DE10344442B3

DE10344442B3 - Gargerätetür mit einer Innenscheibe aus Borosilikat-Glas und Gargerät mit einer derartigen Tür

Info

Publication number: DE10344442B3
Application number: DE10344442A
Authority: DE
Inventors: Holger Haustein; Erhard Schwarz; Rainer Lebacher; Michael Wagner; Klemens Roch; Wolfgang Schnell
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH; Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG; BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP4312687B2; FR2862373B1; CN1626919A; SE0402195L; SE0402195D0; US20050092318A1; FR2862373A1; JP2005121357A; CN1311202C

Abstract

Die Erfindung wendet sich an eine Gargerätetür sowie an Gargeräte mit einer derartigen Tür, die eine Innenscheibe (1) aus Borosilikat-Glas, auf der eine Farbschicht (2) aus einer hochtemperaturfesten Nicht-Emailfarbe mit organischen oder anorganischen Bindern und eine infrarot-reflektierende Schicht (3) aufgebracht sind, besitzen. DOLLAR A Um eine gute Haftfestigkeit und einen hohen Kratzschutz bezüglich der Farbschicht (2) zu erzielen, ist die Farbschicht (2) direkt auf einer Seite der Innenscheibe (1) und die infrarot-reflektierende Schicht (3) auf dieser Farbschicht (2) aufgebracht. DOLLAR A Durch die erfindungsgemäße Umkehr der üblichen Prozessreihenfolge erhält man eine widerstandsfähige Farbbedruckung, die eine hohe Haftfestigkeit am Glas hat und durch den Schutz der harten IR-Reflexionsschicht zusätzlich kratzfester ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gargerätetür mit einer Innenscheibe aus Borosilikat-Glas, auf der eine Farbschicht aus einer hochtemperaturfesten Nicht-Emailfarbe mit organischen oder anorganischen Bindern und eine infrarot-reflektierende Schicht aufgebracht sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Gargerät mit einer derartigen Tür.

Haushaltsgargeräte, insbesondere Garöfen, besitzen bestimmungsgemäß einen Garraum mit einer Beschickungsöffnung, die durch eine Tür mit einem Sichtfenster verschließbar ist. Auch Gargeräte mit Vollglastüren sind bekannt. Ein typisches Haushaltsgerät ist dabei der Backofen mit der Ofenmuffel als Garraum, der heutzutage bereits in beachtlichem Umfang mit einer pyrolytischen Selbstreinigung ausgestattet ist, durch die Garrückstände bei Pyrolysetemperaturen von über 500°C zu Asche zersetzt werden.

Durch die relativ hohen Temperaturen im Garraum der Haushaltsgargeräte erhitzt sich auch die Gargerätetür und damit das Sichtfenster bzw. die Vollglastür, die typischerweise aus einem Glasscheibenpaket besteht, entsprechend. Dies gilt im besonderen Maße für die bei der Pyrolyse auftretenden extrem hohen Temperaturen in Pyrolyse-Backöfen. Wegen dieser Temperaturbelastungen werden daher bei Sichtfenstern oder Vollglastüren für Gargeräte, insbesondere für Backöfen mit pyrolytischer Selbstverbrennung, hochwertigere Gläser für die Türscheiben eingesetzt. Für die der Ofenmuffel am nächsten liegende Innenscheibe wird dazu ein Borosilikat-Glas eingesetzt, das vorzugs weise vorgespannt ist. Ein solches Glas zeichnet sich durch eine besondere Temperaturbeständigkeit aus.

Um die Temperatur an der Außenseite der Sichtfenster oder Vollglastüren der Gargeräte wegen der Gefahr von Brandverletzungen beim Berühren der Außenscheibe des Sichtfensters möglichst gering zu halten, ist es bekannt, am Sichtfenster eine zum Garraum hin wärme- d.h. infrarot-reflektierende Beschichtung vorzusehen. So wird in der US 4 898 147 ein Beobachtungsfenster beschrieben, dessen aus Borosilikat-Glas bestehende Innenscheibe mit einer Infrarotstrahlen reflektierenden Mehrfachbeschichtung versehen ist, um zusammen mit einer zwischen Außen- und Innenscheibe vorgesehenen Edelgasschicht den Wärmeübergang zu reduzieren. Mit dieser Maßnahme soll eine so genannte „Kalte Tür" für Pyrolysebacköfen geschaffen werden, die nach GIFAM DOC 266/01 definiert ist durch Angabe der Grenztemperaturen, die bei ca. 500°C im Garraum an der Berührungsfläche der Tür bei Raumtemperatur von 23°C herrschen dürfen (bei Glas <70°C).

Ferner ist es bekannt, auf der Innenscheibe aus Borosilikat-Glas eine Bedruckung aus Emailfarben vorzusehen, um im speziellen Schrift (Buchstaben, Wörter) und Symbole darzustellen, insbesondere als Gebrauchshinweise für den Benutzer, beispielsweise verschiedene Garprogramme. Diese Bedruckung kann sowohl auf der dem Türinneren zugewandten Seite als auch auf der dem Garraum zugewandten Seite der Borosilikat-Innenscheibe erfolgen, wie in der DE 100 07 923 C1 beschrieben wird. Auch die DE 101 43 925 A1 zeigt eine entsprechende, mit Emailfarben bedruckte Borosilikat-Innenscheibe für Gargerätetüren.

Übliche Emailfarben verschmelzen beim Aufbrennen auf die Borosilikat-Innenscheibe mit der Glasoberfläche. Bei starker Temperaturbelastung kann es daher aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Glasscheibe und Bedruckung zu Spannungen in der Glasscheibe kommen, die in Verbindung mit Wechselwirkungen (Ionenaustausch) zwischen der Emailfarbe, einer glasfluss-basierten Druckfarbe, und dem Borosilikat-Glas, die Schlagfestigkeit der Glasscheibe herabsetzen wenn der Schlag auf der der Bedruckung abgewandten Seite erfolgt. Daher wird in der vorgenannten DE 100 07 923 C1 vorgeschlagen, die Bedruckung mit der Emailfarbe auf der dem Garraum zugewandten, schlaggefährdeten Außenseite der Innenscheibe aufzubringen. Da derzeitige Emailfarben nicht schwermetallfrei, insbesondere nicht bleifrei sind, besteht durch die Bedruckung auf der offenen, mit dem Garraum im direkten Kontakt stehenden Seite der Innenscheibe die Gefahr, dass bei hoher Temperaturbelastung Schwermetalle, insbesondere Blei, in den Garraum „abdampfen" können. Außerdem besitzt die Emailfarbschicht eine rauhe, wenig ästhetisch anmutende Oberfläche.

Da es somit derzeit für Borosilikat-Glas keine Emailbedruckung gibt, die

1. schwermetallfrei ist
2. eine glatte ästhetisch anmutende Oberfläche hat, und
3. die Schlagfestigkeit der Borosilikat-Glasscheibe erhält, wenn der Schlag auf der der Beschichtung abgewandten Seite aufgebracht wird,

wurde eine Nicht-Emailfarbe mit organischen (z.B. Silikonen oder Fluorpolymere) oder anorganischen (Wasserglas; Sol-Gel-Binder) Bindern entwickelt, die im Gegensatz zur üblichen Emailfarbe nicht durch Verschmelzen mit der Glasoberfläche verbunden wird. Diese nicht-keramische Farbe wird in der älteren Patentanmeldung DE 103 13 630 beschrieben, deren Offenbarung mit zum Offenbarungsinhalt dieser Patentanmeldung durch Bezugnahme gemacht wird.

Es handelt sich bei dieser Farbe letztlich um eine SiO₂-basierte Farbe mit Kohlenstoff als Pigment, die vom SiO₂ umhüllt sind, wie es z.B. in der DE 195 25 658 C1 beschrieben ist.

Beim Farbbedrucken von infrarot-reflektierend beschichteten Innenscheiben von Sichtfenstern aus Borosilikat-Glas mit der vorgesehenen Nicht-Emailfarbe hat man bislang versucht die Farbschicht direkt auf die infrarot-reflektierende Schicht aufzubringen. Dies führte zu einer gewissen Prozessunsicherheit, da die Haftung der für die direkte Haftung auf Borosilikat-Glas entwickelte Farbe auf einer die Infrarotstrahlung reflektierenden Schicht, die üblicherweise aus einem Zinnoxid-Material besteht, nicht sicher gestellt ist. Außerdem ist die vorgenannte Farbbeschichtung nicht sehr beständig gegen Verkratzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete Gargerätetür mit Innenscheibe aus Borosilikat-Glas hinsichtlich der Beschichtung der Innenscheibe mit einer infrarot-reflektierenden Schicht und einer Bedruckung so auszubilden, dass die Bedruckung sicher haftet und beständig gegen Verkratzen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß bei einer Gargerätetür mit einer Innenscheibe aus Borosilikat-Glas, auf der eine Farbschicht aus einer hochtemperaturfesten Nicht-Emailfarbe mit organischen oder anorganischen Bindern und eine infrarot-reflektierende Schicht aufgebracht sind, bzw. bei dem zugehörigen Gargerät mit einer derartigen Tür, überraschenderweise dadurch, dass die Farbschicht direkt auf einer Seite der Innenscheibe und die infrarot-reflektierende Schicht auf dieser Farbschicht aufgebracht ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, d.h. die infrarot-reflektierende Schicht erst nach dem Auftragen der Farbe aufzubringen, erhält man mit großem Vorteil eine widerstandfähigere Farbbedruckung der Innenscheibe aus Borosilikat-Glas. Neben der höheren Haftfähigkeit der Farbe auf dem Glassubstrat wird die Farbbedruckung zusätzlich kratzfester, da die infrarot-reflektierende Schicht sehr hart ist und damit die Farbbedruckung insoweit mechanisch schützt. Da aufgrund der eingesetzten Farbe für die Farbbedruckung die Schlagfestigkeit auch erhalten bleibt, wenn der Schlag auf der der Bedruckung abgewandten Seite der Innenscheibe erfolgt, kann die Bedruckung auch auf der dem Garraum abgewandten Seite der Innenscheibe erfolgen, d.h. es ist dann insoweit keine Wechselwirkung zwischen den Schichten und dem Garraum vorhanden.

Natürlich kann die Bedruckung auch auf der dem Garraum zugewandten Seite der Innenscheibe erfolgen, zumal die infrarot-reflektierende Schicht die Farbbedruckung abdeckt und das Austreten von Farbanteilen der Bedruckung in den Garraum zumindest mindert.

Durch die DE 101 62 220 A1 ist es bekannt, auf der Glasscheibe einer Gargerätetür eine zweilagige Beschichtung, bestehend aus einer ersten dunklen, insbesondere schwarz eingefärbten, wärmeabstrahlenden und einer darüber angeordneten zweiten weiß eingefärbten, wärmereflektierenden Schicht aufzubringen. Die zweite Schicht soll einen wesentlichen Teil der Strahlungswärme in den Ofen zurückreflektieren, woge gen durch die erste dunkle Schicht Wärme, welche die Glasscheibe erreicht, gut abgestrahlt werden soll.

Hinweise auf eine Farbschicht aus einer Nicht-Emailfarbe und die zugehörigen Haftungsprobleme finden sich in dieser Schrift aufgrund der unterschiedlichen Problemstellungen nicht.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet und ergeben sich zudem aus der Figurenbeschreibung.
Die einzige Figur der Patentzeichnung zeigt schematisch eine Innenscheibe 1 eines Sichtfensters für eine Gargerätetür oder einer Vollglastür, insbesondere für einen Garofen. Diese Innenscheibe 1 ist durch ihre unmittelbare Nähe zur im Betrieb des Garofens heißen Ofenmuffel den höchsten Temperaturen ausgesetzt, insbesondere wenn der Garofen eine pyrolytische Selbstreinigung aufweist, bei der Temperaturen von über 500°C auftreten. Aus diesem Grund besteht die Innenscheibe 1 aus einem Borosilikat-Glas, vorzugsweise aus einem vorgespannten Borosilikat-Glas, das auch bei diesen Temperaturen beständig ist und eine niedrige Wärmeausdehnung aufweist. Auf einer Seite der Innenscheibe ist eine Farbbedruckung 2 aufgedruckt, die eine getönte Fläche sein kann oder auch Schrift oder Symbole als Hinweise für den Benutzer, beispielsweise über verschiedene Garprogramme, aufweisen kann. Die Bedruckung 2 wird aus den eingangs beschriebenen Nicht-Emailfarben hergestellt, die direkt auf die Oberfläche des Borosilikat-Glases der Innenscheibe 1 mittels eines Druckverfahrens, insbesondere eines Siebdruckverfahrens, aufgebracht und danach eingebrannt werden. Die Schichtdicke liegt vorzugsweise im Bereich von 10–15μm. Die Bedruckung erfolgt vorzugsweise in einem Punktraster.
Anschließend wird auf die Farbdruckschicht 2 eine infrarot-reflektierende Schicht 3 aufgetragen, z.B. im Heißsprühverfahren. Diese Schicht 3 enthält typischerweise Zinnoxid als „Wirkstoff" und ist im Übrigen, z.B. hinsichtlich Schichtdicke etc., in bekannter Weise ausgebildet. Diese IR-Reflexionsschichten sind insbesondere aus der Anwendung für Wärmeschutzverglasungen (z.B. K-Glas^® oder OPTIFLOAT^® Spiegelglas) bekannt, und werden beispielsweise in der DE 198 25 437 A1 beschrieben. Da die infrarot-reflektierende Schicht 3 sehr hart ist, wird dadurch auch die Kratzfestigkeit der Farbbeschichtung 2 erhöht, deren Haftfestigkeit unmittelbar auf der Glasoberfläche sehr hoch ist.
Die einzige Figur zeigt jeweils nur eine einzige IR-Reflexions- und Farbschicht. Es versteht sich, dass die jeweilige Schicht auch mehr als nur eine Schicht umfassen kann.

Claims

Gargerätetür mit einer Innenscheibe (1) aus Borosilikat-Glas, auf der mindestens eine Farbschicht (2) aus einer hochtemperaturfesten Nicht-Emailfarbe mit organischen oder anorganischen Bindern und mindestens eine infrarot-reflektierende Schicht (3) in der Weise aufgebracht sind, dass die Farbschicht (2) direkt auf einer Seite der Innenscheibe (1) und die infrarot-reflektierende Schicht (3) auf dieser Farbschicht (2) aufgebracht ist.
Gargerätetür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbschicht (2) eine Dicke im Bereich von 10–15 μm hat.
Gargerätetür nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbschicht (2) auf die Innenscheibe (1) aufgedruckt ist.
Gargerätetür nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die infrarot-reflektierende Schicht (3) Zinnoxid enthält.
Gargerätetür nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die infrarot-reflektierende Schicht (3) nach dem Heißsprüh-Verfahren auf die Farbschicht (2) aufgebracht ist.
Gargerät mit – einem Garraum mit einer Beschickungsöffnung zum Einbringen von Gargut und – einer Gargerätetür nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Verschließen der Beschickungsöffnung des Garraumes.