(57)【要約】【課題】  加熱用導体が形成されていても十分な強度を有する自動車用フロントガラスを提供する。【解決手段】  第１のガラス基板１１と、樹脂フィルム１３を介して第１のガラス基板１１に接合された第２のガラス基板１２と、第１のガラス基板１１上に、かつ、第１のガラス基板１１と樹脂フィルム１３との間に形成された銀導体１４とを備える自動車用フロントガラス１０において、銀粉末、ニッケル粉末、ガラスフリット、および有機ビヒクルを含有する導電性ペーストを焼き付けることにより銀導体１４を形成する。  銀粉末が球状である場合、銀粉末は最小粒径が０．３〜１．０μｍかつ最大粒径が１．０〜３．０μｍであり、ニッケル粉末は導電性ペーストにおいて１〜４重量％含有される。銀粉末が不定形状である場合、銀粉末は最小粒径が０．１〜１．０μｍかつ最大粒径が０．５〜５．０μｍであり、ニッケル粉末は導電性ペーストにおいて２〜３重量％含有される。【選択図】  図２
2007015610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラス基板と、
樹脂フィルムを介して前記第１のガラス基板に接合された第２のガラス基板と、
前記第１のガラス基板上に、かつ、前記第１のガラス基板と前記樹脂フィルムとの間に形成された銀導体と、
を備える自動車用フロントガラスであって、
前記銀導体は、
最小粒径が０．３〜１．０μｍかつ最大粒径が１．０〜３．０μｍである球状の銀粉末と、
ニッケル粉末と、
ガラスフリットと、
有機ビヒクルと、
を含有する導電性ペーストが焼成されたものであり、
前記ニッケル粉末は、前記導電性ペーストにおいて１〜４重量％含有されていることを特徴とする、自動車用フロントガラス。
【請求項２】
第１のガラス基板と、
樹脂フィルムを介して前記第１のガラス基板に接合された第２のガラス基板と、
前記第１のガラス基板上に、かつ、前記第１のガラス基板と前記樹脂フィルムとの間に形成された銀導体と、
を備える自動車用フロントガラスであって、
前記銀導体は、
最小粒径が０．１〜１．０μｍかつ最大粒径が０．５〜５．０μｍである不定形状の銀粉末と、
ニッケル粉末と、
ガラスフリットと、
有機ビヒクルと、
を含有する導電性ペーストが焼成されたものであり、
前記ニッケル粉末は、前記導電性ペーストにおいて２〜３重量％含有されていることを特徴とする、自動車用フロントガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパー付近の雪や氷を融解させるために加熱用の銀導体が備えられた自動車用フロントガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のフロントガラスにおいては、冬場にワイパーが凍結するのを防止するために、ワイパー付近に加熱用の導体が形成されることがある。この加熱用導体に電流を流して発熱させ、ガラスの表面温度を上昇させることにより、ワイパー付近の雪や氷が融解する。この加熱用導体は、ガラス基板上に銀を主成分とする導電性ペーストを焼き付けることにより形成される。また、導電性ペーストには、ガラス基板との接合力を高めるためにガラスフリットが添加されている。（例えば、特許文献１参照。）
ところで、自動車のフロントガラスは、事故時の搭乗者の被害を軽減するため、合わせガラスの構造を有することが一般的である。この合わせガラスの構造は、厚み１〜３ｍｍ程度のガラス基板２枚を樹脂フィルムを介して接着するというものである。加熱用導体は、２枚のガラス基板のうち一方の表面に、かつ、２枚のガラスの間に形成される。
【特許文献１】特開平５−１９３３５５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
合わせガラスは、ガラスが割れたときにガラスの破片が飛散しにくいという特徴を有するが、合わせガラスを構成するガラス基板自体は、上述した通り厚みが薄い。したがって、強化ガラス等で構成されるリアガラスに比べて、フロントガラスはそもそも強度が低い。
【０００４】
そして、ガラス基板上に導電性ペーストを焼き付けて加熱用導体を形成する場合、導電性ペースト中の銀粉末が焼結収縮することによりガラス基板に応力が加わるため、加熱用導体形成後のガラス基板の強度がさらに低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであり、加熱用導体が形成されていても十分な強度を有する自動車用フロントガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る自動車用フロントガラスは、第１のガラス基板と、樹脂フィルムを介して前記第１のガラス基板に接合された第２のガラス基板と、前記第１のガラス基板上に、かつ、前記第１のガラス基板と前記樹脂フィルムとの間に形成された銀導体と、を備える自動車用フロントガラスであって、前記銀導体は、最小粒径が０．３〜１．０μｍかつ最大粒径が１．０〜３．０μｍである球状の銀粉末と、ニッケル粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルと、を含有する導電性ペーストが焼成されたものであり、前記ニッケル粉末は、前記導電性ペーストにおいて１〜４重量％含有されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る自動車用フロントガラスは、第１のガラス基板と、樹脂フィルムを介して前記第１のガラス基板に接合された第２のガラス基板と、前記第１のガラス基板上に、かつ、前記第１のガラス基板と前記樹脂フィルムとの間に形成された銀導体と、を備える自動車用フロントガラスであって、前記銀導体は、最小粒径が０．１〜０．２μｍかつ最大粒径が０．５〜５．０μｍである不定形状の銀粉末と、ニッケル粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルと、を含有する導電性ペーストが焼成されたものであり、前記ニッケル粉末は、前記導電性ペーストにおいて２〜３重量％含有されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、微細粉および粗大粉を含まず適度な粒径の銀粉末を用いており、詳細な作用は不明であるが、これによりガラス基板に伝播する収縮応力が緩和されているものと推測される。
【０００９】
また、ニッケル粉末が銀粉末の焼結を阻害するように働くため、銀粉末の焼結収縮挙動が緩やかになり、急激な収縮応力がガラス基板に伝播するのを防止することができる。
【００１０】
以上のように、本発明の自動車用フロントガラスにおいては、加熱用導体を形成するための導電性ペーストに含まれる銀粉末の収縮による応力が小さいため、フロントガラスの強度が低下するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る自動車用フロントガラスの一実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係るフロントガラスを示す概略正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。
【００１２】
図１に示すように、フロントガラス１０は、第１のガラス基板１１と、第１のガラス基板１１の周縁部に形成された第１の黒色セラミック膜１５と、第１のガラス基板１１下部において、第１の黒色セラミック膜１５に沿って形成された銀導体１４と、を備える。銀導体１４は、第１のガラス基板１１下部一端から第１のガラス基板１１上部へ向かって引き出され、第１の黒色セラミック膜１５を超えたあたりで屈折し、第１の黒色セラミック膜１５に沿って第１のガラス基板１１他端に向かって延びるように、形成されている。
【００１３】
図２に示すように、フロントガラス１０は、第１のガラス基板１１および第２のガラス基板１２が樹脂フィルム１３を介して接合された合わせガラスの構造を有する。第１のガラス基板１１上には、銀導体１４および第１の黒色セラミック膜１５が形成され、第２のガラス基板１２上には、第２の黒色セラミック膜１６が形成されている。銀導体１４および第１の黒色セラミック膜１５は、第１のガラス基板１１と樹脂フィルム１３との間に形成されている。なお、ここでは図示されていないが、銀導体１４の一部は、第２のガラス基板１２下部から引き出される際に、第１の黒色セラミック膜上にも形成される。
【００１４】
第１のガラス基板１１および第２のガラス基板１２は、ソーダライムガラスなどのガラスからなり、通常、厚さは１〜３ｍｍである。
【００１５】
樹脂フィルム１３は、ポリビニルブチラールなどの樹脂からなり、通常、厚さは１ｍｍ程度である。第１の黒色セラミック膜１５および第２の黒色セラミック膜１６は、ガラスフリットと黒色顔料からなり、通常、厚さは１５μｍ程度である。
【００１６】
銀導体１４は、球状または不定形状の銀粉末と、ニッケル粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有する導電性ペーストが焼成されたものである。
【００１７】
銀粉末は、球状または不定形状のものであり、扁平状のものは適さない。銀粉末が扁平状である場合、銀粉末が凝集しやすく銀粉末の焼結収縮挙動が緩やかにならないためである。
【００１８】
銀粉末が球状である場合、銀粉末の最小粒径は０．３〜１．０μｍである。銀粉末の最小粒径が０．３μｍ未満の場合、銀導体１４が形成された状態での第１のガラス基板１１の強度が低くなりすぎる。銀粉末の最小粒径が１．０μｍを超える場合、銀導体１４の比抵抗が高くなりすぎる。
【００１９】
銀粉末が球状である場合、銀粉末の最大粒径は１．０〜３．０μｍである。銀粉末の最大粒径が１．０μｍ未満の場合、銀導体１４が形成された状態での第１のガラス基板１１の強度が低くなりすぎる。銀粉末の最大粒径が３．０μｍを超える場合、銀導体１４の比抵抗が高くなりすぎる。
【００２０】
銀粉末が不定形状である場合、銀粉末の最小粒径は０．１〜１．０μｍである。銀粉末の最小粒径が０．１μｍ未満の場合、強度が低くなりすぎる。銀粉末の最小粒径が１．０μｍを超える場合、比抵抗が高くなりすぎる。
【００２１】
銀粉末が不定形状である場合、銀粉末の最大粒径は０．５〜５．０μｍである。銀粉末の最大粒径が０．５μｍ未満の場合、強度が低くなりすぎる。銀粉末の最大粒径が５．０μｍを超える場合、比抵抗が高くなりすぎる。
【００２２】
ニッケル粉末は、銀粉末が球状である場合、導電性ペーストにおいて１〜４重量％含有される。ニッケル粉末の含有量が１重量％未満の場合、銀導体１４が形成された状態での第１のガラス基板１１の強度が低くなりすぎる。ニッケル粉末の含有量が４重量％を超える場合、銀導体１４の比抵抗が高くなりすぎる。
【００２３】
ニッケル粉末は、銀粉末が不定形状である場合、導電性ペーストにおいて２〜３重量％含有される。ニッケル粉末の含有量が２重量％未満の場合、銀導体１４が形成された状態での第１のガラス基板１１の強度が低くなりすぎる。ニッケル粉末の含有量が３重量％を超える場合、銀導体１４の比抵抗が高くなりすぎる。
【００２４】
ニッケル粉末としては、平均粒径０．２〜１．０μｍのものを用いることが好ましい。
【００２５】
ガラスフリットとしては、ガラス基板として一般に用いられているソーダライムガラスの軟化点（約７３０℃）より低い温度で軟化流動を開始するガラスを使用することが好ましい。また、ガラスフリットの５００〜５５０℃における粘度は１０3〜１０6Ｐａ・ｓであることが好ましい。このように粘度が低く流動性が高いガラスフリットを用いることにより、ガラスフリットが銀粉末の収縮応力を緩和するように働く。このような軟化点および粘度を有するガラスとしては、具体的には、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3系の低融点ガラス等が挙げられる。環境に与える影響を考慮すると、Ｐｂを含まないガラスフリットが好ましい。
【００２６】
ガラスフリットは、銀粉末１００重量部に対して３〜１０重量部の割合で含有されることが好ましい。ガラスフリットの含有割合が３重量部より少ないと、基板と導体との接合強度が低下したり、発色性が低下することがある。ガラスフリットの含有割合が１０重量部より多いと、焼成後の導体表面にガラスが浮き上がり、半田濡れ性が低下し、基板と導体との接合強度が低下することがある。また、ガラスフリットとしては、平均粒径が０．５〜５．０μｍのものを用いることが好ましい。
【００２７】
有機ビヒクルは、有機バインダおよび溶媒を含有する。有機バインダとしては、エチルセルロース樹脂、ニトロセルロース樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂およびフェノール樹脂からなる群から選ばれた１種以上の樹脂を用いることができる。溶媒としては、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ジアセトンアルコールおよびメチルイソブチルケトンからなる群から選ばれた１種以上の溶媒を用いることができる。
【００２８】
有機ビヒクルは、銀粉末１００重量部に対して１０〜４０重量部の割合で含有されることが好ましい。有機ビヒクルの含有割合が１０重量部より少ないと、導電性ペースト中の固形分に対する有機ビヒクルの濡れが不十分となり、導電性ペーストの粘度が高くなりすぎてしまうことがある。有機ビヒクルの含有割合が４０重量部より多いと、導電性ペーストの粘度が低くなりすぎたり、焼成時に残炭が生じやすく導体の焼結性が低下することがある。
【００２９】
また、導電性ペーストには、ケイ化モリブデンやホウ化モリブデンが含まれていてもよい。これらの添加物が含まれることにより、銀粉末からの銀コロイドの生成が促進され、銀導体１４の暗色化が促進されるため、銀導体１４が目立ちにくくなり、フロントガラス１０の意匠性を向上させることができる。
【実施例】
【００３０】
まず、原料となる銀粉末、ガラスフリット、ニッケル粉末、ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ2）粉末および有機ビヒクルを準備した。銀粉末としては、球状、不定形状および扁平状のものを準備し、下記表１に示す通り、各形状ごとに最小粒径、最大粒径が異なるものを準備した。ガラスフリットとしては、Ｂｉ2Ｏ3： ７２．４〜７５．２重量％、Ｂ2Ｏ3： ３．９〜４．２重量％、ＳｉＯ2： ６．６〜７．０重量％、Ａｌ2Ｏ3： ３．９〜６．０重量％、ＺｎＯ： ９．６〜１０．３重量％という組成を有するＢｉ系無鉛ガラスを準備した。このガラスの５００℃における粘度は１０5Ｐａ・ｓであり、平均粒径は１．０μｍであった。ニッケル粉末としては、平均粒径０．６μｍのものを準備した。ケイ化モリブデン粉末としては、平均粒径１．０μｍのものを準備した。なお、平均粒値は、ＳＥＭ（JEOL社製）を用いて測定した５０個の測定値の平均・最大・最小値を用いた。有機ビヒクルとしては、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびターピネオールの混合溶剤に、エチルセルロースおよびアルキド樹脂を溶解したものを準備した。
【００３１】
次に、各原料を下記表１に示す割合で混合し、３本ロールミルで混練することにより導電性ペーストの試料１〜２７を作製した。
【００３２】
次に、スライドガラス基板（ソーダライムガラス、寸法７６ｍｍ×２６ｍｍ×１．５ｍｍ）を準備し、スライドガラス基板上に導電性ペーストの試料１〜２７をそれぞれ印刷した。印刷形状は、３０ｍｍ×３０ｍｍの正方形であった。次に、印刷された各試料を、１５０℃で１０分間乾燥させた後、大気中６００℃で４５秒間（炉に入ってから出るまでは３分間）焼成して銀導体を形成した。
【００３３】
次に、銀導体の抵抗値および膜厚を測定し、次式により比抵抗値を測定した。
式：比抵抗値＝抵抗値×膜厚×パターンの短辺長÷パターンの長辺長
なお、抵抗値は、抵抗測定装置としてマルチメーター（HIOKI社製）を用いて測定した。膜厚は、膜厚測定装置として接触式膜厚測定計Surfcom（TOKYO SEIMITSU社製）を用いて測定した。また、上記計算式に代入する抵抗値および膜厚については、各試料ごとに５回測定した測定値の平均値を用いた。各試料の膜厚の平均値および比抵抗の測定結果を下記表１に示す。
【００３４】
次に、各試料を用いて銀導体が形成されたスライドガラス基板について、３点曲げ強さ（JIS-K7171に準拠）を測定した。結果を下記表１に示す。
【００３５】
【表１】
2007015610.tif 000003
【００３６】
表１からわかるように、最小粒径が０．３〜１．０μｍかつ最大粒径が１．０〜３．０μｍである球状の銀粉末と、１〜４重量％のニッケル粉末とが含まれている試料２〜６、８、９、１１〜１３については、７０ＭＰａ以上の３点曲げ強さ、６．０μΩ・ｃｍ以下の比抵抗を実現することができる。
【００３７】
また、最小粒径が０．１〜１．０μｍかつ最大粒径が０．５〜５．０μｍである不定形状の銀粉末と、２〜３重量％のニッケル粉末とが含まれている試料１７、１８、２０、２１については、７０ＭＰａ以上の強度（３点曲げ強さ）、６．０μΩ・ｃｍ以下の比抵抗を実現することができる。
【００３８】
試料１は、球状銀粉末の最小粒径が０．３μｍ未満、最大粒径が１．０μｍ未満であるため、強度が低い。試料７は、銀粉末の最小粒径が１．０μｍより大きく、最大粒径が３．０μｍより大きいため、比抵抗が高い。
【００３９】
試料２２は、不定形状銀粉末の最小粒径が１．０μｍを超えるため、比抵抗が高い。試料２３は、不定形状銀粉末の最大粒径が５．０μｍを超えるため、比抵抗が高い。試料２４は、不定形状銀粉末の最小粒径が０．１μｍ未満、最大粒径が０．５μｍ未満であるため、強度が低い。
【００４０】
試料１０は、ニッケル粉末が添加されていないため、強度が低い。試料１４は、ニッケルが過剰に添加されているため、比抵抗が高い。
【００４１】
試料１５、１６は、ニッケル粉末の添加量が少ないため、強度が低い。試料１９は、ニッケルが過剰に添加されているため、比抵抗が高い。
【００４２】
試料２５〜２７は、銀粉末が扁平状であるため比抵抗が高い。試料２６、２７は、さらに強度も不十分である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るフロントガラスの一実施形態を示す概略正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０                  フロントガラス
１１                  第１のガラス基板
１２                  第２のガラス基板
１３                  樹脂フィルム
１４                  銀導体
１５                  第１の黒色セラミック膜
１６                  第２の黒色セラミック膜
【図１】
2007015610.tif 000004
【図２】
2007015610.tif 000005