離線式TCO鍍膜玻璃炸裂的原因及對(duì)策

蔣振偉，薛文鑫（河南安彩高科股份有限公司，河南安陽(yáng)455000）

離線式TCO鍍膜玻璃炸裂的原因及對(duì)策

蔣振偉，薛文鑫
（河南安彩高科股份有限公司，河南安陽(yáng)455000）

闡述了采用nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術(shù)制備TCO鍍膜玻璃時(shí)，在TCO玻璃生產(chǎn)線上出現(xiàn)的玻璃連續(xù)炸裂的問題，通過分析和多次對(duì)加熱爐溫度曲線、氣浮臺(tái)高度、鍍膜腔室尾氣排放量、加熱爐與鍍膜腔室間隙等工藝及設(shè)備調(diào)整，對(duì)可能存在的原因逐一排查，最終確定炸裂的主要因素，并加以改進(jìn)，使離線式TCO鍍膜玻璃炸裂問題得到了最終解決。

nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術(shù)；離線式TCO鍍膜玻璃；玻璃炸裂；冷風(fēng)

1　 TCO鍍膜工藝介紹

TCO鍍膜玻璃生產(chǎn)線采用nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術(shù)，TCO玻璃生產(chǎn)線布局如圖1所示，玻璃原片進(jìn)入加熱爐，由加熱爐提供nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積反應(yīng)所需要的溫度，進(jìn)入鍍膜單元1，進(jìn)行第一次TCO鍍膜，然后進(jìn)入再加熱爐，再進(jìn)入TCO鍍膜單元2進(jìn)行第二次TCO鍍膜，然后進(jìn)行退火、檢驗(yàn)、下片、包裝。因?yàn)門CO鍍膜時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉積物沉淀在鍍膜腔內(nèi)，這種廢棄沉積物會(huì)影響TCO玻璃的鍍膜質(zhì)量，每隔一定時(shí)間，需要將鍍膜單元從鍍膜區(qū)移動(dòng)到清潔區(qū)，因此要求鍍膜單元必須能夠順利從加熱爐中間移出來。

2　問題論述

采用nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術(shù)進(jìn)行TCO鍍膜，需要將溫度升至610℃左右，當(dāng)玻璃通過TCO鍍膜單元1和TCO鍍膜單元2時(shí)，玻璃表面出現(xiàn)了裂紋；當(dāng)玻璃進(jìn)入退火爐后，溫度迅速下降，導(dǎo)致玻璃裂紋迅速變大，進(jìn)入檢驗(yàn)區(qū)時(shí)玻璃的整個(gè)板面都已破損，導(dǎo)致無法進(jìn)行正常的工藝生產(chǎn)。

3　原因分析

通過調(diào)整設(shè)備的工藝參數(shù)以及對(duì)玻璃裂紋的測(cè)量和分析，導(dǎo)致玻璃炸裂破損的原因可能有以下幾點(diǎn)：

1）采用nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術(shù)制備TCO鍍膜玻璃時(shí)，生產(chǎn)工藝需要將溫度加熱到610℃左右，3.2mm玻璃在不足30米的距離內(nèi)，用時(shí)約5分鐘，由常溫加熱到610℃，速度快、距離短、可能存在加熱爐溫度曲線設(shè)定不良、玻璃受熱不均、產(chǎn)生變形裂紋，可能是造成玻璃炸裂的原因。

2）TCO鍍膜單元兩側(cè)的陶瓷輥?zhàn)颖┞对诳諝庵?，在鍍膜機(jī)和加熱爐的連接處，鍍膜單元的正上方，安裝有抽風(fēng)罩，抽風(fēng)罩連接有風(fēng)機(jī)，在正常工藝生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)此風(fēng)罩抽取到尾氣處理設(shè)備中，安裝此風(fēng)罩的目的是防止鍍膜時(shí)有原料微泄漏對(duì)人體造成傷害。當(dāng)風(fēng)罩風(fēng)機(jī)開始抽風(fēng)時(shí)，陶瓷輥?zhàn)拥臏囟葻o法依靠加熱爐的熱風(fēng)進(jìn)行加熱，造成此兩側(cè)的陶瓷輥?zhàn)訙囟鹊?，?dāng)熾熱的玻璃原片經(jīng)過陶瓷輥?zhàn)訒r(shí)，遇低溫的陶瓷輥?zhàn)蛹崩浣禍?，可能是造成玻璃炸裂的原因。設(shè)備相對(duì)位置如圖2所示。

3）由于離線式TCO鍍膜工藝對(duì)玻璃傳輸穩(wěn)定性要求很高，為了保證鍍膜工藝，鍍膜腔室內(nèi)的玻璃傳輸采用氣浮臺(tái)傳輸，氣浮臺(tái)表面設(shè)計(jì)與水平面存在一定的角度，一定的傾斜產(chǎn)生的重力保證了玻璃的正常傳輸，同時(shí)也造成了入口端略高于出口端；玻璃由加熱爐進(jìn)入鍍膜腔室內(nèi)時(shí)，玻璃下表面與氣浮臺(tái)有一定的接觸，產(chǎn)生摩擦甚至碰撞到氣浮臺(tái)，產(chǎn)生裂紋，可能是造成玻璃炸裂的原因。

4）由于TCO鍍膜時(shí)會(huì)產(chǎn)生沉積物沉淀在鍍膜腔內(nèi)，這種廢棄沉積物會(huì)影響TCO玻璃的鍍膜質(zhì)量，每隔一定時(shí)間，需要將鍍膜單元從鍍膜區(qū)移動(dòng)到清潔區(qū)，因此要求鍍膜單元必須能夠順利從加熱爐中間移出來，造成了TCO鍍膜單元與加熱爐之間留有鍍膜單元進(jìn)出加熱爐的通道，此通道間隙過大，當(dāng)風(fēng)罩風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，冷氣流從熱玻璃下方流動(dòng)，熾熱的玻璃原片與冷氣流接觸，急速降溫，可能是造成玻璃炸裂的原因。加熱爐與鍍膜單元通道如圖3所示。

4　問題對(duì)策

1）通過對(duì)進(jìn)出加熱爐的玻璃進(jìn)行多次測(cè)試，發(fā)現(xiàn)玻璃剛進(jìn)入加熱爐時(shí)，產(chǎn)生了比較大的變形。當(dāng)玻璃在加熱爐內(nèi)前進(jìn)時(shí)，彎曲的玻璃在陶瓷輥?zhàn)由袭a(chǎn)生了較大幅度的抖動(dòng)，當(dāng)玻璃進(jìn)入加熱爐內(nèi)3米左右時(shí)，這種抖動(dòng)變得越來越輕，最終在加熱爐內(nèi)5米處，抖動(dòng)消失；而當(dāng)玻璃離開加熱爐進(jìn)入鍍膜腔室時(shí)，玻璃邊緣并未出現(xiàn)明顯的彎曲變形，證明加熱爐對(duì)玻璃的加熱是均勻的；在其他工藝不變的條件下，通過多次對(duì)加熱爐的加熱曲線進(jìn)行不同的調(diào)整，反復(fù)測(cè)試；玻璃炸裂問題仍然存在且炸裂情況變化不大，排除了加熱爐對(duì)玻璃的加熱是造成玻璃炸裂的主要因素。

2）針對(duì)加熱爐與鍍膜單元之間陶瓷輥?zhàn)訙囟容^低，可能造成玻璃炸裂的原因進(jìn)行對(duì)策，對(duì)陶瓷輥?zhàn)舆M(jìn)行保溫處理，將保溫石棉纏裹到輥?zhàn)由厦妫谂坎Ａㄟ^后采用紅外測(cè)溫儀對(duì)輥?zhàn)拥臏囟冗M(jìn)行測(cè)量，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)輥?zhàn)拥臏囟扔?00℃升至450℃左右，保溫效果明顯，通過多次測(cè)試10片、20片、30片鍍膜情況，玻璃炸裂情況仍然存在，由之前的90%以上的炸裂降低到70%炸裂，陶瓷輥?zhàn)訙囟冗^低是玻璃炸裂的一方面因素。

3）將沒有炸裂的玻璃放到檢驗(yàn)臺(tái)上，在透光和反光燈下，可以看到一部分玻璃板面前端有一定的擦傷或劃傷，將鍍膜單元拉出加熱部分，同樣可以看到氣浮臺(tái)進(jìn)口處有摩擦的跡象；通過工具尺測(cè)量玻璃劃傷位置，以及氣浮臺(tái)進(jìn)口處摩擦位置，進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)玻璃板劃傷的位置與氣浮臺(tái)進(jìn)口處摩擦位置相吻合；于是對(duì)氣浮臺(tái)的高度進(jìn)行調(diào)整，降低了0.5mm，同時(shí)調(diào)節(jié)氣浮壓力，在此調(diào)整情況下，通過多次測(cè)試10片、20片、30片鍍膜情況，玻璃炸裂情況有所改善，繼續(xù)對(duì)氣浮臺(tái)高度、壓力進(jìn)行調(diào)整，多次測(cè)試后玻璃破損率降低到50%，氣浮臺(tái)高度的調(diào)整是玻璃炸裂的一方面因素。

4）針對(duì)加熱爐與鍍膜單元之間間隙過大問題進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。

①首先將加熱爐與鍍膜單元之間的間隙兩側(cè)進(jìn)行封閉，依據(jù)間隙尺寸由機(jī)加工車間專門加工4個(gè)密封條，進(jìn)行嚴(yán)密性保溫，同時(shí)增加尾氣抽取量。通過多次測(cè)試10片、20片、30片鍍膜情況，炸裂情況得到明顯改善，在通過的鍍膜玻璃中破損率不足15%；

②將加熱爐和鍍膜腔之間的縫隙用保溫棉做了一個(gè)隔斷，同時(shí)仍然有一定的間隙保證排出的尾氣能夠正常抽取到尾氣處理設(shè)備中，鍍膜玻璃能夠順利地進(jìn)出到鍍膜區(qū)，調(diào)整尾氣抽取量，保證鍍膜工藝所需要的工藝參數(shù)。通過多次測(cè)試10片、20片、30片鍍膜情況，除玻璃偶有炸裂外基本得到解決；

③為了保證工藝進(jìn)一步提升，改善間隙過大造成的環(huán)境溫差過大的問題，在加熱爐與鍍膜單元之間，輥?zhàn)酉聜?cè)安裝了兩套加熱單元，間隙內(nèi)的環(huán)境溫度得到大幅度提升。通過多次測(cè)試10片、20片、30片鍍膜情況，玻璃炸裂情況得到了的徹底解決，保證了鍍膜工藝穩(wěn)定進(jìn)行；

④當(dāng)610℃的玻璃通過加熱爐與鍍膜單元間隙時(shí)，抽風(fēng)罩頂部的風(fēng)機(jī)將風(fēng)罩底部的冷風(fēng)從加熱爐和鍍膜腔之間的縫隙，吹向玻璃，熾熱的玻璃突然遇到冷風(fēng)沖擊，溫差過大，造成玻璃一定程度的彎曲變形產(chǎn)生裂紋，或者碰撞氣浮臺(tái)或輥?zhàn)?，這是引起玻璃炸裂的主要因素。加熱爐與鍍膜單元之間間隙改造如圖4所示。

5　總結(jié)

對(duì)于離線式TCO鍍膜，這是一種比較新的TCO鍍膜工藝，采用了nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術(shù)，這種工藝具有成本低、工藝參數(shù)可調(diào)、膜層調(diào)整靈活等優(yōu)點(diǎn)，但玻璃炸裂是此鍍膜工藝比較難以解決的問題，隨著TCO鍍膜工藝參數(shù)的不斷調(diào)整，這個(gè)問題還會(huì)反復(fù)出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了鍍膜工藝穩(wěn)定性；本文立足于離線式TCO鍍膜生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)，從加熱爐溫度曲線工藝、氣浮臺(tái)高度、鍍膜腔室尾氣排放量以及加熱爐與鍍膜腔室間隙入手，進(jìn)行有效設(shè)備改造及工藝調(diào)整，通過多次測(cè)試，抓住問題產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)，使問題得到了徹底解決，保證了工藝的穩(wěn)定性，使生產(chǎn)效率大幅度提高。

[1]Zhang J,Wang M H,Gu J Z.The gas sensing characteristics of ITO[J].Thin films prepared by sol-gel method,Sensors and ActuatorsB,2003,94(1):216-221.

[2]徐慢，袁啟華，徐建梅.制備SnO2薄膜時(shí)原料中水對(duì)其成膜和光電性質(zhì)的影響[J].功能材料，1995，26（6）:502-504.

[3]謝蓮革，沃銀華，汪建勛，等.CVD法制備Sb摻雜SnO2薄膜的結(jié)構(gòu)與性能研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，39（11）.

[4]王豫，水恒勇.化學(xué)氣相沉積制膜技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].熱處理，2001(04).

[5]簡(jiǎn)紅彬，康建波，于威，等.SiC薄膜的化學(xué)氣相沉積及其研究進(jìn)展[J].微納電子技術(shù)，2006(1):11-15.

(責(zé)任編輯：郝安林）

Causes and Countermeasures of off Line TCO Coating Glass Crack

JIANG Zhen-wei,XUE Wen-xin
(Henan Ancai Hi-tech co..Ltd，Anyang 455000,China)

This paper elaborates glass continuous cracking problem occurred on TCO product line when glass coated by nAERO auxiliary aerosol thin film deposition process equipment and analyses the measures.Through many times of adjusting process and equipment,such as heating furnace temperature,airbed height,exhaust emission of coating chamber,gap between furnace and coating chamber in order to check possible reasons one by one,finally confirm the main factor of glass cracking and work out solution so that glass cracking happened on TCO off-line coating could be final solved.

nAERO auxiliary aerosol thin film deposition process;TCO off-line coating;glass cracking;cold air

TQ171

A

1673-2928（2015）02-0035-03

2014-12-11

蔣振偉（1981-），男，安彩高科股份有限公司工程師，長(zhǎng)期從事于玻璃生產(chǎn)制造、太陽(yáng)能鍍膜玻璃等研究工作。