DE102007061272A1 - Thermo-chromatic layers based on glass or ceramic glass substrate e.g. electrically heated kitchen oven hotplate surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Schichten, insbesondere photonische Schichten, enthaltend thermochrome Verbindungen, auf Glas- oder Glaskeramiksubstraten.The Invention relates to layers, in particular photonic layers, containing thermochromic compounds on glass or glass ceramic substrates.
Hintergrund und Stand der TechnikBackground and state of the technology
Als Thermochromie bezeichnet man die Eigenschaft bestimmter Substanzen, bei Erwärmung die Farbe zu ändern. Dieser Vorgang ist reversibel, d. h. nach dem Abkühlen nehmen sie wieder ihre ursprüngliche Farbe an. Grund für diese Farbveränderungen sind bei einigen Materialien Änderungen in der Kristallstruktur. Bekannt ist dieses Verhalten unter anderem bei den anorganischen Verbindungen Rutil und Zinkoxid, die ihre Farbe bei starkem Erhitzen von weiss nach gelb ändern. Thermochromie ist bei organischen Verbindungen noch häufiger als bei anorganischen Verbindungen anzutreffen. Anwendung findet dieser Effekt beispielsweise bei Thermolacken. So kann anhand einer Farbskala aufgrund der Verfärbung des Lackes die Oberflächentemperatur eines Gegenstandes abgeschätzt werden. Üblich sind solche Sicherheitsanstriche in der Chemieindustrie. Es gibt auch bekannte Anwendungsbeispiele aus dem Haushalt, wie Tassen, die je nach Temperatur des Getränks ein aufgetragenes Motiv verändern oder Breilöffel für Kleinkinder, die als Warnsignal bei zu heißer Kost ihre Farbe wechseln.When Thermochromism is the property of certain substances to change color when heated. This process is reversible, d. H. after cooling, they take again their original color. Reason for these color changes For some materials, there are changes in the crystal structure. Known this behavior is among other things with the inorganic connections Rutile and zinc oxide, which turns white when heated strongly change to yellow. Thermochromism is still present in organic compounds more common than inorganic compounds. This effect is used, for example, in thermal paints. So can by means of a color scale due to the discoloration of the paint the surface temperature of an object be estimated. Usual are such safety coatings in the chemical industry. There are also known application examples from the household, such as cups, depending on the temperature of the drink change a applied motif or porridge spoon for toddlers, as a warning signal when the food is too hot change color.
Nicht bekannt ist bislang der Einsatz derartiger thermochromer Verbindungen auf Glas- oder Glaskeramiksubstraten, wie beispielsweise Kochfeldern. Gängige Temperaturanzeigesysteme in Kochfeldern basieren auf der Messung der Temperatur durch Thermosensoren, die an der Unterseite zwischen Glaskeramik und Heizer angebracht sind. Die Anzeige erfolgt dann in der Regel mittels Leuchtdioden (LEDs). Diese im Stand der Technik übliche Umsetzung nutzt einen separaten Temperatursensor und ist somit unabhängig von der Glaskeramikkochfläche. Dies bedeutet, dass die technische Realisierung aufwendig und schwierig ist. Weiterhin wird mit diesen Systemen lediglich die Temperatur in Form von Zahlen oder Buchstaben angezeigt oder es erfolgt lediglich eine relativ undifferenzierte Anzeige.Not So far, the use of such thermochromic compounds is known on glass or glass ceramic substrates, such as hobs. Common temperature display systems based in hobs on the measurement of temperature by thermosensors connected to the Bottom between glass ceramic and heater are mounted. The Display is then usually by means of LEDs (LEDs). These Conventional implementation in the prior art uses a separate Temperature sensor and is thus independent of the glass ceramic cooking surface. This means that the technical realization is complicated and difficult is. Furthermore, with these systems, only the temperature displayed in the form of numbers or letters or it just happens a relatively undifferentiated advertisement.
Aus
dem Stand der Technik sind bislang einige Anwendungen von thermochromen
Oxiden bekannt geworden:
So beschreibt beispielsweise die
For example, describes the
Weiterhin
beschäftigt sich die
Ferner
beschreibt die
Die
Schließlich
beschreibt das
Weiterhin
bekannt sind sogenannte photonische Kristalle. Photonische Kristalle
stellen eine neue Materialklasse dar, bei der die Wechselwirkung
mit beliebiger elekromagnetischer Strahlung, insbesondere Licht, durch
eine periodische Anordnung des Materials zu völlig neuen
Eigenschaften und Anwendungen führt. Beispielsweise lässt
sich wellenlängenabhängig ein perfekter Spiegel
oder Filter realisieren, oder Licht lässt sich in geeigneten
Anordungen quasi um die Ecke führen. Beispielsweise seien
in diesem Zusammenhang auf die Farbeffekt-Schichtsystemen auf Basis
von photonischen Kristallen gemäß der
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein oder mehrere Schichten bereitzustellen, welche die geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeiden und eine Visualisierung des Temperaturzustandes je nach Erwärmungsgrad eines Substrats aus Glas oder Glaskeramik für entsprechende Anwendungsbereiche ermöglicht. Die Schicht(en) soll(en) hierbei insbesondere für die Anwendung auf großflächigen und beliebig geformten Substraten geeignet sein.Of the The present invention is therefore based on the object, an or To provide multiple layers, which the disadvantages described avoid the prior art and visualization of the temperature condition depending on the degree of heating of a substrate made of glass or glass ceramic for appropriate applications. The layer (s) is intended hereby in particular for use on large and arbitrarily shaped substrates be suitable.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Erfindungsgemäß wird die vorangehend geschilderte Aufgabe gelöst, indem ein Schichtsystem aus ein oder mehreren Schichten auf einem Substrat, ausgewählt aus Glas oder Glaskeramik, bereitgestellt wird, das ein oder mehrere thermochrome Verbindungen, bevorzugt oxidische Verbindungen, enthält, das zur Visualisierung von Temperaturänderungen durch einen strukturellen Phasenübergang geeignet ist. Besonders bevorzugt kommen im Schichtsystem ein oder mehrere planare und/oder photonische Schichten zum Einsatz, ganz besonders bevorzugt sind sämtliche Schichten photonische Schichten. Planare Schichten sind erfindungsgemäß solche Schichten, die keine photonischen Eigenschaften aufweisen.According to the invention solved the above problem by a Layer system of one or more layers on a substrate, selected from glass or glass-ceramic, is provided one or more thermochromic compounds, preferably oxidic Compounds, which is used to visualize temperature changes is suitable by a structural phase transition. Particularly preferably, one or more planar layers are used in the layer system and / or photonic layers for use, most preferably all layers are photonic layers. planar Layers according to the invention are such layers which have no photonic properties.
Erfindungsgemäß sind die verwendeten Verbindungen solche Verbindungen, die einen temperaturabhängigen Phasenübergang zeigen. Dabei ändert sich beispielsweise die Struktur des Materials und neben anderen Eigenschaften werden auch die optischen Eigenschaften des Materials beeinflusst, wie z. B. der Brechungsindex oder der Absorptionskoeffizient. Diese Änderungen können sowohl den Farbeindruck des Materials betreffen als auch das Transmissionsverhalten. Beides kann dazu genutzt werden, um den Erwärmungsgrad des Materials direkt sichtbar zu machen. Derartige Verbindungen werden in der vorliegenden Erfindung auch als thermochrome Verbindungen bezeichnet.According to the invention the compounds used are those compounds which are temperature dependent Show phase transition. This changes, for example the structure of the material and among other properties will be also affects the optical properties of the material, such as z. As the refractive index or the absorption coefficient. These changes can affect both the color impression of the material as well as the transmission behavior. Both can be used to to make the degree of heating of the material directly visible do. Such compounds are also used in the present invention termed thermochromic compounds.
Die thermochromen Verbindungen sind im Rahmen der Erfindung nicht besonders beschränkt, es kann vielmehr jede thermochrome Verbindung zum Einsatz kommen, welche einen geeigneten Phasenübergang hat. Eine geeignete thermochrome Verbindung ist beispielsweise Vanadiumoxid, insbesondere Vanadiumdioxid VO2, welches bei etwa 70°C einen Phasenübergang zeigt. Weitere thermochrome Verbindungen sind CuI, HgI, Cu2HgI4.The thermochromic compounds are not particularly limited within the scope of the invention, but rather any thermochromic compound can be used which has a suitable phase transition. A suitable thermochromic compound is, for example, vanadium oxide, in particular vanadium dioxide VO 2 , which shows a phase transition at about 70 ° C. Further thermochromic compounds are CuI, HgI, Cu 2 HgI 4 .
Besonders bevorzugt sind jedoch Vanadiumoxide. Unter Vanadiumoxid gemäß der vorliegende Erfindung werden alle Verbindungen der Summenformel VxOy verstanden, also z. B. VO2, V2O3, aber auch nichtstöchiometrische Mischungen. Vanadiumoxid kann mit einer großen Bandbreite der Stöchiometrie vorliegen. Insbesondere bevorzugt ist Vanadiumdioxid mit x = 1 und y = 2, d. h. ein Verhältnis von Sauerstoff/Vanadium von 2:1. Das Vanadiumdioxid zeigt einen reversiblen Halbleiter-Metall-Phasenübergang bei einer kritischen Temperatur von etwa 67°C, welches das Ergebnis einer atomaren Neuordnung darstellt. Oberhalb dieser sogenannten kritischen Temperatur oder Phasenübergangstemperatur hat Vanadiumdioxid ein tetragonales Rutilgitter und zeigt metallische Eigenschaften. Unterhalb der kritischen Temperatur ist Vanadiumdioxid ein Halbleiter mit kleiner Bandlücke mit einer monoklinen Gitterstruktur. Dieser reversible Übergang bedeutet eine sprunghafte Änderung der Leitfähigkeitseigenschaften sowie große Änderungen der optischen Eigenschaften. VO2 ändert bei diesem Feststoff-Feststoff-Phasenübergang seine Eigenschaften abrupt. Dieser Phasenübergang tritt dabei sehr schnell in weniger als etwa 500 fs auf.However, vanadium oxides are particularly preferred. Under vanadium oxide according to the present invention, all compounds of the empirical formula V x O y understood, ie z. B. VO 2 , V 2 O 3 , but also non-stoichiometric mixtures. Vanadium oxide can be present with a wide range of stoichiometry. Particularly preferred is vanadium dioxide with x = 1 and y = 2, ie a ratio of oxygen / vanadium of 2: 1. The vanadium dioxide shows a reversible semiconductor-metal phase transition at a critical temperature of about 67 ° C, which is the result of a nuclear rearrangement. Above this so-called critical temperature or phase transition temperature, vanadium dioxide has a tetragonal rutile lattice and exhibits metallic properties. Below critical temperature, vanadium dioxide is a narrow bandgap semiconductor with a monoclinic lattice structure. This reversible transition means a sudden change in the conductivity properties as well as large changes in the optical properties. VO 2 changes its properties abruptly during this solid-solid phase transition. This phase transition occurs very quickly in less than about 500 fs.
Ein besonderer Vorteil von Vanadiumdioxid liegt darin, dass die Phasenübergangstemperatur relativ niedrig liegt, wodurch dieses für den praktischen Einsatz besonders geeignet ist. Ein weiterer Vorzug ist, dass Vanadiumdioxid im Vergleich zu anderen thermochromen Oxiden vergleichsweise stabil ist.One particular advantage of vanadium dioxide is that the phase transition temperature relatively low, which makes it practical Use is particularly suitable. Another preference is that vanadium dioxide relatively stable compared to other thermochromic oxides is.
Die vorliegende Erfindung nutzt insbesondere die optischen Eigenschaften der thermochromen Verbindungen zur Temperaturvisualisierung und damit Temperaturanzeige. Es können auch Mischungen von mehreren thermochromen Verbindungen zum Einsatz kommen, was jedoch nicht bevorzugt ist.The in particular, the present invention utilizes the optical properties thermochromic compounds for temperature visualization and thus temperature display. It can also be mixtures of several thermochromic compounds are used, but not is preferred.
Erfindungsgemäß werden die thermochromen Materialien als Schichten aufgebracht. Bevorzugt sind photonische Schichten. Ganz besonders bevorzugt sind sämtliche Schichten des erfindungsgemäßen Schichtsystems photonische Schichten, die zumindest eine thermochrome Verbindung, wie beispielsweise VO2, enthalten oder hieraus bestehen.According to the invention, the thermochromic materials are applied as layers. Preference is given to photonic layers. Most preferably, all layers of the layer system according to the invention are photonic layers which contain or consist of at least one thermochromic compound, such as VO 2 .
Unter photonischen Schichten bzw. Strukturen bzw. Kristallen werden Materialien mit einer kristallanalogen Überstruktur verstanden. Photonische Strukturen zeichnen sich durch eine regelmäßige dreidimensionale periodische Gitterstruktur aus, die aus Bereichen mit stark wechselnden Brechungsindizes bestehen. Die einzigartigen optischen Eigenschaften werden in einer dreidimensionalen räumlich periodischen Anordnung von hoch- und niedrigbrechenden Materialien mit einer Gitterperiodizität in der Größenordnung der Wellenlänge des optischen Spektrums erreicht. Photonische Strukturen können eine photonische Bandlücke, d. h. verbotene oder für Photonen unzugängliche Energiezustände, aufweisen, also Bereiche verbotener Energie, in denen sich elektromagnetische Wellen nicht innerhalb des Kristalls ausbreiten können. In photonischen Strukturen muss aber keine Bandlücke vorliegen, da auch bereits eine stark Winkel- und Wellenlängenabhängige Reflektivität ausreicht.Photonic layers or structures or crystals are understood as meaning materials having a crystal-like superstructure. Photonic structures are characterized by a regular three-dimensional periodic lattice structure consisting of areas with strongly changing refractive indices. The unique optical properties are in a three-dimensional spatially periodic arrangement of high and low refractive index materials with a grating periodicity on the order of the wavelength of the optical spectrum. Photonic structures can have a photonic band gap, ie forbidden or photon inaccessible energy states, ie areas of forbidden energy in which electromagnetic waves can not propagate within the crystal. In photonic structures, however, no band gap must be present, since even a highly angle and wavelength-dependent reflectivity is sufficient.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter „kristallanalogen Überstrukturen" mit der beschriebenen hochgeordneten Periodizität oder Quasiperiodizität in der Größenordnung der Wellenlänge sichtbaren Lichts das eingangs geschilderte System der photonischen Kristalle verstanden. In der vorliegenden Erfindung liegen die photonischen Schichten mit einer dreidimensionalen Periodizität vor, d. h. eine sich wiederholende zweidimensionale Anordnung, die auf der Längsskala (x- und y-Richtung eines kartesischen Systems) vorliegt, wobei sich die alternierende Schicht- bzw. Lagenabfolge periodisch wiederholt (z-Achse) und zu einer dreidimensionalen Periodizität führt. Mit anderen Worten, die Periodizität wiederholt sich innerhalb einer Lage von Kugeln und gegebenenfalls innerhalb weiterer hierauf vorgesehener Lagen von weiteren Kugeln.in the Within the scope of the present invention, the term "crystal-like superstructures" with the described highly ordered periodicity or Quasiperiodicity of the order of magnitude the wavelength of visible light the initially described System of photonic crystals understood. In the present Invention are the photonic layers with a three-dimensional Periodicity before, d. H. a repetitive two-dimensional Arrangement on the longitudinal scale (x and y direction of a Cartesian system), whereby the alternating layer or layer sequence repeated periodically (z-axis) and to a three-dimensional Periodicity leads. In other words, the periodicity Repeats within a layer of balls and optionally within further layers of further balls provided thereon.
Erfindungsgemäß kann eine Schicht demnach aus mehreren Lagen von Kugeln aufgebaut sein. Beispielsweise können bis zu etwa 500 Lagen Kugeln in einer Schicht vorhanden sein. Es können aber auch deutlich weniger Kugellagen vorliegen. Es kann eine Schicht oder es können mehrere Schichten übereinander aufgebracht werden.According to the invention a layer should therefore be composed of several layers of balls. For example, up to about 500 layers of balls in one Layer be present. But it can also be significantly less Ball layers present. It can be a layer or it can several layers are applied one above the other.
Diese Schichten haben durch eine Variation der photonischen Struktur einen zusätzlichen Freiheitsgrad, um gewünschte, bisher durch einfache Schichtsysteme nicht realisierbare, optische Eigenschaften zu zeigen. Die photonischen Schichten können sich beispielsweise hinsichtlich der Periodizität und/oder der Größe oder -verteilung der Kugeln unterscheiden, die auch mit den resultierenden Hohlraumgrößen bzw. -verteilungen zwischen den Kugeln, insbesondere Abständen der Kugeln, in Zusammenhang stehen. „Periodizität" bedeutet im Rahmen der Erfindung eine bestimmte Einheit von Kugeln, deren Anordnung sich in einer Lage ständig wiederholt und sich gegebenenfalls in weiteren Lagen erneut wiederholt.These Layers have a variation of the photonic structure additional degree of freedom to desired, so far by simple layer systems not realizable, optical properties to show. The photonic layers may be, for example in terms of periodicity and / or size or distribution of the balls differ, which also with the resulting cavity sizes or distributions between the balls, in particular distances the balls, related. "Periodicity" means in the context of the invention, a specific unit of balls whose Arrangement constantly repeated and in a situation optionally repeated in further layers again.
Vorzugsweise weisen sämtliche Kugeln einer Lage dieselbe Kugelgröße, vorzugsweise mit enger Kugelgrößen-Verteilung auf, noch bevorzugter weisen mehrere Lagen von Kugeln dieselbe Kugelgröße mit enger Kugelgrößen-Verteilung auf, ganz besonders bevorzugt weisen sämtliche Kugeln aller Lagen dieselbe Kugelgröße mit enger Kugelgrößen-Verteilung auf. Es können auch zwei, drei oder mehr Schichten mit gleicher oder unterschiedlicher Anzahl an Lagen von Kugeln und gegebenenfalls variierender Kugelgröße und unterschiedlicher Periodizität vorliegen.Preferably all balls of a layer have the same ball size, preferably with narrow sphere size distribution More preferably, several layers of balls have the same ball size with narrow ball size distribution on, especially Preferably, all balls of all layers have the same Ball size with narrow ball size distribution on. It can also be two, three or more layers with same or different number of layers of balls and optionally varying ball size and different Periodicity present.
Untersuchungen
haben gezeigt, dass es eine Korrelation zwischen Partikelgröße
und Phasenübergangstemperatur gibt (siehe Materials Science
and Engineering B54,
Erfindungsgemäß kann eine Schicht, beispielsweise aufgebaut aus mehreren Lagen von Kugeln, vorteilhafterweise eine Schichtdicke im Bereich von etwa 1 μm bis etwa 100 μm, insbesondere etwa 1 μm bis etwa 50 μm, aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schichtdicke im Bereich von 1 bis 10 μm, noch bevorzugter von 1 bis 8 μm, ganz besonders bevorzugt 1 bis 5 μm, insbesondere 2 bis 5 μm liegt.According to the invention a layer, for example composed of several layers of balls, advantageously a layer thickness in the range of about 1 micron up to about 100 μm, in particular about 1 μm to about 50 μm, exhibit. It is particularly advantageous if the layer thickness in Range of 1 to 10 μm, more preferably 1 to 8 μm, most preferably 1 to 5 microns, in particular 2 to 5 microns is.
Die einzelnen Kugelgrößen werden je nach Anwendungsbereich und gewünschter Wellenlänge des Lichts variiert. Besonders bevorzugte Kugelradien liegen im Bereich von etwa 400 nm bis etwa 3000 nm. Es können aber auch deutlich größere oder kleinere Kugelradien zum Einsatz kommen. Erfindungsgemäß können die Kugeln vorteilhafterweise in einer Größe im Bereich von etwa 10 nm bis etwa 10 μm ausgewählt werden, also in einem Bereich, der für photonische Kristallstrukturen typisch ist. Eine Kugel enthält einen Anteil an ein oder mehreren thermochromen Verbindungen, besteht hieraus oder ist mit ein oder mehreren thermochromen Verbindungen teilweise oder vollständig beschichtet.The individual ball sizes are varied depending on the application and the desired wavelength of the light. Particularly preferred spherical radii are in the range of about 400 nm to about 3000 nm. However, significantly larger or smaller spherical radii can also be used. According to the invention, the spheres can advantageously be selected in a size in the range from about 10 nm to about 10 μm, that is to say in a region which is typical for photonic crystal structures. A ball contains a share of one or more thermochromic compounds, consists thereof or is partially or completely coated with one or more thermochromic compounds.
Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Kugeln teilweise oder vollständig mit ein oder mehreren thermochromen Verbindungen beschichtet, wobei die Kugeln aus einem anderen, vorzugsweise inerten, Material aufgebaut sind, welches die photonischen und thermochromen Eigenschaften nicht beeinträchtigt. Besonders geeignete inerte Materialien können ausgewählt sein aus SiO2 kristalliner und/oder amorpher Struktur, da sich dieses direkt in einem nasschemischen Verfahren als Kugeln abscheiden lässt. Jedoch können auch andere dem Fachmann bekannte Materialien verwendet werden, wie Aluminiumoxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Titanoxid, Chromoxid, Eisenoxid.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the balls are partially or completely coated with one or more thermochromic compounds, wherein the balls are made of another, preferably inert, material which does not affect the photonic and thermochromic properties. Particularly suitable inert materials can be selected from SiO 2 crystalline and / or amorphous structure, since this can be deposited directly as balls in a wet chemical process. However, other materials known to those skilled in the art may be used, such as alumina, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, chromium oxide, iron oxide.
Erfindungsgemäß ist es ebenfalls möglich, Kugeln unterschiedlicher Materialien zu kombinieren. Jedoch ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Kugeln einer Lage, bevorzugt mehrerer Lagen, ganz besonders bevorzugt sämtlicher Lagen einer Schicht, aus demselben Material aufgebaut sind.According to the invention It also possible balls of different materials to combine. However, it is preferred according to the invention if the balls of one layer, preferably several layers, especially preferably all layers of a layer, from the same Material are constructed.
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kugeln ausgewählt aus SiO2, die mit VO2 beschichtet sind.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, the balls are selected from SiO 2 , which are coated with VO 2 .
Es können weitere Verbindungen in der Schicht enthalten sein, welche die Eigenschaften des thermochromen Materials gezielt beeinflussen, z. B. die Haftfestigkeit erhöhen, das Absorptionsverhalten verbessern oder Einfluss auf die Temperatur des Phasenwechsels nehmen. Beispielsweise kann durch zusätzliche Dotierung der photonischen Schicht(en) bzw. des Materials aus dem die Kugeln bestehen, mit Elementen, wie etwa Chrom, Wolfram, Niob, Titan, Molybdän, Iridium, Tantal und Mischungen dieser eine Verschiebung der Übergangstemperatur, also der Temperatur bei der sich der Farbumschlag zeigt, eingestellt werden. Dadurch lassen sich verschiedene Temperaturbereiche visualisieren.It For example, further compounds may be included in the layer which specifically influence the properties of the thermochromic material, z. B. increase the adhesion, the absorption behavior improve or influence the temperature of the phase change. For example, by additional doping of the photonic Layer (s) or the material of the balls, with Elements such as chromium, tungsten, niobium, titanium, molybdenum, Iridium, tantalum and mixtures of these a shift in the transition temperature, So the temperature at which the color change shows set become. As a result, different temperature ranges can be visualized.
Von besonderem Vorteil sind die erfindungsgemäßen Effekte beispielsweise, wenn das Substrat eine Glaskeramik-Kochfläche ist, und die thermochrome(n) Verbindung(en) in Form ein oder mehrerer Schichten in einer Kochfläche integriert vorliegt(en), um den Temperaturzustand der Glaskeramik zu visualisieren, also für den Verwender sichtbar zu machen. Durch die Visualisierung erschließt sich für den Verwender unmittelbar, dass die Temperatur der Kochfläche einen bestimmten Wert hat. Die Anzeigemöglichkeit der Temperatur in Glaskeramik-Kochflächen ohne aufwendige elektronische Konstruktionen ist von großem Vorteil, da die Visualisierung des Temperaturbereichs der Glaskeramik für die Anwendung als Kochfeld ein wichtiges Eigenschaftsmerkmal darstellt, das für den Verbraucher von erheblichem Nutzen ist. Der Verwender kann auf die erreichte Temperatur rückschließen. Der visuellen Anzeige kommt neben dem Informationsgehalt aucu eine Warnfunktion zu, die den Verwender beispielsweise vor hohen Temperaturen warnt, um Verletzungen vorzubeugen.From particular advantage are the inventive Effects, for example, when the substrate is a glass ceramic cooking surface and the thermochromic compound (s) in the form of one or more Layers integrated in a cooking surface (s), to visualize the temperature state of the glass ceramic, ie to make visible to the user. Through the visualization opens up to the user directly that the temperature of the cooking surface has a certain value. The display possibility of the temperature in glass ceramic cooking surfaces without elaborate electronic constructions is of great Advantage, since the visualization of the temperature range of the glass ceramic an important characteristic feature for use as a hob represents a significant benefit for the consumer is. The user can infer the temperature reached. The visual display comes next to the information content aucu a warning function which warns the user of, for example, high temperatures, to prevent injuries.
Durch Erzeugen einer periodischen oder quasiperiodischen Struktur auf der Oberfläche eines Glases oder einer Glaskeramik mit einer dreidimensionalen Periodizität, die in der Größenordnung der Wellenlänge sichtbaren Lichtes liegt, kann ein deutlich verstärkter Farbeindruck am Phasenübergang der thermochromen Verbindungen erzielt werden, wodurch eine deutliche Visualisierung von ein oder mehreren Temperaturbereichen gelingt.By Generating a periodic or quasi-periodic structure on the surface of a glass or a glass ceramic with a three-dimensional periodicity that is of the order of magnitude the wavelength of visible light, can be a clear enhanced color impression at the phase transition of thermochromic compounds are achieved, creating a significant Visualization of one or more temperature ranges succeeds.
Die erfindungsgemäße Schicht oder Schichten müssen keine vollflächigen Schichten sein, sondern können auch teilflächig aufgebracht werden. Dies kann beispielsweise auch in Form von einem Dekor oder Designelement vorliegen. Unter „Dekor" soll eine strukturierte teil- oder vollflächige Schicht verstanden werden, welche beispielsweise auf der Ober- und/oder Unterseite eines Substrates aufgebracht wird. Die Schichtdicke eines Dekors liegt besonders bevorzugt im Bereich von 1–5 μm.The inventive layer or layers must can not be full-surface layers, but can also be applied over part of the area. This can be, for example also in the form of a decor or design element. Under "Decor" should be a structured partial or full surface layer be understood, for example, on the top and / or Bottom of a substrate is applied. The layer thickness of a Decor is particularly preferably in the range of 1-5 microns.
Die
Herstellung photonischer Schichten ist bekannt und kann beispielsweise
durch Selbstorganisation der Partikel, die die photonische Struktur
ausbilden oder durch Sol-Gel-Infiltration in einen Vorformling,
ein sogennantes Templat, hergestellt werden, wobei die hochorganisierten,
kristallanalogen Überstrukturen oder inversen kristallanalogen Überstrukturen
einer hyperkritischen Trocknung unterzogen werden, wie beispielsweise
in der
Besonders bevorzugt werden die erfindungsgemäßen photonischen Schichten durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt. Das Sol-Gel-Verfahren ist hierbei bevorzugt eine Sol-Gel-Infiltration.Especially the photonic according to the invention are preferred Layers made by a sol-gel process. The sol-gel process Here is preferably a sol-gel infiltration.
Hierbei kann die Gitterperiodizität der so entstehenden kristallanalogen Überstruktur beispielsweise durch die Wahl der Kugelgröße bestimmt werden. Erfindungsgemäß haben die kristallanalogen oder inversen kristallanalogen Überstrukturen eine Gitterperiodizität im Brechzahlverlauf im Bereich der Wellenlänge des sichtbaren Spektrums, d. h. im Bereich 380 nm ≤ Abstand zwischen den Kugeln ≤ 780 nm.in this connection can the lattice periodicity of the resulting crystal-like superstructure for example, determined by the choice of the ball size become. According to the invention, the crystal analogues or inverse crystal-analogous superstructures a lattice periodicity in the refractive index curve in the range of the wavelength of the visible Spectrum, d. H. in the range 380 nm ≤ distance between the Balls ≤ 780 nm.
Für die photonischen Schichten ist die strenge Periodizität im Brechzahlverlauf oder ggf. einen Brechungsindexsprung und hohe Symmetrie der kristallanalogen inversen kristallanalogen Überstruktur bzw. des photonischen Kristalls entscheidend, so dass selbstverständlich nur entsprechend geeignete Verfahren, welche diese Voraussetzungen erfüllen, verwendet werden können.For the photonic layers is the strict periodicity in the refractive index or, if necessary, a refractive index jump and high Symmetry of the crystal-analogous inverse crystal-analogous superstructure or the photonic crystal crucial, so of course only appropriate procedures that meet these requirements meet, can be used.
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Schichtsystem auf einem Glaskeramikkochfeld oder einer Glaskeramikkochplatte oder Teilen hiervon, oder auf Anzeigen- oder Bedienelementen, enthaltend oder bestehend aus Glas oder Glaskeramik oder Teilen hiervon verwendet.Especially the layer system according to the invention is preferred on a glass ceramic hob or a glass ceramic hot plate or Parts thereof, or on display or control elements containing or consisting of glass or glass ceramic or parts thereof.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform können zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, wodurch die Haftung der Kugeln auf dem Trägersubstrat verbessert wird. Es kann beispielsweise ein spezielles Verfahren zur Herstellung der Kugeln ausgewählt werden, welches bereits zu einer verbesserten Haftung der Kugeln am Trägersubstrat führt. Dies ist beispielsweise ein Sol-Gel-Verfahren.To a particularly preferred embodiment additional measures are taken improves the adhesion of the balls on the carrier substrate becomes. It may, for example, be a special method of manufacture the balls are selected, which is already one improved adhesion of the balls leads to the carrier substrate. This is, for example, a sol-gel method.
Es kann aber auch eine Nachbehandlung der erhaltenen Kugellage(n), aufgebracht auf den Träger, durchgeführt werden. Besonders bevorzugt werden die Maßnahmen ausgewählt aus einem Temperverfahren und/oder einem Ätzverfahren. Das Temperverfahren stellt beispielsweise eine hyperkritische Trocknung dar.It but can also be a post-treatment of the obtained ball layer (s), applied to the carrier. The measures are particularly preferably selected from an annealing process and / or an etching process. The tempering process provides, for example, a hypercritical drying represents.
Selbstverständlich können die beschriebenen Maßnahmen auch kombiniert werden, um die gewünschte Haftung am Untergrund zu erhalten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kugellagen durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden und eines oder beide der oben genannten Nachbehandlungsverfahren durchgeführt werden.Of course The measures described can also be combined to obtain the desired adhesion to the substrate. It is particularly advantageous if the ball layers by a sol-gel process are prepared and carried out one or both of the above treatment methods become.
Neben einer verbesserten Haftung kann durch eine geeignete Nachbehandlung bzw. ein geeignetes Herstellungsverfahren auch die Kratzfestigkeit verbessert und gegebenenfalls die Temperaturstabilität des Schichtsystems erhöht werden.Next Improved adhesion can be achieved by a suitable aftertreatment or a suitable manufacturing method and the scratch resistance improves and, where appropriate, the temperature stability of the layer system can be increased.
Selbstverständlich können weitere zusätzliche Schichten beispielsweise mit Schutzfunktion oder auch andere Schichten mit entsprechenden Funktionen vorgesehen werden.Of course For example, additional layers can be added with protective function or other layers with appropriate Functions are provided.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Visualisierung der Temperatur in einem Schichtsystem, umfassend
- (a) Vorsehen von ein oder mehreren Schichten auf einem Glas oder Glaskeramiksubstrat, wobei die Schicht(en) mindestens eine thermochrome Verbindung enthält(enthalten) und
- (b) Erhöhen der Temperatur des Substrats unter Auslösen eines Phasenübergangs der Verbindung(en) und
- (c) Rückschließen auf die Temperatur durch Veränderung des Farbeindrucks und/oder Änderung der Transmission der Verbindung(en).
- (a) providing one or more layers on a glass or glass-ceramic substrate, said layer (s) containing (containing) at least one thermochromic compound and
- (b) raising the temperature of the substrate to initiate a phase transition of the compound (s) and
- (c) conclusions about the temperature by changing the color impression and / or changing the transmission of the compound (s).
Erfindungsgemäß gelingt es, die Schichten derart zu strukturieren, dass die Visualisierung der Temperatur im gewünschten optischen Bereich eingestellt wird. Der Phasenübergang der thermochromen Verbindung kann beispielsweise durch Variation der Struktur der Schicht(en) und/oder Kugellage(n) und/oder der Kugelgrößen der thermochromen Verbindung eingestellt werden, um einen definierten Temperaturbereich zu visualisieren.According to the invention succeeds it to structure the layers in such a way that the visualization set the temperature in the desired optical range becomes. The phase transition of the thermochromic compound can for example, by varying the structure of the layer (s) and / or Ball layer (s) and / or the ball sizes of the thermochromic Connection can be set to a defined temperature range to visualize.
Die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen Schichtsystem gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Verfahren.The above statements on the invention Shift system apply mutatis mutandis to the inventive method.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Glaskeramikkochfeld oder -platte oder ein Anzeigen- oder Bedienelement, enthaltend oder bestehend aus Glas oder Glaskeramik, umfassend ein Schichtsystem der vorliegenden Erfindung.object The invention is also a glass ceramic hob or plate or an indicator or control element containing or consisting of Glass or glass-ceramic comprising a layer system of the present invention Invention.
Die
Vorteile der Erfindung sind außerordentlich vielschichtig:
So
entfällt bei Aufbringen geeigneter Schichten der Erfindung
zur Visualisierung der Temperatur, zum Beispiel auf eine Glaskeramikkochfläche,
die zusätzliche Anzeige durch LEDs und die Temperaturmessung
durch Thermosensoren. Der Verwender erhält einen direkten
visuellen Eindruck der Temperatur, anstatt einer LED-Anzeige. Die
temperaturgesteuerte optische Schaltbarkeit lässt sich
auch für andere Anwendungen einsetzen. Beispielsweise kann
eine gezielte IR-Blockung durch Anpassung der Kugeldurchmesser auf
die gewünschte Wellenlänge der IR-Strahlung im
heißen Zustand ermöglicht werden, um eine Aufheizung
im Aussenbereich zu vermeiden. Erfindungsgemäß gelingt
es auch über längere Zeiträume in unterschiedlichen
Bereichen die Temperatur zu visualisieren.The advantages of the invention are extremely complex:
Thus, when applying suitable layers of the invention for visualization of the temperature, for example on a glass ceramic cooking surface, the additional display by LEDs and the temperature measurement by thermal sensors is omitted. The user gets a direct visual impression of the temperature, rather than one LED display. The temperature-controlled optical switchability can also be used for other applications. For example, a targeted IR blocking can be made possible by adapting the ball diameter to the desired wavelength of the IR radiation in the hot state in order to avoid heating in the outer area. According to the invention, it is also possible to visualize the temperature over a longer period of time in different areas.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Figuren verdeutlicht werden. Es zeigen:The Invention will be illustrated below with reference to figures. Show it:
Die
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht werden, welches die Erfindung jedoch nicht beschränken soll: The Invention will be described below with reference to an embodiment which, however, do not limit the invention should:
Ausführungsbeispiel:Embodiment:
Es
wurden VO2 beschichtete SiO2-Kügelchen
als photonische Struktur auf transparenten Glaskeramiken aufgebracht.
Der Durchmesser der Kugeln betrug jeweils etwa 400 nm. Es konnte
eine deutliche Transmissionsänderung der photonischen Schicht
gegenüber einer glatten (nicht-photonischen) VO2-Schicht gezeigt werden. Tabelle
Bei einer Wellenlänge von 700 nm konnte bei einer erfindungsgemäßen photonischen Schicht eine Tansmissionserhöhung von 60% gegenüber einer nicht-photonischen Schicht erreicht werden.at a wavelength of 700 nm could in an inventive photonic layer a transmittance increase of 60% can be achieved with respect to a non-photonic layer.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - WO 2006/097160 A1 [0004] WO 2006/097160 A1 [0004]
- - WO 01/14498 A1 [0005] WO 01/14498 A1 [0005]
- - US 4598395 [0006] - US 4598395 [0006]
- - EP 1491515 A1 [0007] - EP 1491515 A1 [0007]
- - US 4393095 [0008] US 4393095 [0008]
- - DE 102006011154 [0009] - DE 102006011154 [0009]
- - DE 10241494 [0033] - DE 10241494 [0033]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - J. -C. Valmalette, et al., „High efficiency thermochromic VO2(R) resulting from the irreversible transformation of VO2(B)", B54, (1998), S. 168–173 [0023] - J. -C. Valmalette, et al., "High efficiency thermochromic VO2 (R) resulting from the irreversible transformation of VO2 (B)", B54, (1998), pp. 168-173 [0023]
- - R. Lopez et al. „Size-Dependent Optical Properties of VO2 Nanoparticle Arrays", 2004, Bd. 93, Nr. 17, S. 177403–1 bis –4 [0023] R. Lopez et al. "Size-Dependent Optical Properties of VO2 Nanoparticle Arrays", 2004, Vol. 93, No. 17, pp. 177403-1 to -4 [0023]
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|---|---|
| DE (1) | DE102007061272A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011086504A3 (en) * | 2010-01-13 | 2011-09-29 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Household appliance |
| DE102012100933A1 (en) | 2011-02-04 | 2012-08-09 | Schott Ag | Detention system for connection of two subject matters, has adhesive layer comprising bionic structure that is present in form of spatulas and producible over embossing method, where adhesive layer is applied on substrate |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4393095A (en) | 1982-02-01 | 1983-07-12 | Ppg Industries, Inc. | Chemical vapor deposition of vanadium oxide coatings |
| DE3303154A1 (en) * | 1982-02-01 | 1983-08-11 | PPG Industries, Inc., 15222 Pittsburgh, Pa. | METHOD FOR CHEMICAL DEPOSITION OF VANADINOXIDE FILMS FROM THE STEAM PHASE AND OBJECTS COATED WITH VANADINOXIDE FILMS |
| US4598395A (en) | 1983-05-31 | 1986-07-01 | Ltv Aerospace And Defense Co. | Erasable optical read/write data storage system |
| WO2001014498A1 (en) | 1999-08-24 | 2001-03-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Substrate provided with a layer of thermochromic oxide |
| US6261469B1 (en) * | 1998-10-13 | 2001-07-17 | Honeywell International Inc. | Three dimensionally periodic structural assemblies on nanometer and longer scales |
| DE10122210A1 (en) * | 2001-05-08 | 2002-11-14 | Bsh Bosch Siemens Hausgeraete | Display device for heatable domestic device, e.g. cooker with hob, has thermochromic display unit thermally coupled via thermally conducting unit to region of higher temperature |
| DE10241494A1 (en) | 2002-09-07 | 2004-03-18 | Schott Glas | Porous material used for water purification and treatment has crystal-analogous overstructure formed by regular structure of particles and regular pores and consists (partly) of titanium (di)oxide |
| EP1491515A1 (en) | 2003-06-26 | 2004-12-29 | Etat-Francais représenté par le Délégué Général pour L'Armement | Flexible material with optical contrast in the infrared domain |
| DE102004033715A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-02-16 | Schott Ag | Tile for e.g. kitchen oven glass or ceramic surface incorporates heat activated luminescent agent |
| WO2006097160A1 (en) | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Fraunhofer-Gelellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. | Switchable infrared filter |
| DE102005025896A1 (en) * | 2005-05-25 | 2006-11-30 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | A method for optically indicating and controlling glass ceramic hob plate temperatures has infrared detectors and coatings sensitive to temperature |
| DE102006035806A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-06 | Schott Ag | Color effect coating system and coatings based on photonic crystals, a process for their preparation and their use |
-
2007
- 2007-12-19 DE DE102007061272A patent/DE102007061272A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4393095A (en) | 1982-02-01 | 1983-07-12 | Ppg Industries, Inc. | Chemical vapor deposition of vanadium oxide coatings |
| DE3303154A1 (en) * | 1982-02-01 | 1983-08-11 | PPG Industries, Inc., 15222 Pittsburgh, Pa. | METHOD FOR CHEMICAL DEPOSITION OF VANADINOXIDE FILMS FROM THE STEAM PHASE AND OBJECTS COATED WITH VANADINOXIDE FILMS |
| US4598395A (en) | 1983-05-31 | 1986-07-01 | Ltv Aerospace And Defense Co. | Erasable optical read/write data storage system |
| US6261469B1 (en) * | 1998-10-13 | 2001-07-17 | Honeywell International Inc. | Three dimensionally periodic structural assemblies on nanometer and longer scales |
| WO2001014498A1 (en) | 1999-08-24 | 2001-03-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Substrate provided with a layer of thermochromic oxide |
| DE10122210A1 (en) * | 2001-05-08 | 2002-11-14 | Bsh Bosch Siemens Hausgeraete | Display device for heatable domestic device, e.g. cooker with hob, has thermochromic display unit thermally coupled via thermally conducting unit to region of higher temperature |
| DE10241494A1 (en) | 2002-09-07 | 2004-03-18 | Schott Glas | Porous material used for water purification and treatment has crystal-analogous overstructure formed by regular structure of particles and regular pores and consists (partly) of titanium (di)oxide |
| EP1491515A1 (en) | 2003-06-26 | 2004-12-29 | Etat-Francais représenté par le Délégué Général pour L'Armement | Flexible material with optical contrast in the infrared domain |
| DE102004033715A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-02-16 | Schott Ag | Tile for e.g. kitchen oven glass or ceramic surface incorporates heat activated luminescent agent |
| WO2006097160A1 (en) | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Fraunhofer-Gelellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. | Switchable infrared filter |
| DE102005025896A1 (en) * | 2005-05-25 | 2006-11-30 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | A method for optically indicating and controlling glass ceramic hob plate temperatures has infrared detectors and coatings sensitive to temperature |
| DE102006035806A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-06 | Schott Ag | Color effect coating system and coatings based on photonic crystals, a process for their preparation and their use |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| J. -C. Valmalette, et al., "High efficiency thermochromic VO2(R) resulting from the irreversible transformation of VO2(B)", B54, (1998), S. 168-173 |
| R. Lopez et al. "Size-Dependent Optical Properties of VO2 Nanoparticle Arrays", 2004, Bd. 93, Nr. 17, S. 177403-1 bis -4 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011086504A3 (en) * | 2010-01-13 | 2011-09-29 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Household appliance |
| CN102695921A (en) * | 2010-01-13 | 2012-09-26 | Bsh博世和西门子家用电器有限公司 | Household appliance |
| ES2387917A1 (en) * | 2010-01-13 | 2012-10-03 | BSH Electrodomésticos España S.A. | Household appliance |
| CN102695921B (en) * | 2010-01-13 | 2015-11-25 | Bsh家用电器有限公司 | Domestic appliance device |
| US9534793B2 (en) | 2010-01-13 | 2017-01-03 | BSH Hausgeräte GmbH | Household appliance |
| DE102012100933A1 (en) | 2011-02-04 | 2012-08-09 | Schott Ag | Detention system for connection of two subject matters, has adhesive layer comprising bionic structure that is present in form of spatulas and producible over embossing method, where adhesive layer is applied on substrate |
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