被提供有銅基導(dǎo)電帶的玻璃基材的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包含至少一個玻璃片材的玻璃板，所述玻璃片材在表面之一上被提供有由電阻帶和集電帶構(gòu)成的電網(wǎng)絡(luò)，其中，表面的至少一部分包含至少一個用包含銀糊料的導(dǎo)電組合物得到的帶，所述帶與用包含銅糊料的導(dǎo)電組合物得到的另一個帶相接觸，用包含銅糊料的導(dǎo)電組合物得到的所述另一個帶用瓷漆保護(hù)層完全覆蓋。
【專利說明】
被提供有銅基導(dǎo)電帶的玻璃基材
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及玻璃基材領(lǐng)域，在該玻璃基材上通過絲網(wǎng)印刷沉積銅基導(dǎo)電帶。所述 基材尤其應(yīng)用于機動車領(lǐng)域和更特別地用于加熱玻璃板。
【背景技術(shù)】
[0002] 在玻璃上絲網(wǎng)印刷的當(dāng)前方法中，用銀基瓷漆制備該導(dǎo)線。運種瓷漆含有至少一 種樹脂、玻璃料、晶體、微米尺寸的銀粉末和/或碎片和至少一種溶劑。它W具有一定粘度的 糊狀物形式呈現(xiàn)，運允許它通常利用篩網(wǎng)被絲網(wǎng)印刷到基材上。一旦被沉積，接下來在大約 150°C的溫度下干燥瓷漆，然后在550°C-70(rC的溫度下在從2至10分鐘的持續(xù)時間期間在 空氣中培燒。如此培燒的瓷漆W固體形式呈現(xiàn)?？珊附咏泳€端W允許向?qū)Ь€供電。運種方法 最通常被整合到玻璃成形工藝中。如此形成的銀基導(dǎo)線通常具有為在3-30WI1的厚度。
[0003] 在具有加熱網(wǎng)絡(luò)的玻璃板中，在彎曲和/或澤火操作之前，將一系列電阻窄帶(還 稱為"pistes")絲網(wǎng)印刷于玻璃片材的表面上，W在運種成形操作時執(zhí)行導(dǎo)電組合物的賠 燒。用金屬銀糊狀懸浮液和在有機粘合劑中的玻璃料（即低烙點的玻璃）制成該導(dǎo)電組合 物。電阻帶導(dǎo)通向位于玻璃板附近的較寬集電帶上。運些集電帶(還被稱為匯流條，或常使 用的英文術(shù)語"busbar"),通常用與電阻帶相同的組合物進(jìn)行制備并同時W及W相同方式 進(jìn)行沉積。接下來將電流引線焊接在運些集電帶上。制造者要求運些集電器不超過一定溫 度，運要求有足夠大的寬度W及足夠的厚度，并因此需要相對較多量的銀。然而銀是很稀有 和投機性的金屬。現(xiàn)今，其每千克價格大約為450歐元，但是例如在2012年卻達(dá)到850歐元。 然而導(dǎo)電糊狀物的價格被直接關(guān)聯(lián)于銀的價格，運是由于運種成分是重要組分。事實上銀 基瓷漆糊狀物包括60-88%重量的銀。因此尋求限制銀的量W及本發(fā)明的目的為用其它較 便宜的但具有良好的導(dǎo)電性質(zhì)的金屬完全或部分替代銀。銀還具有耐高溫處理的性質(zhì)。在 形成玻璃板時，在550°C至630°C的溫度(對于層壓玻璃)下培燒該糊狀物和在610°C至700°C 的溫度(對于澤火玻璃）下培燒糊狀物。另一方面，導(dǎo)線應(yīng)在至少十幾年（車輛最短使用壽 命)期間能保證加熱，同時經(jīng)受腐蝕和典型地可從-40°C變化至105°C的大溫差。因此需要用 耐相同條件的金屬替代銀。
[0004] 銅為具有極好的導(dǎo)電性質(zhì)（與銀相當(dāng)）的較便宜的金屬(價格每千克少于10歐元）， 但在暴露于環(huán)境空氣時，其隨時間變化是沒有任何保證性的。另一方面，在溫度超過300°C 時或在將其放置在酸性或堿性環(huán)境中時，銅是具有幾乎為零的抗腐蝕性的金屬。如果在電 子行業(yè)中極常用銅糊料，例如用于印刷電路板或陶瓷電容器，在惰性、甚至還原性的氣體 中、在大約20分鐘的持續(xù)時間期間內(nèi)系統(tǒng)地進(jìn)行培燒。在機動車或建筑領(lǐng)域，在所使用玻璃 平板的尺寸較大且需要特定成形時，尤其由于成本原因，不可設(shè)想使用帶受控氣氛的烘爐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提出一種包含銅基導(dǎo)線或集電極的玻璃板，其耐高溫和耐腐蝕，W及制造 運種玻璃板的方法。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板包括至少一個玻璃片材，該玻璃片材在表面之一上被提供有 由電阻帶和集電帶構(gòu)成的電網(wǎng)絡(luò)，其中至少一部分表面包含至少一個用含銀糊料的導(dǎo)電組 合物得到的帶，所述帶與用包含銅糊料的導(dǎo)電組合物得到的另一個帶相接觸，用包含銅糊 料的導(dǎo)電組合物得到的所述另一個帶用瓷漆保護(hù)層完全覆蓋。
[0007] 包含基于銅糊料的導(dǎo)電組合物的帶被瓷漆層覆蓋，瓷漆層保證抗氧化和抗腐蝕的 保護(hù)。瓷漆為包含玻璃料、任選的無機顏料和通?；跇渲腿軇┑慕橘|(zhì)的糊狀物，所述介 質(zhì)允許使所存在的無機顆粒懸浮并具有為液態(tài)的可加工性。頻繁用于機動車領(lǐng)域中的無機 顏料為基于銘-銅尖晶石、銅、銅-儘尖晶石、甚至鐵-儘尖晶石的黑顏料。介質(zhì)在賠燒瓷漆時 被消耗且玻璃料將允許保證固定于基材和瓷漆的良好機械強度。用于覆蓋基于銅糊料的導(dǎo) 電組合物的瓷漆為富含玻璃料的并任選地為無色的瓷漆:其含有超過50%重量的玻璃料、 和0至30%的顏料。有利地，在運種瓷漆保護(hù)體中的顏料含量小于或等于15%重量。用銅基 導(dǎo)電組合物獲得的帶應(yīng)有益于通過瓷漆層的整體保護(hù)。運種帶的上部和側(cè)部應(yīng)受到保護(hù)。
[0008] 在兩個導(dǎo)電帶(一個帶由基于銅糊料的組合物獲得和另一個帶由基于銀糊料的組 合物獲得)之間的接觸產(chǎn)生于基于銅糊料的帶的末端位置。事實上，如果銅帶完全由瓷漆層 覆蓋，它變得不導(dǎo)電。在銅帶沒有被完全包封在瓷漆層中之前，需要在銅帶和銀帶之間產(chǎn)生 至少一個接觸。
[0009] 根據(jù)有利的方式，瓷漆保護(hù)層覆蓋整個銅帶和一部分銀帶。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的實施方式，為了保證在兩個不同材料的帶之間的良好接 觸，用包含銀糊料的導(dǎo)電組合物得到的帶被含有銅糊料的導(dǎo)電組合物得到的帶部分地覆 蓋。覆蓋銅帶的瓷漆保護(hù)層因此還部分地覆蓋銀帶。在銅和銀之間的接觸區(qū)域還由瓷漆保 護(hù)層覆蓋。運種實施方式允許保護(hù)銅（在它的表面的整體上方)和掩蔽在兩個帶之間的界 面，界面可能易于遭受由于銀和銅相對遷移產(chǎn)生的視覺缺陷。
[0011] 根據(jù)另一種實施方式，銀帶可部分地覆蓋銅帶。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的實施方式，銀帶和/或銅帶可被設(shè)置在沉積于玻璃片材上 的瓷漆層上。因此所述帶被完全掩蔽和不再可見。被沉積在玻璃片材上的運種瓷漆層的存 在有利地允許由導(dǎo)電糊狀物得到的帶的更好粘合。被直接沉積在玻璃片材上的運種瓷漆層 的組成可與瓷漆保護(hù)層的組成是相同或不同的。
[0013] 包含銅糊料的導(dǎo)電組合物包括70和90%之間重量的銅粉。所述組件的玻璃料含量 有利地小于重量的15%。如果銅帶不與玻璃片材直接接觸但被沉積在如前所述的瓷漆層 上，可設(shè)置包含銅糊料的導(dǎo)電組合物不含玻璃料。
[0014] 包含銅糊料的導(dǎo)電組合物還包含10-20 %的介質(zhì)，其在熱處理時將消耗掉。
[0015] 包含銀糊料的導(dǎo)電組合物包含70-90%重量的銀粉。運種組合物的玻璃料含量有 利地小于15%重量。
[0016] 在干燥和培燒所用的瓷漆或糊狀物后，在最終產(chǎn)品上測量不同層的厚度。銅帶的 厚度為在5-50WI1之間、優(yōu)選地在5-30WI1之間。
[0017] 覆蓋包含銅糊狀物的瓷漆保護(hù)層的在培燒后測量的厚度為5-40WI1之間、優(yōu)選地在 10-30皿之間。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的至少一個表面的一部分包含用基于銅糊料的導(dǎo)電組合物 得到的并由瓷漆保護(hù)層覆蓋的集電帶和/或電阻帶。
[0019] 優(yōu)選地，所述銅電阻帶被直接沉積在玻璃片材上且由缺乏顏料的瓷漆保護(hù)層覆 單 rm O
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可W為澤火玻璃或?qū)訅翰Ａ?。在澤火玻璃的情況下，包含電 網(wǎng)絡(luò)的玻璃片材的表面將為玻璃片材的內(nèi)表面。在包含至少兩個玻璃片材的層壓玻璃的情 況下，如果將表面1看作為機動車輛的外部面，則包含電網(wǎng)絡(luò)的表面優(yōu)選地為表面2、3或4。
[0021] 本發(fā)明還設(shè)及制造如前所述的玻璃板的方法。所述方法包括如下步驟：
[0022] -將銀糊料層沉積在玻璃片材的至少一個表面的至少一部分上W構(gòu)成帶，
[0023] -沉積銅糊料層W構(gòu)成另一個帶，
[0024] 其中，實施沉積步驟W使得在兩個層之間存在至少一個接觸區(qū)域，然后
[0025] -在整個銅糊料層上沉積瓷漆保護(hù)層，和
[00%]-在為550°C-700°C的溫度下、在空氣中、在2至10分鐘的持續(xù)時間內(nèi)培燒所有沉積 的層。
[0027]可W W任意一種順序?qū)嵤┿y糊料層和和銅糊料層的沉積步驟。優(yōu)選地，通過絲網(wǎng) 印刷實施不同層的沉積步驟。絲網(wǎng)印刷技術(shù)是已知的沉積技術(shù)，其使用由織物構(gòu)成的絲網(wǎng) 印刷屏和刮刀，在織物上產(chǎn)生要印刷的圖案，和刮刀允許施加足夠的剪切應(yīng)力，W使糊狀組 合物穿過絲網(wǎng)印刷屏的網(wǎng)眼(經(jīng)由對應(yīng)于要印刷的圖案的開口）并沉積在載體上。絲網(wǎng)印刷 屏應(yīng)該具有與糊料組合物中含有的顆粒尺寸相兼容的網(wǎng)眼開口。構(gòu)成該屏的紗線可W為鋼 紗或聚合物材料紗，例如聚醋纖維紗。每厘米的紗線數(shù)量通常為34至200和其直徑在27-100 皿之間變化。
[00%]考慮在待沉積的糊狀物的粒度和流變學(xué)限制，設(shè)想通過數(shù)字印刷工藝沉積不同層 的步驟也是可能的。例如將提到瓷漆噴射技術(shù)，其允許實施精確沉積和得到與絲網(wǎng)印刷相 接近的解析度。
[0029] 還可W通過噴涂技術(shù)沉積所述層和尤其是基于銅糊料的層和/或瓷漆保護(hù)層。銅 帶被完全包封在瓷漆保護(hù)層中。本發(fā)明的一個優(yōu)點尤其在于，可使用比絲網(wǎng)印刷或數(shù)字印 刷精確度更低的技術(shù)實施銅層沉積。
[0030] 可W實施銅和/或銀糊料層的沉積步驟W便在玻璃片材的一部分(在其上進(jìn)行沉 積步驟)上形成印刷圖案。
[0031] 在空氣中實施所述沉積層的培燒步驟。根據(jù)本發(fā)明的方法允許避免在受控氣氛下 執(zhí)行熱處理(運需要使用特定的爐）的必要性。在培燒步驟中，由瓷漆層保護(hù)的銅不經(jīng)受或 極少經(jīng)受氧化。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的方法可W包括在沉積銅和/或銀層之前預(yù)先在玻璃片材的表面上沉 積瓷漆層的步驟。運種瓷漆層運時包含一種或多種用于允許與玻璃片材粘合的玻璃料和用 于掩蔽導(dǎo)電堆疊體的不透明顏料。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明方法允許得到具有與銀電阻相當(dāng)?shù)碾娮璧你~層。在老化測試中，由瓷 漆保護(hù)的銅帶未被損壞。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可應(yīng)用于所有其中銀由于它的導(dǎo)電性質(zhì)而被施用于玻璃的 領(lǐng)域中。銀的一部分可用銅代替。例如將提及車輛的玻璃板的除霜網(wǎng)絡(luò):母線可W有利地由 銅制成，只要銅帶用瓷漆保護(hù)層覆蓋。還可設(shè)想通過銅沉積物代替加熱型擋風(fēng)玻璃的供電 母線、雨量傳感器或天線。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可用于不同領(lǐng)域。例如可提及散熱器、感應(yīng)板、加熱板或光伏 集電器（col Iecteurs photovoltaiques)。
[0036] 因此，根據(jù)本發(fā)明的玻璃板使得它的表面的一部分包含用基于銅糊料導(dǎo)電組合物 得到的并由瓷漆保護(hù)層覆蓋的集電帶或電阻帶。優(yōu)選地，銅電阻帶被直接沉積在玻璃片材 上和被覆蓋有無顏料的瓷漆保護(hù)層。事實上，所述電阻帶通常比導(dǎo)電帶更薄并且用無色瓷 漆層覆蓋它們在美觀上可W是有利的。
[0037] 本發(fā)明還設(shè)及包含如前面描述的玻璃板的加熱型擋風(fēng)玻璃、雨量傳感器、天線、散 熱器、感應(yīng)板、加熱板或光伏集電器。
【附圖說明】
[0038] 附圖1至4示意性說明本發(fā)明并示出根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的橫截面。
[0039] 在附圖1中，玻璃片材（1)被銀帶(4)和銅帶（2)覆蓋。運兩個帶被直接沉積在玻璃 片材上。首先沉積銀帶，然后W部分地覆蓋該銀帶的方式沉積銅帶。整個銅帶(2)由瓷漆保 護(hù)層(3)覆蓋。所述層(3)還延伸于銀帶(4)的一部分的上方，W便形成在銀帶和銅帶之間的 接觸區(qū)域(7)的瓷漆覆蓋區(qū)域(6)。運種結(jié)構(gòu)允許使銀帶的一部分不被瓷漆層(3)覆蓋。它是 構(gòu)成接觸端子的焊接區(qū)域的區(qū)域(5)。通常地，所述端子被焊接在單一銀層上。盡管兩個絲 網(wǎng)印刷層(銅帶和瓷漆保護(hù)層)的堆疊，該焊接區(qū)域保持與在常用電網(wǎng)絡(luò)中存在的焊接區(qū)域 相似，即，僅包括由基于銀糊料的導(dǎo)電組合物得到的帶。
[0040] 在附圖2中，玻璃片材（1)也是由銀帶(4)和銅帶(2)覆蓋，W及首先沉積銅帶（2)。 隨后沉積銀帶(4)并部分地覆蓋銅帶。隨后用瓷漆保護(hù)層保護(hù)未用銀帶覆蓋的銅帶部分。
[0041] 附圖3示出玻璃板的橫截面，在該玻璃板的表面上沉積有瓷漆層(8)。用與附圖1描 述的相同結(jié)構(gòu)直接在瓷漆層(8)上沉積銅帶（2)和銀帶（4)。瓷漆保護(hù)層（3)被沉積在銅帶 上，銅帶因此被完全包封且在玻璃板中不可見。焊接區(qū)域(5)仍然是容易到達(dá)的且僅由銀帶 (4)構(gòu)成。
[0042] 附圖4示出玻璃板橫截面，在該玻璃板的表面上沉積有瓷漆層(8)，按照與在圖2中 描述的相同結(jié)構(gòu)沉積銅帶和銀帶。
[0043] 瓷漆層(8)為必須包含至少一種玻璃料的層，W允許獲得與玻璃的良好粘合。
【主權(quán)項】
1. 包含至少一個玻璃片材的玻璃板，所述玻璃片材在表面之一上被提供有由電阻帶和 集電帶構(gòu)成的電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，表面的至少一部分包含至少一個用包含銀糊料的導(dǎo)電 組合物得到的帶，所述帶與用包含銅糊料的導(dǎo)電組合物得到的另一個帶相接觸，所述用包 含銅糊料的導(dǎo)電組合物得到的另一個帶用瓷漆保護(hù)層完全覆蓋。2. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的玻璃板，其特征在于，在所述銅帶和銀帶之間的接觸發(fā)生 在用包含銅糊料的導(dǎo)電組合物得到的帶的端部位置處。3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的玻璃板，其特征在于，所述銅帶部分地覆蓋所述 銀帶。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項所述的玻璃板，其特征在于，所述銀帶部分地覆蓋銅帶。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的玻璃板，其特征在于，所述銅帶和/或銀帶被設(shè)置 在沉積于玻璃片材上的瓷漆層上。6. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的玻璃板，其特征在于，銅基導(dǎo)電組合物包含在70-90%重量 之間的銅粉的和少于15 %重量的玻璃料。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的玻璃板，其特征在于，在培燒之后測量的包含銅 糊料的帶的厚度為5_50μπι、優(yōu)選地5-30μπι。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的玻璃板，其特征在于，覆蓋銅帶的瓷漆保護(hù)層具 有在培燒后測量為5_40μπι、優(yōu)選地10-30μπι的厚度。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的玻璃板，其特征在于，至少一個表面的一部分包 含用基于銅糊料的導(dǎo)電組合物得到的并用瓷漆保護(hù)層覆蓋的集電帶和/或電阻帶。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的玻璃板，其特征在于，所述銅電阻帶被直接沉積在玻璃片材 上且由不含顏料的瓷漆保護(hù)層覆蓋。11. 一種制造根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的玻璃板的方法，其特征在于，所述方法 包括如下步驟： -將銀糊料層沉積在玻璃片材的至少一個表面上以構(gòu)成帶， -沉積銅糊料層以構(gòu)成另一個帶， 實施沉積步驟以使得在兩個層之間存在至少一個接觸區(qū)域，然后 -在整個銅糊料層上沉積瓷漆保護(hù)層，和 -在550 °C-700 °C的溫度下、在空氣中、在2至10分鐘的持續(xù)時間期間，培燒所沉積的所 有層。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，通過絲網(wǎng)印刷實施所述沉積步驟中的至 少一個。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，通過數(shù)字印刷實施所述沉積步驟中的至 少一個。14. 根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括將瓷漆層沉 積在玻璃片材的表面上的預(yù)先步驟，在該玻璃片材的表面上將實施銅和/或銀糊料層的沉 積步驟。15. 加熱型擋風(fēng)玻璃、雨量傳感器、天線、散熱器、感應(yīng)板、加熱器或光伏集電器，它們包 含根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的玻璃板。
【文檔編號】C03C17/36GK105934416SQ201580002466
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年12月15日
【發(fā)明人】S·拉諾, C·布里凱, A·貝爾勒
【申請人】法國圣戈班玻璃廠