JPH0992028A - 導電性組成物 - Google Patents
導電性組成物Info
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Abstract
する熱線ヒータを形成することが可能な導電性組成物を
提供する。 【解決手段】 (A)銀粉末と、(B)ガラスフリット
と、(C)有機ロジウムと、(D)無機顔料と、(E)
有機ビヒクルとを含有してなる導電性組成物。
Description
するものである。
あるいは霜取り用熱線ヒータには、銀ペーストを用いた
格子状の熱線ヒータ、いわゆるデフロスタを用いてい
る。
粉末と、ガラスフリットと、複合酸化物等からなる無機
顔料とを、有機ビヒクルによってペースト化したもので
ある。
車用ガラス基板に印刷し、焼き付けることによって製造
されている。
ス工法で作製されるので、一方の面には薄いスズ(S
n)の被膜が付与されている。したがって、この面に上
記の銀ペーストを印刷、焼き付けした場合には、製造さ
れる熱線ヒータは、茶色または黄褐色である銀アンバー
発色を呈する。また、他方の面、すなわちスズ被膜のな
い面に上記の銀ペーストを印刷、焼き付けした場合に
は、銀コロイドのガラスへの拡散により黄色発色を呈す
る。現在は、スズ被膜面側に熱線ヒータを付与した銀ア
ンバー発色が主流である。
種のオプションとして装備されており、熱線ヒータ装備
が目立つことがステイタスとなっていたが、近年熱線ヒ
ータが標準装備に近い普及率に上昇したため、ステイタ
スとしての魅力はなくなり、熱線ヒータを目立たないよ
うにするデザイン的要求がでてくるようになった。
性組成物による熱線ヒータでは、銀アンバー発色や黄色
発色であるため、外観上熱線ヒータを目立たなくするこ
とが困難であった。
い暗褐色の色調を呈する熱線ヒータを形成することが可
能な導電性組成物を提供することにある。
課題を解決するべく、導電性組成物を完成するに至っ
た。本発明の導電性組成物は、(A)銀粉末と、(B)
ガラスフリットと、(C)有機ロジウムと、(D)無機
顔料と、(E)有機ビヒクルとを含有してなることに特
徴がある。
前記(D)の無機顔料は、酸化銅、酸化マンガン、酸化
鉄、酸化クロムのうち、少なくとも2種類からなる複合
酸化物を含むことが好ましい。
前記(D)の無機顔料は、酸化銅、酸化マンガン、およ
び酸化鉄からなる複合酸化物と、酸化銅および酸化クロ
ムからなる複合酸化物とのいずれか一方または両方を含
むことがさらに好ましい。
前記(C)有機ロジウムは、前記(A)銀粉末100重
量部に対して、金属ロジウム換算で0.00001〜
0.0001重量部配合することが好ましい。
前記(A)の銀粉末100重量部に対して、前記(B)
のガラスフリットを0.5〜10重量部と、前記(D)
の無機顔料を1〜5重量部と、前記(E)の有機ビヒク
ルを10〜40重量部とを配合してなることが好まし
い。
て説明する。本発明の導電性組成物は、(A)銀粉末
と、(B)ガラスフリットと、(C)有機ロジウムと、
(D)無機顔料と、(E)有機ビヒクルとを含有してい
る。
銀粉末は、銀粉の形状、粒径などには特に限定されな
い。例えば、形状は球形状、扁平状など、どのような形
状のものであっても使用でき、もちろん互いに異なる形
状のものを混合して用いても構わない。
球形状粉としては、平均粒径が0.1〜5μmのものが
好ましい。平均粒径が0.1μm未満の場合には、銀が
過焼結となり、ガラス基板に大きな焼結ストレスを与え
てしまう。一方、平均粒径が5μmを越える場合には、
銀の焼結状態がポーラスになり、引張強度が低下してし
まう。また、扁平状粉としては、SEM平均粒径が3〜
10μmのものが好ましい。SEM平均粒径が3μm未
満の場合には、焼結銀による可視光の反射効果が低下
し、暗褐色が薄くなってしまう。一方、SEM平均粒径
が10μmを越える場合には、銀の焼結を抑制するた
め、引張強度が低下してしまう。
ガラスフリットは、例えば、本発明の導電性組成物が自
動車用の熱線ヒータの製造に用いられる場合には、焼き
付けられた熱線ヒータと基体である自動車用ガラス基板
とを強固に結合させるための成分である。
基板の軟化点付近の温度で充分流動する性質を有してい
る限り、その組成などには特に限定なく使用できる。こ
のようなガラスフリットの好ましい具体例としては、例
えば、軟化点380〜650℃の硼珪酸鉛系ガラスフリ
ット、軟化点470℃〜650℃の硼珪酸亜鉛系ガラス
フリット、軟化点430〜650℃の硼珪酸ビスマス系
ガラスフリットなどを主成分としたガラスフリットが挙
げられる。
導電性組成物を用いる物品に応じて変更すればよく、従
って、必ずしも限定する必要はないが、例えば、本発明
の導電性組成物が自動車用の熱線ヒータの製造に用いら
れる場合には、本発明の導電性組成物中の銀粉末100
重量部に対して、0.5〜10重量部含有することが好
ましい。使用量が0.5重量部未満の場合には、銀焼結
後の十分な引張強度が得られない。一方、10重量部を
越える場合には、実用上十分な端子のはんだ付け性が得
られない。
有機ロジウムは、本発明の導電性組成物を上記ガラス基
板に焼き付けたときの色調を安定的に暗褐色にするため
の成分である。有機ロジウムはこの導電性組成物を焼成
した後に、酸化コロイドになり、このときに銀アンバー
色をやや黒褐色に近づけるような発色性が得られる。
組成物を用いる物品に応じて変更すればよく、従って、
必ずしも限定する必要はないが、例えば、本発明の導電
性組成物が自動車用の熱線ヒータの製造に用いられる場
合には、本発明の導電性組成物中の銀粉末100重量部
に対して、金属ロジウム換算で0.00001〜0.0
001重量部含有することが好ましい。金属ロジウム含
有量が0.00001重量部未満の場合には、濃発色化
を補う効果が十分に得られない。一方、0.0001重
量部を越える場合には、発色の濃色化への効果が飽和状
態になるとともに、比抵抗上昇の要因になってしまう。
(D)無機顔料は、(C)有機ロジウムの発色を補うも
のとして使用されており、本発明の導電性組成物を上記
ガラス基板に焼き付けたときの色調を暗褐色に調整する
ための成分である。このような無機顔料の具体例として
は、例えば、酸化銅、酸化マンガン、酸化鉄、酸化クロ
ムなどの酸化物を2種類以上含有する複合酸化物が挙げ
られる。これらの複合酸化物は単独で用いてもよいし、
2種類以上併用してもよい。さらに好ましくは、酸化
銅、酸化マンガン、および酸化鉄からなる複合酸化物
と、酸化銅および酸化クロムからなる複合酸化物との両
方あるいはいずれか一方を含むものであり、これらはい
ずれも黒色顔料として用いられ、本発明の導電性組成物
が上記ガラス基板上で暗褐色を呈するのに有効である。
組成物を用いる物品に応じて変更すればよく、従って、
必ずしも限定する必要はないが、例えば、本発明の導電
性組成物が自動車用の熱線ヒータの製造に用いられる場
合には、本発明の導電性組成物中の銀粉末100重量部
に対して、1〜5重量部含有することが好ましい。使用
量が1重量部未満の場合には、有機ロジウムと共用した
場合でも暗褐色の色調まで濃くならない。一方、5重量
部を越える場合には、有機ロジウムが未添加でも発色性
は良好であるが、はんだ付け性が低下し、端子のはんだ
付け不良となる。
有機ビヒクルは、上記(A)銀粉末、(B)ガラスフリ
ット、(C)有機ロジウム、および(D)無機顔料の成
分をペースト化するための成分であり、このような有機
ビヒクルは特に限定されない。好ましい具体例として
は、例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース、ア
ルキッド樹脂などを樹脂成分とし、ターピネオール、ブ
チルカルビトール、カルビトールアセテートなどを有機
溶剤として、樹脂成分の濃度が1〜40%になるように
溶解したものなどが挙げられる。
電性組成物を用いる物品に応じて変更すればよく、従っ
て、必ずしも限定する必要はないが、例えば、本発明の
導電性組成物が自動車用の熱線ヒータの製造に用いられ
る場合には、本発明の導電性組成物中の銀粉末100重
量部に対して、10〜40重量部含有することが好まし
い。使用量が10重量部未満の場合には、ペースト状態
が得られない。一方、40重量部を越える場合には、焼
成後の銀膜厚が薄くなりすぎて、端子はんだ付け時には
んだ食われによる強度劣化を生じてしまう。
ならば比抵抗値の調整のために、発色性、はんだ付け
性、端子引張強度等に影響することなく比抵抗値を任意
に上昇させることができる、有機Ni、有機Ptなどの
抵抗値調整剤を配合してもよい。
電性組成物に応じて変更すればよく、従って、必ずしも
限定する必要はないが、例えば、本発明の導電性組成物
が自動車用の熱線ヒータの製造に用いられる場合には、
上記銀粉末100重量部に対して、金属換算で0.1〜
5重量部配合することが好ましい。配合量が0.1重量
部未満の場合には、抵抗値上昇効果がほとんど得られな
い。一方、5重量部を越える場合には、銀の焼結を抑制
しすぎてはんだ食われが顕著になり、引張強度が大幅に
低下する。
分をあらかじめ混合し、混練させてペースト化すること
により、容易に作製することができる。
組成物は、ガラス基板に印刷、焼成してガラス基板のス
ズ被膜面より導体の色を観察すると、従来の銀アンバー
発色よりも濃い暗褐色を呈することが分かる。また、端
子との良好なはんだ付け性を有するものである。また、
100N以上の充分な端子引っ張り強度を有し、さらに
は、高温高湿ライフテストにて±5%以内の抵抗変化率
に収まるものであり、実装上問題なく充分に使用でき
る。
車窓ガラスの曇り止め用あるいは霜取り用熱線ヒータを
製造する場合には、従来の導電性組成物を用いる方法と
同様の方法で用いればよく、例えば、上記のようにして
得られたペーストを自動車用ガラス基板上にスクリーン
印刷し、130〜180℃で5〜10分間乾燥したの
ち、600〜700℃で1〜5分間焼き付けを行えばよ
い。
車外から見た場合、暗褐色の色調を呈する。
体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。
して、平均粒径0.1〜0.5μmの球形状銀粉20w
t%と、平均粒径1〜3μmの球形状銀粉50wt%
と、平均粒径3〜6μmの扁平状銀粉30wt%とを混
合した銀粉末を100重量部用いている。
点460℃の硼珪酸鉛系ガラスフリットを5重量部用い
ている。
率で配合している。
あるCuO−MnO2−Fe2O3系複合酸化物またはC
uO−Cr2O3系複合酸化物を表1に示す比率で配合し
ている。
ルセルロースを樹脂成分の濃度が10%となるようにタ
ーピネオールに溶解した有機ビヒクルを25重量部用い
ている。
を上昇させる抵抗値調整剤として、有機Ni、有機Pt
を表1に示す比率で配合している。
を表1に併せて示す。これらは実施例1〜実施例10で
用いたものと同一の銀粉末、ガラスフリット、および有
機ビヒクルを用い、さらに無機顔料および有機ロジウム
を表1に示す比率になるように用いた。
合し、混練させてペースト化した。得られたペースト
を、図1に示すように、フロートガラス工法で作製され
た自動車用ガラス基板3のスズ面側3aに幅0.4m
m、平均長さ200mmのライン8本が平行に並んだ素
線5と、これらの両端に幅10mmのブスバー7a、7
bを配したパターンをスクリーン印刷し、680℃で3
分間焼成して熱線ヒータ1を製造した。
付け性、端子引っ張り強度、強度ライフ、抵抗変化率の
測定(評価)結果を示す。
基板3上に設けられた熱線ヒータ1の色調を、熱線ヒー
タ1が設けられていない面から肉眼で観察し、暗褐色に
発色していた場合には○と評価し、そうでない場合には
×と評価した。
を呈しており、発色性が良好であった。
褐色を呈しておらず、発色性が不良であった。これは、
有機ロジウムを添加していないために、暗褐色を呈する
には至らなかったからである。なお、参考例1〜参考例
3は、上記理由により発色性が充分でなく、本発明の目
的を達成することができないので、以下のはんだ付け
性、端子引っ張り強度、強度ライフ、および抵抗変化率
の測定および評価はしていない。
スバー7a、7b間の抵抗値と8本の素線5の膜厚を測
定して比抵抗を算出した。
度については、Snメッキ処理した真鍮端子をブスバー
7a、7b上3mm四方の面積ではんだ付けして、はん
だ付け性の評価および端子引っ張り強度の測定を行っ
た。なお、はんだ付け性は、3mm四方の銀面の80%
以上がはんだで覆われた場合には○と評価し、80%未
満の場合には×と評価した。
上がはんだで覆われており、はんだ付け性が良好であっ
た。また、端子引っ張り強度もいずれも100N以上と
充分な強度を有しており、良好であった。
80%未満とはんだが充分に覆われず、実施例1〜実施
例7よりも劣っていた。これは、無機顔料が5重量部よ
りも多く添加されていたために、はんだ付け性が低下し
たからである。なお、実施例8〜実施例10は、上記理
由によりはんだ付け性の面で実施例1〜実施例7よりも
劣っているので、端子引っ張り強度、強度ライフ、およ
び抵抗変化率の測定はしていない。
いては、真鍮端子をはんだ付けしたガラス試料を60℃
95%RHの恒温恒湿槽に放置し、4週間後の端子引っ
張り強度を測定して強度ライフを求め、さらに1000
時間後の抵抗変化率を測定し、強度と抵抗値の信頼性を
確認した。
化せず、充分な強度ライフを有しており、抵抗変化率も
±5%以内に収まっていた。
発色性、はんだ付け性、端子引っ張り強度、強度ライ
フ、および抵抗変化率で良好な結果を示し、実用上問題
なく使用できる充分な特性を示した。また、実施例8〜
実施例10は、発色性については良好であったものの、
はんだ付け性の面で実施例1〜実施例7よりも劣ってい
た。さらに、参考例1〜参考例3は、少なくとも発色性
については不十分であり、本発明の目的を達成するには
至らなかった。
ンバー発色よりも濃い暗褐色の色調を呈する熱線ヒータ
を形成することが可能である。従って、自動車用の熱線
ヒータとして用いた場合、外観上目立たなくするという
デザイン的要求にも適合することが可能である。
成した自動車用ガラス基板を示す説明図。
Claims (5)
- 【請求項1】 (A)銀粉末と、(B)ガラスフリット
と、(C)有機ロジウムと、(D)無機顔料と、(E)
有機ビヒクルと、を含有してなる導電性組成物。 - 【請求項2】 前記(D)の無機顔料は、酸化銅、酸化
マンガン、酸化鉄、酸化クロムのうち、少なくとも2種
類からなる複合酸化物を含むことを特徴とする請求項1
に記載の導電性組成物。 - 【請求項3】 前記(D)の無機顔料は、酸化銅、酸化
マンガン、および酸化鉄からなる複合酸化物と、酸化銅
および酸化クロムからなる複合酸化物とのいずれか一方
または両方を含むことを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の導電性組成物。 - 【請求項4】 前記(C)の有機ロジウムは、前記
(A)銀粉末100重量部に対して、金属ロジウム換算
で0.00001〜0.0001重量部配合することを
特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の導
電性組成物。 - 【請求項5】 前記(A)の銀粉末100重量部に対し
て、前記(B)のガラスフリットを0.5〜10重量部
と、前記(D)の無機顔料を1〜5重量部と、前記
(E)の有機ビヒクルを10〜40重量部と、を配合し
てなることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれ
かに記載の導電性組成物。
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