DE102012108398A1

DE102012108398A1 - Producing cooking hob, aperture, equipment housing, damper or oven plate, comprises providing substrate, applying sol-gel layer, imprinting phase hologram in the sol-gel layer, and curing the sol-gel layer

Info

Publication number: DE102012108398A1
Application number: DE201210108398
Authority: DE
Inventors: Eveline Rudigier-Voigt; Matthias Bockmeyer; Martin Müller; Torsten Gabelmann
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: DE102012108398B4

Abstract

Producing a cooking hob, aperture, equipment housing, a damper or oven plate, comprises providing a substrate, applying a sol-gel layer, imprinting a phase hologram in the sol-gel layer, and curing the sol-gel layer. Independent claims are also included for: (1) the cooking hob, aperture, equipment housing, damper (2) or oven plate, which is produced by the above mentioned method; and (2) using at least partially transparent substrate, on which a hologram is applied, as cooking hob, aperture, equipment housing, damper or oven plate, which is subjected to a temperature of more than 300[deg] C.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft dekorative Anwendungen im Home Appliance Bereich auf hochtemperaturfesten Glas- oder Glaskeramiksubstraten, wie ein Kochfeld, eine Blende oder eine Kaminsichtscheibe. Insbesondere betrifft die Erfindung Kochfeld oder eine Kaminsichtscheibe, welche ein hochtemperaturfestes Glas- oder Glaskeramiksubstrat umfasst. The invention relates to decorative applications in the home appliance sector on high-temperature-resistant glass or glass ceramic substrates, such as a hob, a panel or a chimney panel. More particularly, the invention relates to cooktops or a chimney panel comprising a high temperature glass or glass ceramic substrate.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Dekorative Anwendungen spielen auch im sog. Heißbereich im Home Appliance Sektor eine immer größere und wichtigere Rolle. Für Kochfelder, Blenden und Kaminsichtscheiben werden bspw. in der Regel transparente Glas- oder Glaskeramiksubstrate verwendet. Die verwendeten Gläser oder Glaskeramiken weisen einen niedrigen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten auf und sind bis über 500 °C dauerhaft temperaturbeständig. Um derartige Substrate mit einem Dekor zu versehen, ist es notwendig, dass dieses Dekor ebenfalls dauerhaft hochtempraturstabil ist. Decorative applications are also playing an increasingly important role in the so-called hot area in the home appliance sector. For cooktops, screens and chimney windows, for example, transparent glass or glass-ceramic substrates are typically used. The glasses or glass ceramics used have a low coefficient of thermal expansion and are permanently temperature-resistant up to more than 500 ° C. In order to provide such substrates with a decor, it is necessary that this decor is also permanently high temperature resistant.

Das Markieren, auch als Branding bezeichnet, zur Fälschungssicherheit von Produkten durch Hologramme, sowie die Verwendung von Erkennungscodes, beispielsweise als Herstellernachweis, ist weit verbreitet (z.B. Banknoten, ID-Cards, Datenträger). Dazu werden häufig sog. Prägehologramme verwendet, welche Oberflächenstrukturen aufweisen, vorzugsweise im Mikro- oder Nanometerstrukturbereich. Marking, also referred to as branding, for counterfeiting security of products by holograms, as well as the use of recognition codes, for example as a manufacturer's proof, is widespread (e.g., banknotes, ID cards, data carriers). For this purpose, so-called embossed holograms are frequently used which have surface structures, preferably in the micro or nanometer structure range.

Dazu werden insbesondere Hologrammaufkleber oder Folien, in welche Hologramme oder ähnliche Strukturen eingeprägt wurden, verwendet. Des Weiteren ist das Prägen von vorgeheizten Körpern (sog. Heißprägen) wie beispielsweise in WO 20010622494 A1 beschrieben, oder Schichten bekannt. For this purpose, in particular hologram stickers or foils in which holograms or similar structures have been embossed are used. Furthermore, the embossing of preheated bodies (so-called hot stamping) such as in WO 20010622494 A1 described, or known layers.

Derartig hegestellte Hologramme sind allerdings nicht geeignet, um bei den Einsatztemperturen, mit denen bspw. Kochfelder und Kaminsichtscheiben belastet werden, verwendet zu werden. Such hegestellte holograms, however, are not suitable to be used at the Einsatztemperturen with which, for example, hobs and fireplace viewing windows are used.

Weitere Verfahren sind beispielsweise das sog. Sprengprägen von Hologrammen, welches allerdings aufgrund der kurzzeitig hohen auftretenden Energien in der Regel die Prägevorlage zerstört und hohe Sicherheitsmaßnahmen benötigt. Other methods include, for example, the so-called. Explosive embossing of holograms, which, however, destroyed due to the short-term high energy usually the embossing template and high security measures needed.

Weiter weisen die für Hochtemperaturanwendungen im Home Appliance Bereich, wie bspw. Kochfelder und Kaminsichtscheiben, verwendeten Substrate häufig Kratzer oder kleinere Defekte an der Substratoberfläche auf, welche wünschenswerter Weise mittels einer Beschichtung gleichzeitig kaschiert bzw. gefüllt werden sollten. Dies erschwert allerdingsdas Aufbringen eines dekorativen Elementes bspw. in Form eines Hologramms aufgrund des optischen Fehlerbildes. Furthermore, the substrates used for home appliance high temperature applications such as cooktops and chimney panels often have scratches or minor defects on the substrate surface which desirably should be concealed or filled by means of a coating. However, this complicates the application of a decorative element, for example, in the form of a hologram due to the optical defect image.

Zudem ist es häufig nicht möglich, Substrate mit einer durch den Produktionsprozess bedingten unebenen Oberflächemorphologie, d.h. Oberflächenstrukturen von wenigen µm bis einige hundert nm, zu prägen, da die Prägung aufgrund der intrinsischen Rauhigkeit verschwindet. Moreover, it is often not possible to produce substrates with uneven surface morphology due to the production process, i. Surface structures of a few microns to a few hundred nm, to impress, because the embossing disappears due to the intrinsic roughness.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, für thermisch belastete Anwendungen im Bereich Home Appliance, wie Kochfelder und/oder Kaminsichtscheiben, für dekorative Elemente oder andere Strukturen, wie beispielsweise ein Herstellernachweis oder Typenschild, bereit zu stellen, welche eine hohe Temperaturstabilität aufweisen. The invention is based on the object to provide for thermally loaded applications in the field of home appliance, such as hobs and / or Kaminsichtscheiben, decorative elements or other structures, such as a manufacturer or type plate, which have a high temperature stability.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch ein Verfahren zur Herstellung eine transparenten hochtemperaturstabilen Glas- und/oder Glaskeramiksubstrats, wie ein Kochfeld oder eine Kaminsichtscheibe sowie durch ein Kochfeld oder eine Kaminsichtscheibe oder eine andere Anwendunge im Home Appliance Bereich nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. The object of the invention is already achieved by a method for producing a transparent high-temperature-stable glass and / or glass ceramic substrate, such as a cooktop or a fireplace visor and by a hob or fireplace fireplace or other applications in the home appliance area according to one of the independent claims.

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 zum einen ein Verfahren zur Herstellung eines Kochfeldes oder einer Kamin- bzw. Ofensichtscheibe. The invention relates on the one hand to a method for producing a hob or a fireplace or oven window.

Bei dem Kochfeld handelt es sich in der Regel um ein Glaskeramiksubstrat, unter welchem Herdplatten beispielsweise in Form von elektrischen Heizelementen angeordnet sind. Es versteht sich, dass die Erfindung auch für Induktionsfelder verwendet werden kann. The hob is usually a glass-ceramic substrate, under which cooking plates are arranged, for example in the form of electric heating elements. It is understood that the invention can also be used for induction fields.

Derartige Kochfelder unterliegen im Betrieb einer hohen thermischen Belastung. Such hobs are subject during operation of a high thermal load.

Weiter betrifft die Erfindung eine Kamin- bzw. Ofensichtscheibe. Furthermore, the invention relates to a fireplace or furnace window.

Insbesondere betrifft die Erfindung Kamin- und Ofensichtscheiben, bei denen die Scheibe unmittelbaren Kontakt mit dem Arbeitsraum des Ofens beziehungsweise Kamins hat, also unmittelbar der Hitze ausgesetzt ist. In particular, the invention relates to fireplace and oven windows, in which the disc in direct contact with the working space of the furnace or Kamins has, so is directly exposed to the heat.

Derartige Kaminsichtscheiben werden insbesondere in Öfen verwendet, in welchen Festbrennstoffe verbrannt werden, wie beispielsweise Holzöfen. Es ist aber auch denkbar, die Kaminsichtscheibe für einen Backofen zum Zubereiten von Speisen zu verwenden. Such Kaminsichtscheiben be used in particular in ovens, in which solid fuels are burned, such as wood stoves. But it is also conceivable to use the chimney panel for an oven for preparing food.

Derartige Scheiben sind der Regel ebenfalls als Glaskeramikscheiben ausgebildet, wobei eine Glaskeramik mit einem niedrigen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten verwendet wird. Bevorzugt wird hierfür eine Lithium-Alumosilikat (LAS) Glaskeramik verwendet mit einem Kristallphasengehalt von größer 50 Vol-%, besonders bevorzugt größer 60 Vol-%. Die bevorzugte Kristallphase stellt dabei Hochquarzmischkristall bzw. Keatit dar. Such discs are usually also formed as glass ceramic discs, wherein a glass ceramic is used with a low coefficient of thermal expansion. For this purpose, preference is given to using a lithium aluminosilicate (LAS) glass ceramic having a crystal phase content of greater than 50% by volume, more preferably greater than 60% by volume. The preferred crystal phase is high quartz mixed crystal or keatite.

Je nach Temperaturbelastung gibt es auch hitzebeständige oder hitzschockbeständige Gläser, die zumindest für einige Anwendungen, bei denen die Scheibe unmittelbaren Kontakt mit dem Arbeitsraum hat, verwendet werden. Beispielhafte hitzeschockbeständige Gläser können Borosilikatgläser sein. Depending on the temperature load, there are also heat-resistant or shock-resistant glasses, which are used at least for some applications in which the disc has direct contact with the working space. Exemplary heat shock resistant glasses may be borosilicate glasses.

Insbesondere werden Substrate mit einem thermischen Längenausdehnungskoeffizienten α von weniger als 4,5·10^–6 K^–1, bevorzugt von weniger als 4,1·10^–6 K^–1, besonders bevorzugt weniger als 3,4·10^–6 K^–1, verwendet. In particular, substrates having a thermal coefficient of linear expansion α of less than 4.5 × 10 ^-6 K ^-1 , preferably of less than 4.1 × 10 ^-6 K ^-1 , particularly preferably less than 3.4 × 10 ^-6 K, are used ^{. 1} , used.

Gemäß der Erfindung wird auf das Substrat, welches vorzugsweise transparent ausgebildet ist, zunächst eine Sol-Gel-Schicht aufgebracht. According to the invention, a sol-gel layer is first applied to the substrate, which is preferably transparent.

Bevorzugt wird eine mit UV-vernetzbare Hydridpolymer Alkoxysilan basierte Sol-Gel-Schicht aufgebracht. Ganz besonders bevorzugt wird eine mit kettenförmigen oxidischen Nanopartiklen funktionalisierte hybridpolymere Sol-Gel-Schicht aufgebracht. Preferably, a sol-gel layer based on UV-crosslinkable hydride polymer alkoxysilane is applied. Very particular preference is given to applying a hybrid-polymer sol-gel layer functionalized with chain-shaped oxidic nanoparticles.

Sol-Gel-Schichten sind dem Fachmann bekannt. Besonders geeignet und vorzugsweise verwendete Sol-Gele beziehungsweise Sol-Gel-Vorläufer werden im Folgenden noch im Detail beschrieben. Sol-gel layers are known in the art. Particularly suitable and preferably used sol gels or sol gel precursors are described in detail below.

In die Sol-Gel-Schicht wird ein Phasenhologramm eingeprägt. In the sol-gel layer, a phase hologram is impressed.

Bei einem Phasenhologramm handelt es sich um ein Hologramm, welches ein Oberflächenrelief besitzt, wobei man sich zu Nutzen macht, dass die Lichtwellen in der Schicht eine andere Ausbreitungsgeschwindigkeit als in der Luft haben. A phase hologram is a hologram that has a surface relief, taking advantage of the fact that the light waves in the layer have a different propagation velocity than in the air.

Prinzipiell ist es bekannt, über derartige Phasenhologramme den Eindruck eines dreidimensionalen Gegenstandes zu erzeugen. Der ideale Betrachtungswinkel liegt dabei üblicherweise in einem Bereich von 20 bis 70°, vorzugsweise von 30 bis 50°. In principle, it is known to generate the impression of a three-dimensional object via such phase holograms. The ideal viewing angle is usually in a range of 20 to 70 °, preferably from 30 to 50 °.

Innerhalb dieses Betrachtungsbereiches ist das Hologramm sehr gut sichtbar und brilliant. Die Brillianz ist aber abhängig vom Beleuchtungswinkel und der verwendeten Lichtquelle. Besonders gute Effekte werden erzielt, wenn das Hologramm mit einer in etwa punktförmigen Lichtquelle beleuchtet wird. Hierfür können insbesondere LED- oder Halogenstrahler verwendet werden. Mit speziellen Optiken können auch flachere Beleuchtungswinkel realisiert werden. Within this viewing range, the hologram is very visible and brilliant. The brilliance depends on the lighting angle and the light source used. Particularly good effects are achieved when the hologram is illuminated with an approximately punctiform light source. For this purpose, in particular LED or halogen lamps can be used. With special optics even flatter illumination angles can be realized.

Dem Fachmann ist weiter bekannt, dass derartige Phasenhologramme durch Computerprogramme berechnet werden können. Dabei wird das Aussehen des gewünschten dreidimensionalen Gegenstandes in einen Rechenprogramm eingegeben. Weiter werden Materialkennwerte, insbesondere die Brechzahl des verwendeten Materials eingegeben und es kann sodann mittels des Computers ein Oberflächenrelief berechnet werden, welches den Eindruck des gewünschten dreidimensionalen Gegenstandes erzeugt. It is further known to the person skilled in the art that such phase holograms can be calculated by computer programs. The appearance of the desired three-dimensional object is entered into a computer program. Furthermore, material properties, in particular the refractive index of the material used, are entered and then a surface relief can be calculated by means of the computer which produces the impression of the desired three-dimensional object.

Das Prägen erfolgt mittels eines Stempels. Es wird also auf mechanische Weise die Struktur eines Masters auf die Sol-Gel-Schicht übertragen. Es versteht sich, dass bei der Erstellung des Masters etwa bei nachfolgenden Verarbeitungsschritten vorkommender Schrumpf berücksichtigt werden muss und dass gegebenenfalls die Strukturtiefen des Masters von den gewünschten Strukturtiefen des später erzeugten Hologramms abweichen. The embossing is done by means of a stamp. Thus, the structure of a master is transferred to the sol-gel layer in a mechanical way. It is understood that, during the production of the master, shrinkage occurring during subsequent processing steps must be taken into account and that, if appropriate, the structure depths of the master deviate from the desired structure depths of the later produced hologram.

Die so eingeprägte Struktur wird ausgehärtet. Das Aushärten kann insbesondere in zwei Schritten erfolgen, wobei vorzugsweise zunächst die Sol-Gel-Schicht mittels Erwärmen oder durch elektromagnetische Strahlung wie UV-Strahlung derart ausgehärtet wird, dass die eingeprägte Struktur erhalten bleibt. In einem weiteren Schritt kann das so entstandene Verbundmaterial derart erwärmt werden, dass organische Bestandteile des Sols überwiegend entfernt werden und eine hitzebeständige (stabile) Schicht entsteht. The embossed structure is cured. The curing can be carried out in particular in two steps, wherein preferably first the sol-gel layer is cured by means of heating or by electromagnetic radiation such as UV radiation in such a way that the embossed structure is maintained. In a further step, the resulting composite material can be heated in such a way that organic constituents of the sol are predominantly removed and a heat-resistant (stable) layer is formed.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass es mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren nicht nur möglich ist, auf sehr einfache und effiziente Weise Hologramme auf einer Kaminsichtscheibe oder einem Kochfeld zu erzeugen, sondern, dass gleichzeitig die Sol-Gel-Schicht dazu dienen kann, Unebenheiten des Substrats, insbesondere Kratzer und sonstige Vertiefungen, zu kaschieren, indem sie diese auffüllt. The inventors have found that with the manufacturing method according to the invention it is not only possible to produce holograms on a chimney panel or a hob in a very simple and efficient way, but at the same time that the sol-gel layer can serve for unevenness of the substrate, especially scratches and other depressions, to conceal by filling them.

Insbesondere können Täler und Kratzer mit einer Tiefe von mehr als 50 nm, vorzugsweise mehr als 100 nm und besonders bevorzugt sogar mehr als 300 nm durch das Sol aufgefüllt und so kaschiert werden. In particular, valleys and scratches with a depth of more than 50 nm, preferably more as 100 nm and more preferably even more than 300 nm are filled by the sol and laminated so.

So ist es möglich, ein Substrat mit einer Rauheit R_a > 0,06 µm, einem rms – Wert 0,08 µm und einem PV-Wert 0,5 µm zu verwenden. It is thus possible to use a substrate with a roughness R _a > 0.06 μm, an rms value of 0.08 μm and a PV value of 0.5 μm.

Die Oberflächenwerte können mit dem Weißlicht-Interferenzmikroskop (WLI) bestimmt werden, das WLI ist n 3D-Oberflächenmeß- und -analysesystem. The surface values can be determined with the White Light Interference Microscope (WLI), the WLI is a 3D surface measurement and analysis system.

Als derartiges Gerät kann beispielweise ein ZYGO New View 200 CHR Image Zoom scannendes Weißlicht-Interferenzmikroskop verwendet werden. As such a device, for example, a ZYGO New View 200 CHR image zoom scanning white light interference microscope can be used.

Der rms-Wert ist dabei die englische Bezeichnung für den R_q-Wert.(rms = root mean square und das q bei R_q steht für quadratisch) The rms value is the English term for the R _q value (rms = root mean square and the q for R _q stands for square)

Der Mittenrauhwert R_a ist der arithmetische Mittelwert der Beträge aller Profilwerte des Rauheitsprofils und kann entsprechend DIN EN ISO 4287 , ASME B46.1 berechnet werden. The average roughness value R _a is the arithmetic mean of the amounts of all profile values of the roughness profile and can be correspondingly DIN EN ISO 4287 . ASME B46.1 be calculated.

Der Mittenrauhwert R_q/rms ist der quadratische Mittelwert aller Profilwerte des Rauheitsprofils und kann ebenfalls entsprechend DIN EN ISO 4287 , ASME B46.1 berechnet werden. The average roughness R _q / rms is the root mean square of all profile values of the roughness profile and can also be correspondingly DIN EN ISO 4287 . ASME B46.1 be calculated.

Der PV-Wert bezeichnet den vertikalen Abstand zwischen dem maximal Peak und dem maximal Tal (tiefstes Tal). The PV value denotes the vertical distance between the maximum peak and the maximum valley (lowest valley).

Die Erfindung ermöglicht erstmals die Verwendung eines zumindest abschnittsweise transparenten Substrats, auf welchem ein Hologramm aufgebracht ist, als Kochfeld oder Kaminsichtscheibe, welche einer Temperatur von über 300°C ausgesetzt ist. The invention makes it possible for the first time to use an at least partially transparent substrate on which a hologram is applied, as a hob or chimney pane, which is exposed to a temperature of over 300 ° C.

Die Temperaturbelastung kann dabei dauerhaft im Betrieb erfolgen, d.h. auch Temperaturbelastungen von vielen Stunden führen nicht zu einer Degeneration der Schicht beziehungsweise des Verbunds aus Substrat und Schicht. The temperature load can be done permanently during operation, i. Also, temperature loads of many hours do not lead to a degeneration of the layer or the composite of substrate and layer.

Zumeist ist es für den Produktionsprozess vorteilhaft, insbesondere aus ökonomischer Sicht, eine Struktur auf das fertige Substrat oder Vorläufersubstrat aufzubringen. In most cases, it is advantageous for the production process, in particular from an economic point of view, to apply a structure to the finished substrate or precursor substrate.

In einer Ausführungsformen der Erfindung wird nach dem Aufbringen der Sol-Gel-Schicht ein Heißprozess wie beispielsweise eine Keramisierung, ein Vorspannen des Substrats oder ein das Substrat verformender Prozess, wie Biegen des Substrats durchgeführt. Desweiteren ist eine Resistenz gegenüber Belastung mit chemischen Mitteln gegeben, wie beispielsweise alkoholischen oder sauren bzw. alkalischen Reinigungsmitteln. In one embodiment of the invention, after the application of the sol-gel layer, a hot process such as ceramization, biasing of the substrate, or a substrate deforming process such as bending of the substrate is performed. Furthermore, there is a resistance to exposure to chemical agents, such as alcoholic or acidic or alkaline detergents.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich Hologramme, beispielsweise ausgebildet als Typenschild oder andere gewünschte Strukturen, z.B. dekorative Strukturen wie ein Flammenmuster, Blumenmuster, Logo oder Typenschild, auf ein Substrat aufzubringen, welche aufgrund ihrer Materialzusammensetzung eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen. With the method according to the invention, it is possible to use holograms, for example designed as type plates or other desired structures, e.g. Decorative structures such as a flame pattern, flower pattern, logo or nameplate to apply to a substrate, which have a high temperature resistance due to their material composition.

Überraschenderweise ermöglicht die chemische Material-Zusammensetzung bzw. das Gefüge einer erfindungsgemäßen Sol-Gel-Schicht, dass die bereits geprägten Substrate keramisiert, mit nur geringem bis keinem Verlust der Struktur vorgespannt oder verformt werden können. Surprisingly, the chemical material composition or the microstructure of a sol-gel layer according to the invention makes it possible for the already embossed substrates to be ceramified, to be prestressed or deformed with little or no loss of the structure.

Weiter sind die Schichten, insbesondere wenn diese bei einer Temperatur von mindestens 250 °C eingebrannt werden, besonders kratzfest und resistent gegenüber chemischen Reinigungsmitteln. Furthermore, the layers, especially if they are baked at a temperature of at least 250 ° C, are particularly scratch-resistant and resistant to chemical cleaning agents.

Dies kann noch verbessert werden, indem dem entsprechend verwendeten Sol-Gel-Material Nanopartikel zu-gesetzt werden. Bevorzugt werden dem Sol-Gel-Material anorganische kettenförmige SiO₂-Nanopartikel mit einer Kettenlänge von 50–200 nm, bevorzugt 60–150 nm zugeben. This can be further improved by adding nanoparticles to the correspondingly used sol-gel material. Preferably, inorganic chain-like SiO ₂ nanoparticles having a chain length of 50-200 nm, preferably 60-150 nm, are added to the sol-gel material.

Weiter können transparente Kratzschutzschichten aufgebracht werden. Diese können oxidische, nitridische, oxynitiridische oder carbidische Schichten sein oder entsprechende Nanopartikel enthalten. Furthermore, transparent scratch-resistant coatings can be applied. These can be oxidic, nitridic, oxynitiridic or carbidic layers or contain corresponding nanoparticles.

Denkbar, insbesondere zusätzlich, sind auch Graphen-, Graphitpartikel oder Carbon-Nano-Tubes (CNT) sowie Graphit- oder Graphenschichten oder diesen ähnliche Schichten. Conceivable, especially in addition, are also graphene, graphite particles or carbon nanotubes (CNT) and graphite or graphene layers or similar layers.

Überraschenderweise zeigte sich außerdem, dass die vorzugsweise über ein Flüssigphasenbeschichtungsverfahren aufgebrachte Sol-Gel-Schicht bereits vorhandene Kratzer oder Risse füllt, indem das Material in diese eindringt und diese somit kaschiert. Surprisingly, it has also been found that the sol-gel layer, which is preferably applied by means of a liquid-phase coating method, fills existing scratches or cracks by penetrating the material and thus concealing it.

Solche Risse könne Tiefen von einigen 100 nm ausweisen. Die kritische Riss-/Kratzertiefe liegt in der Regel bei 1µm. Such cracks can show depths of a few 100 nm. The critical crack / scratch depth is usually 1μm.

Durch Anpassung der Brechzahl des Sol-Gel Materials an das Substrat können diese gänzlich kaschiert werden. Vorzugsweise beträgt der Unterschied der Brechzahl der ausgehärteten Sol-Gel-Schicht und Substrat weniger als 0,35 ist, bevorzugt weniger als 0,25, und besonders bevorzugt weniger als 0,15. By adjusting the refractive index of the sol-gel material to the substrate they can be completely laminated. Preferably, the difference in refractive index of the cured sol-gel layer and substrate is less than 0.35, preferably less than 0.25, and more preferably less than 0.15.

Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung von anderen Materialien in der Regel unebene Oberflächen zwar mit einer Schicht prägbar sind, aber diese Prägung, insbesondere wenn die Tiefen im Bereich der Oberflächeninhomogenitäten sind, oft nicht mehr oder nur sehr schwach erkennbar sind. It has been found that when using other materials, as a rule, uneven surfaces can be embossed with a layer, but this embossing, in particular when the depths are in the range of surface inhomogeneities, is often no longer or only very slightly recognizable.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass das verwendete SolGel-Material in Kombination mit dem beschriebenen Prägeprozess es erlaubt, die vorhandenen Inhomogenitäten der Substratoberfläche mit einem homogenen Film zu belegen und diesen dann im Folgenden zu prägen ohne dass ein Ausgleich der Inhomogenitäten in Summe erfolgt und damit die Reduzierung der Prägung. Surprisingly, it has been found that the SolGel material used in combination with the described embossing process allows to demonstrate the existing inhomogeneities of the substrate surface with a homogeneous film and then to emboss it below without a compensation of the inhomogeneities in total and thus the Reduction of the embossing.

Somit kann das verwendete Substrat mit einer Prägung, welche durchlässig für sichtbares Licht ist, versehen werden. Thus, the substrate used can be provided with an embossment which is transparent to visible light.

Beispielsweise kann eine Kaminsichtscheibe mit einem Hologramm versehen werden, welches bei Befeuerung des Kamins nicht auffällt bzw. nicht zu sehen ist, aber bei nicht befeuertem Kamin deutlich, ggf. über eine externe Lichtquelle, zu erkennen ist. Die externen Lichtquellen können dabei vielfältiger Ausführung und Art sein, wie etwas punkt-, flächen- oder linienförmige Lichtquellen basierend auf LEDs oder Halogensystemen oder dem Fachmann bekannten anderen Systemen. For example, a chimney panel can be provided with a hologram, which is not noticeable when firing the chimney or is not visible, but clearly when not fired fireplace, possibly via an external light source can be seen. The external light sources can be of a variety of designs and types, such as point, area or linear light sources based on LEDs or halogen systems or other systems known to those skilled in the art.

Zusätzlich sind weitere dekorative Elemente oder Kennzeichnungen, insbesondere Herstellerkennzeichnungen, vorstellbar. In addition, further decorative elements or markings, in particular manufacturer's markings, are conceivable.

Es kann ein Glas- oder Glaskeramiksubtrat bereitgestellt werden, bei dem das Hologramm Strukturtiefen von einigen µm bis wenigen 10 nm aufweist. A glass or glass-ceramic substrate may be provided in which the hologram has texture depths of a few μm to a few tens of nm.

Die Strukturen des Phasenholgramms halten einer Temperaturbelastung von mindestens 500 °C für mindestens 60 Minuten stand, bevorzugt Temperaturen größer 600°C, besonders bevorzugt > 650 °C. The structures of the Phasenholgramms withstand a temperature load of at least 500 ° C for at least 60 minutes, preferably temperatures greater than 600 ° C, more preferably> 650 ° C.

Die Herstellung eines mit einem Holgramm versehenen Substrats kann im Detail folgende Schritte umfassen:

(i) Herstellung des Prägewerkzeugs,
(ii) Beschichtung des Substrates mit dem zu prägenden Film (Sol-Gel-Schicht),
(iii) Prägen,
(iv) Aushärten der Struktur,
(v) Aufbringen zusätzlicher dekorativer und/oder funktioneller Schichten.

The fabrication of a holgrammed substrate may include in detail the following steps:

(i) production of the embossing tool,
(ii) coating the substrate with the film to be embossed (sol-gel layer),
(iii) embossing,
(iv) curing the structure,
(v) applying additional decorative and / or functional layers.

Dabei ist auch eine Kombination sowie Wiederholung einzelner Schritte möglich, wie bspw. das Zusammenlegen von Schritt (iii) und (iv) oder aufbringen mehrerer zusätzlicher Schichten (v). Ferner kann das für Schritt (ii) verwendete Substrat bereits teilweise oder flächig mit weiteren dekorativen oder funktionalen Schichten beschichtet sein. It is also possible to combine and repeat individual steps, such as, for example, combining steps (iii) and (iv) or applying a plurality of additional layers (v). Furthermore, the substrate used for step (ii) may already be partially or completely coated with further decorative or functional layers.

Das Prägewerkzeugs kann mit einer Prägevorlage hergestellt werden, wobei die Prägevorlage vorzugsweise aus einem rigiden Material besteht, welches sich für eine mehrfache Verwendung eignet. Die Prägevorlage umfasst die zu prägende Struktur und das Prägewerkzeug wird als Negativform abgeformt. Die Prägevorlage kann auch derart ausgestaltet sein, dass sie aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt ist, um bspw. Eine größere Fläche zu realisieren oder Kombinationen verschiedener Strukturen zu ermöglichen. The embossing tool can be produced with a stamping template, wherein the stamping template is preferably made of a rigid material, which is suitable for multiple use. The embossing template comprises the structure to be embossed and the embossing tool is shaped as a negative mold. The embossing template can also be designed such that it is composed of several individual parts in order, for example, to realize a larger area or to allow combinations of different structures.

Das Prägewerkzeug besteht vorzugsweise aus einem weichen elastischen Material, wie beispielsweise Silikon oder anderen Kunststoffen. Es kann in einer Dicke von 0,5 mm bis 20 mm ausgebildet sein, in besonderen Ausführungsformen auch als Folie von einigen µm Dicke. The embossing tool is preferably made of a soft elastic material, such as silicone or other plastics. It may be formed in a thickness of 0.5 mm to 20 mm, in particular embodiments as a film of a few microns thickness.

In weiteren Ausführungsformen ist auch die Verwendung eines rigiden Prägewerkzeugs denkbar, etwa in Form einer mit der gewünschten Struktur versehenen Walze, dann entfällt die Herstellung der Negativform. In besonderen Ausführungsformen kann das Prägewerkzeug mit einer Funktionsschicht versehen sein, wie beispielsweise einer hydrophoben, hydrophilen, oleophoben, oleophilen, anti-Statik oder Anti-Haft Schicht. In other embodiments, the use of a rigid embossing tool is conceivable, for example in the form of a roller provided with the desired structure, then eliminates the production of the negative mold. In particular embodiments, the embossing tool may be provided with a functional layer, such as a hydrophobic, hydrophilic, oleophobic, oleophilic, anti-static or anti-adhesion layer.

Nach einer sog. Prägeprozess-Serie, wobei diese einige 1000 Prägeschritte beinhalten kann, können diese Prägewerkzeuge optional mittels gängiger Reinigungslösungen, wie beispielsweise Ethanol oder Isopropanol oder alkalischer Reinigungsmittel, gereinigt und im Weiteren wieder verwendet werden. After a so-called embossing process series, which may include some 1000 embossing steps, these embossing tools can be optionally cleaned by means of common cleaning solutions, such as ethanol or isopropanol or alkaline detergent, and subsequently used again.

Die Prägevorlage und damit das Prägewerkzeug kann auch mit mehreren unterschiedlichen Strukturen versehen, je nach gewünschter Optik oder Funktion. The embossing template and thus the embossing tool can also be provided with several different structures, depending on the desired appearance or function.

So kann beispielsweise ein Hologramm zusammen mit einer Bürstoptik oder einer mattierenden Optik in verschiedensten Geometrien aufgebracht sein, wie beispielsweise ein Hologramm in der Mitte des später zu prägenden Substrat und ein Rahmen aus einer mattierenden Optik. Thus, for example, a hologram can be applied together with brushing optics or matting optics in a wide variety of geometries, such as, for example, a hologram in the middle of the substrate to be embossed later and a frame made of a matting optic.

Das Aufbringen der zu prägenden Schicht kann vollflächig, lokal oder teilweise strukturiert erfolgen. The application of the layer to be embossed can take place over the entire surface, locally or partially structured.

Vorzugsweise wird die Sol-Gel-Schicht über ein Flüssigbeschichtungsverfahren wie beispielsweise Siebdruck, Tauchen, Fluten, Sprühen, Spin Coating, Tampondruck, Inkjet, Rollenbeschichtung, Schlitzgießen, Drop-on-Demand, Transfertechnologie, Dip Coating auf das Substrat aufgebracht. Preferably, the sol-gel layer is applied by a liquid coating method such as screen printing, dipping, flooding, spraying, spin coating, pad printing, inkjet, roller coating, Slit-casting, drop-on-demand, transfer technology, dip coating applied to the substrate.

Besonders bevorzugt ist ein kontinuierliches Verfahren. Particularly preferred is a continuous process.

In besonderen Ausführungsformen kann das mit der zu prägenden Schicht beschichtete Substrat bereits mit anderen dekorativen oder funktionellen Schichten oder Schichtpaketen versehen sein, wie beispielsweise farbigen, metallischen, metallisch anmutenden, verspiegelten, teilverspiegelten, mattierten, Farbanpass-, Haftvermittler-, Barriere-, Brechzahlvariations- Antireflex-, Infrarotstrahlung reflektierenden-, Kratzschutz-, Hartstoffschichten, Immersionsschichten und der Kombinationen dieser Schichten. Auch ist denkbar, eine oder mehrere dieser Schichten auf die Sol-Gel-Schicht aufzubringen. In particular embodiments, the substrate coated with the layer to be embossed may already be provided with other decorative or functional layers or layer packages, such as colored, metallic, metallic-appearing, mirrored, partially mirrored, matted, Farbanpass-, adhesion promoter, barrier, Brechzahlvariations- Antireflective, infrared radiation reflecting, scratch protection, hard coatings, immersion layers and the combinations of these layers. It is also conceivable to apply one or more of these layers to the sol-gel layer.

Vorzugsweise ist die zu prägende Schicht und die optional darunter angeordneten Schichten zumindest teilweise durchlässig für Licht im sichtbaren Bereich. Preferably, the layer to be embossed and the layers optionally arranged underneath are at least partially transparent to light in the visible range.

In besonderen Ausführungsformen sind aber auch semitransparente und opake Beschichtungen denkbar oder Kombinationen von transparenten und/oder semitransparenten und/oder opaken Bereichen, wie bspw. ein opaker Randbereich mit transparentem Bereich in der Mitte des Substrats. In special embodiments, however, semitransparent and opaque coatings are conceivable or combinations of transparent and / or semi-transparent and / or opaque regions, such as, for example, an opaque edge region with a transparent region in the middle of the substrate.

In einer Ausführungsform wird die zu prägende Schicht, also die aufgebrachte Sol-Gel-Schicht vor dem eigentlichen Prägeschritt vorgehärtet. In one embodiment, the layer to be embossed, that is to say the applied sol-gel layer, is precured before the actual embossing step.

Bevorzugt erfolgt die Vorhärtung mittels photochemischer oder thermischer Prozesse, besonders bevorzugt ist die Vorhärtung mittels IR-Strahlung. Pre-hardening is preferably carried out by means of photochemical or thermal processes, with particular preference being given to pre-hardening by means of IR radiation.

Zum Prägen des Hologramms wird auf die zu prägende Schicht das Prägewerkzeug aufgebracht, vorzugsweise kontinuierlich von einer Seite beginnend. For embossing the hologram, the embossing tool is applied to the layer to be embossed, preferably starting continuously from one side.

Es sind aber auch das Ablegen des Prägewerkzeugs denkbar, wie statisch (an allen Stellen des Substrats gleichzeitig) oder von der Mitte beginnend nach außen ablegend. But it is also the removal of the embossing tool conceivable, as static (at all points of the substrate at the same time) or depositing from the middle to the outside.

Auch kann das Prägewerkzeug mit einer Schicht des zu prägenden Materials versehen sein. Anschließend wird unter definiertem Druck der Verbund Substrat/zu prägende Schicht/Prägewerkzeug thermisch und/oder photochemisch ausgehärtet, bevorzugt photochemisch. Also, the embossing tool may be provided with a layer of the material to be embossed. Subsequently, under defined pressure, the composite substrate / layer to be embossed / embossing tool is cured thermally and / or photochemically, preferably photochemically.

In einer weiteren Ausführungsform werden etwaige entstandene Blasen mit der Hand, einer Walze oder mittels eines geringen Unterdrucks entfernt. In a further embodiment, any resulting bubbles are removed by hand, a roller or by means of a slight negative pressure.

Nach Entfernen des Prägewerkzeugs wird eine strukturierte Schicht mit einer Schichtdicke im Bereich weniger µm erhalten. Die Strukturen sind durch die Struktur des Prägestempels vorgegeben. After removal of the embossing tool, a structured layer having a layer thickness in the range of a few μm is obtained. The structures are predetermined by the structure of the stamping die.

Diese geprägte Schicht kann, wie es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, strukturgebend für zumindest eine nachfolgende abgeschiedene Schicht sein. Diese folgt dem Relief der geprägten Sol-Gel-Schicht. This embossed layer, as provided in a further embodiment of the invention, can be structuring for at least one subsequent deposited layer. This follows the relief of the embossed sol-gel layer.

Die Strukturen werden vorzugsweise je nach benötigter Temperaturbeständigkeit des Endprodukts bei Temperaturen von 50–1000°C, bevorzugt bei 130–700°C, ausgehärtet. The structures are preferably cured depending on the required temperature resistance of the end product at temperatures of 50-1000 ° C, preferably at 130-700 ° C.

Die Struktur bleibt erhalten, auch wenn die organischen Bestandteile der geprägten Schicht ausgebrannt werden, wie es bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. The structure is retained even if the organic constituents of the embossed layer are burned out, as provided in a preferred embodiment of the invention.

Die Strukturtiefe bzw. der Strukturschrumpf in Relation zur Struktur der Prägevorlage nimmt je nach Aufarbeitungstemperatur und verwendetem Material der zu prägenden Schicht zwischen 0–80 % ab. The structure depth or the structural shrinkage in relation to the structure of the embossing template decreases depending on the processing temperature and the material used of the layer to be embossed between 0-80%.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden zusätzliche dekorative und/oder funktionelle Schichten aufgebracht. In a further development of the invention additional decorative and / or functional layers are applied.

Das Hologramm kann nun mit mindestens einer farbgebenden und/oder -kompensierenden und/oder funktionellen Schicht mit einem gängigen Beschichtungsverfahren, wie CVD (chemical vapor deposition), PVD (physical vapor deposition) oder Flüssigbeschichtungsverfahren versehen werden, bevorzugt über Sputterprozesse. The hologram can now be provided with at least one coloring and / or compensating and / or functional layer with a conventional coating method, such as CVD (chemical vapor deposition), PVD (physical vapor deposition) or liquid coating methods, preferably via sputtering processes.

Dazu wird die geprägte Sol-Gel-Schicht z.B. mit einer IR-reflektierenden Schicht kombiniert, so dass der Eindruck des Hologramms nicht verändert wird, aber mittels der IR reflektierenden Beschichtung zusätzlich ein Pyrolyse-Effekt, d.h. eine Erhöhung der Temperatur, beispielsweise im Ofeninnenraum erzielt werden kann. For this, the embossed sol-gel layer is e.g. combined with an IR-reflecting layer, so that the impression of the hologram is not changed, but by means of the IR-reflecting coating additionally a pyrolysis effect, i. an increase in the temperature, for example, in the furnace interior can be achieved.

Des Weiteren sind funktionelle Schichten bzw. Schichtpakete denkbar, welche eine Antireflex-, Infrarotstrahlung reflektierende-, Antihaft-, Antikratz-, Hartstoff-, Barriere-, katalytische, leicht zu reinigende (ETC = easy to clean), hydrophobe, hydrophile, oleophobe, oleophile, riß-bzw. kratzerausheilende oder versiegelnde Wirkung oder Kombinationen aufweisen. Furthermore, functional layers or layer packages are conceivable which include an antireflective, infrared radiation-reflecting, non-stick, anti-scratch, hard-material, barrier, catalytic, easy-to-clean (ETC), hydrophobic, hydrophilic, oleophobic, oleophilic, cracked resp. scratch-healing or sealing effect or combinations.

Zusätzlich oder alternativ sind auch dekorative Schichten, wie farbige, metallische, metallisch anmutende, verspiegelte, teilverspiegelte, mattierte Schichten denkbar. Additionally or alternatively, decorative layers, such as colored, metallic, seemingly metallic, mirrored, partially mirrored, matted layers are conceivable.

So ist beispielsweise ein Glaskeramiksubstrat denkbar, welches in der Mitte ein Hologramm und am Rand einen mattierten Bereich aufweist, wobei das komplette Substrat mit einer zusätzlichen IR-reflektierenden Schicht versehen ist und der mattierte Randbereich dazu eine metallische Anmutung aufweist. For example, a glass-ceramic substrate is conceivable which has a hologram in the middle and a frosted region on the edge, the complete substrate being provided with an additional IR-reflecting layer and the matted edge region having a metallic appearance.

Diese zusätzlichen dekorativen und/oder funktionellen Schichten erfüllen ebenso die Anforderungen nach Temperatur und chemischer Resistenz ohne Verlust der Wirkung, wie die strukturierte Schicht von mehr als 500°C für mindestens 60 Minuten, insbesondere wenn diese über ein PVD oder CVD Verfahren abgeschieden wurden. These additional decorative and / or functional layers also meet the requirements for temperature and chemical resistance without loss of effect, such as the patterned layer of more than 500 ° C for at least 60 minutes, especially when deposited via a PVD or CVD process.

Die Prägung kann auf der dem Betrachter zugewandten oder abgewandten Seite aufgebracht werden. Die zusätzlichen dekorativen und/oder funktionellen Schichten oder Schichtpakete können unter oder über der geprägten Schicht angeordnet sein oder auf der auf dem Substrat der Prägung gegenüberliegenden Seite. The embossing can be applied to the viewer facing or facing away. The additional decorative and / or functional layers or layer packages may be disposed below or above the embossed layer or on the side opposite the substrate of the embossment.

Als Sol-Gel-Vorstufen werden bevorzugt hydrolysierte und kondensierte Epoxy- oder Methacrylat-funktionalisierte Alkoxysilane, gefüllt mit glasigen und oder kristallinen Nanopartikeln aus alkoholischer Dispersion verwendet, welche einen Schrumpf von 0–25 % erreichen lassen. As sol-gel precursors preferably hydrolyzed and condensed epoxy- or methacrylate-functionalized alkoxysilanes filled with glassy and or crystalline nanoparticles of alcoholic dispersion are used, which can achieve a shrinkage of 0-25%.

Besonders werden bevorzugt irregulär geformte, faserförmige Partikel (bevorzugt SiO₂) mit einem Durchmesser von 15–5 nm und einer Länge von 5–150 nm eingesetzt. Particularly preferred are irregularly shaped, fibrous particles (preferably SiO ₂ ) having a diameter of 15-5 nm and a length of 5-150 nm.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Sol-Gel-Vorstufe werden Mischungen von kugelförmigen Partikeln von verschiedener Größe von 5–125 nm eingesetzt. In another preferred embodiment of the sol-gel precursor, mixtures of spherical particles of various sizes of 5-125 nm are employed.

Andere bevorzugt eingesetzte faserförmige anorganische Nanopartikel bestehen beispielsweise aus TiO₂, ZrO₂, C, Si, ZnO, Al₂O₃, CeO₂. Other preferably used fibrous inorganic nanoparticles consist for example of TiO ₂ , ZrO ₂ , C, Si, ZnO, Al ₂ O ₃ , CeO ₂ .

Über die chemische Natur der anorganischen Lack-Bestandteile (molekulardisperse Sol-Gel Anteile + anorganische Nanopartikel) kann die mechanische Festigkeit der strukturierten Schicht eingestellt werden. About the chemical nature of the inorganic paint components (molecular disperse sol-gel shares + inorganic nanoparticles), the mechanical strength of the structured layer can be adjusted.

Bevorzugt werden dabei vor allem Materialzusammensetzungen, welche eine hohe Sinteraktivität besitzen. Dabei kann sowohl von glasig – kristallinen Zusammensetzungen aus beispielsweise molekulardispersem SiO₂ aus Sol-gel-Vorstufen und kristallinenen und/oder amorphen anorganischen Nanopartikeln ausgegangen werden. Preference is given in particular to material compositions which have a high sintering activity. Both glassy-crystalline compositions of, for example, molecularly disperse SiO ₂ from sol-gel precursors and crystalline and / or amorphous inorganic nanoparticles can be used.

Auch kann in der Sol-Gel-Prägelackformulierung direkt über die Wahl der Sol-Gel-Präkursoren eine Zusammensetzung eingestellt werden, welche es erlaubt besonders rissbeständige Schichten herzustellen. Durch die Wahl der kettenförmigen Nanopartiklen ist es möglich, eine hohe rissfreie Einzelschichtdicke von bis zu 4 µm herzustellen. Also, in the sol-gel embossing lacquer formulation, a composition can be adjusted directly via the choice of the sol-gel precursors, which makes it possible to produce particularly crack-resistant layers. By choosing the chain-shaped nanoparticles, it is possible to produce a high crack-free single layer thickness of up to 4 μm.

In einer weiteren Ausführungsform können der Sol-Gel Vorstufe auch fluoreszierende und/oder "up-down" bzw. "down-up conversion" Partikel zugesetzt werden. Diese können als zusätzlicher Kennzeichenschutz dienen. In a further embodiment, fluorescent and / or "up-down" or "down-up conversion" particles can also be added to the sol-gel precursor. These can serve as additional license plate protection.

Die Schichtdicke der Sol-Gel-Schicht beträgt bevorzugt zwischen 0.05–8 µm. The layer thickness of the sol-gel layer is preferably between 0.05-8 microns.

Das Schichtmaterial besteht bevorzugt überwiegend aus amorphem bzw. hybridpolymerem SiO₂ mit ggf. Anteilen an amorphen bzw. nanokristallinem oxidischen und oder nichtoxidischen Metalloxiden (z.B. TiO₂, MgF₂, MgO_xF_y, CaF₂, CaO_xF_y, CaO, MgO, LiO, NaO, ZrO₂, 8YSZ, Al₂O₃, CeO₂, Gd₂O₃, Bi₂O₃, B₂O₃, ZnO, ITO, SiN, SiON, SiC, SiOC, TiN, TiC, TiON, TiOC ZrC, ZrN, ZrON, ZrOC) oder deren hydridpolymere Derivate bzw. Verbindungen oder Partikel. The layer material preferably consists predominantly of amorphous or hybrid-polymer SiO ₂ with possibly proportions of amorphous or nanocrystalline oxide and / or non-oxide metal oxides (eg TiO ₂ , MgF ₂ , MgO _x F _y , CaF ₂ , CaO _x F _y , CaO, MgO , LiO, NaO, ZrO ₂ , 8YSZ, Al ₂ O ₃ , CeO ₂ , Gd ₂ O ₃ , Bi ₂ O ₃ , B ₂ O ₃ , ZnO, ITO, SiN, SiON, SiC, SiOC, TiN, TiC, TiON , TiOC ZrC, ZrN, ZrON, ZrOC) or their hydride polymeric derivatives or compounds or particles.

Die Beschichtungslösung für die Sol-Gel-Schicht basiert vorzugsweise auf amorphen bzw. kristallinen molekular- bzw. kolloidal-dispersen bzw. hybridpolymeren Sol-Gel-Vorstufen des Silizium, Titan, Bor, Bismut, Natrium, Lithium, Zirkon, Phosphor, Niob, Hafnium, Yttrium, Aluminium, Zink, Magnesium, Calcium, Zinn (insbesondere SiOR_xR_y TiOR_xX_y, ZrOR_xX_y, AlOR_xX_y, ZnOR_xX_y, MgOR_xX_y, CaOR_xX_y, SnOR_xX_y). Mit OR: Alkoholat, bspw. Ethylat, Methylat, Propylat, Butylat, mit X: Cl, Br, I, F, mit R: Methyl, Ethyl, Butyl, Propyl, Phenyl, Glycidyloxypropyl, Methacryloxypropyl, Aly, Vinyl,) The coating solution for the sol-gel layer is preferably based on amorphous or crystalline molecular or colloidally disperse or hybrid polymer sol-gel precursors of silicon, titanium, boron, bismuth, sodium, lithium, zirconium, phosphorus, niobium, Hafnium, yttrium, aluminum, zinc, magnesium, calcium, tin (especially SiOR _x R _y TiOR _x X _y , ZrOR _x X _y , AlOR _x X _y , ZnOR _x X _y , MgOR _x X _y , CaOR _x X _y , SnOR _x X _y ). With OR: alcoholate, for example ethylate, methylate, propylate, butylate, with X: Cl, Br, I, F, with R: methyl, ethyl, butyl, propyl, phenyl, glycidyloxypropyl, methacryloxypropyl, Aly, vinyl,)

In einer besonderen Ausführungsform liegt die mittlere Partikelgröße der Sol-Gel-Vorstufe in einem Bereich von 0,05–200 nm, besonders bevorzugt von 1–100 nm. Die Partikelform kann dabei sowohl kugelförmig als auch irregulär sein. In a particular embodiment, the mean particle size of the sol-gel precursor is in a range of 0.05-200 nm, particularly preferably 1-100 nm. The particle shape may be both spherical and irregular.

Eine bevorzugte Ausförungsform basiert auf der Verwendung einer UV-härtbaren Sol-Gel-Beschichtung, insbesondere auf einer Hybridpolymeren hydrolysierten und kondensierten Alkoxysilanvorstufe (Glycidylpropyltriethoxysilan-GPTES, Methacryloxypropyltriethoxysilan MPTES, Allylsilan, Vinylsilan), welche als Binder für SiO₂-Nanopartikeln fungiert. A preferred embodiment is based on the use of a UV-curable sol-gel coating, in particular on a hybrid polymer hydrolyzed and condensed alkoxysilane precursor (glycidylpropyltriethoxysilane-GPTES, methacryloxypropyltriethoxysilane MPTES, allylsilane, vinylsilane), which acts as a binder for SiO ₂ nanoparticles.

Bevorzugt wird die hybridpolymere Alkoxysilanvorstufe mit einem Tetraalkoxysilan, bspw. Tetraalkoxysilan, mittels Hydrolyse und Kondensation umgesetzt. Bevorzugt beträgt das molare Verhältnis von Hybridpolymerer Silanvorstufe zu Tetraalkoxysilan 2:1 bis 5:1. The hybrid-polymeric alkoxysilane precursor is preferably reacted with a tetraalkoxysilane, for example tetraalkoxysilane, by means of hydrolysis and condensation. The molar ratio is preferably from hybrid polymer silane precursor to tetraalkoxysilane 2: 1 to 5: 1.

Bevorzugt werden ferner SiO₂-Nanopartikel eingesetzt, welche mit einem Binder fixiert werden dessen Kondensationsgrad größer 60 % ist. Bevorzugt beträgt der Volumenanteil der SiO₂-Nanopartikel größer 30 %, bevorzugt > 50 %. Preference is further given to using SiO ₂ nanoparticles which are fixed with a binder whose degree of condensation is greater than 60%. The volume fraction of the SiO ₂ nanoparticles is preferably greater than 30%, preferably> 50%.

Eine Eigenschaft einer bei Temperaturen größer 200 °C thermisch behandelten Schicht ist, dass sie mikro- bzw. mesoporös ist und eine offene Porosität von 1–50 %, bevorzugt 20–40 %, ganz besonders bevorzugt 25–35 % aufweist. A characteristic of a thermally treated layer at temperatures greater than 200 ° C is that it is microporous or mesoporous and has an open porosity of 1-50%, preferably 20-40%, most preferably 25-35%.

Wird eine Schicht bei 500 °C behandelt, so ist sie je nach Füllgrad mikro- bzw. mesoporös mit einem Porendurchmesser von beispielsweise 0,5–15 nm, bevorzugt 1,0 nm–8 nm, Durchmesser. If a layer is treated at 500 ° C., it is microporous or mesoporous, depending on the degree of filling, with a pore diameter of, for example, 0.5-15 nm, preferably 1.0 nm-8 nm, diameter.

In einer Ausführungsform kann als UV-vernetzende Komponenete eine mit Methacrylsäure komplexierte Sol-Gel-Vorstufe wie beispielsweise Titanalkoxid und oder Zirkonalkoxid, umgesetzt mit Methacrylsäure eingesetzt werden. In one embodiment, a sol-gel precursor complexed with methacrylic acid, such as, for example, titanium alkoxide and or zirconium alkoxide, reacted with methacrylic acid can be used as UV-crosslinking components.

Um siebdruckfähige Lacksysteme herstellen zu können, werden Sol-Gel-Vorstufen mit einem niedrigen Lösungsmittelgehalt bevorzugt. Bevorzugt werden hierfür Lösungsmittel mit einem geringen Dampfdruck bevorzugt kleiner 2 bar. Hierzu wird beispielsweise bei der Herstellung der Sol-Gel-Vorstufe ein Lösungsmitteltausch von leicht flüchtigen Alkoholen gegen Ethylenglycolmonoethylether und/oder Ethylenglycolmonoisopropylether und/oder 4-Hydroxy-4-methyl-2-pentanon und oder Terpineol und oder Diethylenglycolmonoethylether durchgeführt. In order to be able to produce screen-printable coating systems, preference is given to sol-gel precursors with a low solvent content. Preferred solvents for this purpose are those having a low vapor pressure, preferably less than 2 bar. For this purpose, for example, in the preparation of the sol-gel precursor, a solvent exchange of highly volatile alcohols against ethylene glycol monoethyl ether and / or ethylene glycol monoisopropyl ether and / or 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone and or terpineol and or diethylene glycol monoethyl ether.

In einer Ausführungsform hat der Prägelack einen hohen Anteil an Polysiloxanen. Im speziellen werden hierfür verzweigte bzw. lineare Methyl- und oder Phenylpolysiloxane verwendet. Im speziellen sind diese Polysiloxane mit UV- vernetzenden organischen Funktionalitäten versehen. In one embodiment, the embossing lacquer has a high content of polysiloxanes. In particular, branched or linear methyl and / or phenylpolysiloxanes are used for this purpose. In particular, these polysiloxanes are provided with UV-crosslinking organic functionalities.

Bevorzugt werden Polysiloxane eingesetzt, welche einen hohen anorganischen Feststoffanteil von über 50 mass-% und eine mittlere Kettenlänge von 2000–30.000 g/mol besitzen. Preference is given to using polysiloxanes which have a high inorganic solids content of more than 50% by mass and an average chain length of from 2,000 to 30,000 g / mol.

In einer Ausführungsform kann die Schicht auch UV- oder thermisch vernetzende organische bzw. Hybridpolymer-Bestandteile enthalten. In one embodiment, the layer may also contain UV or thermally crosslinking organic or hybrid polymeric components.

Die strukturierte Schicht besteht in einer bevorzugten Ausführungsform zu größer 90 mass-%, bevorzugt 95 %, ganz besonders bevorzugt > 99 % aus SiO₂. Dabei besteht das schichtbildende SiO₂ bevorzugt zu größer 50 mass-%, besonders bevorzugt zu größer 70 mass-% aus den eingesetzten SiO₂-Nanopartikeln. The structured layer consists in a preferred embodiment to greater than 90% by mass, preferably 95%, most preferably> 99% of SiO ₂ . In this case, the layer-forming SiO _{2 is} preferably greater than 50% by mass, particularly preferably greater than 70% by mass, of the SiO ₂ nanoparticles used.

Die erfindungsgemäßen Schichten haben in einer speziellen Ausführungsform gleichzeitig eine Barrierewirkung, im speziellen gegenüber Diffusion. In one particular embodiment, the layers according to the invention simultaneously have a barrier effect, in particular with respect to diffusion.

Ein erster Aushärteschritt während des Prägevorgangs kann mittels UV-Strahlung und/oder thermisch in einem Temperaturbereich von 30–270°C erfolgen, bevorzugt zwischen 50–150°C. A first curing step during the embossing process can take place by means of UV radiation and / or thermally in a temperature range of 30-270 ° C., preferably between 50-150 ° C.

In einer Ausführungsform erfolgt die Aushärtung während des Prägevorgangs ausschließlich durch UV-Licht, insbesondere kann durch ein UV-durchlässiges Prägewerkzeug die Sol-Gel-Schicht vorgehärtet werden, während das Prägewerkzeug mit der Schicht in Kontakt ist. In one embodiment, the curing takes place during the embossing process exclusively by UV light, in particular can be precured by a UV-permeable embossing tool, the sol-gel layer, while the embossing tool is in contact with the layer.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die endgültige Aushärtung thermisch in einem Temperaturbereich von 100–1000°C, bevorzugt zwischen 450–740 °C. In a further embodiment, the final curing takes place thermally in a temperature range of 100-1000 ° C, preferably between 450-740 ° C.

Das Prägewerkzeug wird vorzugsweise mit einem Anpressdruck von 0,01–5 bar aufgebracht. In einer besonderen Ausführungsform findet der Prägeschritt unter Vakuum statt. The embossing tool is preferably applied with a contact pressure of 0.01-5 bar. In a particular embodiment, the embossing step takes place under vacuum.

In weiteren Ausführungsformen werden den Flüssigbeschichtungslösungen Verbindungen beigefügt, die eine ent-, bzw. benetzende Wirkung haben. Im Speziellen können dies beispielsweise Fluororganosilanverbindungen sein. In weiteren Ausführungsformen wird vor der Beschichtung ein spezieller Primer verwendet bzw. ein Vorkonditionierungsschritt der zu beschichtenden Oberfläche durchgeführt. In further embodiments, the liquid coating solutions are accompanied by compounds which have a wetting or wetting effect. In particular, these may be, for example, fluoroorganosilane compounds. In further embodiments, a special primer is used before the coating or a preconditioning step of the surface to be coated is carried out.

In weiteren Ausführungsformen werden die Masterstruktur und/oder der Stempel mit eine Monolage ausbildenden Lösungen beschichtet, die eine be- bzw. entnetzende Wirkung aufweisen. In further embodiments, the master structure and / or the stamp are coated with a monolayer-forming solutions which have a wetting or entendenenden effect.

In einer Ausführungsform kann der Prägelack zur Vermeidung von Topfzeitproblemen als 2 bzw. 3 komponentiges Lacksystem eingesetzt werden. In one embodiment, the embossing lacquer can be used as a 2 or 3-component lacquer system to avoid pot life problems.

Die Erfindung kann als dekoratives Element oder Kennzeichenschutz für Hochtemperaturanwendungen im Home Appliance Bereich, wie Ofensichtscheiben, Vorsatzscheiben und Kochfelder, verwendet werden. The invention may be used as a decorative element or license plate protector for home appliance high temperature applications such as oven windows, attachment panes and cooktops.

Ferner kann die Erfindung als dekoratives Element für Glas oder Glaskeramikelemente im Elektronikbereich oder Automobilbereich, insbesondere für tranparente oder nichttransparente Geräte-Abdeckungen, planare oder verformte Geräteeinhausungen, Geräteverkleidungen oder Blenden. Beispielsweise kann die Erfindung für Mobiltelephone, Smartphones oder Laptops eingesetzt werden. Furthermore, the invention can be used as a decorative element for glass or glass ceramic elements in the electronics or automotive sector, in particular for transparent or non-transparent device covers, planar or deformed device housings, device cladding or panels. For example, the invention can be used for mobile phones, smartphones or laptops.

Ausführungsbeispiel 1: Embodiment 1

In einem Gefäß werden 22,3 g (0,08 mol) GPTES (Glycidyloxypropyltriethoxysilan) mit 4,1 g (0,02 mol TEOS (Tetraethoxysilan) vorgelegt und mit 2,3 g Wasser, in welchem 0,344 g PTSH (Paratoluolsulfonsäure) gelöst sind, hydrolysiert. Nach 2 Min. Rühren werden zu diesem Hydrolysat 110 g einer 15 mass-% alkoholischen Dispersion von kettenförmigen geformten SiO₂-Nanopartikel in Isopropanol gegeben. In a vessel 22.3 g (0.08 mol) of GPTES (glycidyloxypropyltriethoxysilane) with 4.1 g (0.02 mol TEOS (tetraethoxysilane) are introduced and with 2.3 g of water in which dissolved 0.344 g of PTSH (paratoluene sulfonic acid) After stirring for 2 minutes, 110 g of a 15% by mass alcoholic dispersion of chain-shaped SiO ₂ nanoparticles in isopropanol are added to this hydrolyzate.

Die Nanopartikel haben beispielsweise eine kettnförmige Form mit einem Durchmesser von 5–15 nm und einer Länge von 50–150 nm. Zu dieser Lösung werden 15 g Tripropylengycolmonomethylether gegeben und das leicht flüchtige Lösungsmittel bei 100 mbar und 50 °C Badtemperatur am Rotationsverdampfer entfernt. Dem Prägesol werden anschließend 0,6 g des kationischen Photostarters Irgacure^® 250 in 1 g Ethylenglycolisopropylether zugegeben. Mittels Siebdruck unter Verwendung eines 180 er Gewebes können mit dem Lacksystem einseitig Schichten auf Borosilikatglas (Borofloat 33 der SCHOTT AG) aufgebracht werden. Nach Abtrocknen des Lösungsmittels bei RT –80 °C mit oder ohne Umluft wird mit einem Phasenhologramm strukturierter Silikonstempel (PDMS) aufgebracht und anschließend mittels einer UV-Lampe durch den Stempel ausgehärtet. Nach Entfernen des Stempels ist die Struktur des Stempels in den mit Nanopartikeln funktionalisierten Lack übertragen worden. Die Schichten werden jetzt bei Temperaturen von 480 °C für 10 min thermisch ausgehärtet. Die Endschichtdicke beträgt 2,5–3 µm. The nanoparticles, for example, have a chain-like shape with a diameter of 5-15 nm and a length of 50-150 nm. To this solution 15 g Tripropylengycolmonomethylether be given and the volatile solvent removed at 100 mbar and 50 ° C bath temperature on a rotary evaporator. The Prägesol 0.6 g of the cationic photoinitiator Irgacure ^® 250 is added in 1 g Ethylenglycolisopropylether subsequently. By means of screen printing using a 180% fabric, layers can be applied to borosilicate glass (Borofloat 33 from SCHOTT AG) with the paint system on one side. After drying the solvent at RT -80 ° C with or without circulating air is structured with a phase hologram silicone rubber stamp (PDMS) applied and then cured by means of a UV lamp through the stamp. After removal of the stamp, the structure of the stamp has been transferred to the nanoparticle-functionalized lacquer. The layers are now thermally cured at temperatures of 480 ° C for 10 min. The final layer thickness is 2.5-3 μm.

Ausführungsbeispiel 2: Embodiment 2:

In einem Gefäß werden 22,3 g (0,08 mol) GPTES (Methacryloxypropyltriethoxysilan) mit 4,1 g (0,02 mol TEOS (Tetraethoxysilan) vorgelegt und mit 2,3 g Wasser, in welchem 0,344 g PTSH (Paratoluolsulfonsäure) gelöst sind, hydrolysiert. Nach 2 Min. Rühren werden zu diesem Hydrolysat 110 g einer 15 mass-% alkoholischen Dispersion von kettenförmigen geformten SiO₂-Nanopartikel in Isopropanol gegeben. In a vessel 22.3 g (0.08 mol) of GPTES (Methacryloxypropyltriethoxysilane) with 4.1 g (0.02 mol TEOS (tetraethoxysilane) are introduced and with 2.3 g of water in which dissolved 0.344 g of PTSH (paratoluene sulfonic acid) After stirring for 2 minutes, 110 g of a 15% by mass alcoholic dispersion of chain-shaped SiO ₂ nanoparticles in isopropanol are added to this hydrolyzate.

Die Nanopartikel haben beispielsweise eine kettnförmige Form mit einem Durchmesser von 5–15 nm und einer Länge von 50–150 nm. Zu dieser Lösung werden 15 g Tripropylengycolmonomethylether gegeben und das leicht flüchtige Lösungsmittel bei 100 mbar und 50 °C Badtemperatur am Rotationsverdampfer entfernt. Dem Prägesol werden anschließend 0,6 g eines radikalischen Photostarters zugegeben. The nanoparticles, for example, have a chain-like shape with a diameter of 5-15 nm and a length of 50-150 nm. To this solution 15 g Tripropylengycolmonomethylether be given and the volatile solvent removed at 100 mbar and 50 ° C bath temperature on a rotary evaporator. Then 0.6 g of a radical photoinitiator are added to the embossing sol.

Mittels Siebdruck unter Verwendung eines 180 er Gewebes können mit dem Lacksystem einseitig Schichten auf transparente Lithiumalumosilikatglaskeramik mit einer teilweisen schwarzen Emailledekorierung aufgebracht werden. Nach Abtrocknen des Lösungsmittels bei RT –80 °C mit oder ohne Umluft wird mit einem Phasenhologramm strukturierter Silikonstempel (PDMS) aufgebracht und anschließend mittels einer UV-Lampe durch den Stempel ausgehärtet. Nach Entfernen des Stempels ist die Struktur des Stempels in den mit Nanopartikeln funktionalisierten Lack übertragen worden. Die Schichten werden jetzt bei Temperaturen von 670 °C für 4 min thermisch ausgehärtet. Die Endschichtdicke beträgt 2,5–3 µm. By means of screen printing using a 180% fabric, the lacquer system can be used to apply layers on transparent lithium aluminosilicate glass ceramics with a partial black enamel decoration. After drying the solvent at RT -80 ° C with or without circulating air is structured with a phase hologram silicone rubber stamp (PDMS) applied and then cured by means of a UV lamp through the stamp. After removal of the stamp, the structure of the stamp has been transferred to the nanoparticle-functionalized lacquer. The layers are now thermally cured at temperatures of 670 ° C for 4 min. The final layer thickness is 2.5-3 μm.

Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings

Die Erfindung soll im Folgenden bezugnehmend auf die Zeichnungen 1 bis 3 anhand schematisch dargestellter Ausführungsformen erläutert werden. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ofens 1. Es handelt sich in diesem Ausführungsbeispiel um einen Ofen 1, bei dem in einem Arbeitsraum im Betrieb eine offene Flamme brennt. Typischerweise werden derartige Öfen mit Festbrennstoffen betrieben, beispielsweise mit Holzscheiten oder Pellets. The invention will be described below with reference to the drawings 1 to 3 will be explained with reference to schematically illustrated embodiments. 1 shows a schematic view of a furnace 1 , It is an oven in this embodiment 1 in which an open flame burns in a working room during operation. Typically, such ovens are operated with solid fuels, such as logs or pellets.

Der Arbeitsraum des Ofens 1 ist durch eine Kamin- beziehungsweise Ofensichtscheibe 2 einsehbar. Die Kaminsichtscheibe 2 hat unmittelbaren Kontakt zu dem Arbeitsraum des Ofens 1 und kann damit unmittelbaren Kontakt zu den Flammen haben. The working space of the furnace 1 is through a fireplace or furnace window 2 visible. The fireplace visor 2 has direct contact with the working space of the furnace 1 and thus can have direct contact with the flames.

Insbesondere bei Feststoffbrennöfen unterliegen derartige Kaminsichtscheiben hohen thermischen Belastungen, unter anderem daher, da die Festbrennstoffe ungleichmäßig verbrennen und es zeitweise zu einer großen Flammenbildung kommt, bei der die Flammen bis unmittelbar an die Scheibe treten. Especially in solid fuel furnaces such Kaminsichtscheiben are subject to high thermal loads, among other things, therefore, because the solid fuels burn unevenly and it comes at times to a large flame formation, in which the flames occur directly to the disc.

Die Kaminsichtscheibe 2 besteht daher aus einem hitzebeständigen Glaskeramiksubstrat. The fireplace visor 2 is therefore made of a heat-resistant glass-ceramic substrate.

Auf die Kaminsichtscheibe 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Phasenhologramm 3 mittels eines zuvor beschriebenen Verfahrens aufgebracht. On the fireplace visor 2 is a phase hologram in this embodiment of the invention 3 applied by a method described above.

Das Phasenhologramm 3 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel den optischen Eindruck einer lodernden Flamme und ist nur dann sichtbar, wenn die Kaminsichtscheibe 2 von vorne mit einer Lichtquelle bestrahlt wird. Ist es dagegen im Arbeitsraum des Ofens aufgrund des lodernden Feuers heller als durch Lichtquellen außerhalb des Ofens, ist das Phasenhologramm 3 nicht oder nur kaum zu sehen, so dass im Betrieb die Optik des lodernden Feuers nicht durch das Hologramm gestört wird. The phase hologram 3 has in this embodiment, the visual impression of a blazing flame and is only visible when the chimney Sichtscheibe 2 is irradiated from the front with a light source. If, on the other hand, it is brighter in the working space of the furnace due to the blazing fire than by light sources outside the furnace, this is the phase hologram 3 not or hardly to see, so that in operation the appearance of the blazing fire is not disturbed by the hologram.

Ist der Ofen 1 dagegen nicht in Betrieb und wird er von vorne beleuchtet, idealerweise mit einer im Wesentlichen punktförmigen Lichtquelle, entsteht durch das Hologramm der optische Eindruck eines Feuers, welches für den Betrachter beim Vorbeigehen aufgrund des sich ändernden Betrachtungswinkels derart changiert, dass der Eindruck einer lodernden Flamme entsteht. Is the oven 1 On the other hand, it is not in operation and if it is illuminated from the front, ideally with a substantially punctiform light source, the hologram creates the visual impression of a fire, which, due to the changing viewing angle, changes in such a way as to give the viewer the impression of a blazing flame ,

Die Kaminsichtscheibe 2 weist des Weiteren ein Rand 4 auf, welcher mit einer zusätzlichen Schicht, in diesem Ausführungsbeispiel einer abgeschiedenen Metallschicht, versehen ist. Die abgeschiedene Metallschicht kann auf eine geprägte Sol-Gel-Schicht aufgebracht werden, die in diesem Falle strukturgebend für die abgeschiedene Metallschicht ist, so dass der optische Eindruck eines Metallrahmens erzeugt werden kann. Es ist so denkbar, eine als solche rahmenlos ausgebildete Scheibe bereit zu stellen, welche aufgrund der Beschichtung randseitig den optischen Eindruck eines Rahmens hat. Phasenhologramm 3 und struktuergebende Schicht des Rahmens 4 können in einem Arbeitsschritt aufgebracht werden. The fireplace visor 2 also has an edge 4 which is provided with an additional layer, in this embodiment a deposited metal layer. The deposited metal layer can be applied to an embossed sol-gel layer, which in this case is structuring the deposited metal layer, so that the visual impression of a metal frame can be produced. It is conceivable to provide a frameless designed as such disc ready, which has the edge of the optical impression of a frame due to the coating. phase hologram 3 and structuring layer of the frame 4 can be applied in one step.

2 zeigt schematisch ein weiteres Auführungsbeispiel der Erfindung, wobei in diesem Fall ein Kochfeld 5 gezeigt ist. Das Kochfeld 5 umfasst ein Glaskeramiksubstrat 6, welches aufgrund darunter liegender Heizelemente Kochplatten 7 aufweist. 2 schematically shows a further Auführungsbeispiel the invention, in which case a hob 5 is shown. The stove top 5 comprises a glass-ceramic substrate 6 , which due to underlying heating elements hotplates 7 having.

In diesem Auführungsbeispiel ist auf einer Kochplatte 7 ein Phasenhologramm 8 in Form eines dreidimensional erscheindenden Schriftzuges aufgebracht. In this Auführungsbeispiel is on a hotplate 7 a phase hologram 8th applied in the form of a three-dimensional appearing lettering.

Durch die Erfindung können deratig hitzebeständige Hologramme bereit gestellt werden, dass diese sogar im Bereich der Platten 7 aufgebracht werden können. By virtue of the invention, heat-resistant holograms can be provided, even in the area of the plates 7 can be applied.

Neben einer dekorativen Funktion kann das Hologramm auch die Funktion eines Originalitäts- und Sicherheitsmerkmals haben. In addition to a decorative function, the hologram can also function as a tamper-evident and security feature.

Durch die Erfindung können großflächige Hologramme aufgebracht werden, insbesondere in einem Bereich von 2 × 2 cm bis 100 × 100 cm. Large-area holograms can be applied by the invention, in particular in a range of 2 × 2 cm to 100 × 100 cm.

3 zeigt ein Flussbild der wesentlichen Verfahrensschritte bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Kochfeldes oder einer Kaminsichtscheibe. 3 shows a flow chart of the essential process steps in the manufacture of a hob according to the invention or a chimney panel.

Zunächst wird ein hitzebeständiges Glaskeramiksubstrat bereit gestellt. Aufgrund der Hitzebeständigkeit der beschriebenen Beschichtungen kann das Glaskeramiksubstrat zunächst auch als sogenanntes Grünglas bereit gestellt werden, also als Vorläufersubstrat, bei dem der Keramisierungsprozess noch durchgeführt werden muss. First, a heat-resistant glass-ceramic substrate is provided. Due to the heat resistance of the coatings described, the glass-ceramic substrate can initially also be provided as so-called green glass, ie as a precursor substrate, in which the ceramization process still has to be carried out.

Auf das Glaskeramiksubstrat wird eine Sol-Gel-Schicht aufgebracht. A sol-gel layer is applied to the glass-ceramic substrate.

Sodann wird ein zuvor berechnetes Phasenhologramm mittels eines Prägestempels eingeprägt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindugn eine Vorhärtung vorgenommen wird, indem bei Kontakt mit dem Prägestempel das verwendete Sol mittels UV-Licht ausgehärtet wird. Diese Härtung erfolgt vorzugsweise durch einen für UV-Licht transparenten Stempel. Then, a previously calculated phase hologram is impressed by means of a stamping die, wherein in this embodiment of the invention pre-hardening is carried out by curing the sol used by means of UV light upon contact with the stamping die. This curing is preferably carried out by a UV-transparent transparent stamp.

Die Sol-Gel-Schicht ist nunmehr soweit formstabil, als dass diese beim Abziehen des Stempels nicht verläuft. The sol-gel layer is now dimensionally stable as far as it does not run when removing the stamp.

Nach Entfernen des Prägestempels wird die Sol-Gel-Schicht thermisch gehärtet, wobei organische Bestandteile des Sols überwiegend entfernt werden. Es bleibt eine im Wesentlichen anorganisch ausgebildete Schicht übrig, die hoch temperaturbeständig ist. After removal of the embossing stamp, the sol-gel layer is thermally cured, whereby organic components of the sol are predominantly removed. There remains a substantially inorganic layer formed, which is highly temperature resistant.

Anschließend wird in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung noch eine dünne Siliziumoxydschicht als Kratzschutzschicht aufgetragen. Subsequently, in this embodiment of the invention, a thin silicon oxide layer is applied as a scratch-resistant layer.

Durch die Erfindung konnte ein einfaches und effizientes Verfahren bereit gestellt werden, mittels dessen sich Kaminsichtscheiben und Kochfelder mit einem Hologramm versehen lassen. By means of the invention, a simple and efficient method could be provided by means of which fireplace viewing windows and hobs can be provided with a hologram.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 20010622494 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN EN ISO 4287 [0037]
ASME B46.1 [0037]
DIN EN ISO 4287 [0038]
ASME B46.1 [0038]

Claims

A method of making a cooktop, panel, appliance enclosure, or a fireplace or oven panel comprising the steps of: Providing a substrate, Application of a sol-gel layer, Imprinting a phase hologram into the sol-gel layer, - curing the sol-gel layer.

A method for producing a hob or a panel or device housing or a fireplace or furnace panel according to the preceding claim, characterized in that a substrate made of glass ceramic is used.

A method for producing a cooktop or a panel or device housing or a fireplace or furnace panel according to any one of the preceding claims, characterized in that the embossed sol-gel layer is heated so that organic components are removed predominantly.

A method for producing a hob or a panel or device housing or a fireplace or furnace window according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate is bent at least in sections, in particular after the embossing.

A method for producing a cooking field or a panel or device housing or a fireplace or furnace panel according to any one of the preceding claims, characterized in that an uneven substrate is used, which valleys, in particular scratches, with a depth of more than 50 nm, preferably more than 100 nm, and more preferably more than 300 nm.

A method for producing a hob or a panel or device housing or a fireplace or furnace window according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate has a roughness R _a greater than 0.1 microns, preferably greater than 0.2 microns.

Method for producing a hob or a panel or device housing or a fireplace or furnace panel, characterized in that the substrate and sol-gel layer is coordinated such that the refractive index of the cured sol-gel layer is less than 0.3, preferably less than 0.2, more preferably less than 0.1, differs from the refractive index of the substrate.

A method for producing a cooktop or a panel or device housing or a fireplace or furnace panel according to any one of the preceding claims, characterized in that on the phase hologram, a further layer is arranged, in particular a Antikratzschicht, color layer or metallic layer.

A method for producing a hob or a panel or device housing or a fireplace or furnace panel according to any one of the preceding claims, characterized in that the Phasenholgramm is designed such that it is visible only when light from the side facing the hologram on the hob or a panel or appliance housing or the chimney or oven window.

Cooking field or a panel or device housing Fireplace or furnace panel, manufacturable, in particular produced by a method according to any one of the preceding claims.

Use of an at least partially transparent substrate on which a hologram is applied, as a hob or a panel or device housing or fireplace or furnace window, which is exposed to a temperature of about 300 ° C.