被提供有铜基导电带的玻璃基材的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种包含至少一个玻璃片材的玻璃板，所述玻璃片材在表面之一上被提供有由电阻带和集电带构成的电网络，其中，表面的至少一部分包含至少一个用包含银糊料的导电组合物得到的带，所述带与用包含铜糊料的导电组合物得到的另一个带相接触，用包含铜糊料的导电组合物得到的所述另一个带用瓷漆保护层完全覆盖。
【专利说明】
被提供有铜基导电带的玻璃基材
技术领域
[0001] 本发明设及玻璃基材领域，在该玻璃基材上通过丝网印刷沉积铜基导电带。所述 基材尤其应用于机动车领域和更特别地用于加热玻璃板。
【背景技术】
[0002] 在玻璃上丝网印刷的当前方法中，用银基瓷漆制备该导线。运种瓷漆含有至少一 种树脂、玻璃料、晶体、微米尺寸的银粉末和/或碎片和至少一种溶剂。它W具有一定粘度的 糊状物形式呈现，运允许它通常利用筛网被丝网印刷到基材上。一旦被沉积，接下来在大约 150°C的溫度下干燥瓷漆，然后在550°C-70(rC的溫度下在从2至10分钟的持续时间期间在 空气中培烧。如此培烧的瓷漆W固体形式呈现。可焊接接线端W允许向导线供电。运种方法 最通常被整合到玻璃成形工艺中。如此形成的银基导线通常具有为在3-30WI1的厚度。
[0003] 在具有加热网络的玻璃板中，在弯曲和/或泽火操作之前，将一系列电阻窄带(还 称为"pistes")丝网印刷于玻璃片材的表面上，W在运种成形操作时执行导电组合物的赔 烧。用金属银糊状悬浮液和在有机粘合剂中的玻璃料（即低烙点的玻璃）制成该导电组合 物。电阻带导通向位于玻璃板附近的较宽集电带上。运些集电带(还被称为汇流条，或常使 用的英文术语"busbar"),通常用与电阻带相同的组合物进行制备并同时W及W相同方式 进行沉积。接下来将电流引线焊接在运些集电带上。制造者要求运些集电器不超过一定溫 度，运要求有足够大的宽度W及足够的厚度，并因此需要相对较多量的银。然而银是很稀有 和投机性的金属。现今，其每千克价格大约为450欧元，但是例如在2012年却达到850欧元。 然而导电糊状物的价格被直接关联于银的价格，运是由于运种成分是重要组分。事实上银 基瓷漆糊状物包括60-88%重量的银。因此寻求限制银的量W及本发明的目的为用其它较 便宜的但具有良好的导电性质的金属完全或部分替代银。银还具有耐高溫处理的性质。在 形成玻璃板时，在550°C至630°C的溫度(对于层压玻璃)下培烧该糊状物和在610°C至700°C 的溫度(对于泽火玻璃）下培烧糊状物。另一方面，导线应在至少十几年（车辆最短使用寿 命)期间能保证加热，同时经受腐蚀和典型地可从-40°C变化至105°C的大溫差。因此需要用 耐相同条件的金属替代银。
[0004] 铜为具有极好的导电性质（与银相当）的较便宜的金属(价格每千克少于10欧元）， 但在暴露于环境空气时，其随时间变化是没有任何保证性的。另一方面，在溫度超过300°C 时或在将其放置在酸性或碱性环境中时，铜是具有几乎为零的抗腐蚀性的金属。如果在电 子行业中极常用铜糊料，例如用于印刷电路板或陶瓷电容器，在惰性、甚至还原性的气体 中、在大约20分钟的持续时间期间内系统地进行培烧。在机动车或建筑领域，在所使用玻璃 平板的尺寸较大且需要特定成形时，尤其由于成本原因，不可设想使用带受控气氛的烘炉。
【发明内容】
[0005] 本发明提出一种包含铜基导线或集电极的玻璃板，其耐高溫和耐腐蚀，W及制造 运种玻璃板的方法。
[0006] 根据本发明的玻璃板包括至少一个玻璃片材，该玻璃片材在表面之一上被提供有 由电阻带和集电带构成的电网络，其中至少一部分表面包含至少一个用含银糊料的导电组 合物得到的带，所述带与用包含铜糊料的导电组合物得到的另一个带相接触，用包含铜糊 料的导电组合物得到的所述另一个带用瓷漆保护层完全覆盖。
[0007] 包含基于铜糊料的导电组合物的带被瓷漆层覆盖，瓷漆层保证抗氧化和抗腐蚀的 保护。瓷漆为包含玻璃料、任选的无机颜料和通常基于树脂和溶剂的介质的糊状物，所述介 质允许使所存在的无机颗粒悬浮并具有为液态的可加工性。频繁用于机动车领域中的无机 颜料为基于铭-铜尖晶石、铜、铜-儘尖晶石、甚至铁-儘尖晶石的黑颜料。介质在赔烧瓷漆时 被消耗且玻璃料将允许保证固定于基材和瓷漆的良好机械强度。用于覆盖基于铜糊料的导 电组合物的瓷漆为富含玻璃料的并任选地为无色的瓷漆:其含有超过50%重量的玻璃料、 和0至30%的颜料。有利地，在运种瓷漆保护体中的颜料含量小于或等于15%重量。用铜基 导电组合物获得的带应有益于通过瓷漆层的整体保护。运种带的上部和侧部应受到保护。
[0008] 在两个导电带(一个带由基于铜糊料的组合物获得和另一个带由基于银糊料的组 合物获得)之间的接触产生于基于铜糊料的带的末端位置。事实上，如果铜带完全由瓷漆层 覆盖，它变得不导电。在铜带没有被完全包封在瓷漆层中之前，需要在铜带和银带之间产生 至少一个接触。
[0009] 根据有利的方式，瓷漆保护层覆盖整个铜带和一部分银带。
[0010] 根据本发明的玻璃板的实施方式，为了保证在两个不同材料的带之间的良好接 触，用包含银糊料的导电组合物得到的带被含有铜糊料的导电组合物得到的带部分地覆 盖。覆盖铜带的瓷漆保护层因此还部分地覆盖银带。在铜和银之间的接触区域还由瓷漆保 护层覆盖。运种实施方式允许保护铜（在它的表面的整体上方)和掩蔽在两个带之间的界 面，界面可能易于遭受由于银和铜相对迁移产生的视觉缺陷。
[0011] 根据另一种实施方式，银带可部分地覆盖铜带。
[0012] 根据本发明的玻璃板的实施方式，银带和/或铜带可被设置在沉积于玻璃片材上 的瓷漆层上。因此所述带被完全掩蔽和不再可见。被沉积在玻璃片材上的运种瓷漆层的存 在有利地允许由导电糊状物得到的带的更好粘合。被直接沉积在玻璃片材上的运种瓷漆层 的组成可与瓷漆保护层的组成是相同或不同的。
[0013] 包含铜糊料的导电组合物包括70和90%之间重量的铜粉。所述组件的玻璃料含量 有利地小于重量的15%。如果铜带不与玻璃片材直接接触但被沉积在如前所述的瓷漆层 上，可设置包含铜糊料的导电组合物不含玻璃料。
[0014] 包含铜糊料的导电组合物还包含10-20 %的介质，其在热处理时将消耗掉。
[0015] 包含银糊料的导电组合物包含70-90%重量的银粉。运种组合物的玻璃料含量有 利地小于15%重量。
[0016] 在干燥和培烧所用的瓷漆或糊状物后，在最终产品上测量不同层的厚度。铜带的 厚度为在5-50WI1之间、优选地在5-30WI1之间。
[0017] 覆盖包含铜糊状物的瓷漆保护层的在培烧后测量的厚度为5-40WI1之间、优选地在 10-30皿之间。
[0018] 根据本发明的玻璃板的至少一个表面的一部分包含用基于铜糊料的导电组合物 得到的并由瓷漆保护层覆盖的集电带和/或电阻带。
[0019] 优选地，所述铜电阻带被直接沉积在玻璃片材上且由缺乏颜料的瓷漆保护层覆 单 rm O
[0020] 根据本发明的玻璃板可W为泽火玻璃或层压玻璃。在泽火玻璃的情况下，包含电 网络的玻璃片材的表面将为玻璃片材的内表面。在包含至少两个玻璃片材的层压玻璃的情 况下，如果将表面1看作为机动车辆的外部面，则包含电网络的表面优选地为表面2、3或4。
[0021] 本发明还设及制造如前所述的玻璃板的方法。所述方法包括如下步骤：
[0022] -将银糊料层沉积在玻璃片材的至少一个表面的至少一部分上W构成带，
[0023] -沉积铜糊料层W构成另一个带，
[0024] 其中，实施沉积步骤W使得在两个层之间存在至少一个接触区域，然后
[0025] -在整个铜糊料层上沉积瓷漆保护层，和
[00%]-在为550°C-700°C的溫度下、在空气中、在2至10分钟的持续时间内培烧所有沉积 的层。
[0027]可W W任意一种顺序实施银糊料层和和铜糊料层的沉积步骤。优选地，通过丝网 印刷实施不同层的沉积步骤。丝网印刷技术是已知的沉积技术，其使用由织物构成的丝网 印刷屏和刮刀，在织物上产生要印刷的图案，和刮刀允许施加足够的剪切应力，W使糊状组 合物穿过丝网印刷屏的网眼(经由对应于要印刷的图案的开口）并沉积在载体上。丝网印刷 屏应该具有与糊料组合物中含有的颗粒尺寸相兼容的网眼开口。构成该屏的纱线可W为钢 纱或聚合物材料纱，例如聚醋纤维纱。每厘米的纱线数量通常为34至200和其直径在27-100 皿之间变化。
[00%]考虑在待沉积的糊状物的粒度和流变学限制，设想通过数字印刷工艺沉积不同层 的步骤也是可能的。例如将提到瓷漆喷射技术，其允许实施精确沉积和得到与丝网印刷相 接近的解析度。
[0029] 还可W通过喷涂技术沉积所述层和尤其是基于铜糊料的层和/或瓷漆保护层。铜 带被完全包封在瓷漆保护层中。本发明的一个优点尤其在于，可使用比丝网印刷或数字印 刷精确度更低的技术实施铜层沉积。
[0030] 可W实施铜和/或银糊料层的沉积步骤W便在玻璃片材的一部分(在其上进行沉 积步骤)上形成印刷图案。
[0031] 在空气中实施所述沉积层的培烧步骤。根据本发明的方法允许避免在受控气氛下 执行热处理(运需要使用特定的炉）的必要性。在培烧步骤中，由瓷漆层保护的铜不经受或 极少经受氧化。
[0032] 根据本发明的方法可W包括在沉积铜和/或银层之前预先在玻璃片材的表面上沉 积瓷漆层的步骤。运种瓷漆层运时包含一种或多种用于允许与玻璃片材粘合的玻璃料和用 于掩蔽导电堆叠体的不透明颜料。
[0033] 根据本发明方法允许得到具有与银电阻相当的电阻的铜层。在老化测试中，由瓷 漆保护的铜带未被损坏。
[0034] 根据本发明的玻璃板可应用于所有其中银由于它的导电性质而被施用于玻璃的 领域中。银的一部分可用铜代替。例如将提及车辆的玻璃板的除霜网络:母线可W有利地由 铜制成，只要铜带用瓷漆保护层覆盖。还可设想通过铜沉积物代替加热型挡风玻璃的供电 母线、雨量传感器或天线。
[0035] 根据本发明的玻璃板可用于不同领域。例如可提及散热器、感应板、加热板或光伏 集电器（col Iecteurs photovoltaiques)。
[0036] 因此，根据本发明的玻璃板使得它的表面的一部分包含用基于铜糊料导电组合物 得到的并由瓷漆保护层覆盖的集电带或电阻带。优选地，铜电阻带被直接沉积在玻璃片材 上和被覆盖有无颜料的瓷漆保护层。事实上，所述电阻带通常比导电带更薄并且用无色瓷 漆层覆盖它们在美观上可W是有利的。
[0037] 本发明还设及包含如前面描述的玻璃板的加热型挡风玻璃、雨量传感器、天线、散 热器、感应板、加热板或光伏集电器。
【附图说明】
[0038] 附图1至4示意性说明本发明并示出根据本发明的玻璃板的横截面。
[0039] 在附图1中，玻璃片材（1)被银带(4)和铜带（2)覆盖。运两个带被直接沉积在玻璃 片材上。首先沉积银带，然后W部分地覆盖该银带的方式沉积铜带。整个铜带(2)由瓷漆保 护层(3)覆盖。所述层(3)还延伸于银带(4)的一部分的上方，W便形成在银带和铜带之间的 接触区域(7)的瓷漆覆盖区域(6)。运种结构允许使银带的一部分不被瓷漆层(3)覆盖。它是 构成接触端子的焊接区域的区域(5)。通常地，所述端子被焊接在单一银层上。尽管两个丝 网印刷层(铜带和瓷漆保护层)的堆叠，该焊接区域保持与在常用电网络中存在的焊接区域 相似，即，仅包括由基于银糊料的导电组合物得到的带。
[0040] 在附图2中，玻璃片材（1)也是由银带(4)和铜带(2)覆盖，W及首先沉积铜带（2)。 随后沉积银带(4)并部分地覆盖铜带。随后用瓷漆保护层保护未用银带覆盖的铜带部分。
[0041] 附图3示出玻璃板的横截面，在该玻璃板的表面上沉积有瓷漆层(8)。用与附图1描 述的相同结构直接在瓷漆层(8)上沉积铜带（2)和银带（4)。瓷漆保护层（3)被沉积在铜带 上，铜带因此被完全包封且在玻璃板中不可见。焊接区域(5)仍然是容易到达的且仅由银带 (4)构成。
[0042] 附图4示出玻璃板横截面，在该玻璃板的表面上沉积有瓷漆层(8)，按照与在图2中 描述的相同结构沉积铜带和银带。
[0043] 瓷漆层(8)为必须包含至少一种玻璃料的层，W允许获得与玻璃的良好粘合。
【主权项】
1. 包含至少一个玻璃片材的玻璃板，所述玻璃片材在表面之一上被提供有由电阻带和 集电带构成的电网络，其特征在于，表面的至少一部分包含至少一个用包含银糊料的导电 组合物得到的带，所述带与用包含铜糊料的导电组合物得到的另一个带相接触，所述用包 含铜糊料的导电组合物得到的另一个带用瓷漆保护层完全覆盖。2. 根据前一权利要求所述的玻璃板，其特征在于，在所述铜带和银带之间的接触发生 在用包含铜糊料的导电组合物得到的带的端部位置处。3. 根据前述权利要求中任一项所述的玻璃板，其特征在于，所述铜带部分地覆盖所述 银带。4. 根据权利要求1或2中任一项所述的玻璃板，其特征在于，所述银带部分地覆盖铜带。5. 根据前述权利要求中任一项所述的玻璃板，其特征在于，所述铜带和/或银带被设置 在沉积于玻璃片材上的瓷漆层上。6. 根据前一权利要求所述的玻璃板，其特征在于，铜基导电组合物包含在70-90%重量 之间的铜粉的和少于15 %重量的玻璃料。7. 根据前述权利要求中任一项所述的玻璃板，其特征在于，在培烧之后测量的包含铜 糊料的带的厚度为5_50μπι、优选地5-30μπι。8. 根据前述权利要求中任一项所述的玻璃板，其特征在于，覆盖铜带的瓷漆保护层具 有在培烧后测量为5_40μπι、优选地10-30μπι的厚度。9. 根据前述权利要求中任一项所述的玻璃板，其特征在于，至少一个表面的一部分包 含用基于铜糊料的导电组合物得到的并用瓷漆保护层覆盖的集电带和/或电阻带。10. 根据权利要求9所述的玻璃板，其特征在于，所述铜电阻带被直接沉积在玻璃片材 上且由不含颜料的瓷漆保护层覆盖。11. 一种制造根据前述权利要求中任一项所述的玻璃板的方法，其特征在于，所述方法 包括如下步骤： -将银糊料层沉积在玻璃片材的至少一个表面上以构成带， -沉积铜糊料层以构成另一个带， 实施沉积步骤以使得在两个层之间存在至少一个接触区域，然后 -在整个铜糊料层上沉积瓷漆保护层，和 -在550 °C-700 °C的温度下、在空气中、在2至10分钟的持续时间期间，培烧所沉积的所 有层。12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过丝网印刷实施所述沉积步骤中的至 少一个。13. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过数字印刷实施所述沉积步骤中的至 少一个。14. 根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括将瓷漆层沉 积在玻璃片材的表面上的预先步骤，在该玻璃片材的表面上将实施铜和/或银糊料层的沉 积步骤。15. 加热型挡风玻璃、雨量传感器、天线、散热器、感应板、加热器或光伏集电器，它们包 含根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃板。
【文档编号】C03C17/36GK105934416SQ201580002466
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月15日
【发明人】S·拉诺, C·布里凯, A·贝尔勒
【申请人】法国圣戈班玻璃厂