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可鋼化低輻射鍍膜玻璃鍍膜工藝探索

      1 前言
  
      以往生產(chǎn)低輻射鍍膜玻璃循序一般是按照客戶(hù)的訂單先切割玻璃成為客戶(hù)所需的尺寸,再磨邊、鋼化、鍍膜、中空、裝箱、發(fā)貨。這種生產(chǎn)循序的問(wèn)題是,上片率不高,補(bǔ)片麻煩、交貨日期延后、成本浪費(fèi)。而可鋼化低輻射鍍膜玻璃的生產(chǎn)循序是,先鍍玻璃原片,再切割、磨邊、鋼化、中空、裝箱、發(fā)貨??朔艘陨蠋讉€(gè)缺點(diǎn),同樣的功率消耗,生產(chǎn)可最大化,多備點(diǎn)鍍膜片庫(kù)存即可直接改切客戶(hù)所需要的訂單,又可改切后工序及客戶(hù)安裝過(guò)程中報(bào)損的玻璃,大大降低了生產(chǎn)成本和交貨日期。為公司帶來(lái)了良好的效益。
  
      2 可鋼化低輻射鍍膜玻璃生產(chǎn)過(guò)程中需注意的問(wèn)題
  
  可鋼化低輻射鍍膜玻璃技術(shù)與生產(chǎn)是一個(gè)比較難的課題,以前是切割、磨邊、鋼化、鍍膜、中空;現(xiàn)在是鍍膜、切割、磨邊、鋼化、中空。鍍膜工序被拉前到了第一個(gè)工序,直到在中空線(xiàn)做出成品,中間要經(jīng)歷切割刀頭上的切割油,要碰到磨邊是的玻璃粉,清洗機(jī)的毛刷,以及鋼化爐近700℃的高溫,所以,可鋼化低輻射鍍膜玻璃的膜層必須要好,這取決于鍍膜工藝以及后工序的規(guī)范操作。
  
  對(duì)于鍍膜工藝,所有膜層的熱工性能必須是穩(wěn)定的,它們必須能承受700℃的鋼化工藝過(guò)程。必須設(shè)置足夠厚的阻擋層防止玻璃表層的鈉離子擴(kuò)散至膜層,而銀層的兩相鄰邊必須有很好的包裹,防止內(nèi)外層對(duì)銀層的影響,致使銀層氧化和硫化。頂層膜必須具有足夠的抗化學(xué)和機(jī)械的能力,防止在搬運(yùn)處置過(guò)程中的機(jī)械損傷和化學(xué)破壞。在生產(chǎn)可鋼化低輻射鍍膜玻璃時(shí)必須注意以下幾點(diǎn):
  
  (1)原片要求在一個(gè)月以?xún)?nèi),儲(chǔ)存在干燥的倉(cāng)庫(kù)內(nèi),并且保證包裝完好。
  
  (2)要求鍍膜機(jī)清洗機(jī)水質(zhì)電阻率在10兆歐以上。
  
 ?。?)鍍膜后的大片進(jìn)堆垛機(jī)的第一片需貼保護(hù)膜,后面的大片需均勻噴隔離粉。
  
 ?。?)鍍完一包需用錫箔紙封邊打包,并沿邊放置有效干燥劑。
  
 ?。?)可鋼化低輻射鍍膜玻璃工作區(qū)域需佩戴皮手套、口罩等勞保用品。
  
 ?。?)采用輕質(zhì)易揮發(fā)切割油切割,防止切割成小片的玻璃膜面塵埃積聚。
  
 ?。?)可鋼化低輻射鍍膜玻璃磨邊時(shí)必須裝換成軟毛刷。
  
 ?。?)鋼化必須選擇適當(dāng)?shù)墓に噥?lái)生產(chǎn)可鋼化低輻射鍍膜玻璃。
  
      3 可鋼化低輻射鍍膜玻璃膜系的探索
  
  真空濺射鍍Low-E玻璃的膜層系列基本是以銀(Ag)層作為功能膜的一種三明治結(jié)構(gòu),即用兩層高透過(guò)率的減反射膜,中間夾一層很薄的銀膜。典型的結(jié)構(gòu)是:玻璃/保護(hù)層/銀層/保護(hù)層。而Low-E玻璃的關(guān)鍵性能參數(shù)是輻射率E。E值是由膜層材料的面電阻和膜層的表面粗糙度決定的,E值隨著膜層的面電阻和膜層表面的粗糙程度的增大而增大。由于銀是金屬導(dǎo)體中電阻率最小的材料,所以銀層很薄的時(shí)候,其E值能達(dá)到最小,單銀膜的E值能達(dá)到0.1以下,而雙銀膜E值能達(dá)到0.05左右。兩層減反射膜一般是SiN,其作用是多方面的,保護(hù)不耐腐蝕的銀膜,調(diào)節(jié)玻璃的顏色,增加可見(jiàn)光的透過(guò)率等。SiN膜的耐久性、附著性和耐酸堿腐蝕性都較好。
  
  可鋼化低輻射鍍膜玻璃在鍍膜工藝后面多了一道鋼化工藝。要做到玻璃鋼化前后透過(guò)率、反射率以及顏色參數(shù)完全一樣或者是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的色差范圍內(nèi),其中的難度可想而知。當(dāng)對(duì)Low-E膜玻璃進(jìn)行鋼化加熱的時(shí)候,外界氧氣會(huì)向外層保護(hù)膜深度方向上擴(kuò)散,當(dāng)氧氣擴(kuò)散到銀層時(shí),會(huì)將銀膜氧化變色,銀層完全被破壞。經(jīng)過(guò)多方面的研究,本人認(rèn)為可鋼化低輻射鍍膜玻璃的兩種生產(chǎn)膜系比較好用:a、G/Si/NiCr/Ag/NiCr/Si,這種生產(chǎn)膜系適合透過(guò)率在50%以下的可鋼化低輻射鍍膜產(chǎn)品;b、G/Si/ZnAl/Ag/NiCr/Si,這種膜系適合透過(guò)率在50%以上的可鋼化低輻射鍍膜玻璃產(chǎn)品。

    鍍膜系a的鍍膜玻璃時(shí),保證前后SiN有一定厚度,對(duì)幾組變量進(jìn)行了分析:

  小結(jié):當(dāng)鍍膜系a鍍膜玻璃時(shí),NiCr前后比例一樣的情況下,生產(chǎn)透過(guò)率在50%以下的可鋼化低輻射玻璃時(shí),不管是從鋼化前后的外觀、顏色的比較,還是從鋼化前后玻璃的性能比較,都是很好的膜系。
  
  鍍膜系b的鍍膜玻璃時(shí),保證ZnAl在12nm左右的情況下,也對(duì)幾組變量進(jìn)行了分析: 

  小結(jié):當(dāng)鍍膜系b鍍膜玻璃時(shí),保證ZnAl在12nm左右的情況下,生產(chǎn)透過(guò)率在50%以上的可鋼化低輻射鍍膜玻璃,不管是從鋼化前后的外觀、顏色的比較,還是從鋼化前后玻璃的性能比較,都是很好的膜系。
  
4 生產(chǎn)G/Si/NiCr/Ag/NiCr/Si膜系產(chǎn)品時(shí)各膜層需注意的問(wèn)題
  
  關(guān)于膜系的確定問(wèn)題,很多鍍膜方面的專(zhuān)家都已經(jīng)從事了多年的研究,再就是由于廠(chǎng)家的鍍膜機(jī)的差異,工藝人員的個(gè)人喜好,所以適合可鋼化的膜系不可能是唯一的,下面只針對(duì)G/Si/NiCr/Ag/NiCr/Si膜系說(shuō)說(shuō)本人的研究心得。
  
      4.1 功能Ag層
  
  普通的Low-E膜層,銀膜的厚度為9nm,輻射率為0.1左右,根據(jù)公式e=0.0129R口-6.7×10-5R口2,這里R口=p/d,單位為Q,p是電阻率,d是銀膜厚度,計(jì)算得出電阻率相當(dāng)于7.2Ω·m。為了得到輻射率為0.05的產(chǎn)品,銀膜厚度需要增加到18nm,但此時(shí)可見(jiàn)光透過(guò)率將跌到80%以下,所以低的輻射率和高的可見(jiàn)光透過(guò)是一個(gè)相互矛盾的方向,根據(jù)客戶(hù)的需要可以調(diào)節(jié)前后保護(hù)層來(lái)達(dá)到客戶(hù)所需要的透過(guò)率、反射率及顏色值。
  
      4.2 外層阻擋層NiCr
  
  其作用就是為了防止大氣中的O2破壞Ag層,很多廠(chǎng)家為了得到高性能的低輻射鍍膜玻璃,從而減少NiCr來(lái)提高玻璃的透過(guò)率,但是我們不能忽略NiCr在可鋼化低輻射鍍膜工藝中所起到的作用。這也是前一章中強(qiáng)調(diào)的前后NiCr層都要有一定的厚度的原因。
  
      4.3 底層阻擋層NiCr
  
  為了提高可鋼化Low-E的膜層吸附的牢固度和防霉印、水印等一些缺陷的發(fā)生,采用盡量新鮮的浮法玻璃原片就顯得尤其重要(這方面在其他文章里已有詳細(xì)說(shuō)明)。由于原片是新鮮的,帶來(lái)了另外一個(gè)問(wèn)題,來(lái)自于原片玻璃內(nèi)部的高活性的Na+(生產(chǎn)玻璃原片所用到的原料中含有鈉鹽)仍然保持高的活性,而SiN膜層不可能完全致密,所以一些體積極小的活性Na+會(huì)穿過(guò)SiN膜而接觸到金屬Ag層,并且與Ag層中的電子發(fā)生作用從而影響到Ag的穩(wěn)定性。而此時(shí)就需要NiCr來(lái)保護(hù)Na+對(duì)Ag層的攻擊。據(jù)大多數(shù)生產(chǎn)廠(chǎng)家而言,都會(huì)在NiCr中加入少量的O2,使得部分NiCr變成NiCrOX,從而更好的吸收Na+。
  
      5 結(jié)語(yǔ)
  
  可鋼化低輻射鍍膜玻璃,一改以前生產(chǎn)的局限性,把鍍膜工藝提前到第一道生產(chǎn)工序,這樣大大的提高了生產(chǎn)廠(chǎng)家的效益與效率,也必將是未來(lái)玻璃深加工行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。所以可鋼化低輻射鍍膜玻璃的鍍膜工藝顯得尤為重要,先必須確定一套適合自身鍍膜設(shè)備的膜系,再確定好前后保護(hù)膜層SiN的厚度,最后就是針對(duì)中間三層的調(diào)節(jié),如何確定這三種膜的厚度就顯得尤為重要,必須從成本、市場(chǎng)需求、風(fēng)險(xiǎn)考驗(yàn)等等一些因素綜合考慮,能經(jīng)受時(shí)間和市場(chǎng)考驗(yàn)的Low-E玻璃產(chǎn)品才能算是成熟的產(chǎn)品。


 

 

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