(57)【要約】【課題】未加工ガラス又はガラスセラミックにおいて、高い表面品質及び特に均一な核形成及び結晶化に関して均一な特性を有する局所的な微細構造を製造できる方法を見出す。【解決手段】モールドを用いずに、未加工ガラスの組成を有するシート状の出発ガラスを準備する工程、出発ガラスを支持する工程、出発ガラスの部分領域を、そこで１０9〜１０4ｄＰａ・ｓの出発ガラス粘度が得られるように、かつ当該出発ガラスが支持される箇所で出発ガラス粘度が１０12ｄＰａ・ｓを下回らないように加熱する工程、及び加熱された出発ガラスを、ガラス品の予め定義された形状が得られるまで外力の作用によって変形させる工程、並びに任意に、未加工ガラスを後続のセラミック化によってガラスセラミックに変換する工程を少なくとも有する方法によって解決される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の出発ガラスから得られる、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）であって、深さＴの少なくとも１つの変形部（４）を有し、当該Ｔには、
Ｔ＞（ＡｄρＢｇ）／（γｌ）が適用され、ここで、
Ａ＝沈下させられるべき出発ガラスの面積（ｍ2）、
ρ＝ガラス密度（ｋｇ／ｍ3）、
ｇ＝重力加速度（ｍ／ｓ2）、
γ＝溶融状態における出発ガラスの表面張力（Ｎ／ｍ）
ｄ＝出発ガラスの厚さ（ｍ）、
Ｂ＝変形部の幅（ｍ）、
ｌ＝変形部の周囲長（ｍ）であり、
ここで、変形後に、成形されたガラス品の表面は、１μｍ超、特に０．１μｍ超の欠陥を有さない、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）。
【請求項２】
シート状の出発ガラスから得られる、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）であって、０．１ｍｍから２．５ｍｍまでの間の深さの少なくとも１つの変形部（４）を有し、ここで、当該変形部は、丸みを帯びた変形部縁部を有し、かつ肩部（７）、壁部（９）、縁部（８）及び底部（６）を規定し、ここで、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）の領域である、高い方の領域が変形部（４）の壁部（９）に移行する領域を肩部（７）と呼び、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）の領域である、変形部（４）の壁部（９）が低い方の領域に移行する領域を縁部（８）と呼び、並びに成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）の領域である、変形部（４）の壁部（９）の間に位置しておりかつ壁部（９）によって区切られている領域を底部（６）と呼び、ここで、当該底部（６）は、凹曲部又は凸曲部を有する、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）。
【請求項３】
シート状の出発ガラスから得られる、特に請求項２に記載の、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）であって、肩部（７）、壁部（９）、縁部（８）及び底部（６）を有する少なくとも１つの変形部（４）を有し、ここで、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）の領域である、高い方の領域が変形部（４）の壁部（９）に移行する領域を肩部（７）と呼び、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）の領域である、変形部（４）の壁部（９）が低い方の領域に移行する領域を縁部（８）と呼び、並びに成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）の領域である、変形部（４）の壁部（９）の間に位置しておりかつ壁部（９）によって区切られている領域を底部（６）と呼び、ここで、変形部（４）の表面プロファイルは、縁部（８）の変形部半径が肩部（７）の変形部半径より小さくなるように形成されている、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）。
【請求項４】
シート状の出発ガラスから得られる、請求項３に記載の成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）であって、肩部（７）の変形部半径が、１ｍｍ〜８ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜６．５ｍｍの範囲にあり、かつ縁部（８）の変形部半径が、０．４ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲にある、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）。
【請求項５】
シート状の出発ガラスから得られる、請求項３又は４に記載の成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）であって、縁部半径に対する肩部半径の比ＶS/Rが、２〜４の範囲にある、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）。
【請求項６】
シート状の出発ガラスから得られる、請求項１から５までのいずれか１項に記載の成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）であって、未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）が、さらに、表面に少なくとも１つの加飾部（１４）を有し、かつ少なくとも１つの加飾部（１４）が、印刷インキ、例えば、セラミックインキ、有機インキ、又は半有機インキ、例えばゾルゲルインキから成る、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）。
【請求項７】
シート状の出発ガラスから得られる、請求項６に記載の成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）であって、加飾部（１４）が、なかでも、少なくとも１つの変形部（４）の領域に施与されている、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）。
【請求項８】
シート状の出発ガラスから得られる、請求項７に記載の成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）であって、変形部（４）が、沈降部として又は隆起部として形成されており、ここで、隆起部は、０．５ｍｍの最大高さを有し、かつ加飾部（１４）は、スクリーン印刷によって施与される、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）。
【請求項９】
モールドを用いずに、予め定義された形状を有する成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）を製造する方法であって、未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）が、印刷インキ、例えば、セラミックインキ、有機インキ、又は半有機インキ、例えばゾルゲルインキから成る少なくとも１つの加飾部（１４）を有し、かつ前記方法が、
−  シート状の出発ガラスを準備する工程、
−  出発ガラスを支持する工程、
−  出発ガラスの部分領域を、１０9〜１０4ｄＰａ・ｓ、特に１０8〜１０4ｄＰａ・ｓの出発ガラス粘度がこの部分領域で得られるように、かつ当該出発ガラスが支持される箇所で出発ガラス粘度が１０12ｄＰａ・ｓを下回らないように、好ましくは１０13ｄＰａ・ｓを下回らないように加熱し、ここで、当該加熱は、少なくとも１つのレーザービームを使って閉線に沿う形で、また、核形成と関連しておりかつ結晶化核の強い形成によって特徴付けられる温度範囲を最大で５０秒間横切るように行う工程、
−  加熱された出発ガラスを、ガラス品の予め定義された形状が得られるまで外力の作用によって変形させる工程、及び
−  少なくとも１つの印刷インキを、出発ガラスの予め定義された領域に施与する工程
、並びに
−  任意に、未加工ガラスを、後続のセラミック化によってガラスセラミックに変換する工程
を少なくとも有する、未加工ガラス品又はガラスセラミック品（１）を製造する方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの印刷インキの施与を、印刷法、好ましくはスクリーン印刷、パッド印刷、及び／又は噴射印刷、例えばインキジェット印刷によって行う、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの印刷インキの施与が、なかでも、変形部の領域におけるインキの施与を含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
変形部を、沈降部として又は隆起部として形成し、ここで、隆起部は、０．５ｍｍの最大高さを有し、かつさらに印刷インキの施与は、スクリーン印刷によって行う、請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールドを用いずに、予め定義された形状を有する成形された未加工ガラス(green glass)品又はガラスセラミック品を製造する方法に関し、さらに、かかる方法に従って製造された未加工ガラス品又はガラスセラミック品の使用、及び成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスセラミックの変形又は未加工ガラス若しくはガラスセラミックの表面のパターニングは、ずっと以前から知られた技術である。例えば、ガラスセラミック又は相応する未加工ガラスの低い方の表面に、テクスチャードローラーを用いることによって、溶融状態で成形する間にくぼみを直接備え付けることが以前から知られている。しかしながら、クックトップとして広く用いられている、くぼみがその一方の面に備え付けられたかかるガラスセラミックでは、クックトップの下に位置している場合もある電気光学的ディスプレイエレメントを見るのに限界がある。連続的なストリップ又は小凹点、並びにトレーの形成物は、先行技術から知られており、かつローリングプロセスによって作り出すことが可能である。しかしながら、そこでの欠点は、それぞれ異なる形状用に別の成形ローラーが必要とされており、そのため低コストの少量生産が、最も高価なユニットである槽では見込まれないことである。連続的な小凹点又はストリップは、ローリングによって非常に簡単に製造されることができる。なぜなら、これらの形状は、簡単にローラーに半径方向で備え付けられることができるからである。しかしながら、厚さ変動には制限が存在している。例えば、ローラーベルトに沿った３０％超の厚さ変動は、問題を孕んでおり、かつ望ましくない変形を生む。中断された形状、例えば閉鎖的なトレー（凹部領域）は、ローリングによって作り出すことがさらに難しく、かつ厚さ変動の前後で望ましくない二次作用／変形を生むことが多い。
【０００３】
上記の高温成形加工のほかに、既に成形されたガラスシート又は未加工ガラスシートを更なる工程において形作る方法が存在している。例えば、ＤＥ２５０３４６７Ｃ２は、ガラスシートを鋭い角度に折り曲げる方法を記載している。導電性ペーストが、目的の折り曲げ位置に施与され、かつこの領域が、電気伝導及びその結果生じる熱により局所的に加熱及び変形させられる。しかしながら、局所的に高い温度に基づき、妨げとなる変色が縁部の領域で起こり、これは事後の顔料着色といった更なる手段によって覆い隠されなければならない。そのうえ、用いられるガラスは、未加工ガラスではない。
【０００４】
文献ＵＳ２０１０／００００２５９Ａ１は、好ましくは、特に十分ガラスに吸収される中波赤外線放射を用いることによってガラスを折り曲げることを実質的に記載している。ここでも、未加工ガラス、すなわち、ガラスセラミックブランクを変形させることは記載されていない。
【０００５】
文献ＤＥ１０２０１００２０４３９Ａ１は、個々のガラス品を、なかでも、モールドを用いることによって、かつガラス成形体の異なる位置で異なる温度を選択することによって成形するいくつかの方法を記載している。
【０００６】
文献ＵＳ２０１２／０１１４９０１Ａ１は、カバーガラスを製造する方法を記載しており、ここで、個々のシートは、温度分布を適切に選択することによって、かつモールドの半径を適切に選択することによって折り曲げられる。成形プロセスは、製品がその全面にわたってモールドと接触したら即座に終えられる。
【０００７】
ＷＯ２０１１／００００１２Ａ１には、レーザー加熱による材料の折り曲げプレスが記載されている。
【０００８】
ＤＥ１０２０１１０５０６２８Ａ１には、モールドを用いない折り曲げ法が記載されているが、この場合、しかしながら、放射源は、放射バーナーとして構成されており、かつ所望の折り曲げ形状に依存して機械的に配置し直されなければならない。
【０００９】
ＤＥ１０１０２５７６Ａ１は、未加工ガラスシートを変形させる方法を記載しており、この場合、変形は、炉内処理、例えば未加工ガラスのセラミック化の間に重力によってのみ行われる。
【００１０】
ＤＥ１００４７５７６Ａ１は、ガラスセラミックのセラミック化の前又はその間に未加工ガラスを変形させる方法を記載しており、この場合も同様に、変形自体は、セラミック化の間に変形可能なガラスに重力を作用させることによって引き起こされ、かつ加熱プロセスを促進させるために用いられる赤外線バーナーが伴われる。成形のための任意の促進又は補強手段には、真空深絞り成形、ラム押出加工、及び圧縮空気が含まれる。
【００１１】
変形の別の種類は、ＤＥ１０２００７０１２１４６Ｂ４に記載されている。この場合、
被成形ガラスシートにおける温度を局所的に高めるために、かつそれを重力の作用により変形させるために、レーザービームと走査ミラーとの組合せが用いられる。しかしながら、この場合、正確な温度測定がさらに必要である。なぜなら、温度は、粘度ひいては変形も直接的に制御するからである。これはモールドを用いない方法ではあるが、未加工ガラスは、ここでも用いられていない。
【００１２】
これらの全ての方法に共通しているのは、それらが、製造に関して非常に煩雑でありかつ高価な非常に良好な表面品質を伴う成形、又は研削及び研磨による後加工、又は成形装置の時間の掛かる調節を必要としていることである。これにより、煩雑性が高まりかつコストが高まる。
【００１３】
さらに、前述の全ての変形法に共通しているのは、それによって得られた変形部が主要な制限下にあることである。例えば、上述の方法は、大きい半径を有する変形部に限ってのみ実現することが可能であり、局所的な微細構造を得ることはできない。このことは、局所的な微細構造のためには、重力の作用だけでは十分な変形を満たさないという事実に特に起因している。なぜなら、表面張力がガラスの形を維持するからである。微細な構造を得るために、外力Ｆが、例えばモールドを用いて適用されなければならない。この場合、以下の関係が、変形部の深さに適用されるか又は実施形態に応じて変形部の高さにも適用される：
Ｔ＝（ＡｄρＢｇ＋Ｆ）／（γｌ）、ここで、
Ａ＝沈下させられた出発ガラスの面積（ｍ2）、
ρ＝ガラス密度（ｋｇ／ｍ3）、
ｇ＝９．８１ｍ／ｓ2、
γ＝溶融状態における出発ガラスの表面張力（Ｎ／ｍ）
ｄ＝出発ガラスの厚さ（ｍ）、
Ｂ＝変形部の幅（ｍ）、
ｌ＝変形部の周囲長（ｍ）、
Ｆ＝外力の合計（Ｎ）である。
【００１４】
しかしながら、例えばＤＥ１０２０１００２０４３９Ａ１のように、モールドがガラスの変形のために用いられる場合、表面欠陥、いわゆるピットが引き起こされることが多い。
【００１５】
未加工ガラス品又はガラスセラミック品を変形させる別の困った問題は、特に、加熱中にまず核形成の範囲を横切ることである。均一なセラミック化及びそれに従って結果生じるガラスセラミックシートの最終的に均一な特性を得るために、核形成の臨界的な温度範囲を素早く通り過ぎることが非常に重要である。この範囲は、出発ガラスとして準備される未加工ガラスにおける多数の結晶化核の形成によって特徴付けられ、かつ例えば慣用のＬＡＳガラスセラミックにおける７００℃〜８５０℃の範囲にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】ＤＥ２５０３４６７Ｃ２
【特許文献２】ＵＳ２０１０／００００２５９Ａ１
【特許文献３】ＵＳ２０１２／０１１４９０１Ａ１
【特許文献４】ＷＯ２０１１／００００１２Ａ１
【特許文献５】ＤＥ１０２０１１０５０６２８Ａ１
【特許文献６】ＤＥ１０１０２５７６Ａ１
【特許文献７】ＤＥ１００４７５７６Ａ１
【特許文献８】ＤＥ１０２００７０１２１４６Ｂ４
【特許文献９】ＤＥ１０２０１００２０４３９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、本発明の課題は、モールドを用いずに、予め定義された形状を有する成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品を製造する方法を見出すことであって、この方法は、先行技術の上記欠点を克服し、かつ未加工ガラス又はガラスセラミックにおいて、高い表面品質及び特に均一な核形成及び結晶化に関する均一な特性を有する局所的な微細構造を作り出すことを可能にする。本発明の更なる課題は、成形された領域中で高い表面品質を示し、かつ後加工工程及び煩雑な温度測定を特に回避する、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品の簡単かつ費用効果の高い製造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
意想外にも、課題は、モールドを用いずに、予め定義された形状を有する成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品を製造する方法による請求項９に記載の方法に従って非常に簡単に解決され得ることを見出し、当該方法は、
−  未加工ガラスの組成を有するシート状の出発ガラスを準備する工程、
−  出発ガラスを支持する工程、
−  出発ガラスの部分領域を、１０9〜１０4ｄＰａ・ｓ、特に１０8〜１０4ｄＰａ・ｓの出発ガラス粘度がこの部分領域で得られるように、かつ当該出発ガラスが支持される箇所で出発ガラス粘度が１０12ｄＰａ・ｓを下回らないように、好ましくは１０13ｄＰａ・ｓを下回らないように加熱し、ここで、当該加熱は、少なくとも１つのレーザービームを使って閉線に沿う形で、また、未加工ガラスにおける核形成と関連しておりかつ結晶化核の強い形成によって特徴付けられる７００℃〜８５０℃の温度範囲を数秒間、好ましくは最大で５０秒間横切るように行う工程、及び
−  加熱された出発ガラスを、ガラス品の予め定義された形状が得られるまで外力の作用によって変形させる工程、並びに
−  任意に、未加工ガラスを、後続のセラミック化によってガラスセラミックに変換する工程
を少なくとも有する。
【００１９】
さらに、課題は、出発ガラスから得られる成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品によって解決され、これは変形部深さＴ（又は実施形態に応じて変形部高さも）の少なくとも１つの変形部を有し、当該Ｔには、
Ｔ＞（ＡｄρＢｇ）／（γｌ）が適用され、ここで、
Ａ＝沈下させられた又は隆起させられた出発ガラスの面積（ｍ2）、
ρ＝ガラス密度（ｋｇ／ｍ3）、
ｇ＝９．８１ｍ／ｓ2、
γ＝溶融状態における出発ガラスの表面張力（Ｎ／ｍ）
ｄ＝出発ガラスの厚さ（ｍ）、
Ｂ＝変形部の幅（ｍ）、
ｌ＝変形部の周囲長（ｍ）であり、
ここで、変形後に、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品の表面は、１μｍより大きい、特に０．１μｍより大きい欠陥を有さない。
【００２０】
Ａ、ｄ、ρ、Ｂ、γ及びｌは、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品について測定したものであってよく、かつ該当する場合、ガラスセラミック品に関して得られた長さ値は、セラミック化の間に発生する収縮を考慮した換算係数によって補正してよい。
【００２１】
欠陥とは、実質的に、モールドとの接触によって引き起こされる可能性がある表面欠陥を指す。
【００２２】
本発明の意味における“モールドを用いずに”との言い回しは、加熱された部分領域がモールドと接触しないことを意味する。
【００２３】
用いられる出発材料は、未加工ガラスの組成を有するガラスであり、かつ本発明との関わりにおいて、未加工ガラスは、特定の熱処理又はセラミック化によってガラスセラミックに変換されることができるガラスを指す。
【００２４】
好ましくは用いられる出発ガラスは、リチウムアルミニウムシリケートガラスである。
【００２５】
好ましくは、リチウムアルミニウムシリケートガラスは、以下の組成：
ＳｉＯ2  ６０〜７３．０質量％
Ａｌ2Ｏ3  １５〜２５．０質量％
Ｌｉ2Ｏ  ２．２〜５．０質量％
ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜５．０質量％
ＴｉＯ2  ０〜５．０質量％
ＺｒＯ2  ０〜５．０質量％
ＺｎＯ  ０〜４．０質量％
Ｓｂ2Ｏ3  ０〜３．０質量％
ＭｇＯ  ０〜３．０質量％
ＳｎＯ2  ０〜３．０質量％
Ｐ2Ｏ5  ０〜９．０質量％
Ａｓ2Ｏ3  ０〜１．５質量％
Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ０〜１．２質量％、ここで、それぞれの割合は、
Ｎａ2Ｏ  ０〜１．０質量％
Ｋ2Ｏ  ０〜０．５質量％
の範囲内にあり、並びに
着色酸化物  ０〜１．０質量％
を有する。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態によれば、未加工ガラス品は、成形の間にガラス中で引き起こされた応力を解放するために、成形後に応力緩和する。ガラスの応力緩和は、好ましくは、ちょうどＴGを上回る温度で行う。ＴGは、ガラスのガラス転移温度又は変態温度を表し、かつ１０12ｄＰａ・ｓ〜１０13ｄＰａ・ｓの粘度によって通常特徴付けられる。
【００２７】
本方法の更なる実施形態によれば、出発ガラスを予熱する。これは、好ましくは、別個の炉内で行う。予熱温度Ｔvは、好ましくは、結晶化核の形成が開始する温度範囲の温度下限値ＴUを最大で１５０Ｋ下回る温度である。本出願との関わりにおいて、ＴUは、下方の核形成温度を指す。
【００２８】
出発ガラスの好ましい実施形態においては、出発ガラスは、少なくとも３００℃の温度に、好ましくは４５０℃までの温度に、変形形状に応じてＴGを僅かに上回る温度にまで予熱する。この予熱は、凹部領域を作り出す所望の温度に素早く達するために好適である。特にガラス部材の変形に際しては、核形成の温度範囲を素早く横切り、そうして早い段階でのセラミック化が抑えられるという利点が結果として生まれる。さらに、冷却後に結果として生じる機械的な応力がこのようにして最小化される。なぜなら、変形のために必要とされる温度上昇が減らされるからである。
【００２９】
本方法の１つの実施形態によれば、成形された未加工ガラス品は、後続の工程において、セラミック化によってガラスセラミックに変換する。
【００３０】
好ましくは、加熱パラメーター、特に被変形出発ガラスの部分領域において得られるべき粘度、並びに変形パラメーター、特に変形時間及び変形力は、出発ガラスの所望の形状が得られたときに変形が終わるように選択する。
【００３１】
本方法の別の実施形態によれば、部分領域の加熱は、少なくとも１つのバーナーを用いて、又は赤外線放射によって促進させる。
【００３２】
別の実施形態によれば、部分領域の加熱は、レーザービームを用いて行ってよく、ここで、１つの実施形態においては、部分領域は、少なくとも２Ｈｚのレーザービームの周波数で走査するか、又は固定光学系を用いて連続的に照射する。
【００３３】
好ましくは、約１μｍから約５μｍの間の波長を有するレーザー、例えば、約１μｍの波長を有するダイオードレーザーを用いる。このようにして、出発ガラス、例えば未加工ガラスを、局所的にはっきりと境界付けて、かつ大きい温度勾配を伴って加熱することが可能である。好適には、被成形出発ガラスが１０％から９０％の間の吸収率を示すレーザー波長を用いる。凹部領域を形作るために、１０％から５０％の間の低吸収率を有するレーザー波長を好ましくは用いる。なぜなら、このようにしてエネルギー投入量が、出発ガラスの厚さ全体を通して相当一定になるからである。
【００３４】
部分領域全体は、同時に又は時間的に続けて加熱してよい。
【００３５】
加熱は、好ましくは、閉線に沿う形で行ってよい。
【００３６】
加熱は、予め定義された温度勾配が、被成形部分領域と出発ガラスの残りの領域との間で適合されるように行う。
【００３７】
この温度勾配は、好ましくは、適切な測定法、特に熱画像センサーを用いて測定する。付加的に又は代替的に、変形部は、適切な測定法、特に光センサー及び／又は音響センサーによって測定してよい。
【００３８】
変形目的で適用される外力Ｆは、特に、加熱された出発ガラスに真空深絞り成形又は圧縮吹き込み成形によって作用させてよい。
【００３９】
変形目的で適用される外力は、出発ガラス全体にわたった圧力差によって作用させてよい。
【００４０】
変形目的で適用される外力は、同様に、穿孔機により又はフライス加工溝を有する真空成形型により伝えてよく、ここで、穿孔具又は成形型は、好ましくは、高い粘度、すなわち、ＴG以下の温度、又は１０12ｄＰａ・ｓを下回らない、好ましくは１０13ｄＰａ・ｓを下回らない粘度を有するガラスシートの箇所にのみ接触する。
【００４１】
得られた未加工ガラス品又はガラスセラミック品は、好ましくは、変形させられた部分領域の表面に１μｍより大きい、特に０．１μｍより大きいサイズの欠陥（ピット）を有さない。ここでの変形させられた部分領域とは、変形中に１０9ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓの粘度を有していた部分領域を指す。
【００４２】
シート状の出発ガラスの変形は、変形中の１０9ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓ、好ましくは１０8ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓの粘度によって特徴付けられる変形させられた部分領域において、本発明により得られた未加工ガラス品又はガラスセラミック品の表面プロファイルが、変形させられた部分領域において曲率半径又は変形部半径で表されることができる丸みを帯びた変形部縁部を有するように、得られた変形部が形成されるように行う。得られた未加工ガラス品又はガラスセラミック品は、０．４ｍｍ〜１５ｍｍの範囲の変形部半径を有する。
【００４３】
本発明によれば、本発明の方法により製造された未加工ガラス品又はガラスセラミック品は、ガラスセラミッククックトップとして用いることができる。
【００４４】
変形させられた部分領域における未加工ガラス又はガラスセラミックの表面において得られる変形部は、沈降部(depression)として又は隆起部(elevation)として形成されていてよい。
【００４５】
好ましくは、未加工ガラス又はガラスセラミックのこの変形は、線に沿って行う。
【００４６】
未加工ガラス又はガラスセラミックの得られた変形部は、好ましくは、０．１ｍｍ〜２．５ｍｍの深さを有し、実施形態に応じて０．１ｍｍ〜２．５ｍｍの高さを有する。
【００４７】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、予め定義された形状の成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品は、モールドを用いずに、印刷インキから成る少なくとも１つの加飾部(decoration)を有する成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品を製造する方法によって得る。このために、本方法は、
−  シート状の出発ガラスを準備する工程、
−  出発ガラスを支持する工程、
−  出発ガラスの部分領域を、１０9ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓ、特に１０8〜１０4ｄＰａ・ｓの出発ガラス粘度がこの部分領域で得られるように、かつ出発ガラスが支持される箇所で出発ガラス粘度が１０12ｄＰａ・ｓを下回らないように、好ましくは１０13ｄＰａ・ｓを下回らないように加熱し、ここで、加熱は、少なくとも１つのレーザービームを使って閉線に沿う形で、また、核形成と関連しておりかつ結晶化核の強い形成によって特徴付けられる温度範囲を最大で５０秒間横切るように行う工程、
−  加熱された出発ガラスを、ガラス品の予め定義された形状が得られるまで外力の作用によって変形させる工程、
−  出発ガラスの予め定義された領域に少なくとも１つの印刷インキを施与する工程、及び
−任意に、未加工ガラスを、後続のセラミック化によってガラスセラミックに変換する工程
を有する。
【００４８】
ここで、セラミックインキは、ガラスフラックス及び着色成分から成るインキである。かかるセラミックインキは、例えばＤＥ１９８３４８０１Ａ１に記載されている。さらに、他の印刷インキ、例えば、市販の有機インキ、又は半有機インキ、例えばゾルゲルインキを用いてよい。
【００４９】
本発明のまた別の実施形態によれば、少なくとも１つの印刷インキの施与は、印刷法、好ましくはスクリーン印刷、パッド印刷、及び／又は噴射印刷(jet printing)、例えばインキジェット印刷によって行う。
【００５０】
本発明の更なる実施形態によれば、少なくとも１つの印刷インキは、なかでも、変形部の領域に施与し、この場合、変形部は、沈降部として又は隆起部として形成し、ここで、隆起部は、０．５ｍｍの最大高さを有し、かつインキの施与は、スクリーン印刷によって行う。
【００５１】
特定の加工に応じて、この場合、早くも出発ガラスを変形させる前に、加飾部を作り出すための印刷インキを施与することが可能である。しかしながら、変形を実施し終えたら加飾部を施与することも可能である。
【００５２】
加飾部の過熱を防止するために、未加工ガラス品又はガラスセラミック品の熱影響ゾーン、すなわち、被変形基材の表面温度が、施与されたインキの最大許容温度を超える領域は、インキ不含のままである。最大許容温度は、インキの特性が、例えば顔料の変色、有機バインダーの分解等に基づき不可逆的に変化する温度として定義する。
【００５３】
得られた成形ガラスセラミック品をクックトップして用いる場合、クックトップ用の制御機能を有する電子素子、例えばセンサー又は表示機能を有する電気光学素子（ディスプレイ）を、変形させられた領域、すなわち、沈下させられた領域に配置する。まず、これは、クックトップの動作中や高温の調理器具を取り扱う際に制御素子に掛かる熱負荷が、くぼみと、その結果生じるガラスセラミックとポットとの間の断熱効果を有するエアギャップに基づき減少させられる。
【００５４】
他方で、意想外にも、本発明により製造された未加工ガラス品又はガラスセラミック品は、変形中の厳密なプロセス操作に応じて平凸の表面を有することがわかった。制御素子が電気光学ディスプレイ素子である場合、本発明により変形させられた領域の高い表面品質及びその僅かに平凸の形状により、ディスプレイ素子がはっきりと視認される。
【００５５】
同様に、厳密なプロセス操作に応じて、別の表面形状を有する変形部を作り出すことも可能である。平坦な表面のほかに、例えば、周縁部に環状のへこみを有する変形部を得るか、又は凹曲面を調節することが可能である。これらの特徴の組合せも可能である。
かかる表面構造は、クックトップの触覚と特に関連しており、ひいてはその操作快適性を高める。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】好ましい方法工程のフローチャートを示す図
【図２】変形プロセス中にその周縁部が支持される未加工ガラスにおける変形部の作製、及びガラス品の平面図を上部に示し、かつＡ−Ｂ線に沿って見た断面図を下部に示した本発明の未加工ガラス品又はガラスセラミック品を示す図
【図３】本発明により作り出された変形部の底部の可能な形状の断面プロファイルを概略的に示す図
【図４】本発明により作り出された変形部の底部の可能な形状の断面プロファイルを概略的に示す図
【図５】本発明により作り出された変形部の底部の可能な形状の断面プロファイルを概略的に示す図
【図６】約４ミリメートルの厚さを有する本発明よるシート状の出発ガラスの透過率特性を示す図
【図７】本発明により得られた変形部の表面プロファイルを調べるための測定法についての説明を示す図
【図８】本発明により得られた結果としての変形部の輪郭走査及び本発明により得られた選択された変形部の写真を示す図
【図９】本発明により得られた結果としての変形部の輪郭走査及び本発明により得られた選択された変形部の写真を示す図
【図１０】本発明により得られた結果としての変形部の輪郭走査及び本発明により得られた選択された変形部の写真を示す図
【図１１】本発明により得られた結果としての変形部の輪郭走査及び本発明により得られた選択された変形部の写真を示す図
【図１２】本発明により得られた結果としての変形部の輪郭走査及び本発明により得られた選択された変形部の写真を示す図
【図１３】本発明により得られた結果としての変形部の輪郭走査及び本発明により得られた選択された変形部の写真を示す図
【図１４】本発明により得られた結果としての変形部の輪郭走査及び本発明により得られた選択された変形部の写真を示す図
【図１５】本発明により得られた結果としての変形部の輪郭走査及び本発明により得られた選択された変形部の写真を示す図
【図１６】未加工ガラス品又はガラスセラミック品における本発明により作り出された変形部と、その上に備え付けられた印刷インキの加飾部の断面図を概略的に示す図
【実施例】
【００５７】
図１は、例示的に、モールドを用いずに、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品を製造するための好ましい方法工程を示すフローチャートを示す。最初に、所望の形状を規定する。次の工程では、所望の変形部を得るために、どれほどの温度及びどれほどの力がどれほどの長さで適用される必要があるかを計算する（温度／粘度−時間−力の変化）。加熱はレーザービームによって行い、そうして次の工程では、レーザースキャナーに２つ目の工程で計算したデータをプログラミングする。適用される力は、シート状の出発ガラス全体にわたって圧力差を調節することによって設定する。４つ目の工程では、最終的にそれぞれの成形プログラムを次の工程で実行するために、出発ガラスを準備しかつ支持し、その際、多数の結晶化核の形成によって特徴付けられる核形成の温度範囲を、数秒内で、好ましくは最大で５０秒内で横切る。このようにして、未加工ガラスを６つ目の工程で成形する。７つ目の工程７では、成形された未加工ガラスを取り出す。任意に、後続の工程では、未加工ガラスのセラミック化を行ってガラスセラミックを形成する。
【００５８】
図２は、変形プロセス中に支持体５によってその周縁部で支持される未加工ガラス（変形させられた未加工ガラス１）における変形部４を概略的に示す。部分領域２においては、出発ガラスを、１０13〜１０7ｄＰａ・ｓの粘度がこの部分領域で得られる温度に加熱し、その一方で、部分領域３においては、粘度を、１０9ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓ、好ましくは１０8ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓの範囲に調節する。支持体５の領域では、出発ガラスの粘度は、１０12ｄＰａ・ｓを下回らず、好ましくは１０13ｄＰａ・ｓを下回らない。このようにして加熱された出発ガラスは、その自重作用下に外力と組み合わさって、未加工ガラスの予め定義された形状が得られるまで変形する。
【００５９】
加熱を、出発ガラスの元の面に対して単にずらされている底部６を有する変形部を作り出すように行う場合、この底部６はまた、変形プロセス中に１０13ｄＰａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓの粘度を有し、つまりそれは、部分領域２の粘度に相当する粘度である。しかしながら、変形プロセス中に底部６自体も変形させる場合、それは変形中に１０9ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓ、好ましくは１０8ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓの粘度を有し、つまりそれは、部分領域３の粘度に相当する粘度である（図１０を参照されたい）。
【００６０】
図３〜５は、例示的にくぼみとして形成される変形部４における表面プロファイルの可能な形状の断面図を概略的に示す。
【００６１】
図３は、断面プロファイルの形態の成形された未加工ガラスの表面プロファイルを概略的に示す。底部６は、平坦な表面を有し、すなわち、それは湾曲していない。さらに、変形部の断面プロファイルの肩部７及び縁部８を示す。本出願との関わりにおいて、肩部７は、断面プロファイルにおいて、高い方の領域が、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品１の変形部４の壁部９に移行する、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品１の領域を指し、かつ縁部８は、変形部４の壁部９が低い方の領域に移行する、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品１の領域を指す。変形部４の壁部９の間に位置しておりかつ壁部９によって区切られている、成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品１の領域は、底部６と呼ぶ。
【００６２】
図４は、底部６が上向きに湾曲した凸形状を有する変形部４の表面プロファイルを概略的に示す。変形部４の範囲内の肩部７、縁部８及び壁部９、並びに底部６の周りに延びる環状のへこみ１０を示す。かかるへこみは、特に、変形部４の範囲内の表面の上向きに湾曲した凸形状の場合に存在し、かつ本発明により作り出されたサンプルの輪郭走査に基づく更なる例示的な実施形態に関連してより詳細に説明する。
【００６３】
図５においては、底部６は、下向きに湾曲した凹形状を有する。変形部４の肩部７、縁部８及び壁部９も示す。
【００６４】
図６は、本発明による出発ガラスとして用いられることができる、約４ｍｍの厚さを有するシート状ガラスの光透過率のデータを示す。データは、両側で平坦な表面を有するガラスについて求めた。
【００６５】
図７は、およそ５０ｍｍ×５０ｍｍのサイズを有する例示的なサンプルの写真を示す。本発明により得られた変形部の輪郭走査測定は、矢印が指す向き、すなわち、水平方向では右から左に、かつ鉛直方向では上から下に行い、そうして成形された輪郭は中心を横切る。測定範囲は、解像度を５μｍとして、約４５ｍｍを対象に含む。結果得られる測定点の数は９０３９個である。
【００６６】
図８は、本発明による方法により得られた、中心にくぼみの形態の環状の変形部４を備えた、約５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法を有するサンプルの写真を上部に示す。グラフの軸は、それぞれｍｍを表す。成形プロセスに続けて、サンプルをセラミック化した。２つの直交する直線に沿ってガラスセラミックの表面について測定した、結果としての変形部４の２つの輪郭走査も示す。左側の走査は、水平方向における表面形状プロファイルを示し、右側の走査は鉛直方向のものである。変形部４の範囲内の底部６を取り囲むくぼみ１０を伴った、変形部４の範囲内の表面プロファイルの凸形状がはっきりと認識できる。それに、肩部７、縁部８及び壁部９のおおよその位置も示す。そのうえ、表面沈下前に鉛直方向測定プロファイルにおいて肩部７の領域での表面の僅かな膨れが目を引く。縁部領域における環状のくぼみ１０がはっきりと認識できる。
【００６７】
図９は、くぼみの形態での丸みを帯びたかどを有する矩形の変形部４を本発明による方法によって得た、約５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法を有する別のガラスセラミックサンプルの写真を上部に示す。グラフの軸は、それぞれｍｍを表す。ここでも、セラミック化は、変形プロセスに続けて行った。一方は水平方向における、もう一方は鉛直方向における、再び下に示す輪郭走査において、変形部４の範囲内の凸面プロファイル及び変形部４の範囲内の底部６の周りに延びるへこみ１０もはっきりと認識できる。そのうえ、肩部７、縁部８及び壁部９を示す。
【００６８】
図１０は、本発明により得られたまた別のサンプルの更なる変形部４を示す。グラフの軸は、それぞれｍｍを表す。ここでは、下向きに凹湾曲した底部６を伴った環状のへこみを、本発明による方法により得ていた。変形部４の肩部７も示す。底部の凹形状に基づき、左側の縁部８の領域は、緩やかに右側の縁部８の領域に移行し、そうして底部６において得られる半径は、縁部半径と見なす、そのうえ、変形部４の壁部９を記す。
【００６９】
図１１は、ガラスセラミックサンプルの本発明の更なる実施形態を示す。グラフの軸は、それぞれｍｍを表す。この場合、得られた変形部４が、変形プロセスに先立つ表面プロファイルと比較して非凹部の領域１１を取り囲む凹部リングの形態をとるように線に沿って変形を行った。肩部７の領域においては、表面の僅かな膨れを変形部４の前方で認めることができる。変形部４の底部６は、下向きに凹湾曲している。ここでも、底部６の凹形状に基づき、左側の縁部８は、緩やかに右側の縁部８に移行し、そうして底部６において得られる半径は、縁部半径と見なす、そのうえ、変形部４の壁部９を記す。
【００７０】
図１２は、セラミック化されていない（すなわち“未加工”）状態のサンプルについて測定した半径を用いた、水平の測定方向における、本発明により得られたくぼみの形態の変形部４の輪郭走査を示す。グラフの軸は、それぞれｍｍを表す。成形されたシート状ガラス１の上面の輪郭プロファイルに加えて、下面１２の表面プロファイルを示す。この中ではっきりと認識できるのは、変形されたシート状の未加工ガラスの下面１２のくぼみが設けられた構造１３である。そのうえ、変形部４の肩部７、縁部８及び壁部９を記す。この輪郭走査に基づいて、Ｒ１〜Ｒ４で表記した肩部７及び縁部８の変形部半径を調べた。小数点第二位に端数を丸めた以下の値を得た：
Ｒ１：２．０２ｍｍ
Ｒ２：０．５４ｍｍ
Ｒ３：０．８５ｍｍ
Ｒ４：３．２３ｍｍ。
【００７１】
図１３は、ガラスセラミックサンプルの本発明の更なる実施形態を示す。グラフの軸は、それぞれｍｍを表す。この場合、変形部４は、隆起部の形態でもたらす。ここでも、環状のへこみ１０は、変形部４の底部６の周りに形成する。そのうえ、変形部４の肩部７、縁部８及び壁部９を記す。
【００７２】
図１４は、本発明により得られた隆起部の形態の変形部４の輪郭走査を示す。グラフの軸は、それぞれｍｍを表す。そのうえ、得られた変形部４の肩部７、底部６、縁部８及び壁部９を記す。
【００７３】
図１５は、ガラスセラミックサンプルの本発明の更なる実施形態を示す。グラフの軸は、それぞれｍｍを表す。この場合、変形部４は、上向きに湾曲した凸形状を有する底部６を伴った隆起部の形態でもたらし、かつ底部６の凸形状に基づき変形部の左側の肩部７が、緩やかに変形部４の右側の肩部７に移行するように形成し、そうして底部６において得られる半径は、肩部半径と見なす。そのうえ、変形部４の縁部８及び壁部９、並びに変形部４の底部６の周りに延びる環状のへこみ１０を記す。
【００７４】
図８〜１５に示した本発明による変形部の輪郭走査を詳細に調べると、肩部７の領域における変形部半径は、縁部８の領域で得られた変形部半径より常に大きいことがわかる。
【００７５】
下の表１は、それぞれ水平方向及び鉛直方向の輪郭走査において測定した肩部及び縁部領域の半径をリストにして載せている。測定の各方向は、サンプル番号に続けてｈ（水平方向）又はｖ（鉛直方向）によって表記している。全ての半径はｍｍ記載であり、かつ小数点第二位に端数を丸めている。
【００７６】
【表１】
2016034895.tif 000002
【００７７】
縁部半径に対する肩部半径の比ＶS/Rを調べると、本発明により得られた変形部について、この比が常に２〜４の範囲にあることがわかった。
【００７８】
縁部半径に対する肩部半径の比ＶS/Rは、適切には、以下の式：
【数１】
2016034895.tif 000003
から得られる。
【００７９】
一般的に、局所的な曲率半径は、３点法を用いた輪郭走査の測定値から測定することができる。このために、ベクトル
【数２】
2016034895.tif 000004
を測定し、これは輪郭又は表面プロファイルの３つの点であるＡ、Ｂ、Ｃ間をつなぐベクトルを表す。前述の表記の仕方において、輪郭点Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ３つの座標を有する。しかしながら、同様にこの方法は、例えばｚ座標Ａz、Ｂz、Ｃzを０に設定することによって、図１１に例として示される二次元の輪郭走査に適用することもできる。
【００８０】
等式（１）に従ったベクトルにより、次いでパラメーター
【数３】
2016034895.tif 000005
をベクトルの絶対値から調べることができる。曲率半径が、次いで点Ａ、Ｂ、Ｃを通る円形の半径
【数４】
2016034895.tif 000006
として得られる。
【００８１】
曲率半径のより正確な値を得るために、そのうえ、異なる点Ａ、Ｂ、Ｃのいくつかの３点の曲率半径の平均を出すことが可能である。このようにして、１ｍｍから８ｍｍまでの間の、好ましくは２ｍｍから６．５ｍｍまでの間の半径が、肩部半径について得られ、かつ０．４ｍｍから３ｍｍの間の、好ましくは０．４ｍｍから２．５ｍｍの間の半径が、縁部領域について得られる。
【００８２】
図１６は、本発明のまた別の実施形態を概略的に示す。本発明により得られた未加工ガラス品又はガラスセラミック品における変形部４を示し、この変形部４は、底部６、肩部７、縁部８及びそれに壁部９も有するが、しかしながら、ここで、壁部は、明確性のために表記していない。付加的に、シート状の出発ガラスから得られた未加工ガラス品又はガラスセラミック品は、表面に少なくとも１つの加飾部１４を有し、この少なくとも１つの加飾部は印刷インキを有する。
【００８３】
加飾部１４は、印刷インキを、例えばセラミックインキ、有機インキ若しくは半有機インキ、例えばゾルゲルインキ、又は光沢インキの形態で有し、当該インキは、例えば調理ゾーンをマーキングするために又はクックトップの他の機能領域をラベリングするためによく用いられる。
【００８４】
印刷インキは、好ましくは、スクリーン印刷法によって施与する。しかしながら、表面加飾のための他の方法、例えば、インキジェット印刷又はパッド印刷といった印刷プロセスも同様に適している。
【００８５】
本発明の更なる実施形態によれば、少なくとも１つの変形部４のための加飾部１４は、変形させられた領域４自体に施与する。そのうえ、本発明による未加工ガラス品又はガラスセラミック品は、加飾部１４が備え付けられていてもよいが、同様に、加飾部１４を全く有していなくてもよい更なる変形部４を有していてよい。
【００８６】
本発明のまた別の実施形態によれば、少なくとも１つの変形部４の加飾部は、変形部４の領域中に施与し、かつ変形部は、沈降部又は隆起部の形態でもたらし、ここで、隆起部は、０．５ｍｍの最大高さを有し、そのうえ、加飾部１４は、スクリーン印刷によって施与する。
【００８７】
さらに、本発明により得られた未加工ガラス品又はガラスセラミック品への加飾部の施与は２つの手法で行ってもよいことを見出した
例えば、加飾部１４は、変形プロセス後に施与してよい。
【００８８】
本発明の更なる好ましい実施形態によれば、加飾部１４の施与は、変形プロセス後にスクリーン印刷によって行う。これが可能なのは、緩やかな半径の移行が本発明による変形プロセスによって得られ、そうしてドクターブレードを、結果生じる変形部の上で動かすことができ、しかもインキを均一かつ良好な品質で施与することができるからである。
【００８９】
本発明のとりわけ好ましい実施形態によれば、沈降部、又は最大で０．５ｍｍの高さを有する隆起部を規定する変形部を、変形プロセスに続けてコーティングし、かつコーティングをスクリーン印刷によって行う。
【００９０】
しかしながら、より大きい高さを有する隆起部をコーティングすることができる他の印刷法を選択することも可能である。
【００９１】
そのうえ、本発明によるまた別の実施形態によれば、早くも変形プロセスの前に印刷インキを施与することも可能である。これが可能なのは、本発明により達成される、熱影響ゾーン、すなわち、シート状の出発ガラスの部分領域３の横方向への延びが小さいことに基づく。ここで、熱影響ゾーンは、被変形基材の表面温度が、施与されるインキの最大許容温度を超える領域として定義する。最大許容温度は、インキの特性が、例えば顔料の変色、有機バインダーの分解等に基づき不可逆的に変化する温度として定義する。
【００９２】
熱影響ゾーンには、加飾部１４がその過熱を回避するために差し控えられなければならない。
【符号の説明】
【００９３】
１  成形された未加工ガラス品又はガラスセラミック品、  ２  成形中に１０13ｄＰａ・ｓ〜１０7ｄＰａ・ｓの粘度を有する領域、  ３  成形中に１０9ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓ、好ましくは１０8ｄＰａ・ｓ〜１０4ｄＰａ・ｓ  の粘度を有する領域、  ４  変形部、  ５  支持体、  ６  変形部の底部、  ７  変形部の肩部、  ８  変形部の縁部、  ９  変形部の壁部、  １０  環状のへこみ、  １１  非変形領域、  １２  シート状ガラスの下面、  １３  くぼみが設けられた構造、  １４  加飾部、  Ｒ１  変形部半径１、  Ｒ２  変形部半径２、  Ｒ３  変形部半径３、  Ｒ４  変形部半径４
【図１】
2016034895.tif 000007
【図２】
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【図３】
2016034895.tif 000009
【図４】
2016034895.tif 000010
【図５】
2016034895.tif 000011
【図６】
2016034895.tif 000012
【図１６】
2016034895.tif 000013
【図７】
2016034895.tif 000014
【図８】
2016034895.tif 000015
【図９】
2016034895.tif 000016
【図１０】
2016034895.tif 000017
【図１１】
2016034895.tif 000018
【図１２】
2016034895.tif 000019
【図１３】
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【図１４】
2016034895.tif 000021
【図１５】
2016034895.tif 000022
【外国語明細書】
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