形成耐用玻璃釉質(zhì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的主題涉及玻璃釉質(zhì)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐用玻璃釉質(zhì)組合物是本領(lǐng)域已知的。已知這些玻璃(或陶瓷)釉質(zhì)組合物用于形成玻璃器皿，陶瓷器皿，建筑玻璃以及諸如此類的裝飾涂層。它們在形成圍繞用于汽車擋風玻璃，側(cè)燈和背光板的玻璃板的著色邊框中是特別有用的。這些著色邊框提升外觀并防止底層膠粘劑的紫外線降解。
[0003]通常，這些釉質(zhì)組合物主要由玻璃料，著色劑和有機賦形劑或載體組成。將它們以單層施加到期望的基底上，隨后燒制來燒掉有機賦形劑并熔融玻璃料，從而將釉質(zhì)涂層結(jié)合到基底上。與常規(guī)涂層有關(guān)的問題與缺陷已經(jīng)通過調(diào)整玻璃釉質(zhì)的組成解決。這些對組合物的調(diào)整改變了性能且通常增加了所得玻璃釉質(zhì)的成本。此外，雖然這些對組合物的調(diào)整可提高一種性能特性，它們可能潛在負面影響其他的性能，或增加材料和/或生產(chǎn)成本。因此改變傳統(tǒng)玻璃釉質(zhì)組合物時，要求需求、成本和性能的平衡。
[0004]例如，釉質(zhì)涂層的使用可能負面影響基底的力學性能，比如強度和耐用性。提高涂層的不透明度時，將出現(xiàn)相關(guān)的問題。不透明度取決于釉質(zhì)的厚度和其中的顏料負載量。這種需要在汽車玻璃中提高了，其中，高度不透明的邊框涂覆到玻璃上以遮蓋和保護底層粘合劑免于紫外線降解。高顏料負載量損害了涂層的強度和耐用性，因此，需要相對大量的釉質(zhì)，相應地成本隨之增加。
[0005]當基底區(qū)域需要不同的不透明度時，例如需要中間部分稍微不透明和暗的邊框時，另一個問題出現(xiàn)了。為了實現(xiàn)這樣的效果，通常需要至少兩個步驟，第一個覆蓋整個基底，和第二個僅覆蓋邊界，以實現(xiàn)沿著周邊較厚的涂層。這個過程效率低且成本高。
[0006]常規(guī)涂層的另一問題與用于汽車的玻璃板有關(guān)，其中玻璃通常通過絲網(wǎng)印刷涂布陶瓷釉質(zhì)組合物，然后升高溫度進行成形過程。在這一處理過程中，釉質(zhì)熔融到玻璃基材上，然后將玻璃通過成型模具形成為期望的最終形狀。已知的是，在高溫下低粘度涂層傾向于附著在覆蓋成型模具的材料上。
[0007]就此提出了各種方法以促使形成其上覆蓋陶瓷釉質(zhì)的玻璃板，從而避免釉質(zhì)附著于成形模具上。這些各種方法的目的是增加釉質(zhì)對為了彎曲和成形而升高的溫度的耐受性，和玻璃片和覆蓋的成型模具之間的反復接觸的耐受性。例如，使用金屬氧化物粉末，其中含有氧化鉍的配方已被提出。包括可氧化的金屬或其它形成結(jié)晶相的成分的某些釉質(zhì)導致基底脆弱和汽車玻璃力學性能的不利變化。具體而言，例如，當鋰存在，高的熱膨脹系統(tǒng)產(chǎn)生脆弱的玻璃基底和具有差的銀滲濾性能，以及不足的抗粘特性。
[0008]作為進一步的問題，一些先前的陶瓷釉質(zhì)體系采用含鉛玻璃料。出于環(huán)境考慮，希望避免使用任何含鉛系統(tǒng)。此外，雖然一些現(xiàn)有釉質(zhì)體系可以在傳統(tǒng)的玻璃形成工藝表現(xiàn)的相當好，但一些在新開發(fā)的用于形成高度彎曲的汽車玻璃零件的“深彎”工藝中是不能令人滿意的。
[0009]還提出各種方法，提供具有耐用性和其可能接觸的某些化學試劑的足夠的耐受性的玻璃釉質(zhì)。為了實現(xiàn)這些目的而引入到釉質(zhì)中的某些成分增加了釉質(zhì)的成本并可能要求用于釉質(zhì)的更高的燒制溫度，從而增加了生產(chǎn)成本。為此，包括在玻璃釉質(zhì)中的任何顏料組分也必須受到限制，因為為產(chǎn)生逼真的色彩而增加玻璃釉質(zhì)中顏料的含量，降低了釉質(zhì)的耐用性，并提高了燒制溫度。將隨著顏料增加，與基底的接合強度也將降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在本發(fā)明的釉質(zhì)和相關(guān)的組合與方法中，克服了與先前已知的玻璃釉質(zhì)和涂層相關(guān)的困難與缺陷。本發(fā)明的主題提供了多層的玻璃釉質(zhì)組合物，用于形成釉質(zhì)的方法，以及用其涂覆的基底。
[0011]本發(fā)明的主題涉及多層的玻璃和陶瓷釉質(zhì)組合物，和在基底上形成多層的釉質(zhì)的方法。
[0012]—方面，本發(fā)明的主題提供一種釉質(zhì)，所述釉質(zhì)包括用于將釉質(zhì)結(jié)合到基底上的界面層，在所述界面層之上的不透明層和在所述不透明層之上的耐用層。在結(jié)合到基底上以后，所述釉質(zhì)具有暴露部分，所述耐用層定義了多層釉質(zhì)的暴露部分。
[0013]另一方面，本發(fā)明的主題提供一種釉質(zhì)，所述釉質(zhì)包括結(jié)合到基底上的界面層，在所述界面層之上的填料層，在所述填料層之上的不透明層，在所述不透明層之上的銀滲濾層，在所述銀滲濾層之上的耐用層，所述耐用層具有釉質(zhì)的暴露表面，且在所述耐用層上具有抗粘層。
[0014]在又一個方面，本發(fā)明的主題提供了一種形成釉質(zhì)的方法。所述方法包括在基底的表面上沉積界面層，在所述界面層之上形成不透明層，在所述不透明層之上形成耐用層，并燒制這些層從而形成釉質(zhì)。生成的釉質(zhì)具有由耐用層定義的暴露表面。
[0015]在再另一個實施方案，本發(fā)明提供了多層釉質(zhì)涂覆的基底。所述多層釉質(zhì)包括結(jié)合到基底上的界面層，在所述界面層之上的不透明層，在所述不透明層之上的耐用層。所述釉質(zhì)具有暴露部分，所述耐用層定義了所述暴露部分。所述基底可以是汽車玻璃，建筑玻璃或顯示器玻璃。
[0016]本發(fā)明的主題提供了多層的釉質(zhì)和方法，其中可以調(diào)整各個層以影響釉質(zhì)整體的性能特征，而不直接影響釉質(zhì)的其他層或它們的具體的性能特征。用于釉質(zhì)各層的數(shù)字印刷應用方法提供了精確的控制，并允許將釉質(zhì)調(diào)整和圖案化到基底。
[0017]如將要認識到的，本文中描述的主題可以有其他不同的實施方案，且其若干細節(jié)能夠在各個方面進行修改，所有這些都不脫離所要求保護的主題。因此，附圖和說明書將被視為說明性的而不是限制性的。
【附圖說明】
[0018]參照本發(fā)明的示例性實施方案的以下更詳細的描述并結(jié)合附圖，將可以更全面地理解和領(lǐng)會本發(fā)明主題的這些以及其它特征、方面、和優(yōu)勢。
[0019]圖1是基底上的示例性實施方案的多層釉質(zhì)的示意性剖面圖。
[0020]圖2是基底上的另一個示例性實施方案的多層釉質(zhì)的示意性剖面圖。
[0021]圖3是基底上的又一個示例性實施方案的多層釉質(zhì)的示意性剖面圖。
[0022]圖4是基底上的再另一個示例性實施方案的多層釉質(zhì)的示意性剖面圖。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明提供了多層的釉質(zhì)和在基底上形成所述釉質(zhì)的方法。本發(fā)明主題的多層釉質(zhì)是耐用的，其包括生產(chǎn)相對便宜和簡單的多層構(gòu)造，并且表現(xiàn)出良好的性能特征，而同時，與現(xiàn)有技術(shù)相比更容易生產(chǎn)。
[0024]釉質(zhì)是多層的，其中包含的各層用于特定益處，并賦予所述釉質(zhì)單層釉質(zhì)中不可獲得的特殊特征。多層的釉質(zhì)適用于各種預期的用途和需要，并提供一種對于傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟上和性能上增強的替代物。各層可以針對特定目的或環(huán)境，通過調(diào)節(jié)它們的組成而調(diào)整，而不顯著影響其余層的性能特征。
[0025]釉質(zhì)
[0026]本發(fā)明的主題提供具有改進的性能特征的多層的玻璃釉質(zhì)。由于通常釉質(zhì)是單層涂層，為了影響特定的性能特征而對組合物的任何調(diào)整必然影響整個涂層及其性能。在一些情況下，為了影響一個性能特征的調(diào)整也可能不利地影響已知單層釉質(zhì)的其它性能特征。
[0027]與之不同的是，本發(fā)明的主題提供多個單獨的層，組合以形成多層的釉質(zhì)。所述單獨的層可以單獨改變，以影響特定的性能特性，而不改變其它層的性能。每個連續(xù)層被印刷在現(xiàn)有層之上并燒制。數(shù)字印刷技術(shù)是用于沉積單獨的層的示例性技術(shù)，從而為釉質(zhì)的圖案和厚度提供精確控制。進行數(shù)字印刷的油墨組合物為每一層配制，并且包括賦形劑組分和固體組分。油墨中的賦形劑通常包括溶劑和，如果必要的話，樹脂粘結(jié)劑，其在燒制層的過程中被燒掉。用于賦形劑的一般性組合物將在本文中進行更詳細的討論，但不必須具體到為每個層配制。相比之下，每個油墨組合物的固體成分為每個層特別調(diào)整，將在本文中更詳細的討論。
[0028]多層的釉質(zhì)的典型用途是用于玻璃基底，包括汽車、建筑、結(jié)構(gòu)、設備、容器、LED和顯示器/裝飾應用。多層的釉質(zhì)也可以應用于陶瓷、金屬、聚合物等等。多層的釉質(zhì)在下述應用中也是有用的:覆蓋電路板上的導電跡線，和在汽車后擋風玻璃除霜應用中，和提供保護防止可能損壞電路的磨擦和磨損。此外，一方面，從車輛外部看，這些不透明著色釉質(zhì)具有隱藏含銀匯流條和后擋風玻璃除霜系統(tǒng)的接線的能力。
[0029]本發(fā)明提供多層釉質(zhì)，其中可以改變每一個單獨的層從而調(diào)整作為整體燒制的釉質(zhì)的性能和特征。每一層的變化并不改變其他單獨的層的性能特征?？梢酝ㄟ^增加或除去層，通過調(diào)整一層或多層的組成，通過調(diào)整一層或多層的厚度，使所述釉質(zhì)有利的適用。每個層提供了一種釉質(zhì)性能的改進且對其的調(diào)整解決了特殊應用和情況的需求。
[0030]通常，本發(fā)明的燒制的釉質(zhì)包括界面層，不透明層和耐用層。這種布置在圖1中描述，其示出了接合到基底2上的多層釉質(zhì)1。釉質(zhì)1包括粘合到基底的表面10的界面層3。不透明層4在界面層3之上，且耐用層5在不透明層4之上。顯示耐用層5以定義釉質(zhì)1的暴露表面。可以理解，在本文中涉及圖時，各圖中相同的數(shù)字代表的特征在不同的實施方案中都是類似的。
[0031]其他的附加層可以包括填料層，銀滲濾層和抗粘層。這些附加層在圖2-4中描述。圖2-4顯示了在基底2之上的多層釉質(zhì)1，其具有與圖1描述的類似的布置。圖2額外顯示了在界面層3和不透明層4之間的填料層6。圖3與圖2類似，額外包括在不透明層4之上的銀滲濾層7。圖4與圖3類似，額外包括在耐用層5之上的抗粘層8。在該實施方案的一個方面，在燒制前，所述界面層的存在量為釉質(zhì)體積的約0%至約20%，所述填料層的存在量為釉質(zhì)體積的約0%至約20%，所述不透明層的存在量為釉質(zhì)體積的約10%至約50%，所述銀滲濾層的存在量為釉質(zhì)體積的約0%至約25%，所述耐用層的存在量為釉質(zhì)體積的約10%至約50%，和所述抗粘層的存在量為釉質(zhì)體積的約0%至約25%。
[0032]這些和其他任選的層將在本文中更詳細的討論?？梢岳斫猓部梢韵氲綄拥钠渌贾茫⒄J為是本發(fā)明的一部分。
[0033]雖然不限于此，在一方面，所述耐用層包括耐用玻璃料，其通常是相對成本高的，而釉質(zhì)的內(nèi)層通常包括較低成本的，低熔點的玻璃料。限制耐用層中成本較高的玻璃料，和使用成本較低的玻璃料為內(nèi)層，提供了一種相對便宜，但耐用且合適的玻璃釉質(zhì)。
[0034]應當注意，本發(fā)明的不限于本文描繪和描述的組合物或?qū)拥牟贾?，且可以合并額外的層或較少的層，或可以根據(jù)期望采用不同的布置。
[0035]界面層
[0036]界面層是多層釉質(zhì)的最底層。調(diào)整界面層以使基底表面被充分涂覆或“濕潤”，且當燒制時，在它們之間形成強的結(jié)合。如圖1-4所示，界面層位于基底和釉質(zhì)的其他層之間。釉質(zhì)的其他層不一定通過界面層與基底隔開，可以與基底進行接觸。例如，通常如圖1-4所示，耐用層在如圖1所示的點20與基底2接觸。
[0037]界面層提供了與基底改進的粘附力，因為界面層可以被調(diào)整的足夠濕潤且與特定的基底材料強力結(jié)合，而同時不負面影響釉質(zhì)的整體性能。這是因為在界面層是負責與基底結(jié)合，從而調(diào)整其組合物不影響釉質(zhì)的其它性能特征，即，抗粘，耐用性，等等……
[0038]界面層的組成會影響粘附力且在很大程度上取決于與釉質(zhì)結(jié)合的襯底的組成。通常，界面層含有