輥涂鍍膜玻璃外觀缺陷產(chǎn)生原因及解決方法

董曉帆 魏永強(qiáng) 陳 明

河南安彩高科股份有限公司（455000）

輥涂鍍膜玻璃外觀缺陷產(chǎn)生原因及解決方法

董曉帆 魏永強(qiáng) 陳 明

河南安彩高科股份有限公司（455000）

介紹了光伏減反射玻璃輥涂鍍膜過程常見的外觀缺陷，從鍍膜設(shè)備、鍍膜工藝和鍍膜液這幾個(gè)方面分析了產(chǎn)生外觀缺陷的原因，并提出了相應(yīng)的解決方法。

輥涂鍍膜;外觀缺陷;解決方法

0 簡(jiǎn)介

輥涂鍍膜是近年來在光伏玻璃行業(yè)迅速發(fā)展起來的一種鍍膜工藝，它是利用輥涂設(shè)備將制備好的溶膠均勻地涂到玻璃表面，然后經(jīng)過高溫固化在玻璃表面形成一層納米級(jí)多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能有效降低玻璃對(duì)太陽(yáng)光的反射。同現(xiàn)有鍍膜技術(shù)相比，輥涂鍍膜具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，得到了迅速推廣[1]。光伏玻璃上鍍減反膜膜層較薄，任何微小的膜層不均勻性都會(huì)造成外觀缺陷，因此對(duì)鍍膜設(shè)備以及工藝參數(shù)的穩(wěn)定性要求要比傳統(tǒng)輥涂工藝嚴(yán)格。文章就光伏玻璃輥涂鍍膜過程中易產(chǎn)生的外觀缺陷及其原因進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并提出了改善外觀缺陷的方法和對(duì)策。

1 橫向（平行于涂布輥）條紋

橫向條紋是輥涂法鍍減反射膜玻璃最常見的外觀缺陷，它指的是玻璃上較輕的橫向條紋，需要對(duì)著光線反射方向看。產(chǎn)生橫向條紋的原因較多，輥涂機(jī)任何部件安裝或配合的不平整都會(huì)造成橫向條紋的產(chǎn)生，判斷橫向條紋的產(chǎn)生原因可以根據(jù)橫向條紋在玻璃上的位置、間距、長(zhǎng)度等進(jìn)行確定。

1.1 涂布輥的質(zhì)量（如直線度、圓周度、橡膠硬度、橡膠外表面粗糙度、包覆膠的回彈性等）問題

涂布輥是輥涂機(jī)的核心部件之一，靠和玻璃之間的反向摩擦將鍍膜液均勻地涂到玻璃表面上，因此涂布輥質(zhì)量的好壞直接影響著膜層的外觀。輥涂輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果直線度、圓周度不好會(huì)造成涂到玻璃上的膜層不均勻。另外，如果涂布輥包覆膠的硬度或粗糙度不均勻，在涂布輥和玻璃之間受擠壓變形，也會(huì)引起涂膜不均產(chǎn)生橫向條紋。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，涂布輥表面橡膠的硬度一般在30～40 HA較好。

在玻璃剛接觸涂布輥的瞬間，容易引起涂布輥?zhàn)冃?，如果變形不能及時(shí)恢復(fù)，在涂布輥轉(zhuǎn)到第二圈的時(shí)候就會(huì)在玻璃上留下橫向條紋，稱為周長(zhǎng)性輥印。逆著反射光方向看去，輥印顯得有些粗糙。橡膠屬于高分子材料，產(chǎn)生形變恢復(fù)時(shí)有遲滯，如果涂布輥包覆膠的回彈性不好，就很容易產(chǎn)生周長(zhǎng)性輥印。輥印在玻璃上的位置固定，可以根據(jù)涂布輥轉(zhuǎn)速、皮帶傳輸速度計(jì)算出，公式如下:

式中:L—輥印距玻璃頭部的距離；d—涂布輥直徑；v1—傳輸帶速度；v2—涂布輥轉(zhuǎn)速（線速度）；f—涂布輥和傳輸帶速比，f=v1/v2。

解決涂布輥周長(zhǎng)性輥印的方法就是選用回彈性能良好的橡膠包覆。

1.2 皮帶下面的背輥、托板或傳輸輥安裝不平整

在輥涂前進(jìn)過程中,如果支撐玻璃的背輥、托板或傳輸輥安裝不平整，引起玻璃向上或向下振動(dòng)，就會(huì)造成橫向條紋缺陷,解決辦法是對(duì)以上部件重新進(jìn)行調(diào)平。背輥受涂布輥和玻璃的擠壓會(huì)產(chǎn)生一定的變形,一般說來其上表面位置要略高于托板上表面。

1.3 輸送帶接縫或輸送帶糾偏裝置引起的氣缸振動(dòng)

目前，輥涂機(jī)上所用的環(huán)形輸送帶的接頭部分經(jīng)過特殊工藝處理,外觀上已經(jīng)和輸送帶一致，但在硬度上仍然有差別，造成的玻璃上的橫向條紋的寬度和接縫寬度一致。解決這一問題的最好辦法就是使用一體成型的無接縫皮帶，但無接縫皮帶生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜，成本也較高。輸送帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，如果所受的外力在皮帶寬度方向上的合力不為零，或者垂直于皮帶方向上的拉力不均,就會(huì)引起皮帶跑偏。輥涂機(jī)左右兩側(cè)各有一個(gè)氣缸連著一個(gè)調(diào)整輥，如果皮帶偏到一定程度就會(huì)觸發(fā)氣缸，帶動(dòng)調(diào)整輥一端前進(jìn)或后退,這樣皮帶兩側(cè)的拉力就會(huì)不一致，從而達(dá)到糾正皮帶跑偏的作用。氣缸在運(yùn)到過程中會(huì)引起設(shè)備輕微振動(dòng)，如果玻璃正好經(jīng)過輥涂機(jī)的話就會(huì)引起橫向條紋。氣缸振動(dòng)引起的橫向條紋寬度較窄，并且會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的多條條紋。

1.4 工藝參數(shù)調(diào)整不當(dāng)

引起玻璃表面橫向條紋的工藝參數(shù)主要是輥的高度，包括涂布輥高度和壓輥高度。涂布輥如果和玻璃之間壓得太緊,涂布輥打滑，也會(huì)引起橫向條紋。如果涂布輥高度和壓輥高度配合不好的話，玻璃中尾部在剛脫離壓輥的瞬間會(huì)向上翹,引起橫向條紋，此時(shí)條紋距玻璃末端的距離應(yīng)該和壓輥到涂布輥之間的距離一致。

2 縱向條紋

縱向條紋一般常見于使用乙醇或異丙醇作為溶劑的鍍膜液中，主要原因是由于乙醇或異丙醇揮發(fā)速度較快。表1為水、異丙醇和乙醇的性能參數(shù)對(duì)比。從表1可以看出乙醇和異丙醇的揮發(fā)速度比水的揮發(fā)速度要大，相對(duì)于使用水性溶劑的鍍膜液來說，醇性鍍膜液容易造成膜層流動(dòng)性下降，嚴(yán)重影響流平效果。

表1 鍍膜液常用溶劑的性能參數(shù)對(duì)比

因溶劑揮發(fā)較快造成玻璃表面縱向條紋的原因有:1）溶液中乙醇或異丙醇揮發(fā),使得溶液在電雕輥上形成條狀；2）鍍膜玻璃進(jìn)入烘干設(shè)備時(shí)輸送滾輪造成的縱??；3）加液方式不當(dāng)造成的滴料印;4）定量輥或涂布輥表面有條紋；5）涂布輥和定量輥壓進(jìn)量小。使用醇類溶劑的鍍膜液時(shí),玻璃在進(jìn)輥涂設(shè)備時(shí)最好先將玻璃預(yù)熱至室溫，保證玻璃表面溫度的均勻性。玻璃鍍膜后不要進(jìn)行加熱固化，應(yīng)直接進(jìn)鋼化爐進(jìn)行鋼化。調(diào)整工藝參數(shù)，如提高刮輥和涂布輥、涂布輥和定量輥之間的壓進(jìn)量能減輕縱向條紋。

另外，鍍膜液上液方式不當(dāng)會(huì)在玻璃板面加液位置造成類似于“珠簾”的縱印。輥涂鍍膜主要采用蠕動(dòng)泵向上加液方式，蠕動(dòng)泵主要靠滾珠對(duì)橡膠管的“擠壓”供液，難以形成穩(wěn)定連續(xù)的出液量，導(dǎo)致加液液位不穩(wěn)定，形成縱向“珠簾”印。解決此類問題的方法是應(yīng)盡量保證加液量的穩(wěn)定。

3 亮斑

亮斑產(chǎn)生的主要原因是鍍膜前玻璃或涂布設(shè)備沒有清洗干凈，亮斑形狀一般為圓形,直徑小于5 mm,在玻璃高板面上的位置不固定。亮斑產(chǎn)生的原因可以分為以下幾種。

3.1 玻璃清洗效果不好，表面有油污、灰塵、防霉粉或水漬

玻璃清洗是鍍膜前的第一道工序。對(duì)于在線鍍膜，玻璃在進(jìn)行磨邊清洗后直接進(jìn)入輥涂機(jī)。對(duì)于離線鍍膜，玻璃在周轉(zhuǎn)過程中容易吸附空氣中的氣體、蒸汽和灰塵造成表面污染，在搬運(yùn)過程中容易受臟手套的污染而沾上油脂。在儲(chǔ)運(yùn)過程中為防止玻璃發(fā)霉以及玻璃表面刮花受損，玻璃與玻璃之間通過防霉粉進(jìn)行隔離，因此在鍍膜前要重新進(jìn)行清洗。純水能清洗掉玻璃表面大部分的污染物，但對(duì)于不易清洗的油性雜質(zhì)，要用加堿性洗滌劑的水進(jìn)行清洗。要保證清洗質(zhì)量，除了提高清洗設(shè)備的性能外,重要的是對(duì)于清洗設(shè)備的維護(hù)，要定期檢查輸送輥是否清潔、水質(zhì)是否達(dá)到要求、風(fēng)刀內(nèi)是否有異物、水箱內(nèi)是否微生物太多等，這些都是影響清洗效果的因素。

玻璃表面油污造成的斑點(diǎn)一般邊緣輪廓都比較清晰。

3.2 涂布輥、定量輥、刮輥或者鍍膜液回流管路清洗不干凈

玻璃鍍膜完成或者中間更換不同種類的鍍膜液時(shí)，要及時(shí)對(duì)輥涂機(jī)的涂布輥、定量輥、刮輥進(jìn)行清洗，避免鍍膜液在上述部件上發(fā)生凝膠后清理困難,單純靠沖洗清洗不掉的還要用布進(jìn)行擦洗。一定要保證足夠的清洗時(shí)間，一般每次清洗時(shí)間要在半個(gè)小時(shí)以上。設(shè)備運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，定量輥的網(wǎng)穴中會(huì)沾上大量的凝膠顆粒,表面上看顏色發(fā)白，需要用特殊的方法進(jìn)行清洗。輥涂鍍膜過程中鍍膜室內(nèi)空氣中塵埃落到鍍膜液內(nèi),流經(jīng)回流管路時(shí)，一部分塵埃會(huì)沾附到管路的管壁上，并且越積越厚，因此回流管路也要定期清洗或更換。

3.3 操作人員在抬玻璃時(shí)說話，唾液噴到玻璃板上

預(yù)防措施是給操作人員配備口罩，防止唾液飛濺到玻璃上造成斑點(diǎn)。

3.4 鍍膜液放置時(shí)間較長(zhǎng)，有膠體或絮狀物析出

鍍膜液放置時(shí)間越久，溶膠顆粒發(fā)生團(tuán)聚會(huì)在液體底部形成凝膠層,造成鍍膜液不均勻，鍍膜時(shí)就容易產(chǎn)生斑點(diǎn)。同樣，放置時(shí)間久了鍍膜液中的添加劑會(huì)析出成絮狀物懸浮在液體中，也會(huì)在玻璃上產(chǎn)生斑點(diǎn)。

3.5 供液量太大，液滴濺落在玻璃面上

鍍膜液從涂布輥和定量輥中間的流槽兩端滴下時(shí)落到玻璃上。涂布輥和刮輥之間注液速度太快，部分鍍膜液濺落到玻璃上。

3.6 鍍膜室清潔度不夠,空氣中有塵埃落在玻璃面上

鍍膜室要求必須達(dá)到一定的潔凈度，一般輥涂法鍍減反膜玻璃需要在10萬(wàn)級(jí)恒溫恒濕的潔凈室內(nèi)進(jìn)行操作。如果潔凈度達(dá)不到要求,污染物不僅直接落在玻璃表面上形成斑點(diǎn)，而且鍍膜液吸附空氣中的灰塵會(huì)越來越多，灰塵顆粒越聚越大，污染回流管路,很容易在玻璃鍍膜表面形成斑點(diǎn)。潔凈室的管理制度也很重要，因?yàn)槿耸菨崈羰易钪匾奈廴驹?進(jìn)出潔凈室一定要穿戴無塵服和口罩，在潔凈室內(nèi)要注意自己的行為規(guī)范,最大限度地減少污染源。

4 其他外觀缺陷

4.1 頭印和尾印

頭印和尾印分別產(chǎn)生于玻璃的頭部和尾部。玻璃前端剛和涂布輥接觸時(shí)，玻璃的頭部對(duì)涂布輥表面的鍍膜液形成刮擦，造成玻璃頭部膜層變薄甚至完全沒鍍上，形成頭印。同樣，玻璃在剛離開涂布輥時(shí)，玻璃末尾也對(duì)鍍膜液形成刮擦，造成尾部膜層變厚，形成尾印。一般頭印較寬，顏色呈漸變色。尾印較窄，顏色較為明顯。輥涂工藝本身決定了頭印和尾印不可避免，但合適的工藝參數(shù)可以將其控制在合理的范圍內(nèi)。減輕頭印和尾印的措施有:減少涂布輥和玻璃之間的壓進(jìn)量；降低涂布輥轉(zhuǎn)速，提高玻璃輸送速度；保證玻璃鍍膜后有充分的流平時(shí)間;給鍍膜液略升溫后再進(jìn)行鍍膜；提高環(huán)境溫度,加快鍍膜液的揮發(fā)和流平。

4.2 斜紋和云狀斑紋

斜紋一般發(fā)生于使用醇性溶劑鍍膜液的玻璃表面。從鍍膜玻璃的反射方向看，斜紋在膜層表面由中間向兩端呈發(fā)射狀。斜紋主要是溶劑揮發(fā)速度較快且氣流變化造成的，應(yīng)想辦法穩(wěn)定氣流。云狀斑紋的產(chǎn)生原因是鍍膜液使用的溶劑揮發(fā)較快，在膜液涂到玻璃表面還沒有完全流平就已經(jīng)揮發(fā)掉，從而產(chǎn)生云狀斑紋,解決辦法就是通過添加助劑，降低溶劑的揮發(fā)速度。

4.3 鍍膜玻璃后期運(yùn)輸過程中存在的外觀缺陷

鍍膜玻璃在運(yùn)到客戶處時(shí)會(huì)在玻璃上產(chǎn)生紙紋，膜面上會(huì)看到類似于紙張褶皺一樣的紋印。這是由于玻璃在運(yùn)輸過程中片與片之間通過防霉紙隔開，再用塑料布密封好以防受潮。紙張吸潮后紙內(nèi)的堿性物質(zhì)或酸性物質(zhì)析出，這樣在紙張和玻璃表面接觸的地方就會(huì)出現(xiàn)紋印。解決辦法就是選用質(zhì)量較好的防霉紙，做好包裝玻璃的防潮工作。

5 結(jié)論

利用輥涂法在玻璃表面鍍減反膜對(duì)玻璃原片、工藝條件和環(huán)境要求都比較嚴(yán)苛，而表面清潔度高的玻璃原片是獲得外觀性能好的鍍膜玻璃的首要條件，所以一定要確保鍍膜前的玻璃清洗干凈。鍍膜室的環(huán)境要求比如溫度、濕度和空氣中灰塵的顆粒度一定要達(dá)標(biāo)，讓鍍膜液處在適宜的溫濕環(huán)境中才能發(fā)揮作用。在以上條件都滿足的情況下再來根據(jù)不同的鍍膜液調(diào)整工藝參數(shù)，這樣可以減少鍍膜過程出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)因素。此外，注重細(xì)節(jié)過程的處理、清洗設(shè)備的日常維護(hù)、鍍膜室日常制度管理的建立等。

[1]輥涂法生產(chǎn)AR鍍膜光伏玻璃介紹，環(huán)球玻璃網(wǎng)[R].