[发明专利]适合用作感应加热炉灶面基材的无碱铝硅酸盐玻璃

说明书

本发明涉及铝硅酸盐玻璃，其组成中不含碱金属且以氧化物的重量百分数计含有：60～70％的SiO₂、13～22％的Al₂O₃、0～9％的B₂O₃、1～6％的MgO、0～5％的CaO、1～5％的BaO、2～12％的ZnO和0～3％的SrO，其中Al₂O₃+B₂O₃+ZnO＞23％且B₂O₃+MgO‑CaO‑BaO‑SrO＜6％。这些玻璃具有低的热膨胀系数(CTE)和强的酸耐久性和碱耐久性，且可以用于感应炉灶面的基材中。

与相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2013年7月16日提交的法国专利申请序列号1356997的优先权，该申请的全部内容通过引用纳入本文。

背景

本发明涉及铝硅酸盐玻璃。更具体而言，本发明的主题涉及铝硅酸盐玻璃，其组成中可含有或不含有硼，且不含碱金属。

所述玻璃具有令人感兴趣的性质，更具体而言，其具有低的热膨胀系数(CTE)。根据这些令人感兴趣的性质，所述玻璃的具体用途包括感应加热烹饪设备的炉灶面基材。本发明的玻璃是作为感应加热烹饪设备的炉灶面来开发的，但其用途并不受此所限。

本文中，主要提出了锂铝硅酸盐型玻璃陶瓷板。所述玻璃陶瓷板已在多篇文献，尤其是在美国专利号7671303和专利申请WO 2012/010278中有所描述。

具体而言，目前在市场上销售的这种板材有三种类型：(i)含有作为主晶相的β-石英固溶体的深色板(黑色)、经过整体着色的玻璃陶瓷(锂铝硅酸盐型)；(ii)含有作为主晶相的β-锂辉石固溶体的白色板、半透明玻璃陶瓷(锂铝硅酸盐型)；以及(iii)含有作为主晶相的β-石英固溶体且在其下表面(故意使主下表面朝向加热元件放置)具有经过着色的装饰性涂料的透明板、无色玻璃陶瓷(锂铝硅酸盐型)。

对于其中的第三种板材，更具体而言，透明无色玻璃陶瓷中的基材，尤其是在用于获得玻璃陶瓷的(前体玻璃的)澄清剂种类方面还有很大的改进空间。氧化砷(As₂O₃)这种有毒产品仍然在被广泛使用。在替代和取代氧化砷方面，氧化锡(SnO₂)的使用日益增加，氧化锡会使玻璃陶瓷着色成淡黄色。这种不希望的淡黄色着色是由于Ti-Fe、Sn-Fe和Sn-Ti之间(通过电荷转移)的相互作用而导致的。本领域技术人员深知玻璃陶瓷的前体玻璃的组成中可含有铁且通常含有TiO₂作为成核剂。这种玻璃陶瓷会带来包括制造成本在内的上升的成本(包括原材料价格和用于包括陶瓷化步骤在内的制造过程的生产成本)。

本发明人为了寻求这种改进而采用了一种完全原创的方法，该方法基于使用由铝硅酸盐玻璃构成的板材来对由(锂铝硅酸盐型的)玻璃陶瓷构成的所述现有技术的板材进行了非常有益的替代。

本发明人惊讶地发现组成中不含碱金属的铝硅酸盐玻璃具有进行所述非常有益的替代的所需性质。此后，可以注意到该替代在排除陶瓷化步骤的应用、以及附带的成核剂的使用、氧化锂(Li₂O：一种昂贵的原材料)的使用和氧化砷(氧化锡显然完全适合用作澄清剂)的使用方面最为有益。

文献中描述了多种铝硼硅酸盐玻璃，其组成中不含碱金属，更具体而言，描述了用于显示器技术领域(屏幕、电视等)中的铝硼硅酸盐玻璃。特别是在下述专利文献中对所述铝硼硅酸盐玻璃进行了描述：US 5116788、EP 1911725、US 2007/0243992、WO 2004/020356、US 2009/0294773、US 7727916、US2009/0129061、EP 0787693、US 2012/0033693和CN 102515524。通常，这些铝硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数高于30×10^-7/℃。它们不具有本发明的玻璃的组成。

发明概述