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    • 专利摘要:
    Um ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer wärmestrahlungsreflektierenden Emailschicht anzugeben, bei dem eine Emailbasisschicht auf eine Oberfläche eines Metallgegenstandes aufgebracht wird, zeitlich nachfolgend Partikel auf die freie Oberfläche der Emailbasisschicht aufgebracht werden und diese Anordnung abschließend erhitzt wird,umfasst das Aufbringen der Partikel auf die freie Oberfläche der Emailbasisschicht die nachfolgenden Verfahrensschritte:- Größenverteilte elektrisch leitende Nanopartikel (3) mit einer mittleren Größe von etwa 10 bis einigen Hundert Nanometern werden entweder- auf eine Oberfläche einer festen unter Temperatureinwirkung verdampfbaren Trägerschicht (7) derart aufgebracht, dass auf der Trägerschicht (7) aus den elektrisch leitenden Nanopartikeln (3) gebildete Mikroagglomerate (3') mit einer Größe von mindestens etwa 1 µm bis etwa 50 µm gleichmäßig über die Oberfläche verteilt sind, wobei die Oberfläche durch die Gesamtheit der Mikroagglomerate (3') lediglich teilweise überdeckt wird, oder- in ein aus einer dispersen Phase (5) und einer unter Temperatureinwirkung verdampfbaren kontinuierlichen Phase (4) bestehendes disperses Mikrosystem derart eingemischt, dass sich die elektrisch leitenden Nanopartikel (3) an die aus anorganischen Mikroteilchen oder Makromolekülen mit einer Größe von mindestesn etwa 1 µm bis etwa 50 µm gebildete disperse Phase (5) anlagern, wobei die disperse Phase (5) in der kontinuierlichen Phase (4) ...
    公开号:DE102004008849A1
    申请号:DE200410008849
    申请日:2004-02-20
    公开日:2004-09-09
    发明作者:Friedel Kaup；Friedrich Littau；Walter Dr. Mangen；Ulrich Dr. Sillmen
    申请人:Miele und Cie KG；
    IPC主号:C23D5-00
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahrenzur Herstellung einer wärmestrahlungsreflektierenden Emailschichtnach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    [0002] Emaillierte Metalloberflächen kommenaufgrund ihrer hervorragenden mechanischen, thermischen und chemischenEigenschaften häufigin Backöfenzum Einsatz. Beispielsweise sind die als Backbleche ausgebildetenGargutträgerund die Garrauminnenwändeemailliert. Die Beheizung des Garraums erfolgt oftmals über Wärme-Strahlungsquellen wieHalogenlampen oder Heizspiralen. Um deren ausgesendete Wärmestrahlungoptimal zum Garen zu nutzen und kurze Aufheizzeiten zu gewährleisten, istes bekannt, emaillierte Garrauminnenwände wärmestrahlungsreflektierendauszubilden.
    [0003] Zur Herstellung einer wärmestrahlungsreflektierendenGarrauminnenwand ist es aus der DE 41 26 790 A1 bekannt, auf emailliertemetallische Garrauminnenwändeeine spektralselektive Schicht aufzubringen. Durch die spektralselektiveSchicht wird der Wärmestrahlungs-Reflexionsgradan der Garrauminnenwand vergrößert undder Wärmeverlust über dieGarraumwändein Richtung der Garraumisolation reduziert. Jedoch verschlechternsich durch die Beschichtung sowohl die mechanischen Eigenschaften,wie Stoß-und Kratzfestigkeit, als auch die chemische Resistenz gegenüber Säuren und Laugen,wobei alle vorgenannten Eigenschaften für die Reinigung des Garraumswichtig sind. Ein weiterer Nachteil einer solchen Beschichtung bestehtin der verringerten thermischen Beständigkeit der emailseitigenOberflächeder Garrauminnenwand.
    [0004] Auch wird in der zu Rede stehendenSchrift vorgeschlagen, den Emailschlicker mit spektralselektivenPartikeln zu vermischen und die Mischung anschließend imherkömmlichenEmaillierverfahren auf die Metalloberfläche aufzutragen. Mit diesemVerfahren könnendie o.g. Nachteile beseitigt werden, da die spektralselektiven Partikel über demgesamten Querschnitt des Emails verteilt sind und keine geschlosseneSchicht auf der Emailoberflächebilden. Um bei solch einer Verteilung einen zufriedenstellendenWärmestrahlungs-Reflexionsgradzu gewährleisten,ist jedoch eine großeMenge von spektralselektiven Partikeln notwendig, so dass hohe Kosten entstehen.
    [0005] In der WO 98 53 118 A1 ist ein Verfahrenbeschrieben, in dem zunächstauf eine emaillierte Metalloberfläche eine geschlossene Schichtmit wärmestrahlungsreflektierendenPartikeln von einer Größe von 1/3bis ½ derWellenlängeder zu reflektierenden Strahlung aufgebracht wird und im Anschlussdas Metall mit der Email- und Partikelschicht erhitzt wird. BeimErhitzen schmilzt das Email auf und die Partikelschicht sinkt unterdie Emailoberfläche.
    [0006] Der Erfindung stellt sich somit dasProblem ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer wärmestrahlungsreflektierendenEmailschicht anzugeben.
    [0007] Erfindungsgemäß wird dieses Problem durchein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. VorteilhafteAusgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dennachfolgenden Unteransprüchen.
    [0008] Die mit der Erfindung erreichbarenVorteile bestehen neben einer sehr gleichmäßigen Verteilung der wärmestrahlungsreflektierendenBestandteile der erfindungsgemäß hergestelltenEmailschicht insbesondere darin, dass die für einen ausreichend hohen Wärmestrahlungsreflexionsgraderforderliche Größe der wärmestrahlungsreflektierendenBestandteile bei gleichzeitiger Reduzierung der dafür erforderlichen Massean elektrisch leitenden Substanzen und damit der Herstellungskostender wärmestrahlungsreflektierendenEmailschicht erreicht ist. Die wärmestrahlungsreflektierendenBestandteile der erfindungsgemäßen Emailschichtsind die aus elektrisch leitenden Nanopartikeln erzeugten Mikroagglomerateoder die disperse Phase mit den daran angelagerten oder darin eingelagertenelektrisch leitenden Nanopartikeln bzw. Mikroagglomeraten. Wärmestrahlungsreflexion kannnur an elektrisch leitenden Strukturen von mindestens mit der Wellenlänge derWärmestrahlung vergleichbarerGröße, alsomindestens 1 bis 10 Mikrometern, erfolgen. Wärmestrahlungsreflexion an elektrischenNanopartikeln ist nicht möglich.
    [0009] Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehresieht vor, dass als anorganische Mikroteilchen des dispersen MikrosystemsTonteilchen oder glas-, email- oder keramikartige Teilchen, oderals MakromoleküleZellulose-Makromoleküleverwendet werden. Hierdurch ist gewährleistet, dass in der ausder Emailbasisschicht und den wärmestrahlungsreflektierendenBestandteilen hergestellten wärmestrahlungsreflektierendenEmailschicht zwischen den Bestandteilen der Emailbasisschicht undden darin eingebetteten wärmestrahlungsreflektierendenBestandteilen die Gefahr von Spannungsrissen oder dergleichen deutlichreduziert ist. Darüberhinaus ist auf diese Weise eine sehr gleichmäßige Verteilung der dispersenPhase und damit der elektrisch leitenden Nanopartikel in der kontinuierlichenPhase erreicht.
    [0010] Eine hierzu alternative Weiterbildungder erfindungsgemäßen Lehresieht vor, dass die elektrisch leitenden Nanopartikel und/oder dieaus den elektrisch leitenden Nanopartikeln gebildeten Mikroagglomeratemit einem Drucker auf die Trägerschicht aufgebrachtwerden. Hierdurch ist ebenfalls eine sehr gleichmäßige Verteilungder elektrisch leitenden Nanopartikel bzw. der aus diesen gebildetenMikroagglomerate auf einfache Weise ermöglicht.
    [0011] Eine andere Weiterbildung sieht vor,dass die elektrische Leitfähigkeitder elektrisch leitenden Nanopartikel durch die Verwendung von nanokristallinenPartikeln als elektrisch leitende Nanopartikel erzeugt wird. Hierdurchsind die elektrisch leitenden Partikel auf besonders einfache Weiseerzeugt.
    [0012] Eine alternative Weiterbildung zuder vorgenannten Ausführungsformsieht vor, dass die elektrisch leitenden Nanopartikel durch Dotierungvon Nanobasispartikeln erzeugt werden. Auf diese Weise ist es ermöglicht,auch amorphe Nanobasispartikel als Ausgangsmaterial für die Herstellungder elektrisch leitenden Nanopartikel zu verwenden. Wie sich durchVersuche herausstellte, weisen derartige wärmestrahlungsreflektierendeBestandteile einen besonders hohen Wärmestrahlungsreflexionsgradauf.
    [0013] Eine weitere alternative Weiterbildungzu den vorgenannten Ausführungsformensieht vor, dass die elektrisch leitenden Nanopartikel durch Bestrahlungvon Nanobasispartikeln mit elektromagnetischer Strahlung erzeugtwerden.
    [0014] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildungder erfindungsgemäßen Lehresieht vor, dass die Art der zu dotierenden oder zu bestrahlendenNanobasispartikel aus der Gruppe der Bestandteile der Emailbasisschichtausgewähltist. Auf diese Weise ist gewährleistet,dass in der aus der Emailbasisschicht und den wärmestrahlungsreflektierendenBestandteilen hergestellten wärmestrahlungsreflektierenden Emailschichtzwischen den Bestandteilen der Emailbasisschicht und den darin eingebettetenwärmestrahlungsreflektierendenBestandteilen die Gefahr von Spannungsrissen oder dergleichen deutlichreduziert ist.
    [0015] Eine andere vorteilhafte Weiterbildungsieht vor, dass die elektrisch leitenden Nanopartikel oder die Nanobasispartikelin einem Sol-Gel-Prozess aus einem Sol geeigneter Zusammensetzungaus Basis- und Dotierungschemie synthetisiert werden. Der Sol-Gel-Prozessist ein seit langem bekanntes und ausgereiftes Verfahren.
    [0016] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung siehtvor, dass die aus den elektrisch leitenden Nanopartikeln gebildetenMikroagglomerate vor deren Verteilung auf der Trägerschicht oder die dispersePhase mit den daran angelagerten elektrisch leitenden Nanopartikelndes dispersen Mikrosystems mit untereinander vernetzten Makromolekülen odereiner glas- oder keramikartigen Substanz umhüllt werden. Hierdurch bleibendie wärmestrahlungsreflektierenden Bestandteilebeim Einschmelzen in das Email als Partikel erhalten. Ein Zerfließen dieserPartikel in die Emailmatrix, verbunden mit dem Verlust des Wärmestrahlungsreflexionsvermögens, wirddadurch verhindert.
    [0017] Eine weitere vorteilhafte Weiterbildungsieht vor, dass die mit der Trägerschichtoder dem dispersen Mikrosystem auf die Emailbasisschicht aufgetragenenelektrisch leitenden Nanopartikel in diese eingebrannt werden, wobeidie Vorbehandlung der Emailbasisschicht und die Temperaturführung beim Einbrennenderart ist, dass die elektrisch leitenden Nanopartikel während desEinbrennvorgangs höchstensum das Maß einerbis einiger Wellenlängender Wärmestrahlungin die Emailbasisschicht absinken. Damit der Wärmestrahlungsreflexionsgradgroß bleibt,muss der Laufweg der Wärmestrahlungdurch das wärmestrahlungsabsorbierendeEmail bis zum Auftreffen auf ein wärmestrahlungsreflekierendesMikrosystem im Vergleich zur Wellenlänge kurz sein. Auf diese Weiseist gewährleistet,dass die vorteilhaften Eigenschaften der Emailbasisschicht, wiebeispielsweise eine hohe Stoß-und Kratzfestigkeit sowie Temperatur- und Säurebeständigkeit bei gleichzeitigemVorliegen eines hohen Wärmestrahlungsreflexionsgradsweitgehend erhalten bleiben.
    [0018] Ferner stellt sich der Erfindungdas Problem einen Garraum oder einen Gargutträger für einen Garraum mit einer erfindungsgemäßen Emailschicht anzugeben.
    [0019] Erfindungsgemäß wird dieses Problem durcheinen Garraum oder einem Gargutträger für einen Garraum nach Anspruch11 gelöst.
    [0020] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindungist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und wird nachfolgendnäher beschrieben.Es zeigt
    [0021] 1 einegeschnittene Seitenansicht einer emaillierten Metalloberfläche mitnahe der Emailoberflächeverteilt vorliegenden Mikroagglomeraten von elektrisch leitendenPartikeln,
    [0022] 1a eineDetailansicht eines Mikroagglomerats aus 1 in einem Vertikalschnitt,
    [0023] 2 einegeschnittene Seitenansicht eines dispersen Mikrosystems mit an derdispersen Phase angelagerten elektrisch leitenden Nanopartikeln,wobei die disperse Phase aus anorganischen Mikroteilchen gebildetist,
    [0024] 3 einegeschnittene Seitenansicht eines dispersen Mikrosystems mit in derdispersen Phase eingelagerten elektrisch leitenden Nanopartikeln,wobei die disperse Phase aus untereinander vernetzten Makromolekülen gebildetist und
    [0025] 4 eineDraufsicht einer mit Mikroagglomeraten aus elektrisch leitendenNanopartikeln bedruckten als Trägerfolieausgebildeten Trägerschicht.
    [0026] 1 zeigteine auf einem als Metallblech ausgebildeten Metallgegenstand (1)angeordnete wärmestrahlungsreflektierendeEmailschicht, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wordenist. Bei der Emailbasisschicht (2) der wärmestrahlungsreflektierenden Emailschichthandelt es sich um eine herkömmlicheEmailschicht. Die wärmestrahlungsreflektierendenBestandteile der erfindungsgemäß hergestelltenEmailschicht sind die aus elektrisch leitenden Nanopartikeln (3)erzeugten Mikroagglomerate (3') oder die disperse Phase mit den daranangelagerten oder darin eingelagerten elektrisch leitenden Nanopartikeln(3) bzw.
    [0027] Mikroagglomeraten (3'). Die größenverteilten elektrischleitenden Nanopartikel (3) haben einen mittleren Durchmesservon etwa 10 nm bis einigen Hundert Nanometern, vorzugsweise 30 nmbis 80 nm.
    [0028] Die in der Emailbasisschicht (2)eingelagerten elektrisch leitenden Nanopartikel (3) können beispielsweisein kristalliner Form, also als nanokristalline Partikel, vorliegenund z.B. aus Siliziumcarbid SiC, Silizium-Siliziumcarbid SiSiC,Rubidium-Siliziumcarbid RbSiC, Siliziumnitrid SiN, Aluminiumnitrid AlNoder aus Metalllegierungen bspw. Molybdän-Silizium-Legierung MoSi2oder aus Metallpulvern wie Platin, Palladium, Gold bestehen.
    [0029] Darüber hinaus eignen sich alselektrisch leitende Nanopartikel (3) dotierte Nanobasispartikel, insbesondereMetalloxide wie Indium-Zinn-Oxid, Antimon-Zinn-Oxid, Zinn-Fluor-Oxid,Zinkoxid, Gallium-Aluminium-Zink-Oxid, besonders gut, da diese, wiesich durch Versuche herausstellte, einen besonders hohen Wärmestrahlungsreflexionsgradaufweisen. Um eine gute Verträglichkeitzwischen den wärmestrahlungsreflektierendenBestandteilen und dem Email der Emailbasisschicht (2) zugewährleisten, werdenbevorzugterweise Nanobasispartikel aus der Gruppe der Bestandteileder Emailbasisschicht (2) dotiert.
    [0030] Eine andere Möglichkeit elektrisch leitender Nanopartikelsind normalerweise elektrisch nicht leitende Teilchen, die durchBestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung für die Dauer der Bestrahlung elektrischleitend gemacht werden. Dazu eignen sich z.B. Titanoxid Nanopartikel.
    [0031] Wie die 1 und 1a zeigen,bilden die elektrisch leitenden Nanopartikel (3) im eingelagertenZustand Mikroagglomerate (3')mit einer Größe von etwa1 μm bisetwa 50 μm,welche nahe der Oberflächeder Emailbasisschicht (2) in eine Art Raster angeordnetsind. Die Mikroagglomerate (3') liegen also gleichmäßig verteiltin dem Bereich der Oberfläche derEmailbasisschicht (2) vor, so dass einerseits die gutenEigenschaften des reinen Emails wie Stoß- und Kratzfestigkeit sowieTemperatur- und Säurebeständigkeitweitgehend erhalten bleiben und andererseits wird durch die Einlagerungder aus den elektrisch leitenden Nanopartikeln (3) gebildetenMikroagglomerate (3')ein hoher Wärmestrahlungsreflexionsgradder emailseitigen Oberflächegeschaffen, der mit abnehmender Eindringtiefe der Mikroagglomerate(3') indie Emailbasisschicht (2) und zunehmender Verteilungsdichteder elektrisch leitenden Nanopartikel (3) bzw. der Mikroagglomerate(3') ansteigt.
    [0032] Derart beschichtete Metallbleche(1) eignen sich besonders gut als Garrauminnenwände, dadiese fürReinigungsarbeiten sowohl kratz- und scheuerfest sein müssen alsauch einen hohen Wärmestrahlungsreflexionsgradaufweisen müssen,um kurze Aufheizzeiten im Garraum zu ermöglichen.
    [0033] Eine Emailschicht der vorbeschriebenenArt kann mit einem Verfahren gemäß der Erfindunghergestellt werden, bei dem die Emailbasisschicht (2) aufdie Metalloberflächedes Metallblechs (1) mit dem an sich bekannten ETE-Verfahren(Elektrophoretisches-Tauch-Emaillierverfahren) aufgebracht wird. Selbstverständlich können hierzuauch alle anderen bekannten Emaillierverfahren angewendet werden.
    [0034] Die elektrisch leitenden Nanopartikel(3) werden zunächstin einem dispersen Mikrosystem oder auf einer Trägerschicht (7) verteilt,bevor sie auf die Emailbasisschicht (2) aufgebracht werden.Dabei kann die Emailbasisschicht (2) beim Aufbringen der Mikroagglomerate(3') oderdes dispersen Mikrosystems grundsätzlich im nassen, getrocknetenoder bereits eingebrannten Zustand vorliegen.
    [0035] In der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrenswird zum Verteilen der elektrisch leitenden Nanopartikel (3)eine Dispersion in Form von im Wasser als kontinuierliche Phase(4) dispergierten als Tonteilchen ausgebildete anorganischeMikroteilchen (5) benutzt. Die Mikroteilchen (5)der Dispersion weisen einen Durchmesser von mindestens etwa 1 μm bis etwa50 μm auf.Da Tonteilchen (5) an sich negativ geladen sind, also einegleichgerichtete Ladung besitzen, stoßen sie sich gegenseitig abund weisen in der Dispersion einen zur Abstoßungskraft korrespondierendenAbstand auf.
    [0036] Zum Verteilen der elektrisch leitendenNanopartikel (3) wird die vorgenannte Dispersion mit Tonteilchen(5) mit einer weiteren wässrigen Dispersion, dessendisperse Phase von den elektrisch leitenden Nanopartikeln (3)gebildet wird, vermischt. Während desMischvorgangs lagern sich die elektrisch leitenden Nanopartikel(3) gemäß 2 an der Oberfläche derTonteilchen (5) an. Dabei bilden die gegenüber denTonteilchen (5) sehr viel kleineren größenverteilten elektrisch leitendenNanopartikel (3) mit einer mittleren Größe von 10 nm bis einigen HundertNanometern, vorzugsweise 30 nm bis 80 nm, eine Art Hülle um dieTonteilchen (5), wodurch die wärmestrahlungsreflektierendenBestandteile gebildet werden, die aufgrund der gleichen Größenordnungwie die zu reflektierende Wärmestrahlungdiese reflektieren. Das auf diese Weise erzeugte disperse Mikrosystem, bestehendaus Tonteilchen (5), elektrisch leitenden Nanopartikeln(3) und Wasser (4), wird mit an sich bekanntenAuftragsverfahren wie Spritzen, Tauchen, etc. auf die Emailbasisschicht(2) aufgebracht. Auf der Emailbasisschicht (2)weisen die Tonteilchen (5) einen von ihrer Volumenkonzentrationin dem dispersen Mikrosystem beeinflussten Abstand zueinander auf.
    [0037] Nach dem Aufbringen des dispersenMirkosystems wird die Anordnung aus dem Metallgegenstand (1),der Emailbasisschicht (2) und dem auf der freien Oberfläche derEmailbasisschicht (2) gleichmäßig verteilten dispersen Mikrosystemsin einem Brennofen gebrannt, wobei die Vorbehandlung der Emailbasisschicht(2), beispielsweise ob diese noch nass ist oder bereitsgetrocknet oder sogar gebrannt worden ist, und die Prozessgrößen Temperaturund Verweilzeit derart gewähltsind, dass die wärmestrahlungsreflektierendenBestandteile höchstensbis in das obere Drittel der Emailbasisschicht (2) absinken. GuteErgebnisse wurden bei Einbrenntemperaturen zwischen 550 und 900°C und Verweilzeitenim Brennofen zwischen 2 min. und 10 min. erreicht. Beim Einbrennverfahrenverdampft zunächstdas Wasser (4) auf der Emailbasisschicht (2).Dann beginnt das Email der Emailbasisschicht (2) zu schmelzenund die Tonteilchen (5) spalten Wasser in Form von Wasserdampfbläschen ab,wobei die aufsteigenden Wasserdampfbläschen ein schnelles Eintauchen derwärmestrahlungsreflektierendenBestandteile in die Emailbasisschicht (2) verhindern.
    [0038] Wird für die Emailbasisschicht (2)ein katalytisches Email verwendet, welches eine poröse Oberfläche aufweist,ist der vorgenannte Einbrennvorgang nicht notwendig, da sich dieTonteilchen (5) mit den an diesen angelagerten elektrischleitenden Nanopartikeln (3) in den Porositäten derfreien Oberflächeder Emailbasisschicht (2) festsetzen und durch Adhäsionskräfte gehaltenwerden. Aufgrund der größeren innerenOberflächedes katalytischen Emails, gegenübereinem glatten Email, ist die freie Oberfläche in der Lage eine größere Anzahlvon Tonteilchen (5) mit an diesen angelagerten elektrischleitenden Nanopartikeln (3) aufzunehmen.
    [0039] Das Verfahren sieht grundsätzlich ähnlich aus,wenn statt Ton als Trägerder Nanopartikel email-, glas- oder keramikartige Mikropartikelverwendet werden. Diese Teilchen werden mit bekannten Methoden z.B.wie bei der Elektrotauchemailierung in der Dispersion im Schwebezustandgehalten.
    [0040] Alternativ hierzu werden bereitsin Wasser dispergierte elektrisch leitende Nanopartikel (3)in eine wässrigeDispersion mit als Zellulose-Makromoleküle ausgebildeten Makromolekülen (6)mit einer Größe von etwa1 μm bisetwa 50 μmeingemischt, um auf diese Weise das disperse Mikrosystem zu erhalten.
    [0041] Währenddes Mischvorgangs agglomerieren die einzelnen elektrisch leitendenNanopartikel (3) zu Mikroagglomeraten (3') und die Mikroagglomerate (3') lagern sichin das aus den Zellulose-Makromolekülen (6)gebildete Netz ein. Die Mikroagglomerate (3') werden in dem Netz der Zellulose-Makromoleküle (6)in einer Art Schwebezustand gehalten, wodurch die einmal erzeugtegleichmäßige Verteilungder Mikroagglomerate (3')in der kontinuierlichen Phase (4) des dispersen Mikrosystemserhalten bleibt. Vergleichbar der oben erläuterten Vorgehensweise bildendie in den Zellulose-Makromolekülen(6) eingelagerten Mikroagglomerate (3') die wärmestrahlungs-reflektierendenBestandteile, da die eingelagerten Mikroagglomerate (3') die gleicheGrößenordnunghaben wie die zu reflektierende Wärmestrahlung. Der Abstand zwischenden eingelagerten Mikroagglomeraten (3') korrespondiert mit dem Durchmesserder Zellulose-Makromoleküle(6).
    [0042] Nach dem Mischvorgang wird das vorliegendedisperse Mikrosystem auf die freie Oberfläche der zeitlich vorher aufdem Metallblech (1) aufgebrachten Emailbasisschicht (2)nach einem der o.g. Verfahren aufgebracht, wobei die Mikroagglomerate(3') durch dieZellulose-Makromoleküle(6) räumlichvoneinander getrennt bleiben. Dann wird die Anordnung aus dem Metallgegenstand(1), der Emailbasisschicht (2) und dem auf derfreien Oberflächeder Emailbasisschicht (2) gleichmäßig verteilten dispersen Mikrosystemsin einem Brennofen gebrannt. Beim Einbrennvorgang verdampfen dasWasser (4) und die Zellulose-Makromoleküle (6) des aufgetragenendispersen Mikrosystems, so dass die Mikroagglomerate (3') zunächst aufder Emailbasisschicht (2) etwa in Form eines gestreutenPunktrasters vorliegen, bevor sie in die Emailbasisschicht (2)sacken.
    [0043] Im Unterschied zu der vorbeschriebenen erstenVariante des erfindungsgemäßen Verfahrens werdendie elektrisch leitenden Nanopartikel (3) in der nachfolgendbeschriebenen zweiten Variante im ersten Schritt auf einer verdampfbarenfesten als Trägerfolieausgebildeten Trägerschicht(7) gleichmäßig verteilt.
    [0044] Hierzu werden in einer Flüssigkeitbereits dispergierte elektrisch leitende Nanopartikel (3)mit einem speziell ausgebildeten Drucker unter Anwendung der Tintenstrahl-Technologieauf die Trägerschicht(7) gespritzt bzw. gedruckt. Als Trägerschicht (7) kannbeispielsweise eine PE- oderPS-Folie mit einer Stärkevon 5–20 μm verwendetwerden. Mit Hilfe der Drucksoftware wird der Drucker so angesteuert,dass mikrometergroßeals Dispersionsbereiche (8) ausgebildete Mikroagglomerate(3') aufdie Trägerschicht(7) aufgebracht werden. Die Dispersionsbereiche (8)werden im vorliegenden Ausführungsbeispielgemäß 4 gleichmäßig aufder Trägerschicht(7) verteilt.
    [0045] Alternativ zur Tintenstrahl-Technologiekann die Dispersion auch mit der an sich bekannten Siebdrucktechnikgleichmäßig verteiltwerden. In jedem Fall wird die bedruckte Trägerschicht (7) aufeine Emailbasisschicht (2) eines Metallblechs (1)aufgelegt. Um sowohl ein glattes Aufliegen als auch ein Absinkender Folie (7) in die Emailbasisschicht (2) zu verhindern,wird ein Metallblech (1) mit einer bereits gebrannten Emailbasisschicht(2) verwendet. Nach dem Auflegen der Folie wird ein zweiterEinbrennvorgang in einem Brennofen gestartet. Bei den hohen Temperaturendes Einbrennvorgangs verdampfen die Trägerschicht (7) unddie Flüssigkeitder Dispersion. Die zurückbleibendenaus elektrisch leitenden Nanopartikeln (3) gebildeten Mikroagglomerate(3') tauchenin das schmelzeförmigeEmail der Emailbasisschicht (2) ein. Die Temperaturführung undVerweilzeit im Brennofen sind so gewählt, dass die Mikroagglomerate(3') während desEinbrennvorgangs höchstensbis in das obere Drittel der Emailbasisschicht (2) absinken.
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Verfahren zur Herstellung einer wärmestrahlungsreflektierendenEmailschicht, bei dem eine Emailbasisschicht auf eine Oberfläche einesMetallgegenstandes aufgebracht wird, zeitlich nachfolgend Partikelauf die freie Oberflächeder Emailbasisschicht aufgebracht werden und diese Anordnung abschließend erhitztwird, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Partikelauf die freie Oberflächeder Emailbasisschicht die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – größenverteilteelektrisch leitende Nanopartikel (3) mit einer mittlerenGröße von etwa10 bis einigen Hundert Nanometern werden entweder – auf eineOberflächeeiner festen unter Temperatureinwirkung verdampfbaren Trägerschicht(7) derart aufgebracht, dass auf der Trägerschicht (7) ausden elektrisch leitenden Nanopartikeln (3) gebildete Mikroagglomerate(3') miteiner Größe von mindestens etwa1 μm bisetwa 50 μmgleichmäßig über die Oberfläche verteiltsind, wobei die Oberflächedurch die Gesamtheit der Mikroagglomerate (3') lediglich teilweise überdecktwird, oder – inein aus einer dispersen Phase (5) und einer unter Temperatureinwirkungverdampfbaren kontinuierlichen Phase (4) bestehendes dispersesMikrosystem derart eingemischt, dass sich die elektrisch leitenden Nanopartikel(3) an die aus anorganischen Mikroteilchen oder Makromolekülen miteiner Größe von mindestensetwa 1 μmbis etwa 50 μmgebildete disperse Phase (5) anlagern, wobei die dispersePhase (5) in der kontinuierlichen Phase (4) gleichmäßig verteilt ist,und – dassdie so verteilten elektrisch leitenden Nanopartikel (3)mit der Trägerschicht(7) oder dem dispersen Mikrosystem auf die Emailbasisschicht(2) aufgetragen werden.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass als anorganische Mikroteilchen des dispersen Mikrosystems Tonteilchen(5) oder glas-, email- oder keramikartige Teilchen, oderals MakromoleküleZellulose-Makromoleküle(6) verwendet werden.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die elektrisch leitenden Nanopartikel (3) und/oderdie aus den elektrisch leitenden Nanopartikeln (3) gebildetenMikroagglomerate (3')mit einem Drucker auf die Trägerschicht(7) aufgebracht werden.
    [4] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die elektrische Leitfähigkeitder elektrisch leitenden Nanopartikel (3) durch die Verwendungvon nanokristallinen Partikeln als elektrisch leitende Nanopartikel(3) erzeugt wird.
    [5] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die elektrisch leitenden Nanopartikel (3) durch Dotierungvon Nanobasispartikeln erzeugt werden.
    [6] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die elektrisch leitenden Nanopartikel (3) durch Bestrahlungvon Nanobasispartikeln mit elektromagnetischer Strahlung erzeugtwerden.
    [7] Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Art der zu dotierenden oder zu bestrahlenden Nanobasispartikelaus der Gruppe der Bestandteile der Emailbasisschicht (2)ausgewähltist.
    [8] Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Nanopartikel(3) oder die Nanobasispartikel in einem Sol-Gel-Prozess aus einemSol geeigneter Zusammensetzung aus Basis- und Dotierungschemie synthetisiertwerden.
    [9] Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis8, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den elektrisch leitendenNanopartikeln (3) gebildeten Mikroagglomerate (3') vor derenVerteilung auf der Trägerschicht(7) oder die disperse Phase (5) mit den daranangelagerten elektrisch leitenden Nanopartikeln (3) desdispersen Mikrosystems mit untereinander vernetzten Makromolekülen odereiner glas- oder keramikartigen Substanz umhüllt werden.
    [10] Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis9, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Trägerschicht (7) oderdem dispersen Mikrosystem auf die Emailbasisschicht (2)aufgetragenen elektrisch leitenden Nanopartikel (3) indiese eingebrannt werden, wobei die Vorbehandlung der Emailbasisschicht(2) und die Temperaturführungbeim Einbrennen derart ist, dass die elektrisch leitenden Nanopartikel(3) währenddes Einbrennvorgangs höchstensum das Maß einerbis einiger Wellenlängender Wärmestrahlungin die Emailbasisschicht (2) absinken.
    [11] Garraum oder Gargutträger für einen Garraum mit einer wärmestrahlungsreflektierenden Emailschicht,hergestellt unter Verwendung eines Verfahren nach mindestens einemder Ansprüche1 bis 10.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004008849B4|2008-01-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-09-09| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-03-22| 8120| Willingness to grant licences paragraph 23|
    2008-07-10| 8364| No opposition during term of opposition|
    2016-09-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE10307185.7||2003-02-20||
    DE10307185||2003-02-20||
    DE200410008849|DE102004008849B4|2003-02-20|2004-02-20|Verfahren zur Herstellung einer wärmestrahlungsreflektierenden Emailschicht und Verwendung des Verfahrens|DE200410008849| DE102004008849B4|2003-02-20|2004-02-20|Verfahren zur Herstellung einer wärmestrahlungsreflektierenden Emailschicht und Verwendung des Verfahrens|
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