO 0–4B₂O₃ 0–2TiO₂2,3–4ZrO₂0,5–2P₂O₅ 0–3SnO₂ 0–<0,6Sb₂O₃ 0–1,5As₂O₃ 0–1,5TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂3,8–6R₂O₃ 0–1, mit R = Lanthanoid,bevorzugt NdA further, nonvolume-colored glass ceramic according to the invention preferably has the following composition (in% by weight): Al₂ O₃ 18-23 Li₂ O 3.0-4.2 SiO₂ 60-69 ZnO 0-2 Na₂ O + K₂ O 0.2-1.5 MgO 0-1.5 CaO + SrO + BaO 0-4 B₂ O₃ 0-2TiO₂ 2,3-4 ZrO₂ 0.5-2 P₂ O₅ 0-3 SnO₂ 0- <0.6 Sb₂ O₃ 0-1.5 As₂ O₃ 0-1.5 TiO₂ + ZrO₂ +SnO₂ 3,8-6 R₂ O₃ 0-1, where R = lanthanide, preferably Nd

Ein dekoriertes Element mit einer Glaskeramik20 zeichnet sich durch eine hohe mechanische Festigkeit, insbesondere durch eine sehr gute Stoßfestigkeit aus, welche mittels Kugelfalltest oder Federhammertest bestimmt werden kann. Das Element20 im Beispiel weist eine mechanische Festigkeit auf, die einer Fallhöhe von wenigstens 20 cm, bevorzugt von wenigstens 25 cm im Kugelfalltest (5 % Fraktil, 200 g Stahlkugel) entspricht. Somit ist das erfindungsgemäße Element beispielsweise als Kochfläche oder Sichtscheibe, wo eine Fallhöhe von 20 cm erreicht werden sollte, hervorragend verwendbar.A decorated element with aglass ceramic 20 is characterized by a high mechanical strength, in particular by a very good impact resistance, which can be determined by ball drop test or spring hammer test. Theelement 20 in the example has a mechanical strength corresponding to a drop height of at least 20 cm, preferably at least 25 cm in the falling ball test (5% fractile, 200 g steel ball). Thus, the element according to the invention, for example, as a cooking surface or viewing window, where a drop height of 20 cm should be achieved, excellent use.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird eine HQMK-haltige Glaskeramik mit Hilfe eines Lasers bestrahlt, um sie zu dekorieren. Hierbei wird der Laser auf einen Bereich unterhalb der Oberfläche der Glaskeramik fokussiert. Es ist beispielsweise aus dem DokumentEP 1 170 264 A1 bekannt, dass in derartigen Glaskeramiken eine wenige 100 nm bis maximal 1 µm dicke glasige Zone an der Oberfläche der Glaskeramik vorliegen kann, in der keine Kristallite gebildet wurden. Unterhalb dieser Zone nimmt der Hochquarzgehalt in der Glaskeramik zu.In a first preferred embodiment, an HQMK-containing glass-ceramic is irradiated with the aid of a laser in order to decorate it. Here, the laser is focused on an area below the surface of the glass ceramic. It is for example from thedocument EP 1 170 264 A1 It is known that in glass ceramics of this type a glassy zone of a few 100 nm to a maximum of 1 μm can be present on the surface of the glass ceramic in which no crystallites have been formed. Below this zone, the high quartz content in the glass ceramic increases.

Die intrinsische Dekoration, deren umgebende Schicht auch als Dekorationsschicht bezeichnet werden kann, wird mit Hilfe des Lasers vorzugsweise so eingebracht, dass die glasige Oberflächenschicht und eine dünne Hochquarz-Schicht zwischen der Dekorationsschicht und der Oberfläche der Glaskeramik unverändert bestehen bleiben. Da die thermische Ausdehnung der Hochquarzmischkristalle kleiner als die der unter Umständen entstehenden Keatitmischkristalle ist, wird eine niedrig-dehnende Schicht in der Glaskeramik erzeugt, die der Entstehung von festigkeitsvermindernden Oberflächenverletzungen entgegen wirken kann.The intrinsic decoration, whose surrounding layer may also be referred to as a decoration layer, is preferably introduced by means of the laser so that the glassy surface layer and a thin high-quartz layer remain unchanged between the decoration layer and the surface of the glass-ceramic. Since the thermal expansion of the high quartz mixed crystals is smaller than that of the possibly resulting Keatitmischkristalle, a low-stretching layer is produced in the glass ceramic, which can counteract the formation of strength-reducing surface injuries.

Im Bereich der Laser-Dekoration kommt es entweder zu einer Vergrößerung der Kristallitgröße oder zu einer Umwandlung in Keatitmischkristalle, demnach zu einer Änderung der Form. Bei einer Vergrößerung der Kristallitgröße bleibt der Ausdehnungskoeffizient der Kristallphase lokal unverändert, so dass mit keinen durch die Dekoration verursachten thermischen Spannungen zu rechnen ist. Bei einer Umwandlung von Hochquarz- in Keatitmischkristalle kann es hingegen lokal zu einer Erhöhung des Ausdehnungskoeffizienten und damit unter Umständen zur Bildung von thermischen Spannungen kommen. Um diese Spannungen möglichst gering zu halten, kann es hilfreich sein, die Glaskeramik während der Laserbehandlung auf eine Temperatur zwischen der Glasübergangstemperatur T_g und der Kristallisationstemperatur zu erwärmen.In the field of laser decoration, there is either an increase in the crystallite size or a conversion into keatite mixed crystals, hence a change in the shape. With an increase in the crystallite size, the expansion coefficient of the crystal phase remains locally unchanged, so that no thermal stresses caused by the decoration are to be expected. On the other hand, a conversion of high quartz into keatite mixed crystals may locally increase the expansion coefficient and thus possibly lead to the formation of thermal stresses. In order to keep these stresses as low as possible, it may be helpful to heat the glass ceramic to a temperature between the glass transition temperature T_g and the crystallization temperature during the laser treatment.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird die Laser-Dekoration an einer transparenten oder transluzenten Keatit-haltigen Glaskeramik durchgeführt. Als besonders vorteilhaft hat sich hier die Verwendung einer transparenten oder transluzenten Glaskeramik mit Keatitmischkristallen als vorherrschende Kristallphase erwiesen, da dieses Material eine festigkeitsfördernde HQMK-haltige Oberflächenschicht enthalten kann. Die Laser-Dekoration wird dann vorzugsweise so durchgeführt, dass die niedrig-dehnende Oberflächenschicht erhalten bleibt. Die HQMK-haltige Oberflächenschicht kann dabei, von der Oberfläche aus gemessen, bis zu einer Tiefe von etwa 50 bis 100 µm in das Element hineinragen. Günstigerweise wird der Fokuspunkt der Laserstrahlung so gewählt, dass er nicht in dieser Schicht liegt. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass auch bei Keatit-haltigen Glaskeramikelementen welche nicht über eine derartige Oberflächenschicht verfügen, die intrinsische Dekoration dennoch erzeugt werden kann, da der Unterschied in der thermischen Ausdehnung der beteiligten Kristallphasen im Wesentlichen sehr gering ist oder sogar kein Unterschied besteht.In a second preferred embodiment, the laser decoration is carried out on a transparent or translucent keatite-containing glass ceramic. The use of a transparent or translucent glass ceramic with Keatitmischkristallen has proven to be particularly advantageous as the predominant crystal phase, since this material may contain a strength-promoting HQMK-containing surface layer. The laser decoration is then preferably carried out so that the low-expansion surface layer is retained. The HQMK-containing surface layer can be measured from the surface up to a depth of about 50 to 100 microns protrude into the element. Conveniently, the focal point of the laser radiation is selected so that it does not lie in this layer. It has surprisingly been found that even with keatite-containing glass ceramic elements which do not have such a surface layer, the intrinsic decoration can nevertheless be produced, since the difference in the thermal expansion of the crystal phases involved is essentially very small or even no difference.

Zur Erwärmung kann elektromagnetische Strahlung einer Laserquelle verwendet werden. Für den erfindungsgemäßen Temperaturprozess mittels Laserstrahlung können verschiedene Prozessstrategien in Bezug auf den Lasertyp, die Laserstrahlführung oder die Laserstrahlformung zum Einsatz kommen. Da es sich vorliegend um ein thermisch induziertes Materialphänomen handelt, können Laser verschiedener Wellenlänge und Pulsregime verwendet werden. Es ist zumindest eine Restabsorption der jeweiligen Glaskeramik in Bezug auf den Wellenlängenbereich der verwendeten elektromagnetischen Strahlung in einem Bereich von wenigen Prozent erforderlich. Dies kann durch hohe Energiedichten und/oder durch entsprechende Fokussierung kompensiert werden oder auch durch nichtlineare optische Phänomene (Multiphotonenabsorption) induziert werden.For heating, electromagnetic radiation of a laser source can be used. For the temperature process according to the invention by means of laser radiation, different process strategies with regard to the laser type, the laser beam guidance or the laser beam shaping can be used. Since this is a thermally induced material phenomenon, lasers of different wavelengths and pulse regimes can be used. At least a residual absorption of the respective glass ceramic with respect to the wavelength range of the electromagnetic radiation used in a range of a few percent is required. This can be compensated by high energy densities and / or by appropriate focusing or induced by non-linear optical phenomena (multiphoton absorption).

Von daher erstreckt sich das Spektrum der möglichen Strahl- bzw. Laserquellen von CO₂-Gaslasern mit einer Wellenlänge von ca. 9 bis 10,6 µm, deren Strahlung im oberflächennahen Bereich des Elements, d.h. in einem Bereich von wenigen 10 µm, absorbiert wird, über Laserquellen mit Wellenlängen im mittleren Infrarotbereich, also ca. 2 bis 5 µm, die Absorptionsbanden der Glaskeramiken in diesem Bereich adressieren, bis hin zu Strahlquellen im sichtbaren Wellenlängenbereich bis hin zu 2 µm, für deren Strahlung eine Absorption bei transparenten Glaskeramiken im einstelligen Prozentbereich liegt. Bei eingefärbten Glaskeramiken können Absorptionswerte von mehreren 10% erreicht werden.Therefore, the spectrum of possible beam or laser sources of CO₂ gas lasers having a wavelength of about 9 to 10.6 microns, whose radiation in the near-surface region of the element, ie in a range of a few 10 microns, is absorbed , About laser sources with wavelengths in the mid-infrared range, so about 2 to 5 microns, the absorption bands of the glass ceramics in this area address, up to beam sources in the visible wavelength range up to 2 microns, for their radiation absorption in transparent glass ceramics in the single-digit percentage range lies. In the case of colored glass ceramics, absorption values of several 10% can be achieved.

Strahlquellen aus der letzten Gruppe können verschiedene Wirkprinzipien der Strahlungserzeugung aufweisen, etwa Halbleiterlaser, bevorzugt Diodenlaser, aufgrund der Möglichkeit des „continous-wave“-Betriebsmodus, oder auch Festkörperlaser wie Scheiben-, Faser-, Slab- oder Stablaser. Diese Strahlquellen sind zudem in hohen Leistungsklassen bis in den Multi-KW-Bereich verfügbar, wobei der Investitionsaufwand vergleichsweise moderat ist. Hierdurch ist ihre industrielle Anwendung sehr attraktiv.Beam sources from the last group can have different principles of action of radiation generation, such as semiconductor lasers, preferably diode lasers, due to the possibility of "continous-wave" mode of operation, or solid-state lasers such as disc, fiber, slab or bar laser. These beam sources are also available in high power classes up to the multi-KW range, whereby the capital expenditure is comparatively moderate. This makes their industrial application very attractive.

Laserquellen, die im UV-Spektralbereich emittieren, sind zwar ebenfalls zur Erzeugung der intrinsischen Dekoration vorstellbar. Da sie aber gepulst betrieben werden und hochenergetische Strahlung freisetzen, die schnell zur Überschreitung der Zerstörschwelle der zu bearbeitenden Glaskeramik führt, sowie vergleichsweise kostenintensiv sind, kommen sie nicht bevorzugt zum Einsatz.Although laser sources emitting in the UV spectral range are also conceivable for generating the intrinsic decoration. However, since they are operated pulsed and release high-energy radiation, which quickly leads to exceeding the damage threshold of the glass ceramic to be processed, and are relatively expensive, they are not preferred.

Ferninfrarote Strahlquellen wie der CO₂-Laser weisen zwar eine hohe Effizienz hinsichtlich des Energieeintrags in das Material auf, können bei der Ausgestaltung des entsprechenden Prozessdesigns durch ihre oberflächenbegrenzte Einwirkung jedoch zusätzliche Maßnahmen zur Kühlung der Grenzflächen der zu modifizierenden Glaskeramik erforderlich machen, etwa durch Gasströme, Fluidfilme oder Sprühnebel. Eine solche Option zum Erhalt der glasigen Oberflächenschicht sowie der dünnen HQMK-Schicht zwischen der Dekorationsschicht und der Oberfläche der Glaskeramik bietet sich auch beim Einsatz von Strahlquellen im mittleren Infrarot sowie nahen Infrarot an, in Ergänzung oder alternativ können hier aber auch spezifisch angepasste Strategien der Strahlformung und Strahlführung zum Einsatz gebracht werden.Although far-infrared radiation sources, such as the CO₂ laser, have a high efficiency with regard to the energy input into the material, they may require additional measures for cooling the interfaces of the glass ceramic to be modified, for example by gas flows, in the design of the corresponding process design due to their surface-limited action. Fluid films or sprays. Such an option for obtaining the vitreous surface layer as well as the thin HQMK layer between the decoration layer and the surface of the glass ceramic is also suitable when using beam sources in the mid-infrared and near-infrared, in addition to or alternatively, specifically adapted beam shaping strategies may be used and beam guidance are used.

All diese Maßnahmen verfolgen die Zielsetzung, solche Leistungsdichten, die im Glaskeramikmaterial zu einer entsprechenden Erwärmung in den erforderlichen Zieltemperaturkorridor führen, auf Volumenelemente im Bereich der vorherrschenden Kristallphase mit einem definierten Abstand von der Substratoberfläche begrenzt darzustellen.All these measures pursue the objective of representing those power densities which lead in the glass ceramic material to a corresponding heating in the required target temperature corridor, limited to volume elements in the region of the prevailing crystal phase with a defined distance from the substrate surface.

Eine Option hierbei besteht in der Nutzung des physikalischen Phänomens einer Strahltaillenausbildung im Kontext der Fokussierung der Laserstrahlung mit Hilfe entsprechender transmittierender Optiken. Charakterisiert wird dieser räumliche Effekt von Laserstrahlung durch die physikalische Kenngröße des Strahlparameterproduktes. Es beschreibt die Fokussierbarkeit eines Laserstrahls. Für kleine Fokusdurchmesser müssen dabei große Ausgangsstrahldurchmesser vor der Fokussierlinse bei einer kurze Brennweite verwendet werden. Die im gegebenen Kontext der Volumenmodifikation von Glaskeramik erforderlichen Spotdurchmesser ergeben sich je nach eingesetzter Strahlquelle (mit dann unterschiedlicher Strahleigenschaft) aus der resultierenden Rayleighlänge. Diese beschreibt die Distanz entlang der optischen Achse, die ein Laserstrahl benötigt, um seine Querschnittsfläche, ausgehend von der Strahltaille, zu verdoppeln. Je besser Laserstrahlen fokussierbar sind, um so kleiner können diese Distanzen eingestellt werden und umso kleinräumiger werden die Schwellfluenzen zur Ausprägung der Modifikation und damit zur Dekoration, also zur Erhöhung der Lichtstreuung, der Glaskeramik darstellbar.One option here is to use the physical phenomenon of beam waist formation in the context of focusing the laser radiation with the aid of corresponding transmissive optics. This spatial effect of laser radiation is characterized by the physical parameter of the beam parameter product. It describes the focusability of a laser beam. For small focus diameters, large output beam diameters must be used in front of the focusing lens at a short focal length. The spot diameter required in the given context of the volume modification of glass ceramic results, depending on the used beam source (with then different beam property), from the resulting Rayleigh length. This describes the distance along the optical axis, which a laser beam needs to double its cross-sectional area, starting from the beam waist. The better laser beams can be focused, the smaller these distances can be set and the smaller are the Schwellfluenzen to the expression of the modification and thus for decoration, so to increase the light scattering of the glass-ceramic representable.

So können dies bei Festkörperlasern bei verwendeten Brennweiten bis hinunter zu 100 mm oder weniger Rayleighlängen im Bereich weniger 100 µm sein. Da unter Umständen dabei die deponierte Energie des bestrahlten Volumenelementes aufgrund der geringen geometrischen Abmessungen desselben sehr schnell durch Wärmeleitung an das umgebende nichtbestrahlte und damit kältere Material abgeleitet wird, ist ggf. eine thermische Vorkonditionierung des Substrates im Umfeld der Bearbeitungszone angezeigt.For solid-state lasers with focal lengths down to 100 mm or less, this can be in the range of less than 100 μm. Since under certain circumstances, the deposited energy of the irradiated volume element due to the small geometric dimensions of the same is very quickly derived by heat conduction to the surrounding non-irradiated and therefore colder material, a thermal preconditioning of the substrate is possibly displayed in the vicinity of the processing zone.

Diese kann auf verschiedene Arten erfolgen, z.B. wiederum durch Laserstrahlquellen, durch kurzinfrarote Strahlung (KIR-Bestrahlung) bei ca. 1.000 nm durch Wolframstrahler, durch Flammenerwärmung oder zwangskonvektive Erwärmung oder langwellige Strahlungsemitter wie eine Mikrowelle. Zur Abdeckung der relevanten Substratflächen für die Modifikation ist dabei in der Regel eine Bewegung des Laserstrahles oder des Substrates erforderlich. Zur Erhöhung der Effizienz, also einer simultanen Bestrahlung größerer Volumeneinheiten, kann auch mit einem außerhalb der Glaskeramik liegendem Fokus gearbeitet werden, wobei durch die sich ausprägende Strahlkaustik an einer Seite aufgrund geringerer Leistungsdichten der erforderliche Abstand der zur Färbung erforderlichen Temperaturzonen von der Oberfläche gewahrt wird und auf der anderen Seite selbiger etwa durch zusätzliche Kühlung erzwungen wird.This can be done in several ways, e.g. again by laser beam sources, by short-infrared radiation (KIR radiation) at about 1,000 nm by tungsten radiators, by flame heating or forced convective heating or long-wave radiation emitters such as a microwave. In order to cover the relevant substrate surfaces for the modification, a movement of the laser beam or of the substrate is generally required. To increase the efficiency, ie a simultaneous irradiation of larger volume units, it is also possible to work with a focus outside the glass-ceramic, whereby the required distance of the temperature zones required for the coloring from the surface is maintained by the pronounced blast caustics on one side due to lower power densities and on the other side the same is forced by additional cooling.

Denkbar ist eine derartige Effizienzsteigerung aber auch durch die Verwendung solcher Optiken, die den eingehenden Laserstrahl in Teilstrahlen zerlegen und deren Fokuslage mit definiertem Abstand in Strahlpropagationsrichtung oder senkrecht dazu anordnen. Dadurch können dann auch Strahlen mit kleinen Durchmessern im Fokus bei geringen Rayleighlängen von wenigen 10 bis 100 µm ausgebildet werden, also mit sehr örtlich abgegrenzter Umsetzung der Materialmodifikation, was neben Aspekten der Festigkeit des Substrates bzw. der Glaskeramik auch weite Spielräume zur farblichen Ausprägung der modifizierten Phase und damit Designfreiräume eröffnet.However, such an increase in efficiency is also conceivable through the use of such optics which divide the incoming laser beam into sub-beams and arrange their focal position at a defined distance in the beam propagation direction or perpendicular thereto. As a result, rays with small diameters in the focus can be formed at low Rayleighlängen of a few 10 to 100 microns, ie with very local demarcated implementation of the material modification, which in addition to aspects of the strength of the substrate or the glass ceramic also wide margins for color expression of the modified Phase and thus design freedom opened.

Räumlich eng begrenzte Energiedichten sind weiterhin auch umzusetzen über die sich überschneidende Anordnung von zwei oder mehreren Teilstrahlen. Diese können etwa unter Einstrahlung durch die identische Substratfläche bei einer gewissen Neigung der optischen Achsen angeordnet sein, wobei sich der überdeckende Strahlbereich im bevorzugten Volumenbereich des Glassubstrates befindet.Spatially limited energy densities can still be implemented via the intersecting arrangement of two or more partial beams. These can be arranged, for example, under irradiation through the identical substrate surface with a certain inclination of the optical axes, wherein the overlapping beam region is in the preferred volume range of the glass substrate.

In einer anderen Ausführungsform strahlt ein Primärlaserstrahl seitlich durch eine Kante der Glaskeramik, welcher durch Einsatz von Rechteck- und Langlinienfokus geformt großflächig kollimiert oder fokussiert sein kann, während ein oder mehrere Sekundärstrahlen mit beliebiger Querschnittsfläche nahezu senkrecht von einer der anderen Glaskeramikflächen aus eingekoppelt werden. Dies dient je nach Zielsetzung der Bearbeitung einer Darstellung mit wenigen 10 bis 100 µm Durchmesser zur Implementierung feiner Strukturen wie Schriftzüge.In another embodiment, a primary laser beam radiates laterally through an edge of the glass ceramic, which can be formed by use of rectangular and long-line focus collimated or focused over a large area, while one or more secondary rays are coupled with any cross-sectional area almost perpendicularly from one of the other glass ceramic surfaces. This serves, depending on the objective of processing a representation with a few 10 to 100 microns diameter to implement fine structures such as logos.

Zur Realisierung des Dekorationseffektes kann auch Laserstrahlung von Ultrakurzpulslasern, die im Femto- bis Pikosekundenbereich emittieren, zur Anwendung kommen. Mit Hilfe dieser Strahlquellen können selbst bei geringer Absorption der Glaskeramik im Emissionsbereich der Quelle durch nichtlineare optische Effekte, vor allem auch unter Einsatz von sogenannten Pulsbursts (Pulspaketen mit sehr geringen zeitlichen Abständen), lokal hohe Temperaturen erzeugt werden, die über die sich nachfolgend ausprägende thermische Einflusszone die gewünschte Änderung des Materials erzeugen.To achieve the decorative effect, laser radiation from ultrashort pulse lasers emitting in the femtosecond to picosecond range can also be used. With the help of these beam sources, even with low absorption of the glass ceramic in the emission region of the source by nonlinear optical effects, especially using so-called pulse bursts (pulse packets with very short time intervals), locally high temperatures are generated, which on the subsequent ausprägte thermal Influence zone produce the desired change in the material.

Die Laser-Dekoration kann zur optischen Gestaltung des Elements20 mit verschiedenen Dekoren wie Punkten oder Linien, zur Aufbringung von Firmen- oder Markenlogos oder zur Kennzeichnung von Funktionsbereichen, wie Kochzonenmarkierungen oder der Lage von Bedienelementen genutzt werden. Bei der Verwendung von einer transparenten Glaskeramik zum Beispiel als Kaminsichtscheibe oder als Backofensichtscheibe können mit Hilfe der beschriebenen Dekoration auch transluzente oder undurchsichtige Bereiche erzeugt werden.The laser decoration can be used to optically shape theitem 20 be used with various decors such as points or lines, for applying company or brand logos or for identifying functional areas, such as cooking zone markings or the location of controls. With the use of a transparent glass ceramic, for example as a chimney pane or as a baking oven viewing pane, translucent or opaque areas can also be produced with the aid of the described decoration.

Bedingt durch die einfache Anwendung der Laser-Dekoration ist auch eine individualisierte Dekoration der Erzeugnisse mit einem erfindungsgemäßen Element aus Glaskeramik möglich. Hierunter fallen beispielsweise die Anbringung von Seriennummern oder Dekoren nach Kundenwunsch.Due to the simple application of the laser decoration and an individualized decoration of the products with an inventive element of glass ceramic is possible. This includes, for example, the attachment of serial numbers or decors according to customer requirements.

Es lassen sich dekorierte, inerte Elemente aus Glaskeramik herstellen, welche beispielsweise für die direkte Lebensmittelzubereitung oder als temperaturstabiles Trägersubstrat, etwa für chemische Prozesse, verwendet werden können. Dies kann etwa eine Lebensmittelzubereitung direkt auf der Glaskeramik sein, welche auch als Grillplatte verwendet werden kann.It is possible to produce decorated, inert elements made of glass ceramic, which are used, for example, for direct food preparation or as a temperature-stable carrier substrate, for example for chemical processes, can be used. This can be, for example, a food preparation directly on the glass ceramic, which can also be used as a grill plate.

Besonders vorteilhaft ist hier, dass aufgrund der innenliegenden Dekoration die Oberfläche des Elements aus Glaskeramik frei von Dekorschichten bleiben kann. Hierdurch kann die Gefahr von Ablagerungen oder sonstigen Rückständen, etwa Metallrückständen, welche sich sonst im Bereich von auf der Oberfläche aufgebrachten Dekorschichten bilden können, beispielsweise durch das Schieben von Kochgeschirr, wirksam vermieden werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer leichteren Reinigbarkeit der Oberfläche des Elements aus Glaskeramik.It is particularly advantageous here that due to the internal decoration, the surface of the glass ceramic element can remain free of decorative layers. As a result, the risk of deposits or other residues, such as metal residues, which may otherwise form in the range of applied on the surface decorative layers, for example by pushing cookware, can be effectively avoided. This results in the advantage of an easier cleanability of the surface of the glass ceramic element.

Zusätzlich möglich ist das Aufbringen von einer oder mehreren Funktionsschichten, z.B. auf der Oberseite der Kochfläche. Hierzu können beispielsweise easy-to-clean-Schichten oder Antikratzbeschichtungen gehören. Ferner können auch auf der Unterseite Farbschichten, etwa Dekore, vollflächig, strukturiert oder mehrfarbig, aufgebracht sein. Auch andere Schichten sind denkbar, etwa lichtabschirmende Schichten, IR-transparente Schichten, Farbkompensationsschichten, Leiterbahnen oder leitfähige Schichten, Immersionsschichten, Streuschichten oder Versiegelungsschichten.Additionally possible is the application of one or more functional layers, e.g. on the top of the cooking surface. This may include, for example, easy-to-clean coatings or anti-scratch coatings. Furthermore, color layers, such as decors, over the entire surface, structured or multicolored, can also be applied on the underside. Other layers are also conceivable, for example light-shielding layers, IR-transparent layers, color compensation layers, interconnects or conductive layers, immersion layers, scatter layers or sealing layers.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen einer intrinsischen Dekoration in einem Element20 aus Glaskeramik ist schematisch in2 gezeigt. Das Element20 liegt dabei auf einer temperaturstabilen Unterlagsplatte50 auf. Das Element aus Glaskeramik weist eine Dicke von 3 mm bei einer Abmessung von 100 mm × 100 mm auf. Es handelt sich um eine volumengefärbte, transparente Glaskeramik, wie sie unter dem Markennamen CERAN^® von der Firma SCHOTT, Mainz, erhältlich ist. Ein Laserscanner30 mit einer Laserleistung von 300 W wird verwendet zusammen mit einer optischen Vorrichtung (nicht dargestellt), welche eine fokussierende Optik mit einem Fokusdurchmesser von 1,5 mm umfasst, und Laserstrahlung31 auf das Volumen des Elements20 richtet. Die Scangeschwindigkeit liegt bei 10.000 mm/s. Die Einwirkzeit beträgt etwa 90 Sekunden, wobei der Abstand zwischen der optischen Vorrichtung des Laserscanners und dem Element20 aus Glaskeramik etwa 430 mm beträgt. Die Höchsttemperatur an der dem Laserscanner zugewandten Oberfläche des Elements20 beträgt während des Verfahrens nicht mehr als 1.200°C, vorzugsweise nicht mehr als 1.100°C. Im Beispiel wurden Temperaturen von 1.098°C gemessen. Es wurde eine Linie40 als intrinsische Dekoration mit einer Strichstärke von 2 mm erzeugt.An embodiment of the inventive method for generating an intrinsic decoration in anelement 20 made of glass ceramic is shown schematically in 2 shown. Theelement 20 lies on a temperature-stable base plate 50 on. The glass ceramic element has a thickness of 3 mm with a dimension of 100 mm × 100 mm. It is a volume-colored, transparent glass-ceramic, as it is available under the brand name CERAN^® from the company SCHOTT, Mainz. Alaser scanner 30 with a laser power of 300 W is used together with an optical device (not shown), which includes focusing optics with a focus diameter of 1.5 mm, andlaser radiation 31 on the volume of theelement 20 directed. The scanning speed is 10,000 mm / s. The exposure time is about 90 seconds, with the distance between the optical device of the laser scanner and theelement 20 made of glass ceramic is about 430 mm. The maximum temperature at the surface of the element facing thelaser scanner 20 during the process is not more than 1200 ° C, preferably not more than 1100 ° C. In the example, temperatures of 1,098 ° C were measured. It became aline 40 produced as intrinsic decoration with a line width of 2 mm.

Die Erwärmung in dem Volumenbereich erfolgt erfindungsgemäß derart, dass eine Temperatur in dem zu beaufschlagenden Bereich von wenigstens 950°C erreicht wird, bevorzugt von wenigstens 970°C und besonders bevorzugt von wenigstens 1.010°C. Erst bei diesen Temperaturen erfolgt das Kristallwachstum der Kristallite des Volumenbereiches. Eine zu hohe Temperatur, insbesondere von mehr als 1.150°C, hat sich als ungünstig herausgestellt.The heating in the volume range takes place according to the invention such that a temperature in the region to be acted upon of at least 950 ° C is reached, preferably of at least 970 ° C and more preferably of at least 1010 ° C. Only at these temperatures does the crystal growth of the crystallites of the volume range take place. Too high a temperature, in particular more than 1150 ° C, has proved to be unfavorable.

Das Element20 wurde nicht vorgewärmt. Ein nachträgliches Tempern in einem Ofen erfolgte bei einer Temperatur von etwa 920°C und einer Haltezeit von etwa 15 Minuten.Theelement 20 was not preheated. Post-annealing in an oven was carried out at a temperature of about 920 ° C and a holding time of about 15 minutes.

Die3a und3b zeigen erfindungsgemäße Elemente aus Glaskeramik20, jeweils mit einem Hauptbereich60,63, der eine niedrige Streuung aufweist und volumengefärbt ist. Die Hauptkristallphase in diesem Hauptbereich umfasst Keatitmischkristalle oder Hochquarzmischkristalle. Die jeweils helleren Bereiche61,62 stellen die intrinsische Dekoration dar. Im in der3a gezeigten Fall ist die intrinsische Dekoration61 kreisförmig ausgebildet, in dem Beispiel in3b ist die intrinsische Dekoration62 flächig ausgebildet ist.The 3a and 3b show elements of glass ceramic according to theinvention 20 , each with amain area 60 . 63 which has a low scatter and is volume dyed. The main crystal phase in this main region comprises keatite mixed crystals or high quartz mixed crystals. Thelighter areas 61 . 62 represent the intrinsic decoration. Im in the 3a Case shown is theintrinsic decoration 61 circular shaped, in the example in 3b is theintrinsic decoration 62 is formed flat.

Das kreisförmige, intrinsische Dekorationselement61 weist auf die hier vorliegende zweite Kristallphase mit verändertem Farbeindruck hin, wobei diese zweite Kristallphase ebenfalls Keatitmischkristall oder Hochquarzmischkristall umfasst. Der Dekorationseffekt, der optisch ähnlich einer Dekorfarbe auf der Oberseite oder Unterseite wirkt, wird durch die Erhöhung von Streuanteilen infolge eines Kristallwachstums erzielt.The circular, intrinsicdecorative element 61 indicates the present here second crystal phase with a different color impression, this second crystal phase also comprises Keatitmischkristall or high quartz mixed crystal. The decorative effect, which looks similar to a decorative color on the top or bottom, is achieved by increasing stray parts due to crystal growth.

Die Dekoration61 dient der Markierung von Kochzonen, der Orientierung im Bedienbereich der Kochfläche oder eher designorientierten, ästhetischen Gesichtspunkten.Thedecoration 61 serves for marking cooking zones, orientation in the operating area of the cooking surface or rather design-oriented, aesthetic aspects.

Der Vorteil einer intrinsischen Dekoration bei einer Verwendung in einem Element aus Glaskeramik, welches als Kochfläche dient, ist es, dass durch den Verzicht auf ein zusätzliches Farbmaterial die Geräuschentwicklung, die bei Relativbewegungen zwischen dem Kochgeschirr wie Töpfen oder Pfannen und der Kochfläche entsteht, deutlich herabgesetzt oder ihr als störend empfundener Anteil reduziert werden kann. Ferner kann der Abrieb von Kochgeschirr an keramischen Oberseitendekoren stark reduziert werden, was insbesondere für Großküchen von hoher Bedeutung ist.The advantage of an intrinsic decoration when used in a glass ceramic element which serves as a cooking surface, is that by dispensing with an additional color material, the noise that occurs during relative movements between the cookware such as pots or pans and the cooking surface, significantly reduced or you can reduce their perceived as disturbing share. Furthermore, the abrasion of cookware can be greatly reduced in ceramic Oberseitendekoren, which is particularly important for commercial kitchens of great importance.

Die Gründe hierfür sind zum einen die unveränderte Topografie der Oberfläche des Elements aus Glaskeramik im Vergleich zum undekorierten Bereich, sowie die Tatsache, dass es sich um einen monolithischen Körper handelt. The reasons for this are on the one hand the unchanged topography of the surface of the glass ceramic element compared to the undecorated area, as well as the fact that it is a monolithic body.

Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich um eine Kochfläche handelt, bei der das Bewegen von Kochgeschirr durch variable Kochzonen unterstützt wird.This is particularly the case when it is a cooking surface in which the movement of cookware is supported by variable cooking zones.

Kombiniert werden kann der intrinsische Dekorationseffekt aber auch mit einer Aufwölbung des Materials, die den visuellen Effekt durch eine haptische, taktile Wirkung unterstützt. Eine Aufwölbung der Oberfläche kann einen weiteren positiven Effekt der intrinsischen Dekoration bewirken. So kann beim Verschieben von Kochgeschirr über die Aufwölbung hinweg eine akustisch wahrnehmbare Änderung des Verschiebegeräusches hervorgerufen werden, welche zum Beispiel als Warnsignal genutzt werden kann, wenn ein heißer Topf auf der Glaskeramik über ein darunter liegendes Display geschoben wird, welches nur geringe Temperaturen aushält und wobei dieses Display auf der Glaskeramik mit einer intrinsischen, aufgewölbten Dekoration abgegrenzt ist. Außerdem lässt sich zeitgleich um die Dekoration ein Bereich erhöhter Transmission einstellen. Eine Aufwölbung kann in einem Bereich von bis zu 0,5 mm, bevorzugt zwischen 0,01 mm und 0,15 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,03 mm und 0,1 mm gegenüber der umgebenden Oberfläche liegen.The intrinsic decorative effect can also be combined with a bulge of the material, which supports the visual effect with a haptic, tactile effect. A bulge of the surface can bring about a further positive effect of the intrinsic decoration. Thus, when moving cookware over the bulge away an acoustically perceptible change in the Verschiebäusäusches be caused, which can be used as a warning signal, for example, when a hot pot is pushed onto the glass ceramic on an underlying display, which withstands only low temperatures and this display is delimited on the glass ceramic with an intrinsic, convex decoration. In addition, a range of increased transmission can be set at the same time around the decoration. A bulge may be in a range of up to 0.5 mm, preferably between 0.01 mm and 0.15 mm, more preferably between 0.03 mm and 0.1 mm from the surrounding surface.

Eine transparente, transluzente, gefärbte oder farblose Glaskeramik mit einer Hauptkristallphase aus Keatitmischkristall oder Hochquarzmischkristall wird lokal mit elektromagnetischer Strahlung einer Laserquelle so erwärmt, dass sie ihre Struktur derart ändert, dass entlang der erhitzten Bereiche der Farbeindruck der Glaskeramik deutlich geändert wird. Es entstehen opake oder transluzente Glaskeramikbereiche mit einer Hauptkristallphase aus Keatitmischkristall oder Hochquarzmischkristall, deren Streuanteil in Bezug auf das umgebende Ausgangsmaterial deutlich erhöht ist. Auf diese Weise können verschiedene Farbtöne abhängig vom Ausgangsglas erzeugt werden, beispielsweise auch fliederfarben, weiß oder grau.A transparent, translucent, colored or colorless glass ceramic with a main crystal phase of Keatitmischkristall or high quartz mixed crystal is locally heated with electromagnetic radiation from a laser source so that it changes their structure such that along the heated areas of the color impression of the glass ceramic is significantly changed. The result is opaque or translucent glass-ceramic regions with a main crystal phase of Keatitmischkristall or high quartz mixed crystal, the Streuanteil is significantly increased with respect to the surrounding starting material. In this way, different shades can be produced depending on the starting glass, for example, lilac, white or gray.

4 zeigt den spektralen Remissionsgrad in Abhängigkeit von der Wellenlänge anhand unterschiedlicher Ausführungsbeispiele. Im Beispiel sind sechs verschiedene Proben 1, 2, 3, 4, 5 und 6 mit ihren jeweiligen Remissionsgraden in den Bereichen intrinsischer Dekoration in Abhängigkeit von der Wellenlänge gezeigt. Für die verschiedenen Proben erfolgte jeweils eine unterschiedliche erfindungsgemäße Veränderung der Kristalle, die zu einer unterschiedlichen Remission in den behandelten Bereichen geführt hat. Bei einer Wellenlänge von beispielsweise 470 nm zeigt sich für die Probe 1 ein Remissiongrad von 0,37, während für die Probe 2 ein Remissionsgrad von 0,3 bei dieser Wellenlänge vorliegt. 4 shows the spectral reflectance as a function of the wavelength using different embodiments. In the example, sixdifferent samples 1, 2, 3, 4, 5 and 6 are shown with their respective remission levels in the areas of intrinsic decoration as a function of the wavelength. For each of the different samples, a different change of the crystals according to the invention took place, which led to a different remission in the treated areas. At a wavelength of, for example, 470 nm, a reflectance of 0.37 is found forSample 1, while forSample 2, a reflectance of 0.3 at this wavelength is present.

5 zeigt den spektralen Remissionsgrad in Abhängigkeit von der Wellenlänge an einem weiteren Ausführungsbeispiel, jeweils vor und nach einer erfindungsgemäßen Veränderung der Kristalle. 5 shows the spectral reflectance as a function of the wavelength in a further embodiment, in each case before and after a change of the crystals according to the invention.

Die Probe B zeigt den spektralen Remissionsgrad einer unbehandelten Probe über die verschiedenen Wellenlängen, während die Probe A den erfindungsgemäß veränderten Remissionsgrad in einem Bereich erfindungsgemäßer intrinsischer Dekoration desselben Materials zeigt.The sample B shows the spectral reflectance of an untreated sample over the different wavelengths, while the sample A shows the reflectance changed according to the invention in a range of inventive intrinsic decoration of the same material.

6 zeigt ein Element aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration in einer Schnittansicht mit zwei Schnittlinien X und Y. 6 shows an element of glass-ceramic with intrinsic decoration in a sectional view with two cut lines X and Y.

7 zeigt ein Höhenprofil entlang eines Schnittes des in9 gezeigten Ausführungsbeispiels, entlang der mit X gekennzeichneten Linie. 7 shows a height profile along a section of the in 9 shown embodiment, along the line marked with X.

8 zeigt ein weiteres Höhenprofil entlang eines weiteren Schnittes des in9 gezeigten Ausführungsbeispiels, entlang der mit Y gekennzeichneten Linie. 8th shows another height profile along another section of the in 9 shown embodiment, along the line marked Y.

Es lässt sich deutlich erkennen, dass im Bereich der intrinsischen Dekoration einer Aufwölbung stattgefunden hat, welch in einem Bereich von etwa 0,05 bis hin zu 0,08 mm liegt. Eine derartige Aufwölbung ist demnach deutlich haptisch wahrnehmbar.It can be clearly seen that in the area of intrinsic decoration a bulge has taken place, which ranges from about 0.05 to 0.08 mm. Such a bulge is therefore noticeable haptic.

6 zeigt ein weiteres Bild eines Ausführungsbeispiels eines Elements aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration anhand eines Schnittes durch einen Bereich mit intrinsischer Dekoration. Es ist in der Mitte des Bildes ein in der Helligkeit deutlich von der Umgebung abweichender optischer Eindruck erkennbar. 6 shows another image of an embodiment of an element of glass-ceramic with intrinsic decoration on the basis of a section through an area with intrinsic decoration. It is in the middle of the picture in the brightness clearly different from the surroundings visual impression recognizable.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• US 3701880[0003]US 3701880[0003]
• DE 4304953 A1[0004]DE 4304953 A1[0004]
• EP 2559514 A1[0005]EP 2559514 A1[0005]
• US 5665134 A[0006]US 5665134 A[0006]
• EP 0432653 B1[0007]EP 0432653 B1[0007]
• DE 4226946 C2[0008]DE 4226946 C2[0008]
• US 4957529 A[0009]US 4957529 A[0009]
• EP 0464323 B1[0010]EP 0464323 B1[0010]
• WO 2011/045738 A1[0011]WO 2011/045738 A1[0011]
• DE 19939787 C2[0052]DE 19939787 C2[0052]
• DE 102004024583 A1[0072]DE 102004024583 A1[0072]
• EP 1170264 A1[0116]EP 1170264 A1[0116]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

• internationalen Standard ISO 14782: 1999(E)[0063]international standard ISO 14782: 1999 (E)[0063]
• EN 60335 bzw. UL 858 bzw. CSA 22.2[0071]EN 60335 or UL 858 or CSA 22.2[0071]
• DIN 52306[0072]DIN 52306[0072]
• EN 60335[0074]EN 60335[0074]
• ISO 7884-8[0086]ISO 7884-8[0086]
• DIN 52324[0086]DIN 52324[0086]

Claims (23)

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Element aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration, aufweisend zumindest einen ersten, im Volumen des Elements liegenden Volumenbereich mit einer Glasphase und einer vorherrschenden Kristallphase (Hauptkristallphase), wobei in dieser ersten Kristallphase zumindest ein lokal begrenzter zweiter Volumenbereich ausgebildet und eingebettet ist, welcher eine von der vorherrschenden ersten Kristallphase abweichende zweite Kristallphase mit zumindest einem Kristall, sowie ebenfalls eine Glasphase umfasst, und wobei der zweite Volumenbereich vom ersten Volumenbereich für einen Betrachter optisch unterscheidbar ist.An intrinsic glass ceramic element comprising at least a first volume region having a glass phase and a predominant crystal phase (main crystal phase) within the volume of the element, wherein at least one locally bounded second volume region is formed and embedded in said first crystal phase, which is one of the predominant first crystal phase deviating second crystal phase having at least one crystal, and also comprises a glass phase, and wherein the second volume region of the first volume region is visually distinguishable to a viewer.Element nach vorstehendem Anspruch,dadurch gekennzeichnet, dass das Element eine transparente oder transluzente, farblose oder volumengefärbte Glaskeramik mit Hochquarz- und/oder Keatitmischkristallen umfasst.Element according to the preceding claim,characterized in that the element comprises a transparent or translucent, colorless or volume-colored glass ceramic with high quartz and / or Keatitmischkristallen.Element nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskeramik eine Zusammensetzung aufweist von (in Gew.-%):Al₂O₃ 18–23Li₂O 3,0–4,2SiO₂ 60–69ZnO 0–2Na₂O + K₂O 0,2–1,5MgO 0–1,5CaO + SrO + BaO 0–4B₂O₃ 0–2TiO₂2,3–4ZrO₂0,5–2P₂O₅ 0–3SnO₂ 0–<0,6Sb₂O₃ 0–1,5As₂O₃ 0–1,5TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂ 3,8–6V₂O₅0,01–0,06Fe₂O₃0,03–0,2,und gegebenenfalls weitere Farboxide, in Summe bis maximal 1,0 Gew.-%, enthält.Element according to one of the preceding claims,characterized in that the glass-ceramic has a composition of (in% by weight): Al₂ O₃ 18-23 Li₂ O 3.0-4.2 SiO₂ 60-69 ZnO 0-2 Na₂ O + K₂ O 0.2-1.5 MgO 0-1.5 CaO + SrO + BaO 0-4 B₂ O₃ 0-2 TiO₂ 2,3-4 ZrO₂ 0.5-2 P₂ O₅ 0-3 SnO₂ 0- <0.6 Sb₂ O₃ 0-1.5 As₂ O₃ 0-1.5 TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂ 3,8-6 V₂ O₅ 0.01-0.06 Fe₂ O₃ 0.03 to 0.2, and optionally further color oxides, in total up to a maximum of 1.0 wt .-%, contains.Element nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskeramik eine Zusammensetzung aufweist von (in Gew.-%):Al₂O₃ 18–23Li₂O 3,0–4,2SiO₂ 60–69ZnO 0–2Na₂O + K₂O 0,2–1,5MgO 0–1,5CaO + SrO + BaO 0–4B₂O₃ 0–2TiO₂ 2,3–4ZrO₂ 0,5–2P₂O₅ 0–3SnO₂ 0–<0,6Sb₂O₃ 0–1,5As₂O₃ 0–1,5TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂3,8–6R₂O₃0–1, mit R = Lanthanoid, bevorzugt Nd.Element according to one of the preceding claims 1 or 2,characterized in that the glass-ceramic has a composition of (in% by weight): Al₂ O₃ 18-23 Li₂ O 3.0-4.2 SiO₂ 60-69 ZnO 0-2 Na₂ O + K₂ O 0.2-1.5 MgO 0-1.5 CaO + SrO + BaO 0-4 B₂ O₃ 0-2 TiO₂ 2,3-4 ZrO₂ 0.5-2 P₂ O₅ 0-3 SnO₂ 0- <0.6 Sb₂ O₃ 0-1.5 As₂ O₃ 0-1.5 TiO₂ + ZrO₂ + SnO₂ 3,8-6 R₂ O₃ 0-1, where R = lanthanide, preferably Nd. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass sich der zumindest eine Kristall der zweiten Kristallphase von den Kristallen der ersten Kristallphase in seiner Größe und/oder Form, unterscheidet, so dass die zweite Kristallphase von der ersten Kristallphase für einen Betrachter optisch unterscheidbar ist.Element according to one of the preceding claims,characterized in that the at least one crystal of the second crystal phase differs in size and / or shape from the crystals of the first crystal phase, so that the second crystal phase of the first crystal phase is optically distinguishable to a viewer , Element nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass eine lokale Umwandlung der Kristalle zu dem Unterschied der Kristalle zwischen denjenigen der ersten und denjenigen der zweiten Kristallphase führt, der die Größe der Kristalle und/oder deren Form, umfassend die Kristallrichtung, die Anzahl und die Form der Grenzflächen der Kristalle, die Ausbildung der Oberfläche der Kristalle, die Gitterkonstante und/oder die Kristallzusammensetzung, betrifft, und/oder zu einer Veränderung der Dichte der Restglasphase und/oder eine Veränderung der Phasenanteile führt, was zu einer Änderung des Streuverhaltens der Glaskeramik in dem umgewandelten Volumenbereich führt, die optisch wahrnehmbar ist und die intrinsische Dekoration darstellt.Element according to one of the preceding claims,characterized in that a local transformation of the crystals leads to the difference of the crystals between those of the first and those of the second crystal phase, the size of the crystals and / or their shape, comprising the crystal direction, the number and the shape of the interfaces of the crystals, the formation of the surface of the crystals, the lattice constant and / or the crystal composition, and / or leads to a change in the density of the residual glass phase and / or a change in the phase components, resulting in a change in the scattering behavior of the Glass ceramic in the converted volume range, which is visually perceptible and represents the intrinsic decoration. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsische Dekoration kleinvolumig ausgebildet ist, vorzugsweise in Form von Punkten oder Linien.Element according to one of the preceding claims,characterized in that the intrinsic decoration is formed small volume, preferably in the form of points or lines. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kristallphase weniger als 10%, bevorzugt weniger als 5% und besonders bevorzugt weniger als 1% des ursprünglichen Volumens der vorherrschenden Kristallphase beträgt.Element according to any one of the preceding claims,characterized in that the second crystal phase is less than 10%, preferably less than 5% and most preferably less than 1% of the original volume of the predominant crystal phase. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskeramik transluzent ausgebildet ist und eine Transmission von t_vis > 0,1% bei einer Dicke von 4 mm aufweist.Element according to one of the preceding claims,characterized in that the glass ceramic is formed translucent and has a transmission of t_vis > 0.1% at a thickness of 4 mm. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskeramik transparent ist und die vorherrschende Kristallphase im Wesentlichen Keatitmischkristall umfasst.Element according to one of the preceding claims,characterized in that the glass-ceramic is transparent and the predominant crystal phase comprises substantially keatite mixed crystal. Element nach dem vorstehenden Anspruch,dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskeramik eine festigkeitsfördernde HQMK-haltige Oberflächenschicht aufweist, wobei die Laser-Dekorierung außerhalb dieser oberflächennahen Schicht erfolgt.Element according to the preceding claim,characterized in that the glass ceramic has a strength-promoting HQMK-containing surface layer, wherein the laser decoration takes place outside of this near-surface layer. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis eine Festigkeit von wenigstens 20 cm, bevorzugt wenigstens 25 cm im Kugelfalltest (5% Fraktil, 200 g Stahlkugel) aufweist.Element according to one of the preceding claims,characterized in that the product has a strength of at least 20 cm, preferably at least 25 cm in the falling ball test (5% fractile, 200 g steel ball). Verfahren zur Herstellung eines Elementes aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines Elementes aus Glaskeramik, aufweisend zumindest einen ersten, im Volumen des Elements liegenden Bereich, wobei dieser Bereich eine vorherrschende Kristallphase (Hauptkristallphase) umfasst, – Beaufschlagen eines lokal begrenzten Volumenbereiches innerhalb der Hauptkristallphase mit elektromagnetischer Strahlung derart, dass – zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung innerhalb des Volumenbereiches der Hauptkristallphase absorbiert wird, wodurch – eine Erwärmung zumindest eines Kristalls des Volumenbereiches der vorherrschenden Kristallphase erfolgt, – die zu einer Umwandlung, vorzugsweise zu einer Änderung der Größe und/oder der Form, des zumindest einen Kristalls des Volumenbereiches führt, wodurch eine lokal begrenzte zweite Kristallphase innerhalb der vorherrschenden Kristallphase ausgebildet wird, welche zumindest einen in der Größe und/oder der Form geänderten Kristall umfasst, und – wobei diese Änderung des zumindest einen Kristalls zu einer vermehrten optischen Lichtstreuung und/oder Lichtbrechung führt, die optische wahrnehmbar ist, – Beenden der Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung und – Abkühlen des Elements auf Raumtemperatur. Process for producing an element of glass ceramic with intrinsic decoration according to one of the preceding claims, characterized by the following steps:Providing an element of glass-ceramic, comprising at least a first region lying in the volume of the element, this region comprising a predominant crystal phase (main crystal phase),- Applying a localized volume range within the main crystal phase with electromagnetic radiation such that- At least a portion of the electromagnetic radiation is absorbed within the volume range of the main crystal phase, wherebyA heating of at least one crystal of the volume range of the prevailing crystal phase takes place,Which results in a transformation, preferably a change in size and / or shape, of the at least one volume region crystal, thereby forming a localized second crystal phase within the predominant crystal phase, which is at least one in size and / or shape modified crystal includes, andWherein this change of the at least one crystal leads to an increased optical light scattering and / or refraction, which is visually perceptible,- Stop the exposure to electromagnetic radiation and- cooling the element to room temperature.Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch,dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorwärmen des bereitgestellten Elements vor dem Beaufschlagen mit elektromagnetischer Strahlung erfolgt. Method according to the preceding claim,characterized in that a preheating of the provided element takes place before the application of electromagnetic radiation. Verfahren nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend ein Temperschritt zum Abbau von Spannungen durchgeführt wird.Method according to one of the two preceding claims,characterized in that subsequently an annealing step for reducing stresses is performed.Verfahren nach einem der drei vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung mit Hilfe eines Lasers, bevorzugt mit Hilfe eines Dioden- oder Festkörperlasers, erzeugt wird, wobei die Wellenlänge der Laserstrahlung derart gewählt wird, dass zumindest eine Teilabsorption durch das Glaskeramikmaterial gegeben ist.Method according to one of the three preceding claims,characterized in that the electromagnetic radiation is generated by means of a laser, preferably with the aid of a diode or solid-state laser, wherein the wavelength of the laser radiation is selected such that at least a partial absorption is given by the glass ceramic material ,Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 13 bis 16,dadurch gekennzeichnet, dass das Element während und/oder nach der Temperaturbehandlung an der Oberfläche gekühlt wird.Method according to one of the preceding claims 13 to 16,characterized in that the element is cooled during and / or after the temperature treatment at the surface.Verwendung eines Elements aus Glaskeramik mit einer intrinsischen Dekoration nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12 als Kochfläche oder als Sichtscheibe, vorzugsweise als Kamin- oder Backofensichtscheibe, oder als Vorsatzscheibe, vorzugsweise für Heizelemente oder IR-Wärmestrahler.Use of a glass-ceramic element with an intrinsic decoration according to one of the preceding claims 1 to 12 as a cooking surface or as a viewing window, preferably as a fireplace or oven visor, or as an auxiliary pane, preferably for heating elements or IR radiant heaters.Kochfläche, umfassend ein Element aus Glaskeramik mit intrinsischer Dekoration nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12.Cooking surface comprising an element of glass-ceramic with intrinsic decoration according to one of the preceding claims 1 to 12.Kochfläche nach vorstehendem Anspruch, wobei die zweite Kristallphase zur Dekoration, zur Markierung der Kochzonen oder zur Kennzeichnung von Bedienbereichen, zur Anbringung von Symboliken, Schriftzügen, Logos oder Verzierungen oder auch zum Sichtbarmachen sicherheitsrelevanter Bereiche dient.Cooking surface according to the preceding claim, wherein the second crystal phase for decoration, for marking the cooking zones or for labeling of operating areas, for attaching symbols, lettering, logos or ornaments serves to visualize security-related areas.Kochfläche nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Kochfläche auf zumindest einer Oberfläche eine durch die intrinsische Dekoration bewirkte Aufwölbung aufweist.Cooking surface according to one of the two preceding claims,characterized in that the cooking surface has on at least one surface caused by the intrinsic decoration buckling.Kochfläche nach dem vorstehenden Anspruch,dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aufwölbung auf der dem Kochgeschirr zugewandten Oberfläche angeordnet ist und beim Verschieben von Kochgeschirr über die Aufwölbung hinweg eine akustisch wahrnehmbare Änderung des Verschiebegeräusches hervorruft.Cooking surface according to the preceding claim,characterized in that the at least one bulge is arranged on the surface facing the cookware and causes an acoustically perceptible change in the displacement noise when moving cookware over the bulge.Kochfläche nach dem vorstehenden Anspruch,dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aufwölbung einen unterhalb der Kochfläche liegenden Bereich gegen zu hohe Temperaturen schützt, sofern dieser Bereich eine geringere Temperaturbeständigkeit gegenüber hohen Temperaturen aufweist als ein umgebender Bereich.Cooking surface according to the preceding claim,characterized in that the at least one bulge protects a lying below the cooking surface area against excessive temperatures, provided that this area has a lower temperature resistance to high temperatures than a surrounding area.

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