除膜工序?qū)χ锌展?jié)能玻璃影響的研究

天津南玻節(jié)能玻璃有限公司 張榮光 高偉 胡冰

按照因家“十三五”規(guī)劃《綱要》要求建筑是節(jié)能的重點(diǎn)領(lǐng)域之一， 我國現(xiàn)用存屈建筑 500 多億平方米，每年新增建筑約有 20億平方米， 建筑能耗在我國能源消費(fèi)中的比重不斷提升 ?！笆濉?規(guī)劃中建筑節(jié)能工作的主要目標(biāo)是，在達(dá)到同樣舒適程度的同時(shí)，有效控制建筑能耗過 快增長。而在建筑能耗中，通過玻璃傳輸?shù)拇罅繜崮苁菍?dǎo)致能耗高的主要原因，約有50%的建筑外圍護(hù)能量是通過玻璃損耗的。太陽輻射照射到玻璃上后 ， 一部分被玻璃反射，一部分被吸收后再傳導(dǎo)或輻射 ， 一部分直接透過玻璃傳入室內(nèi)（圖1 )。目前，常用的降低玻璃傳熱損耗的方法為使用中空鎖膜玻璃，可以有效的降低熱傳導(dǎo)和熱輻射。
過程中， Low- E 膜與丁基膠及結(jié)構(gòu)膠（或聚硫膠等 ） 的相容性不好會(huì)影響各種玻璃膠的粘貼牢固性，且Low- E 膜中的功能層銀層易氧化，從 而影響膠的粘納力， 一旦出現(xiàn)粘結(jié)失效將會(huì)導(dǎo)致大氣中的水汽進(jìn)入到中空腔體導(dǎo)致結(jié)露、Low- E 膜氧化、外觀變差等問題，甚至容易出現(xiàn)中空玻璃外片脫落，縮短了使用壽命，也 帶來嚴(yán)重的安全隱患。因此， 為了保證最終中空產(chǎn)品的節(jié)能性安全性， 一般需要將Low- E 單片進(jìn)行邊部除膜處理，從 而保證除膜部位玻璃與丁基膠及結(jié)構(gòu)腔的粘接性，增加中空產(chǎn)品的密封性與耐候性。
目前應(yīng)用最為廣泛的除膜方式為使用除膜輪對(duì) 玻璃表面進(jìn)行機(jī)械除膜，研究表明，除膜輪與除膜 工藝會(huì)直接影響Low—E 玻璃的除膜效果， 從而影響中空玻璃的使用街命。
1.1 除膜輪對(duì)除膜效果的影響
除膜過程需要使用到除膜機(jī)和除膜輪，通過除
1 除膜低輻射中空玻璃的加工膜輪對(duì)玻璃的摩擦作用，將鎖膜玻璃及表面鎖膜層 對(duì)于中空低輻射鎖膜( Low- E ) 玻璃產(chǎn)品制備 去除，除膜機(jī)的參數(shù)設(shè)置和除膜輪自身的性能均會(huì)影響到除膜的效果，其中設(shè)備參數(shù)可根據(jù)實(shí)際使用 進(jìn)行調(diào)整， 除膜輪自身特性更為重要。
Low- E 膜除膜輪按照加工工藝分為絕緣脂纏繞輪和絕緣脂發(fā)泡輪，輪內(nèi)含有金剛砂、碳化硅等磨料以及結(jié)合劑。磨料不同， 輪子的軟硬程度不同， 結(jié)合劑的耐高溫性能將影響玻璃與膠的粘接性能。 除膜輪好壞的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為其耐磨度和除膜效 果，耐磨度主要評(píng)估指標(biāo)為單個(gè)磨輪的使用壽命， 除膜效果評(píng)價(jià)指標(biāo)主要為玻璃表而除膜后的除膜 清沽度（包括是否完全除膜，有無玻璃粉殘留、磨輪殘留或液體析出物 ）。雖然丁基膠壓膜 量對(duì)中空玻璃的水汽通過率沒有直接影響。但如果出現(xiàn)膜層未被全部去除，會(huì)導(dǎo)致中空玻璃產(chǎn)品邊部出現(xiàn)“虹彩”效 果（圖3 ), 影響產(chǎn)品外觀的一致性。除膜不凈還會(huì)導(dǎo)致密封膠失效，造成產(chǎn)品返修、報(bào)廢，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)安裝上墻后漏氣失效的投訴。玻璃在除膜過程中，由于磨輪的高速旋轉(zhuǎn)磨削，玻璃表面穩(wěn)定較高，在高效生產(chǎn)過程中，除膜溫度可達(dá)到180- 200°C , 從而引起磨輪中的結(jié)合劑融化滲出，導(dǎo)致中空膠無法與玻璃有效粘接。優(yōu)質(zhì)的除膜輪需保 證耐磨性好，壽命長，結(jié)合劑耐高溫，易于散熱，除膜過程中不會(huì)有液態(tài)析出物，常規(guī)清洗后（不使用清潔劑）無液態(tài)殘留在除膜面上，從而有利于密封膠粘接，加強(qiáng)膜系適應(yīng)性。
2 除膜工藝對(duì)除膜效果的影響
李步春等人對(duì)除膜工藝對(duì)離線Low- E玻璃水紫外粘接性能進(jìn)行了相關(guān)研究，研究表明除膜設(shè)備自動(dòng)除膜后粘接性能優(yōu)于手動(dòng)除膜，使用乙醇乙醋對(duì) 除膜面清潔粘接性能優(yōu)千水洗，同時(shí)，除膜后存放 的時(shí)問越久，合中空后水紫外粘接破壞面積越大。 普遍理論認(rèn)為＂粗糙面面積大于光亮面面積而利于 膠的粘接” 但需要注意，由于硅膠中硅油流動(dòng)性較差，所以粗糙除膜面與膠多處于部分粘接狀態(tài)。在 有效粘接面積較小的情況下，隨著環(huán)境溫度的變 化，未參與任何粘結(jié)反應(yīng)的硅油分子在密封膠分子 間游走析出， 并逐漸滲向未完全填滿的除膜而，使粗糙的除膜面粘接部位開膠，所以需要保證除膜面 的光滑度。
除使用除膜輪機(jī)械除膜外，2010 年公開的國內(nèi)發(fā)明專利中涉及到一種玻璃激光除膜打標(biāo)切割機(jī)，該設(shè)備使用激光的方式對(duì)鎖膜玻璃進(jìn)行除膜， 除膜過程沒有機(jī)械接觸，通過激光汽化的方式進(jìn)行除膜，可以避免玻璃表面殘留顆?；蛞后w析出物， 同時(shí)減少粉塵污染。但激光除膜方式也存在一定缺陷，如易出現(xiàn)除膜殘留，有斑點(diǎn)，有走刀疊差印等缺陷， 激光除膜的方式仍需進(jìn)一步的優(yōu)化。
2不除膜低輻射中空玻璃的加工
即使在除膜效果達(dá)到理想狀態(tài)的情況下，在對(duì) 邊部除膜 Low- E 單片進(jìn)行打膠時(shí)，由于丁基膠的厚度較薄， 根據(jù)產(chǎn)品膠深的要求 ， 一般只有3- 8 mm 左右，加上打膠機(jī)定位偏差，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)丁基膠與鎖膜部分接觸膠深不一致的情況， 顏色存在差異，甚至出現(xiàn)丁基膠完全粘接到除膜部分，并 與未除膜部位存在間距的情況 ，出現(xiàn)邊部透光情況。另外，從Low- E 制備中空產(chǎn)品的生產(chǎn)效率考拱 ，整個(gè)制備中空產(chǎn)品工藝流程中， Low- E 玻璃除膜和丁基膠定位工序是限制生產(chǎn)效率的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)， 若實(shí)現(xiàn)Low—E 玻璃不除膜 性能， 減化除膜工序， 則 打膠定位就變得容易得多，可有效提升生產(chǎn)效率達(dá) 50% 以上， 同時(shí)也可避免因?yàn)槟z深定位等問題造成的返修或報(bào)廢， 提高成品率的同時(shí)降低成本。
目前國內(nèi)市場上的常規(guī)Low- E 中空產(chǎn)品，絕大多數(shù)為Low- E 邊部除膜產(chǎn)品。只有國外部分產(chǎn)品應(yīng)用到了不除膜Low- E 中空產(chǎn)品： 因此針對(duì) Low- E 產(chǎn)品， 南玻對(duì)可以不除膜Low- E 膜層進(jìn)行了開發(fā)， 開展了不同膜層結(jié)構(gòu)的附著力測試、耐鹽霧及耐氧 化性能測試、耐酸堿性能測試、耐摩擦性能測試以 及與膠體相容性粘接測試等實(shí)驗(yàn)。膜層與膠的相容 性實(shí)驗(yàn)是通過將結(jié)構(gòu)膠涂抹千膜層表面，然后待其 固化后（圖5a ), 將其用去離子水浸泡 7 天，并靜置
24 小時(shí)后，對(duì)其進(jìn)行撕膠測試，若膠體出現(xiàn)內(nèi)聚破壞，說明粘接力合格，若出現(xiàn)粘接力破壞，則說明膠體與膜層間粘接力較差不合格（圖56 )o 浸泡后進(jìn)行撕膠實(shí)驗(yàn)， 為內(nèi)聚破壞，實(shí)驗(yàn)合格（圖Sc )。
完成膜層性能測試后， 又對(duì)不除膜 Low- E 中空玻璃按照GB/11944 —2012 國標(biāo)中空部分檢測標(biāo)準(zhǔn)，
進(jìn)行了水紫外照射實(shí)驗(yàn)、露點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、加速老化實(shí)驗(yàn)、戶外暴露實(shí)驗(yàn)以及高低溫交變循環(huán)測試實(shí)驗(yàn)。而聚 硫膠由于其水紫外照射后，其抗拉伸強(qiáng)度比硅酮結(jié) 構(gòu)膠低很多，同時(shí)聚硫膠不耐紫外照射，經(jīng)過長期 紫外照射后，聚硫膠會(huì)出現(xiàn)粉化現(xiàn)象，因此在結(jié)構(gòu) 膠及聚硫膠中，我們選擇硅酮結(jié)構(gòu)膠作為不除膜中 空玻璃的第二道密封膠 。通過一系列測試 ， 開發(fā)出了可以不除膜的Low- E 中空玻璃，簡化了Low- E 中空產(chǎn)品制備流程中的除膜工序，避免了丁基膠與除 膜邊界定位的問題，極大的提高外協(xié)廠中空產(chǎn)品的 加工效率和成品率。單銀Low- E 一般是用于相對(duì)低端的民用住宅門窗， 中空玻璃一般是采用“隱框” 的安裝方式，故玻璃邊部受到雨水侵蝕的幾率極 小， 進(jìn)一步增加了中空玻璃的耐候性 。因此首先在單銀Low- E 玻璃上，通過不除膜方式制備了中空玻璃，并 進(jìn)行了推廣。
靶材生產(chǎn)廠家也通過對(duì)膜層材料的研究，助推不除膜Low- E 產(chǎn)品的開發(fā)， 基邁克研制了鉛基靶材，通過使用鉆叢材料作為保護(hù)膜，可以增強(qiáng)鎖膜玻璃耐磨性和耐候性，可以有效防止鎖膜玻璃在后續(xù)深加工過程中劃傷報(bào)廢， 且合片前不需邊部除膜， 使用該種材料，有利千雙銀不除膜 Low- E 中空玻璃的開發(fā)。
3小結(jié)
中空低輻射鎖膜玻璃加工過程中，除膜工序?qū)χ锌债a(chǎn)品的生產(chǎn)效率、成品率和使用年限都有重 大的影響，需嚴(yán)格控制使用除膜輪的質(zhì)暈及除膜工藝。越來越多的企業(yè)加大了不除膜Low- E 中空玻璃的相關(guān)研究，該類產(chǎn)品生產(chǎn)效率高，有利于降低中空節(jié)能玻璃生產(chǎn)成本，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，具備良好的市場前景，南玻將繼續(xù)加快雙銀，甚至三銀不除膜Low- E 的研發(fā)進(jìn)度， 填補(bǔ)國內(nèi)市場空白。