除膜工序对中空节能玻璃影响的研究
除膜工序对中空节能玻璃影响的研究
天津南玻节能玻璃有限公司 张荣光 高伟 胡冰
按照因家“十三五”规划《纲要》要求建筑是节能的重点领域之一， 我国现用存屈建筑 500 多亿平方米，每年新增建筑约有 20亿平方米， 建筑能耗在我国能源消费中的比重不断提升 。“十三五” 规划中建筑节能工作的主要目标是，在达到同样舒适程度的同时，有效控制建筑能耗过 快增长。而在建筑能耗中，通过玻璃传输的大量热能是导致能耗高的主要原因，约有50%的建筑外围护能量是通过玻璃损耗的。太阳辐射照射到玻璃上后 ， 一部分被玻璃反射，一部分被吸收后再传导或辐射 ， 一部分直接透过玻璃传入室内（图1 )。目前，常用的降低玻璃传热损耗的方法为使用中空锁膜玻璃，可以有效的降低热传导和热辐射。
过程中， Low- E 膜与丁基胶及结构胶（或聚硫胶等 ） 的相容性不好会影响各种玻璃胶的粘贴牢固性，且Low- E 膜中的功能层银层易氧化，从 而影响胶的粘纳力， 一旦出现粘结失效将会导致大气中的水汽进入到中空腔体导致结露、Low- E 膜氧化、外观变差等问题，甚至容易出现中空玻璃外片脱落，缩短了使用寿命，也 带来严重的安全隐患。因此， 为了保证最终中空产品的节能性安全性， 一般需要将Low- E 单片进行边部除膜处理，从 而保证除膜部位玻璃与丁基胶及结构腔的粘接性，增加中空产品的密封性与耐候性。
目前应用最为广泛的除膜方式为使用除膜轮对 玻璃表面进行机械除膜，研究表明，除膜轮与除膜 工艺会直接影响Low—E 玻璃的除膜效果， 从而影响中空玻璃的使用街命。
1.1 除膜轮对除膜效果的影响
除膜过程需要使用到除膜机和除膜轮，通过除
1 除膜低辐射中空玻璃的加工膜轮对玻璃的摩擦作用，将锁膜玻璃及表面锁膜层 对于中空低辐射锁膜( Low- E ) 玻璃产品制备 去除，除膜机的参数设置和除膜轮自身的性能均会影响到除膜的效果，其中设备参数可根据实际使用 进行调整， 除膜轮自身特性更为重要。
Low- E 膜除膜轮按照加工工艺分为绝缘脂缠绕轮和绝缘脂发泡轮，轮内含有金刚砂、碳化硅等磨料以及结合剂。磨料不同， 轮子的软硬程度不同， 结合剂的耐高温性能将影响玻璃与胶的粘接性能。 除膜轮好坏的主要评价标准为其耐磨度和除膜效 果，耐磨度主要评估指标为单个磨轮的使用寿命， 除膜效果评价指标主要为玻璃表而除膜后的除膜 清沽度（包括是否完全除膜，有无玻璃粉残留、磨轮残留或液体析出物 ）。虽然丁基胶压膜 量对中空玻璃的水汽通过率没有直接影响。但如果出现膜层未被全部去除，会导致中空玻璃产品边部出现“虹彩”效 果（图3 ), 影响产品外观的一致性。除膜不净还会导致密封胶失效，造成产品返修、报废，同时还会出现安装上墙后漏气失效的投诉。玻璃在除膜过程中，由于磨轮的高速旋转磨削，玻璃表面稳定较高，在高效生产过程中，除膜温度可达到180- 200°C , 从而引起磨轮中的结合剂融化渗出，导致中空胶无法与玻璃有效粘接。优质的除膜轮需保 证耐磨性好，寿命长，结合剂耐高温，易于散热，除膜过程中不会有液态析出物，常规清洗后（不使用清洁剂）无液态残留在除膜面上，从而有利于密封胶粘接，加强膜系适应性。
2 除膜工艺对除膜效果的影响
李步春等人对除膜工艺对离线Low- E玻璃水紫外粘接性能进行了相关研究，研究表明除膜设备自动除膜后粘接性能优于手动除膜，使用乙醇乙醋对 除膜面清洁粘接性能优千水洗，同时，除膜后存放 的时问越久，合中空后水紫外粘接破坏面积越大。 普遍理论认为＂粗糙面面积大于光亮面面积而利于 胶的粘接” 但需要注意，由于硅胶中硅油流动性较差，所以粗糙除膜面与胶多处于部分粘接状态。在 有效粘接面积较小的情况下，随着环境温度的变 化，未参与任何粘结反应的硅油分子在密封胶分子 间游走析出， 并逐渐渗向未完全填满的除膜而，使粗糙的除膜面粘接部位开胶，所以需要保证除膜面 的光滑度。
除使用除膜轮机械除膜外，2010 年公开的国内发明专利中涉及到一种玻璃激光除膜打标切割机，该设备使用激光的方式对锁膜玻璃进行除膜， 除膜过程没有机械接触，通过激光汽化的方式进行除膜，可以避免玻璃表面残留颗粒或液体析出物， 同时减少粉尘污染。但激光除膜方式也存在一定缺陷，如易出现除膜残留，有斑点，有走刀叠差印等缺陷， 激光除膜的方式仍需进一步的优化。
2不除膜低辐射中空玻璃的加工
即使在除膜效果达到理想状态的情况下，在对 边部除膜 Low- E 单片进行打胶时，由于丁基胶的厚度较薄， 根据产品胶深的要求 ， 一般只有3- 8 mm 左右，加上打胶机定位偏差，经常会出现丁基胶与锁膜部分接触胶深不一致的情况， 颜色存在差异，甚至出现丁基胶完全粘接到除膜部分，并 与未除膜部位存在间距的情况 ，出现边部透光情况。另外，从Low- E 制备中空产品的生产效率考拱 ，整个制备中空产品工艺流程中， Low- E 玻璃除膜和丁基胶定位工序是限制生产效率的关键节点， 若实现Low—E 玻璃不除膜 性能， 减化除膜工序， 则 打胶定位就变得容易得多，可有效提升生产效率达 50% 以上， 同时也可避免因为胶深定位等问题造成的返修或报废， 提高成品率的同时降低成本。
目前国内市场上的常规Low- E 中空产品，绝大多数为Low- E 边部除膜产品。只有国外部分产品应用到了不除膜Low- E 中空产品： 因此针对 Low- E 产品， 南玻对可以不除膜Low- E 膜层进行了开发， 开展了不同膜层结构的附着力测试、耐盐雾及耐氧 化性能测试、耐酸碱性能测试、耐摩擦性能测试以 及与胶体相容性粘接测试等实验。膜层与胶的相容 性实验是通过将结构胶涂抹千膜层表面，然后待其 固化后（图5a ), 将其用去离子水浸泡 7 天，并静置
24 小时后，对其进行撕胶测试，若胶体出现内聚破坏，说明粘接力合格，若出现粘接力破坏，则说明胶体与膜层间粘接力较差不合格（图56 )o 浸泡后进行撕胶实验， 为内聚破坏，实验合格（图Sc )。
完成膜层性能测试后， 又对不除膜 Low- E 中空玻璃按照GB/11944 —2012 国标中空部分检测标准，
进行了水紫外照射实验、露点实验、加速老化实验、户外暴露实验以及高低温交变循环测试实验。而聚 硫胶由于其水紫外照射后，其抗拉伸强度比硅酮结 构胶低很多，同时聚硫胶不耐紫外照射，经过长期 紫外照射后，聚硫胶会出现粉化现象，因此在结构 胶及聚硫胶中，我们选择硅酮结构胶作为不除膜中 空玻璃的第二道密封胶 。通过一系列测试 ， 开发出了可以不除膜的Low- E 中空玻璃，简化了Low- E 中空产品制备流程中的除膜工序，避免了丁基胶与除 膜边界定位的问题，极大的提高外协厂中空产品的 加工效率和成品率。单银Low- E 一般是用于相对低端的民用住宅门窗， 中空玻璃一般是采用“隐框” 的安装方式，故玻璃边部受到雨水侵蚀的几率极 小， 进一步增加了中空玻璃的耐候性 。因此首先在单银Low- E 玻璃上，通过不除膜方式制备了中空玻璃，并 进行了推广。
靶材生产厂家也通过对膜层材料的研究，助推不除膜Low- E 产品的开发， 基迈克研制了铅基靶材，通过使用钻丛材料作为保护膜，可以增强锁膜玻璃耐磨性和耐候性，可以有效防止锁膜玻璃在后续深加工过程中划伤报废， 且合片前不需边部除膜， 使用该种材料，有利千双银不除膜 Low- E 中空玻璃的开发。
3小结
中空低辐射锁膜玻璃加工过程中，除膜工序对中空产品的生产效率、成品率和使用年限都有重 大的影响，需严格控制使用除膜轮的质晕及除膜工艺。越来越多的企业加大了不除膜Low- E 中空玻璃的相关研究，该类产品生产效率高，有利于降低中空节能玻璃生产成本，扩大应用范围，具备良好的市场前景，南玻将继续加快双银，甚至三银不除膜Low- E 的研发进度， 填补国内市场空白。