WO2002100129A1 - Glass pane comprising a heating network - Google Patents

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WO2002100129A1
WO2002100129A1 PCT/EP2002/006099 EP0206099W WO02100129A1 WO 2002100129 A1 WO2002100129 A1 WO 2002100129A1 EP 0206099 W EP0206099 W EP 0206099W WO 02100129 A1 WO02100129 A1 WO 02100129A1
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WO
WIPO (PCT)
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wires
screen
screen printing
heating
silver
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/006099
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French (fr)
Inventor
Robert Hermans
Alain Leclercq
Philippe Marquet
Original Assignee
Glaverbel
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters

Definitions

  • the invention relates to a heated glazing unit comprising a series of conductive wires spaced apart on the surface of the glazing unit, or a part of the surface of this glazing unit. Glazing of this type concerns in particular and not exclusively, automotive glazing. The purpose of heating these glazings is to prevent condensation or the formation of frost.
  • the most usual technique for forming the conductive wires by virtue of the fact that it is conveniently integrated into the production process, and consequently advantageous from the economic point of view, consists in applying wires. of a conductive composition which, once applied, are dried and fixed by cooking.
  • the compositions used for this purpose are usually based on silver.
  • the application technique on the glazing is traditionally a screen printing technique.
  • the composition intended to form the conductive wires, suitably packaged, is applied to the glass sheet in the form of a paste comprising conductive particles in a suitable medium.
  • the applied composition dries naturally in a very short time and is then subjected to a heat treatment which fixes its constituents permanently on the glass sheet.
  • the inventors first considered the factors which can have a definite influence on the quality of the wires in order to determine the limits which are imposed on the technician in this field who seeks to reduce the transverse dimensions of the heating wires. The inventors then established the dependencies which exist between these different factors, or at least some of them. They were finally able to establish the conditions which, when satisfied simultaneously, allow the desired results to be achieved.
  • a first factor determining the quality of fine threads lies in the characteristics of screen printing screens.
  • the mesh of these screens is the first characteristic.
  • the screens usually used have an ordinary mesh with a number of threads per centimeter, both in warp and weft, of the order of 60 to 75.
  • For wires of 0.7mm in width it results a number of the order of 3 or 4 openings in the width of each wire.
  • the number of these openings is a significant element of the definition that can be obtained. The higher the number, the better the definition.
  • we can consider that the precision over the width obtained is directly linked to this number of openings.
  • the increase in the openings on the same surface also makes it possible to modulate the quantity of composition which is applied.
  • the wider openings facilitate the passage of the composition, or allow to apply a composition more viscous. This latter property gives additional flexibility with regard to the compositions used, and in particular their dry matter content.
  • compositions traditionally used to form these heating wires on glazing comprise a dispersion of silver particles and of a material constituting a frit, in a liquid medium.
  • the more or less viscous composition also offers variable surface tension properties, which more or less favor the "smoothing" of the applied patterns. In other words, the choice of composition makes it possible to more or less conveniently resolve the corresponding points, in a regular continuous pattern.
  • the increase in the fluidity of the composition which may be necessary to take account of a reduction in the openings of the screen following the increase in the number of threads, is not a systematically applicable measure.
  • the precision of the printed patterns requires a certain viscosity. Too fluid a composition does not allow good precision of the application. The capillary mechanisms and those of surface tension no longer allow sufficiently precise control of the outline of the patterns. Can we have unwanted spots and burrs.
  • a very fluid composition, and consequently relatively poor in conductive particles influences the conductivity of the wires produced. The lower the mass per unit area of conductive material, the more resistant the wire. As, moreover, the wires which it is proposed to obtain are narrower than those usually produced, this further increases their resistance.
  • the glazings according to the invention comprise a network of conductive wires applied from a composition comprising conductive particles, by a screen printing technique, the transverse dimensions of the conductive wires produced are not greater than 0.4 mm.
  • the transverse dimensions of the wires are not greater than 0.3mm.
  • the screen printing of the wires according to the invention is obtained with a screen whose mesh comprises at least 2 openings in the transverse direction of the wires.
  • the number of openings is limited in higher value by practical considerations. A number greater than 10 is difficult to envisage for the transverse dimensions of the wires considered. It would indeed correspond to wire dimensions incompatible with the requirements of solidity and rigidity of these screens. Most often this number is between 3 and 6.
  • the screens preferably used according to the invention have a density of at least 80 threads per centimeter.
  • the number of threads per centimeter is greater than 90. For practical reasons, this number does not generally exceed 160, and, most often, not 140.
  • the screens preferably consist of wires whose dimensions are of the order of 15 to 60 ⁇ , in diameter.
  • the openings relative to the surface of the screen fabric represent at least 20% and at most 45%.
  • the compositions for the formation of these conductive wires are advantageously based on silver.
  • the silver content is variable and allows in traditional applications, that is to say for the formation of wires whose width is of the order of 0.7mm, or for the formation of the feeding parts of these wires, called "Bus-bar", to choose the most appropriate content to obtain the desired conductivity.
  • the usual compositions contain in mass ratio, between 40 and 85% silver.
  • the other constituents are glasses forming a frit which can easily be melted under the usual treatment temperature conditions.
  • the baking operation is advantageously carried out simultaneously with bending or tempering for the glazings whose forming includes these treatments, that is to say for the vast majority of them.
  • the temperatures reached are most often above 600 ° C, and most often of the order of 650-700 ° C.
  • the frit it is advantageous for the frit to have a substantially lower melting temperature than these working temperatures for the glass sheets.
  • the the most usual melting temperatures of these compositions are advantageously between 450 and 600 ° C.
  • the content of conductive particles, and in particular silver, in the final composition of the wires is preferably higher than that of traditional threads.
  • This silver content is not less than 60%, and is advantageously between 75 and 88%.
  • the developments conducted by the inventors have shown the extreme sensitivity of the conduction characteristics of the heating wires to the nature of the conductive pastes, and in particular to their content of conductive particles.
  • the inventors have shown in particular that the conductivity of the wires increases much faster than the content of conductive particles.
  • a relatively modest increase in the content of conductive particles is accompanied by a very significant increase in conductivity.
  • a change from a content of 70 to a content of 85% in conductive particles can result in an increase in conductivity of 50% or more of the wires produced having, moreover, the same characteristics.
  • the content of conductive particles has a very significant effect on the conductivity characteristics of the heating wires as indicated above. Other factors linked to these particles also play a role, and in particular their particle size distribution and their crystallographic characteristics.
  • Silver pasta compositions of this type are sold in particular by the company Dupont de Nemours under the references 4468, 4464F, 4378F.
  • the silver contents of these compositions are respectively 80, 75, and 50%.
  • Polyester and stainless steel screens were used for these tests. Some of the tests were carried out with so-called “varios” screens. These latter have the particularity of having weaving zones whose characteristics are diverse. This feature is possibly used to apply variable amounts of composition depending on the parts of the glazing concerned.
  • the “bus-bar” conductive elements forming the supply for the fine heating wires also constitute elements which heat up by the Joule effect. This heating is all the more sensitive as these elements are narrower and therefore are more resistant.
  • a first series of tests was carried out to produce a network of automotive rear window heating wires.
  • the nominal power was 220W, obtained from a set of 21 wires with a resistance which had to be within the limits of 0.626 and 0.686 ⁇ .
  • the width of the wires should be around 0.25mm.
  • the silver paste used has a mass content of silver of 80%.
  • the screen printing screen is a screen made of polyester thread 40 ⁇ in diameter, comprising 95 threads per centimeter.
  • the characteristics of the wires obtained conform to the parameters selected. Under these conditions the conductivity of the collector strips was reinforced by a second application of the paste on these strips, a single application giving a continuous operating temperature, at the limit of the condition imposed by the manufacturer.
  • the fineness of the wires obtained leads to too high resistances.
  • the required resistance is obtained with a composition whose conductivity is increased by a higher silver content (83.5%).
  • the adjustment of the conductivity of the collector strips is advantageously obtained by a second application of the paste.

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

The invention concerns glass panes provided with conductor wires for heating said glass pane. The invention is characterised in that the heating wire network is produced by silk-screen printing application of a paste of conductive particles, in particular of silver. The resulting wires have a transverse dimension which is less than 0.4 mm and preferably not more than 0.3 mm. Such wires of small width are obtained by the use of a silk screen and a suitable conductive paste.

Description

Vitrage comportant un réseau chauffant Glazing with a heating network
L'invention est relative à un vitrage chauffant comportant une série de fils conducteurs espacés sur la surface du vitrage, ou une partie de la surface de ce vitrage. Des vitrages de ce type concernent notamment et non exclusivement, les vitrages automobiles. Le chauffage de ces vitrages a pour but d'éviter la condensation ou la formation de givre.The invention relates to a heated glazing unit comprising a series of conductive wires spaced apart on the surface of the glazing unit, or a part of the surface of this glazing unit. Glazing of this type concerns in particular and not exclusively, automotive glazing. The purpose of heating these glazings is to prevent condensation or the formation of frost.
Pour les lunettes arrière automobile, la technique la plus usuelle pour constituer les fils conducteurs, par ce qu'elle s'intègre commodément dans le processus de production, et par suite est avantageuse du point de vue économique, consiste en l'application de fils d'une composition conductrice qui, une fois appliqués, sont séchés et fixés par cuisson. Les compositions utilisées à cet effet sont habituellement à base d'argent.For automobile rear glasses, the most usual technique for forming the conductive wires, by virtue of the fact that it is conveniently integrated into the production process, and consequently advantageous from the economic point of view, consists in applying wires. of a conductive composition which, once applied, are dried and fixed by cooking. The compositions used for this purpose are usually based on silver.
La technique d'application sur le vitrage est traditionnellement , une technique de sérigraphie. La composition destinée à former les fils conducteurs, convenablement conditionnée, est appliquée sur la feuille de verre sous forme d'une pâte comprenant des particules conductrices dans un médium approprié. La composition appliquée sèche naturellement en très peu de temps et est ensuite soumise à un traitement thermique qui fixe ses constituants de façon permanente sur la feuille de verre.The application technique on the glazing is traditionally a screen printing technique. The composition intended to form the conductive wires, suitably packaged, is applied to the glass sheet in the form of a paste comprising conductive particles in a suitable medium. The applied composition dries naturally in a very short time and is then subjected to a heat treatment which fixes its constituents permanently on the glass sheet.
La pratique de la sérigraphie, et des considérations concernant notamment la commodité de production, ont conduit les utilisateurs de ces techniques à constituer des réseaux chauffants dont les lignes constitutives présentent des caractéristiques dimensionnelles « standards ». Quels que soient les producteurs de ces vitrages, la pratique pour les lunettes arrière chauffantes dans les dernières décennies, s'est établie de former des fils dont les dimensions transversales sont typiquement de l'ordre de 0,6 à 0,8mm. La littérature fait état de dimensions de fils sensiblement plus petites Néanmoins la pratique montre jusqu'à présent, que les méthodes utilisant la sérigraphie pour la formation de ces réseaux chauffants, se sont limitées aux dimensions indiquées précédemment en raison des difficultés à produire, suivant les conditions traditionnelles, des fils de dimensions transversales plus petites.The practice of screen printing, and considerations concerning in particular the convenience of production, led the users of these techniques to constitute heating networks whose constituent lines have “standard” dimensional characteristics. Whatever the producers of these glazings, the practice for heated rear glasses in recent decades has been established to form wires whose transverse dimensions are typically of the order of 0.6 to 0.8mm. The literature reports appreciably smaller wire dimensions. However, practice shows so far that the methods using screen printing for the formation of these heating networks have been limited to the dimensions indicated above because of the difficulties in producing, according to the traditional conditions, wires of smaller transverse dimensions.
L'intérêt des constructeurs automobile pour des vitrages sur lesquels les fils chauffants sont aussi discrets que possible est évident. Il n'en demeure pas moins, pour les raisons indiquées précédemment, faute de trouver chez les producteurs de vitrages, les produits souhaités, que ces constructeurs ont continué d'utiliser des vitrages dont les fils sont de l'ordre des dimensions indiquées précédemment, à savoir, de 0,6 à 0,8mm de large.The interest of automobile manufacturers for glazing on which the heating wires are as discreet as possible is obvious. The fact remains, for the reasons indicated above, failing to find among the glazing producers, the desired products, that these manufacturers have continued to use glazing whose wires are of the order of the dimensions indicated above, namely, from 0.6 to 0.8mm wide.
Pour tenter de résoudre la question de la réduction des dimensions transversales des fils, il a été proposé d'avoir recours à des techniques autres que la sérigraphie. Il a été proposé par exemple de procéder à l'application des compositions par des techniques d'impression du type « jets d'encre ». Ces techniques permettent bien entendu de s'affranchir de certaines limites propres à l'utilisation des écrans de sérigraphie, et en particulier peuvent conduire à des motifs dont les dimensions transversales sont en principe plus facilement réduites. Les installations correspondant à ces impressions « jets d'encre » imposent cependant des investissements sensiblement plus importants du fait qu'elles nécessitent notamment la présence d'automates à axes à commande numérique conduisant la ou les têtes d'impression, selon un mouvement reproduisant le dessin des fils chauffants. Une difficulté également de l'utilisation de ces moyens d'impression est leur vitesse de production généralement moindre que celle d'utilisation des écran de sérigraphie.In an attempt to resolve the question of reducing the transverse dimensions of the wires, it has been proposed to use techniques other than screen printing. It has been proposed, for example, to apply the compositions by printing techniques of the “ink jet” type. These techniques obviously allow to overcome certain limits specific to the use of screen printing screens, and in particular can lead to patterns whose transverse dimensions are in principle more easily reduced. The installations corresponding to these “ink jet” prints, however, impose significantly greater investments because they require in particular the presence of automata with numerically controlled axes driving the print head or heads, according to a movement reproducing the drawing of the heating wires. A difficulty also in the use of these printing means is their speed of production generally slower than that of use of the screen printing screens.
Compte tenu de l'attente des constructeurs, et en dépit des préjugés qui s'opposaient à l'utilisation de techniques de sérigraphie pour produire des motifs de très faibles dimensions transversales, comme des fils chauffants de lunette arrière, les inventeurs ont montré qu'un choix rigoureux des conditions de mise en oeuvre permettait l'obtention de ces motifs dans de bonnes conditions régularité et de reproductibilité.Given the expectations of the manufacturers, and in spite of the prejudices which opposed the use of screen printing techniques to produce patterns of very small transverse dimensions, such as rear window heating wires, the inventors have shown that a rigorous choice of the conditions of implementation allowed obtaining these patterns in good conditions regularity and reproducibility.
Les inventeurs ont d'abord considéré les facteurs qui peuvent avoir une influence certaine sur la qualité des fils pour déterminer les limites qui s'imposent au technicien de ce domaine qui cherche à réduire les dimensions transversales des fils chauffant. Les inventeurs ont ensuite établi les liens de dépendance qui existent entre ces différents facteurs, ou au moins certains d'entre eux. Ils ont enfin pu établir les conditions qui, lorsqu'elles sont satisfaites simultanément, permettent d'atteindre les résultats recherchés.The inventors first considered the factors which can have a definite influence on the quality of the wires in order to determine the limits which are imposed on the technician in this field who seeks to reduce the transverse dimensions of the heating wires. The inventors then established the dependencies which exist between these different factors, or at least some of them. They were finally able to establish the conditions which, when satisfied simultaneously, allow the desired results to be achieved.
Un premier facteur déterminant la qualité des fils fins réside dans les caractéristiques des écrans de sérigraphie. Le maillage de ces écrans est la première caractéristique. A l'heure actuelle les écrans utilisés habituellement présentent un maillage ordinaire avec un nombre de fils par centimètre , aussi bien en chaîne et en trame, de l'ordre de 60 à 75. Pour des fils de 0,7mm de largeur il en résulte un nombre de l'ordre de 3 ou 4 ouvertures dans la largeur de chaque fil. Le nombre de ces ouvertures est un élément significatif de la définition qui peut être obtenue. Plus le nombre est élevé, meilleure est la définition . En première approximation on peut considérer que la précision sur la largeur obtenue est directement liée à ce nombre d'ouvertures.A first factor determining the quality of fine threads lies in the characteristics of screen printing screens. The mesh of these screens is the first characteristic. At present the screens usually used have an ordinary mesh with a number of threads per centimeter, both in warp and weft, of the order of 60 to 75. For wires of 0.7mm in width it results a number of the order of 3 or 4 openings in the width of each wire. The number of these openings is a significant element of the definition that can be obtained. The higher the number, the better the definition. As a first approximation, we can consider that the precision over the width obtained is directly linked to this number of openings.
La dimension des fils constituant l'écran est un autre facteur. Il intervient de plusieurs façons. Des fils très fins permettent un maillage plus serré, et - par suite une meilleure définition. Par ailleurs, pour un même maillage, l'utilisation de fils plus fins s'accompagne d'un accroissement de la surface totale des ouvertures. Cet effet peut être mis à profit diversement. Les écarts correspondant au passage d'un fil au suivant sont moins accusés sur le motif imprimé si les fils sont plus fins.Another factor is the size of the wires making up the screen. It intervenes in several ways. Very fine threads allow a tighter mesh, and - consequently a better definition. In addition, for the same mesh, the use of finer wires is accompanied by an increase in the total area of the openings. This effect can be used in various ways. The differences corresponding to the passage from one thread to the next are less marked on the printed pattern if the threads are thinner.
L'accroissement des ouvertures sur une même surface permet aussi de moduler la quantité de composition qui est appliquée. Les ouvertures plus larges facilitent le passage de la composition, ou permettent d'appliquer une composition plus visqueuse. Cette dernière propriété donne une souplesse supplémentaire pour ce qui concerne les compositions utilisées, et en particulier leur teneur en matière sèche.The increase in the openings on the same surface also makes it possible to modulate the quantity of composition which is applied. The wider openings facilitate the passage of the composition, or allow to apply a composition more viscous. This latter property gives additional flexibility with regard to the compositions used, and in particular their dry matter content.
En sens inverse l'accroissement du nombre de fils se traduit par une diminution de la surface des ouvertures qui ne peut pas être toujours compensée par une diminution correspondante du diamètre de ces fils. Ce dernier ne peut être réduit au delà de certaines limites qui sont imposées notamment par des considérations de résistance, ou de rigidité. Ces limites dépendent pour une part de la nature du matériau constituant ces fils. Les écrans les plus usuels pour ce type d'utilisation sont constitués de fils synthétiques, notamment en polyesters ou polyamides, ou de fils métalliques, notamment de fils en acier inoxydable. Des écrans en acier inoxydable par exemple, offrent des résistances mécaniques élevées, et par conséquent permettent le cas échéant d'atteindre les fils les plus fins. Les écrans en fils synthétiques sont néanmoins plus usuels car d'un coût moindre.Conversely, the increase in the number of wires results in a reduction in the surface area of the openings which cannot always be compensated for by a corresponding reduction in the diameter of these wires. The latter cannot be reduced beyond certain limits which are imposed in particular by considerations of strength or rigidity. These limits depend in part on the nature of the material constituting these threads. The most common screens for this type of use consist of synthetic threads, in particular of polyesters or polyamides, or of metallic threads, in particular of stainless steel threads. Stainless steel screens, for example, offer high mechanical strengths, and therefore allow the finest wires to be reached if necessary. Screens made of synthetic threads are nevertheless more common because of their lower cost.
Un autre facteur déterminant la qualité des fils chauffants produits, est la nature de la composition appliquée. Les compositions traditionnellement utilisées pour former ces fils chauffants sur les vitrages comportent une dispersion de particules d'argent et d'un matériau constituant une fritte, dans un médium liquide. La composition plus ou moins visqueuse offre aussi des propriétés de tension superficielle variables, qui favorisent plus ou moins le « lissage » des motifs appliqués. En d'autres termes le choix de la composition permet de résoudre plus ou moins commodément les points correspondants, en un motif continu régulier.Another factor determining the quality of the heating wires produced is the nature of the composition applied. The compositions traditionally used to form these heating wires on glazing comprise a dispersion of silver particles and of a material constituting a frit, in a liquid medium. The more or less viscous composition also offers variable surface tension properties, which more or less favor the "smoothing" of the applied patterns. In other words, the choice of composition makes it possible to more or less conveniently resolve the corresponding points, in a regular continuous pattern.
L'accroissement de la fluidité de la composition qui peut être nécessaire pour tenir compte d'une réduction des ouvertures de l'écran consécutive à l'accroissement du nombre des fils, n'est pas une mesure applicable systématiquement. D'une part la précision des motifs imprimés nécessite une certaine viscosité. Une composition trop fluide ne permet pas une bonne précision de l'application. Les mécanismes de capillarité et ceux de tension superficielle ne permettent plus un contrôle suffisamment précis du contour des motifs. On peut avoir des taches et des bavures indésirables. D'autre part, une composition très fluide, et par conséquent relativement pauvre en particules conductrices, influe sur la conductibilité des fils produits. Plus la masse par unité de surface de matériau conducteur est faible, plus le fil est résistant. Comme par ailleurs les fils que l'on se propose d'obtenir sont plus étroits que ceux habituellement réalisés, il en résulte encore un accroissement de leur résistance. La puissance disponible étant imposée par l'usage envisagé, cet accroissement de la résistance nécessite une augmentation correspondante du voltage appliqué si le nombre et la distribution des fils chauffants doivent rester sensiblement les mêmes que ceux utilisés communément. Cette dernière exigence est également formulée par les constructeurs. En plus du fait que les fils doivent être plus fins pour être moins discernables, leur nombre doit rester sensiblement le même que précédemment.The increase in the fluidity of the composition which may be necessary to take account of a reduction in the openings of the screen following the increase in the number of threads, is not a systematically applicable measure. On the one hand, the precision of the printed patterns requires a certain viscosity. Too fluid a composition does not allow good precision of the application. The capillary mechanisms and those of surface tension no longer allow sufficiently precise control of the outline of the patterns. Can we have unwanted spots and burrs. On the other hand, a very fluid composition, and consequently relatively poor in conductive particles, influences the conductivity of the wires produced. The lower the mass per unit area of conductive material, the more resistant the wire. As, moreover, the wires which it is proposed to obtain are narrower than those usually produced, this further increases their resistance. The available power being imposed by the intended use, this increase in resistance requires a corresponding increase in the applied voltage if the number and distribution of the heating wires must remain substantially the same as those commonly used. This last requirement is also formulated by the manufacturers. In addition to the fact that the wires must be thinner to be less discernible, their number must remain roughly the same as before.
Pour ces raisons, les inventeurs ont du faire un choix d'écran et de composition qui tienne compte de ces exigences.For these reasons, the inventors had to make a choice of screen and composition which takes account of these requirements.
Les vitrages selon l'invention comportent un réseau de fils conducteurs appliqués à partir d'une composition comportant des particules conductrices, par une technique de sérigraphie, les dimensions transversales des fils conducteurs produits ne sont pas supérieures à 0,4mm. Avantageusement les dimensions transversales des fils ne sont pas supérieures à 0,3mm.The glazings according to the invention comprise a network of conductive wires applied from a composition comprising conductive particles, by a screen printing technique, the transverse dimensions of the conductive wires produced are not greater than 0.4 mm. Advantageously, the transverse dimensions of the wires are not greater than 0.3mm.
Si les constructeurs automobile souhaitent disposer des fils les plus fins possible, pour les rendre peu perceptibles, il est difficile dans les conditions actuelles dont on peut disposer, notamment pour ce qui concerne les écrans, de produire de façon parfaitement régulière des fils dont les dimensions transversales sont inférieures à 0,1mm. En pratique cette dimension est de préférence maintenue supérieure ou égale à 0,2mm.If car manufacturers wish to have the finest possible wires, to make them not very noticeable, it is difficult under the current conditions which one can have, in particular with regard to screens, to produce perfectly regular wires whose dimensions transverse are less than 0.1mm. In practice, this dimension is preferably kept greater than or equal to 0.2 mm.
La sérigraphie des fils selon l'invention est obtenue avec un écran dont le maillage comprend au minimum 2 ouvertures dans la direction transversale des fils. Le nombre d'ouvertures est limité en valeur supérieure par des considérations pratiques. Un nombre supérieur à 10 est difficilement envisageable pour les dimensions transversales des fils considérées. Il correspondrait en effet à des dimensions de fils incompatibles avec les exigences de solidité et de rigidité de ces écrans. Le plus souvent ce nombre est compris entre 3 et 6.The screen printing of the wires according to the invention is obtained with a screen whose mesh comprises at least 2 openings in the transverse direction of the wires. The number of openings is limited in higher value by practical considerations. A number greater than 10 is difficult to envisage for the transverse dimensions of the wires considered. It would indeed correspond to wire dimensions incompatible with the requirements of solidity and rigidity of these screens. Most often this number is between 3 and 6.
Les écrans utilisés de préférence selon l'invention ont une densité d'au moins 80 fils au centimètre. De façon préférée, le nombre de fils au centimètre est supérieure à 90. Pour des raisons pratiques, ce nombre ne dépasse pas généralement 160, et, le plus souvent, pas 140.The screens preferably used according to the invention have a density of at least 80 threads per centimeter. Preferably, the number of threads per centimeter is greater than 90. For practical reasons, this number does not generally exceed 160, and, most often, not 140.
Dans la pratique les écrans dont le maillage est tel qu'indiqué précédemment sont de préférence constitués de fils dont les dimensions sont de l'ordre de 15 à 60μ, de diamètre.In practice, the screens, the mesh of which is as indicated above, preferably consist of wires whose dimensions are of the order of 15 to 60 μ, in diameter.
Les ouvertures par rapport à la surface du tissu de l'écran représentent au moins 20% et au plus 45%. Comme indiqué précédemment, les compositions pour la formation de ces fils conducteurs sont avantageusement à base d'argent. La teneur en argent est variable et permet dans les applications traditionnelles, c'est à dire pour la formation de fils dont la largeur est de l'ordre de 0,7mm, ou pour la formation des parties d'alimentation de ces fils, dites «bus-bar», de choisir la teneur la plus appropriée pour obtenir la conductivité recherchée. Les compositions usuelles renferment en rapport massique, entre 40 et 85% d'argent. Les autres constituants sont des verres formant une fritte facilement fusible aux conditions de température de traitement habituelles. L'opération de cuisson est avantageusement conduite simultanément au bombage ou à la trempe pour les vitrages dont le formage comporte ces traitements, c'est à dire pour la très grande majorité d'entre eux. Pour ce type de traitement les températures atteintes sont le plus souvent supérieures à 600°C, et le plus souvent de l'ordre de 650-700°C. En pratique il est avantageux que la fritte ait une température de fusion sensiblement plus faible que ces températures de travail des feuilles de verre. Les températures les plus usuelles de fusion de ces compositions se situent avantageusement entre 450 et 600°C.The openings relative to the surface of the screen fabric represent at least 20% and at most 45%. As indicated above, the compositions for the formation of these conductive wires are advantageously based on silver. The silver content is variable and allows in traditional applications, that is to say for the formation of wires whose width is of the order of 0.7mm, or for the formation of the feeding parts of these wires, called "Bus-bar", to choose the most appropriate content to obtain the desired conductivity. The usual compositions contain in mass ratio, between 40 and 85% silver. The other constituents are glasses forming a frit which can easily be melted under the usual treatment temperature conditions. The baking operation is advantageously carried out simultaneously with bending or tempering for the glazings whose forming includes these treatments, that is to say for the vast majority of them. For this type of treatment, the temperatures reached are most often above 600 ° C, and most often of the order of 650-700 ° C. In practice, it is advantageous for the frit to have a substantially lower melting temperature than these working temperatures for the glass sheets. The the most usual melting temperatures of these compositions are advantageously between 450 and 600 ° C.
Pour satisfaire aux conditions électriques dont il est question ci-dessous, il est avantageux de moduler les teneurs en particules conductrices dans la composition sérigraphiée. Compte tenu de la finesse des fils chauffants selon l'invention, et pour maintenir une résistance dans les limites recherchées, la teneur en particules conductrices, et particulièrement en argent, dans la composition finale des fils, c'est à dire après cuisson et élimination des constituants du médium, est de préférence plus élevée que celle des fils traditionnels. Cette teneur en argent n'est pas inférieure à 60%, et est avantageusement comprise entre 75 et 88%.To satisfy the electrical conditions which are discussed below, it is advantageous to modulate the contents of conductive particles in the screen-printed composition. Taking into account the fineness of the heating wires according to the invention, and in order to maintain a resistance within the desired limits, the content of conductive particles, and in particular silver, in the final composition of the wires, that is to say after baking and elimination. of the constituents of the medium, is preferably higher than that of traditional threads. This silver content is not less than 60%, and is advantageously between 75 and 88%.
Par ailleurs les développements conduits par les inventeurs ont montré l'extrême sensibilité des caractéristiques de conduction des fils chauffants à la nature des pâtes conductrices, et en particulier à leur teneur en particules conductrices. Les inventeurs ont montré notamment que la conductivité des fils croissait de manière beaucoup plus rapide que la teneur en particules conductrices. Autrement dit un accroissement relativement modeste de la teneur en particules conductrices s'accompagne d'un accroissement très significatif de la conductivité. A titre d'exemple un passage d'une teneur de 70 à une teneur de 85% en particules conductrices peut se traduire par une augmentation de conductivité de 50% ou plus des fils produits ayant par ailleurs les mêmes caractéristiques.Furthermore, the developments conducted by the inventors have shown the extreme sensitivity of the conduction characteristics of the heating wires to the nature of the conductive pastes, and in particular to their content of conductive particles. The inventors have shown in particular that the conductivity of the wires increases much faster than the content of conductive particles. In other words, a relatively modest increase in the content of conductive particles is accompanied by a very significant increase in conductivity. For example, a change from a content of 70 to a content of 85% in conductive particles can result in an increase in conductivity of 50% or more of the wires produced having, moreover, the same characteristics.
La teneur en particules conductrices intervient de façon très significative sur les caractéristiques de conductivité des fils chauffants comme indiqué ci-dessus. D'autres facteurs liés à ces particules interviennent également, et en particulier leur distribution granulométrique et leur caractéristiques cristallographiques.The content of conductive particles has a very significant effect on the conductivity characteristics of the heating wires as indicated above. Other factors linked to these particles also play a role, and in particular their particle size distribution and their crystallographic characteristics.
Des compositions de pâtes à l'argent de ce type sont commercialisées notamment par la société Dupont de Nemours sous les références 4468, 4464F, 4378F. Les teneurs en argent de ces compositions sont respectivement 80, 75, et 50%.Silver pasta compositions of this type are sold in particular by the company Dupont de Nemours under the references 4468, 4464F, 4378F. The silver contents of these compositions are respectively 80, 75, and 50%.
La production de fils relativement étroits, si aucune disposition particulière n'est entreprise, conduit à des caractéristiques de résistance différentes de celles des fils traditionnels. Si la même composition est appliquée, avec la même épaisseur, les fils fins sont bien évidemment plus résistants. Les constructeurs automobile qui ne souhaitent pas accroître le nombre de fils chauffants, ni prévoir une alimentation spécifique, imposent en conséquence que les fils fins selon l'invention présentent individuellement des résistances qui ne diffèrent pas sensiblement de celles qui correspondraient à des fils traditionnels sensiblement plus larges. Pour satisfaire cette exigence une solution consiste à accroître la teneur en argent dans les fils les plus étroits pour compenser les variations dimensionnelles. Une difficulté vient de ce qu'une composition à teneur plus élevée en argent peut être plus visqueuse et donc plus difficile à appliquer toutes choses égales par ailleurs. Pour compenser cette difficulté il est alors souhaitable de jouer sur les autres constituants de la composition, ou sur les dimensions des ouvertures du tissu de l'écran, ou encore des dimensions des fils constituant cet écran afin d'assurer une application d'une quantité de composition plus importante par unité de surface couverte. Il est aussi avantageux, comme indiqué précédemment, de sélectionner dans les pâtes à l'argent disponibles commercialement, celles conduisant aux produits offrant les meilleures conductivités. Des pâtes à l'argent à haute conductivité sont par exemple celles commercialisées par la société Dupont de Nemours sous les références 7895, 7591, 7890, dont teneur massique en argent est respectivement de 50, 8O et 88% .The production of relatively narrow yarns, if no particular provision is made, leads to resistance characteristics different from those of traditional yarns. If the same composition is applied, with the same thickness, the fine threads are obviously more resistant. Automobile manufacturers who do not wish to increase the number of heating wires, or to provide a specific supply, consequently impose that the fine wires according to the invention individually have resistances which do not differ appreciably from those which would correspond to traditional wires substantially more wide. One solution to meet this requirement is to increase the silver content in the narrowest wires to compensate for dimensional variations. One difficulty arises from the fact that a composition with a higher silver content may be more viscous and therefore more difficult to apply, all other things being equal. To compensate for this difficulty, it is then desirable to play on the other constituents of the composition, or on the dimensions of the openings of the screen fabric, or else the dimensions of the threads constituting this screen in order to ensure application of a quantity of greater composition per unit of surface covered. It is also advantageous, as indicated previously, to select from the commercially available silver pastes, those leading to the products offering the best conductivities. High conductivity silver pastes are for example those sold by the company Dupont de Nemours under the references 7895, 7591, 7890, whose silver content by mass is 50, 80 and 88% respectively.
A titre d'exemples de réalisation de l'invention divers essais ont été entrepris pour former des réseaux chauffants sur des lunettes arrière. Les essais portent sur des fils dont les dimensions transversales sont de 0,25 et 0,3mm.As exemplary embodiments of the invention, various attempts have been made to form heating networks on rear glasses. The tests relate to wires whose transverse dimensions are 0.25 and 0.3mm.
Pour ces essais des écrans en polyester et en acier inoxydable ont été utilisés. Certains des essais ont été réalisés avec des écrans dits «varios». Ces derniers présentent la particularité d'avoir des zones de tissage dont les caractéristiques sont diversifiées. Cette particularité est éventuellement mise à profit pour appliquer des quantités variables de composition selon les parties du vitrage concernées. Par exemple les éléments conducteurs «bus-bar» formant l'alimentation des fils chauffants fins constituent également des éléments qui s'échauffent par effet joule. Cet échauffement est d'autant plus sensible que ces éléments sont plus étroits et donc sont plus résistants.Polyester and stainless steel screens were used for these tests. Some of the tests were carried out with so-called “varios” screens. These latter have the particularity of having weaving zones whose characteristics are diverse. This feature is possibly used to apply variable amounts of composition depending on the parts of the glazing concerned. For example, the “bus-bar” conductive elements forming the supply for the fine heating wires also constitute elements which heat up by the Joule effect. This heating is all the more sensitive as these elements are narrower and therefore are more resistant.
Les constructeurs automobile souhaitent minimiser la largeur de ces bandes collectrices. La limitation de la largeur conduit ainsi à une résistance accrue, et à un échauffement qui doit être contrôlé. Pour éviter des risques de brûlures au contact de ces bandes collectrices, la température de celles-ci ne doit pas dépasser 50 à 70°C en régime de fonctionnement continu, selon les constructeurs.Automobile manufacturers wish to minimize the width of these header strips. The limitation of the width thus leads to increased resistance, and to a heating which must be controlled. To avoid the risk of burns on contact with these header strips, the temperature of these should not exceed 50 to 70 ° C under continuous operating conditions, according to the manufacturers.
L'utilisation d'un écran « vario »dont le tissage laisse une part d'ouverture plus importante dans les zones où sont localisées les bandes collectrices, permet d'appliquer une plus forte quantité de composition, et par suite de réduire la résistance électrique de ces bandes collectrices et finalement de limiter leur échauffement. Un autre mode, pour la diminution de la résistance des bandes collectrices, consiste en plusieurs applications successives de la pâte sur le même motif, de façon à accroître la quantité de pâte appliquée. Ce dernier mode présente l'inconvénient de rallonger l'opération d'impression, mais est bien maîtrisée par les techniciens.The use of a “vario” screen, the weaving of which leaves a larger share of opening in the areas where the collector strips are located, makes it possible to apply a higher quantity of composition, and consequently to reduce the electrical resistance. of these header strips and ultimately limit their heating. Another mode, for reducing the resistance of the collecting strips, consists of several successive applications of the paste on the same pattern, so as to increase the quantity of paste applied. The latter mode has the disadvantage of lengthening the printing operation, but is well mastered by technicians.
Une première série d'essais a été effectuée pour produire un réseau de fils chauffants de lunette arrière automobile. La puissance nominale était de 220W, obtenue à partir d'un ensemble de 21 fils avec une résistance qui devait se situer dans les limites de 0,626 et 0,686Ω. La largeur des fils devait être d'environ 0,25mm.A first series of tests was carried out to produce a network of automotive rear window heating wires. The nominal power was 220W, obtained from a set of 21 wires with a resistance which had to be within the limits of 0.626 and 0.686Ω. The width of the wires should be around 0.25mm.
La pâte à l'argent utilisée a une teneur massique en argent de 80%. L'écran de sérigraphie est un écran en fils de polyester de 40μ de diamètre, comportant 95 fils par centimètre. Les caractéristiques des fils obtenus sont conformes aux paramètres retenus. Dans ces conditions la conductivité des bandes collectrices a été renforcée par une deuxième application de la pâte sur ces bandes, une application unique donnant une température de fonctionnement en continu, à la limite de la condition imposée par le constructeurThe silver paste used has a mass content of silver of 80%. The screen printing screen is a screen made of polyester thread 40μ in diameter, comprising 95 threads per centimeter. The characteristics of the wires obtained conform to the parameters selected. Under these conditions the conductivity of the collector strips was reinforced by a second application of the paste on these strips, a single application giving a continuous operating temperature, at the limit of the condition imposed by the manufacturer.
Une autre série d'essais pour la production de lunettes arrière chauffantes avec les mêmes dimensions transversales des fils chauffants mais ceux-ci étant au nombre de 17 pour une puissance dissipée de 260W et une résistance fixée dans les limites de 0,475 à 0,537Ω.Another series of tests for the production of heated rear glasses with the same transverse dimensions of the heating wires but these being 17 in number for a dissipated power of 260W and a resistance fixed within the limits of 0.475 to 0.537Ω.
Avec la même pâte à l'argent (80% massique d'argent) et l'écran mis en oeuvre précédemment la finesse des fils obtenue conduit à des résistances trop élevées. La résistance requise est obtenue avec une composition dont la conductivité est accrue par une teneur en argent plus élevée (83,5%). Comme précédemment l'ajustement de la conductivité des bandes collectrices est avantageusement obtenue par une deuxième application de la pâte. With the same silver paste (80% silver by mass) and the screen used previously, the fineness of the wires obtained leads to too high resistances. The required resistance is obtained with a composition whose conductivity is increased by a higher silver content (83.5%). As before, the adjustment of the conductivity of the collector strips is advantageously obtained by a second application of the paste.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de production de vitrage pourvu d'un réseau de fils conducteurs chauffants par une technique de sérigraphie, dans lequel les fils conducteurs ont une dimension transversale au plus égale à 0,4mm, l'écran de sérigraphie étant choisi de telle sorte qu'au moins deux ouvertures du maillage correspondent à cette dimension transversale, et avec des diamètres des fils de l'écran compris entre 15 et 60/x.1. A method of producing glazing provided with a network of heating conductive wires by a screen printing technique, in which the conductive wires have a transverse dimension at most equal to 0.4 mm, the screen printing screen being chosen so that 'at least two openings of the mesh correspond to this transverse dimension, and with diameters of the screen wires between 15 and 60 / x.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les diamètres des fils constituant l'écran et leur tissage sont tels que la dimension transversale des fils appliqués par sérigraphie, corresponde de 3 à 10 ouvertures, et la part des ouvertures par rapport à la surface des ouvertures et celle couverte par les fils est comprise entre 20 et 45%.2. The method of claim 1 wherein the diameters of the son constituting the screen and their weaving are such that the transverse dimension of the son applied by screen printing, corresponds to 3 to 10 openings, and the share of the openings relative to the surface of the openings and that covered by the wires is between 20 and 45%.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'écran de sérigraphie utilisé comporte de 80 à 160 fils par centimètre.3. Method according to one of the preceding claims wherein the screen printing screen used comprises from 80 to 160 threads per centimeter.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la composition appliquée par sérigraphie comporte de l'argent à une teneur massique supérieure à 60%.4. Method according to one of the preceding claims wherein the composition applied by screen printing comprises silver at a mass content greater than 60%.
5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel la composition appliquée comporte comme matériau sec de l'argent à une teneur comprise entre 75 et 88%. 5. Method according to claim 4 wherein the applied composition comprises as dry material silver at a content between 75 and 88%.
6. Vitrage pourvu d'un réseau de fils chauffants émaillés appliqués par une technique de sérigraphie et dont les dimensions transversales sont comprises entre 0,15 et 0,4mm.6. Glazing provided with a network of enamelled heating wires applied by a screen printing technique and whose transverse dimensions are between 0.15 and 0.4mm.
7. Vitrage selon la revendication 6 dont les dimensions transversales des fils chauffants sont comprises entre 0,2 et 0,3mm. 1. 7. Glazing according to claim 6, the transverse dimensions of the heating wires are between 0.2 and 0.3mm. 1.
8. Vitrage selon l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel les fils chauffants sont constitués d'une pâte à l'argent dont la teneur massique en argent est comprise entre 75 et 88%. 8. Glazing according to one of claims 6 or 7 wherein the heating son consist of a silver paste whose silver content by mass is between 75 and 88%.
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