可钢化低辐射镀膜玻璃镀膜工艺的探索

　　引言

　　以往生产低辐射镀膜玻璃一般循序是，按照客户的订单先切割成为客户所需的尺寸，再磨边、钢化、镀膜、中空、装箱、发货。这种生产循序往往出现的问题是上片率不高、补片麻烦、交货日期延后、成本浪费。而可钢化低辐射镀膜玻璃的生产循序是先镀原片，再切割、磨边、钢化、中空、装箱、发货。克服了以上几个缺点，同样的功率消耗，生产最大化了，多备点镀膜片库存既可直接改切客户所需要的订单，又可改切后工序及客户安装过程中报损的玻璃，大大降低了生产成本和交货日期，为公司带来了良好的效益。

　　1　可钢化低辐射镀膜玻璃生产过程中需注意的问题

　　可钢化低辐射镀膜玻璃技术与生产是一个比较难的课题，随着技术的进步和可钢化镀膜玻璃的诞生，镀膜工序成了第一道工序，在随后的中空加工过程中，中间要经历切割刀头上的切割油、磨边时的玻璃粉、清洗机（词条“清洗机”由行业大百科提供）的毛刷以及钢化炉近700 ℃的高温，所以可钢低辐射镀膜玻璃的膜层必须要好，这取决于镀膜工艺以及后工序的规范操作。

　　对于镀膜工艺，所有膜层的热工性能必须是稳定的。必须能承受700 ℃的钢化过程，必须设置足够厚的阻挡层防止玻璃表层的钠离子扩散至膜层，而银层的两边必须有很好的包裹，防止内外层对银层的影响，致使银层氧化和硫化（词条“硫化”由行业大百科提供）。顶层膜必须具有足够的抗化学和机械的能力，防止在搬运处置过程中的机械损伤和化学破坏。

　　在生产可钢化低辐射镀膜玻璃时必须注意以下几点：

　　① 使用原片的储存期不应超过30 d，储存条件应干燥，并且保证包装完好。

　　② 镀膜清洗机使用的水质电阻率在10 MW以上。

　　③ 镀膜后的大片进堆垛机的第1片需贴保护膜，后面的大片需均匀喷隔离粉。

　　④ 每包镀膜玻璃需用锡箔纸封边打包，并放置干燥剂。

　　⑤ 可钢化低辐射镀膜玻璃工作区域需佩戴皮手套、口罩、等劳保用品，避免直接接触玻璃。

　　⑥ 采用轻质易挥发切割油切割，切割成小片的玻璃膜面防止尘埃积聚。

　　⑦ 清洗可钢化低辐射镀膜玻璃时清洗机必须装换成软毛刷。

　　⑧钢化时必须选择适当的工艺来生产可钢化低辐射镀膜玻璃。

　　2　可钢化低辐射镀膜玻璃镀膜膜系的探索

　　真空溅射镀Low-E玻璃的膜层系列基本是以银(Ag)层作为功能膜的一种三明治结构，即2层高透过率的减反射膜，中间夹1层很薄的银膜。典型的结构是：玻璃/保护层（词条“保护层”由行业大百科提供）/银层/保护层。而Low-E玻璃的关键性能参数是辐射率，E值是由膜层材料的面电阻和膜层的表面粗糙度决定的，E值随着膜层的面电阻和膜层表面的粗糙程度的增大而增大。由于银是金属导体中电阻率最大的材料，所以银层很薄的时候，其E值也能达到最小，单银膜的E值能达到0.1以下，而双银膜E值能达到0.05左右。

　　2层减反射膜一般是SiN，其作用是多方面的，如：保护不耐腐蚀的银膜、调节玻璃的颜色、增加可见光的透过率等， SiN膜的耐久性、附着性和耐酸碱腐蚀性都较好。可钢化低辐射镀膜玻璃要求玻璃钢化前后透过率、反射率以及颜色参数完全一样或者是在国标允许的色差范围内。当对Low-E膜玻璃进行钢化加热（词条“加热”由行业大百科提供）时，外界氧气会向外层保护膜深度方向上扩散，当氧气扩散到银层时，银膜会氧化变色遭到破坏。

　　经多方面的研究，本人认为有2种生产膜系较为好用：① G/Si/NiCr/Ag/NiCr/Si生产膜系适合透过率在50%以下的可钢化低辐射镀膜产品。② G/Si/ZnAl/Ag/NiCr/Si膜系适合透过率在50%以上的可钢化低辐射镀膜玻璃的生产。

　　在生产G/Si/NiCr/Ag/NiCr/Si膜系的镀膜玻璃时，保证前后SiN有一定厚度，表1列举了几组变量进行分析以说明之。

　　从表1可以看出，在生产G/Si/NiCr/Ag/NiCr/Si膜系的镀膜玻璃时，在NiCr厚度前后一致的情况下，对透过率<50%的可钢化低辐射玻璃产品而言，其外观、颜色和钢化前后玻璃的性能比较上，都是很好的膜系。在生产G/Si/ZnAl/Ag/NiCr/Si膜系的镀膜玻璃时，保证ZnAl在12 nm左右的情况下，本人也作了几组变量进行了对比分析，结果见表2。

　　从表2中可以看出，在生产G/Si/ZnAl/Ag/NiCr/Si膜系的镀膜玻璃时，在保证ZnAl在12 nm左右的情况下，生产透过率>50%的可钢化低辐射镀膜玻璃，其钢化前后的外观、颜色和钢化前后玻璃的性能比较上，都是很好的膜系。

　　3　针对 G/Si/NiCr/Ag/NiCr/Si膜系，生产时各膜层需注意的问题

　　关于膜系的确定问题，很多镀膜方面的专家都已经从事了多年的研究。由于厂家的镀膜机的差异，工艺人员的个人喜好，所以适合可钢化的膜系不可能是唯一的，下面只针对G/Si/NiCr/Ag/NiCr/Si膜系说说本人长时间来对可钢化低辐射玻璃的生产体会。

　　(1)功能Ag层

　　普通的Low-E膜层，银膜的厚度为9 nm，辐射率为0.1左右，根据公式e=0.0129 R-6.7×10-5 R2 (这里R =p/d，单位为Q，p是电阻率，d是银膜厚度。)计算得出电阻率相当于7.2 u QCM。为了得到辐射率为0.05的产品，银膜厚度需要增加到18 nm，但此时可见光透过率将要跌到80%以下，所以低的辐射率和高的可见光透过是一个相互矛盾的方向，根据客户的需要可以调节前后保护层来达到客户所需要的透过率、反射率及颜色值。

　　(2)外层阻挡层NiCr

　　其作用就是为了防止大气中的O2破坏Ag层，很多厂家为了得到高性能的低辐射镀膜玻璃，从而减少NiCr来提高玻璃的透过率，但是我们不能忽略了NiCr在可钢化低辐射镀膜工艺中所起到的作用。这也是前面强调的前后NiCr层都要有一定的厚度的原因。

　　(3)底层阻挡层NiCr

　　为了提高可钢化Low-E的膜层吸附的牢固度和防霉印水印等一些缺陷的发生，采用尽量新鲜的浮法玻璃原片就显得尤其重要。但新鲜的原片其内部的Na+离子也会保持高的活性，而SiN的膜层不可能完全致密，一些体积极小的活性Na+会穿过SiN膜而接触到金属Ag层，并且与Ag层中的电子发生作用从而影响到Ag的稳定性。此时就需要NiCr来保护Ag层受到Na+离子的攻击。大多数生产厂家会在NiCr中加入少量的O2，使得部分NiCr变成NiCrOx，从而更好地吸收Na+离子。

　　4　结语

　　可钢化低辐射镀膜玻璃把镀膜工艺提到玻璃深加工的第1道生产工序，大大提高了深加工厂家的效益与效率，必将是未来玻璃深加工行业的发展趋势。可钢化低辐射镀膜玻璃的镀膜工艺显得尤为重要，必须先确定一套适合自身镀膜设备的膜系，再确定好前后保护膜层SiN的厚度和对中间层的调节。从成本、市场需求、风险考验等一些因素综合考虑，生产出能经受时间和市场的考验的产品。【完】