形成耐用玻璃釉质的方法
【技术领域】
[0001]本发明的主题涉及玻璃釉质及其形成方法。
【背景技术】
[0002]耐用玻璃釉质组合物是本领域已知的。已知这些玻璃(或陶瓷)釉质组合物用于形成玻璃器皿，陶瓷器皿，建筑玻璃以及诸如此类的装饰涂层。它们在形成围绕用于汽车挡风玻璃，侧灯和背光板的玻璃板的着色边框中是特别有用的。这些着色边框提升外观并防止底层胶粘剂的紫外线降解。
[0003]通常，这些釉质组合物主要由玻璃料，着色剂和有机赋形剂或载体组成。将它们以单层施加到期望的基底上，随后烧制来烧掉有机赋形剂并熔融玻璃料，从而将釉质涂层结合到基底上。与常规涂层有关的问题与缺陷已经通过调整玻璃釉质的组成解决。这些对组合物的调整改变了性能且通常增加了所得玻璃釉质的成本。此外，虽然这些对组合物的调整可提高一种性能特性，它们可能潜在负面影响其他的性能，或增加材料和/或生产成本。因此改变传统玻璃釉质组合物时，要求需求、成本和性能的平衡。
[0004]例如，釉质涂层的使用可能负面影响基底的力学性能，比如强度和耐用性。提高涂层的不透明度时，将出现相关的问题。不透明度取决于釉质的厚度和其中的颜料负载量。这种需要在汽车玻璃中提高了，其中，高度不透明的边框涂覆到玻璃上以遮盖和保护底层粘合剂免于紫外线降解。高颜料负载量损害了涂层的强度和耐用性，因此，需要相对大量的釉质，相应地成本随之增加。
[0005]当基底区域需要不同的不透明度时，例如需要中间部分稍微不透明和暗的边框时，另一个问题出现了。为了实现这样的效果，通常需要至少两个步骤，第一个覆盖整个基底，和第二个仅覆盖边界，以实现沿着周边较厚的涂层。这个过程效率低且成本高。
[0006]常规涂层的另一问题与用于汽车的玻璃板有关，其中玻璃通常通过丝网印刷涂布陶瓷釉质组合物，然后升高温度进行成形过程。在这一处理过程中，釉质熔融到玻璃基材上，然后将玻璃通过成型模具形成为期望的最终形状。已知的是，在高温下低粘度涂层倾向于附着在覆盖成型模具的材料上。
[0007]就此提出了各种方法以促使形成其上覆盖陶瓷釉质的玻璃板，从而避免釉质附着于成形模具上。这些各种方法的目的是增加釉质对为了弯曲和成形而升高的温度的耐受性，和玻璃片和覆盖的成型模具之间的反复接触的耐受性。例如，使用金属氧化物粉末，其中含有氧化铋的配方已被提出。包括可氧化的金属或其它形成结晶相的成分的某些釉质导致基底脆弱和汽车玻璃力学性能的不利变化。具体而言，例如，当锂存在，高的热膨胀系统产生脆弱的玻璃基底和具有差的银渗滤性能，以及不足的抗粘特性。
[0008]作为进一步的问题，一些先前的陶瓷釉质体系采用含铅玻璃料。出于环境考虑，希望避免使用任何含铅系统。此外，虽然一些现有釉质体系可以在传统的玻璃形成工艺表现的相当好，但一些在新开发的用于形成高度弯曲的汽车玻璃零件的“深弯”工艺中是不能令人满意的。
[0009]还提出各种方法，提供具有耐用性和其可能接触的某些化学试剂的足够的耐受性的玻璃釉质。为了实现这些目的而引入到釉质中的某些成分增加了釉质的成本并可能要求用于釉质的更高的烧制温度，从而增加了生产成本。为此，包括在玻璃釉质中的任何颜料组分也必须受到限制，因为为产生逼真的色彩而增加玻璃釉质中颜料的含量，降低了釉质的耐用性，并提高了烧制温度。将随着颜料增加，与基底的接合强度也将降低。
【发明内容】
[0010]在本发明的釉质和相关的组合与方法中，克服了与先前已知的玻璃釉质和涂层相关的困难与缺陷。本发明的主题提供了多层的玻璃釉质组合物，用于形成釉质的方法，以及用其涂覆的基底。
[0011]本发明的主题涉及多层的玻璃和陶瓷釉质组合物，和在基底上形成多层的釉质的方法。
[0012]—方面，本发明的主题提供一种釉质，所述釉质包括用于将釉质结合到基底上的界面层，在所述界面层之上的不透明层和在所述不透明层之上的耐用层。在结合到基底上以后，所述釉质具有暴露部分，所述耐用层定义了多层釉质的暴露部分。
[0013]另一方面，本发明的主题提供一种釉质，所述釉质包括结合到基底上的界面层，在所述界面层之上的填料层，在所述填料层之上的不透明层，在所述不透明层之上的银渗滤层，在所述银渗滤层之上的耐用层，所述耐用层具有釉质的暴露表面，且在所述耐用层上具有抗粘层。
[0014]在又一个方面，本发明的主题提供了一种形成釉质的方法。所述方法包括在基底的表面上沉积界面层，在所述界面层之上形成不透明层，在所述不透明层之上形成耐用层，并烧制这些层从而形成釉质。生成的釉质具有由耐用层定义的暴露表面。
[0015]在再另一个实施方案，本发明提供了多层釉质涂覆的基底。所述多层釉质包括结合到基底上的界面层，在所述界面层之上的不透明层，在所述不透明层之上的耐用层。所述釉质具有暴露部分，所述耐用层定义了所述暴露部分。所述基底可以是汽车玻璃，建筑玻璃或显示器玻璃。
[0016]本发明的主题提供了多层的釉质和方法，其中可以调整各个层以影响釉质整体的性能特征，而不直接影响釉质的其他层或它们的具体的性能特征。用于釉质各层的数字印刷应用方法提供了精确的控制，并允许将釉质调整和图案化到基底。
[0017]如将要认识到的，本文中描述的主题可以有其他不同的实施方案，且其若干细节能够在各个方面进行修改，所有这些都不脱离所要求保护的主题。因此，附图和说明书将被视为说明性的而不是限制性的。
【附图说明】
[0018]参照本发明的示例性实施方案的以下更详细的描述并结合附图，将可以更全面地理解和领会本发明主题的这些以及其它特征、方面、和优势。
[0019]图1是基底上的示例性实施方案的多层釉质的示意性剖面图。
[0020]图2是基底上的另一个示例性实施方案的多层釉质的示意性剖面图。
[0021]图3是基底上的又一个示例性实施方案的多层釉质的示意性剖面图。
[0022]图4是基底上的再另一个示例性实施方案的多层釉质的示意性剖面图。
【具体实施方式】
[0023]本发明提供了多层的釉质和在基底上形成所述釉质的方法。本发明主题的多层釉质是耐用的，其包括生产相对便宜和简单的多层构造，并且表现出良好的性能特征，而同时，与现有技术相比更容易生产。
[0024]釉质是多层的，其中包含的各层用于特定益处，并赋予所述釉质单层釉质中不可获得的特殊特征。多层的釉质适用于各种预期的用途和需要，并提供一种对于传统的生产技术经济上和性能上增强的替代物。各层可以针对特定目的或环境，通过调节它们的组成而调整，而不显著影响其余层的性能特征。
[0025]釉质
[0026]本发明的主题提供具有改进的性能特征的多层的玻璃釉质。由于通常釉质是单层涂层，为了影响特定的性能特征而对组合物的任何调整必然影响整个涂层及其性能。在一些情况下，为了影响一个性能特征的调整也可能不利地影响已知单层釉质的其它性能特征。
[0027]与之不同的是，本发明的主题提供多个单独的层，组合以形成多层的釉质。所述单独的层可以单独改变，以影响特定的性能特性，而不改变其它层的性能。每个连续层被印刷在现有层之上并烧制。数字印刷技术是用于沉积单独的层的示例性技术，从而为釉质的图案和厚度提供精确控制。进行数字印刷的油墨组合物为每一层配制，并且包括赋形剂组分和固体组分。油墨中的赋形剂通常包括溶剂和，如果必要的话，树脂粘结剂，其在烧制层的过程中被烧掉。用于赋形剂的一般性组合物将在本文中进行更详细的讨论，但不必须具体到为每个层配制。相比之下，每个油墨组合物的固体成分为每个层特别调整，将在本文中更详细的讨论。
[0028]多层的釉质的典型用途是用于玻璃基底，包括汽车、建筑、结构、设备、容器、LED和显示器/装饰应用。多层的釉质也可以应用于陶瓷、金属、聚合物等等。多层的釉质在下述应用中也是有用的:覆盖电路板上的导电迹线，和在汽车后挡风玻璃除霜应用中，和提供保护防止可能损坏电路的磨擦和磨损。此外，一方面，从车辆外部看，这些不透明着色釉质具有隐藏含银汇流条和后挡风玻璃除霜系统的接线的能力。
[0029]本发明提供多层釉质，其中可以改变每一个单独的层从而调整作为整体烧制的釉质的性能和特征。每一层的变化并不改变其他单独的层的性能特征。可以通过增加或除去层，通过调整一层或多层的组成，通过调整一层或多层的厚度，使所述釉质有利的适用。每个层提供了一种釉质性能的改进且对其的调整解决了特殊应用和情况的需求。
[0030]通常，本发明的烧制的釉质包括界面层，不透明层和耐用层。这种布置在图1中描述，其示出了接合到基底2上的多层釉质1。釉质1包括粘合到基底的表面10的界面层3。不透明层4在界面层3之上，且耐用层5在不透明层4之上。显示耐用层5以定义釉质1的暴露表面。可以理解，在本文中涉及图时，各图中相同的数字代表的特征在不同的实施方案中都是类似的。
[0031]其他的附加层可以包括填料层，银渗滤层和抗粘层。这些附加层在图2-4中描述。图2-4显示了在基底2之上的多层釉质1，其具有与图1描述的类似的布置。图2额外显示了在界面层3和不透明层4之间的填料层6。图3与图2类似，额外包括在不透明层4之上的银渗滤层7。图4与图3类似，额外包括在耐用层5之上的抗粘层8。在该实施方案的一个方面，在烧制前，所述界面层的存在量为釉质体积的约0%至约20%，所述填料层的存在量为釉质体积的约0%至约20%，所述不透明层的存在量为釉质体积的约10%至约50%，所述银渗滤层的存在量为釉质体积的约0%至约25%，所述耐用层的存在量为釉质体积的约10%至约50%，和所述抗粘层的存在量为釉质体积的约0%至约25%。
[0032]这些和其他任选的层将在本文中更详细的讨论。可以理解，也可以想到层的其他布置，并认为是本发明的一部分。
[0033]虽然不限于此，在一方面，所述耐用层包括耐用玻璃料，其通常是相对成本高的，而釉质的内层通常包括较低成本的，低熔点的玻璃料。限制耐用层中成本较高的玻璃料，和使用成本较低的玻璃料为内层，提供了一种相对便宜，但耐用且合适的玻璃釉质。
[0034]应当注意，本发明的不限于本文描绘和描述的组合物或层的布置，且可以合并额外的层或较少的层，或可以根据期望采用不同的布置。
[0035]界面层
[0036]界面层是多层釉质的最底层。调整界面层以使基底表面被充分涂覆或“湿润”，且当烧制时，在它们之间形成强的结合。如图1-4所示，界面层位于基底和釉质的其他层之间。釉质的其他层不一定通过界面层与基底隔开，可以与基底进行接触。例如，通常如图1-4所示，耐用层在如图1所示的点20与基底2接触。
[0037]界面层提供了与基底改进的粘附力，因为界面层可以被调整的足够湿润且与特定的基底材料强力结合，而同时不负面影响釉质的整体性能。这是因为在界面层是负责与基底结合，从而调整其组合物不影响釉质的其它性能特征，即，抗粘，耐用性，等等……
[0038]界面层的组成会影响粘附力且在很大程度上取决于与釉质结合的衬底的组成。通常，界面层含有