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一文了解丨簡析夾層玻璃的生產工藝以及質量缺陷

發表時間:2022-03-31 08:56
01
什么是夾層玻璃?

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夾層玻璃是由兩片或兩片以上玻璃,將有機材料膠嵌夾在兩層玻璃之間,經過熱加壓制成的玻璃制品。常用的有機材料膠合有聚乙烯醇縮丁醋膜片(即PVB膜),PVB膜片具有特殊的優異性能,膜片的光學指標很好,透光率達到90%以上,耐熱性、耐寒性、抗沖擊性、彈性、耐濕性和抗老化性能很好。它的折光系數和玻璃幾乎一樣。此膜片在高于-50℃時不硬化,在130-140℃時具有良好的粘結性能,在此溫度下用高壓將玻璃與氣壓合,玻璃就牢固地粘結在膠合層上。夾層玻璃具有高強度、有彈性和耐穿透的中間層,可承受巨大的沖擊力,及時玻璃破碎,碎片仍粘在膠片上,從而具有很高的安全性能。


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02
夾層玻璃生產工藝

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將帶夾層的玻璃放入清洗機,由清洗機清洗、烘干后傳送到溫度和濕度都受控的合片室,通常在這里會對玻璃外觀進行檢驗。接下來,將已裁好的膠片放在玻璃面上,膠片需要平整的放置以確保沒有褶皺,再將第二片清洗好的玻璃放在膠片上--即已合好一片夾層玻璃。合片過程需要在非常潔凈的環境中進行,工作人員需要戴頭套、手套,將邊部多余的膠片從夾層玻璃邊緣裁掉。然后對玻璃進行定位,并傳送到滾壓段,滾壓段對玻璃緩緩加熱并用外層包有橡膠的輥壓軸壓出玻璃和膠片之間殘留的空氣,并將玻璃邊緣密封。最后將玻璃放進高壓釜,高壓釜是夾層玻璃的最后一道工序,它可使殘留的空氣融入膠片內并實現膠片的均勻流動性,高壓釜過程加固了膠片與玻璃之間的粘著力,從而產出一片看上去渾然一體的玻璃---夾層玻璃。


在夾層玻璃的生產流程中,合片工藝、玻璃預熱預壓工藝、玻璃在高壓釜內的操作這幾種制作工藝,是制作流程中較有難度的工藝流程!


①合片操作工藝

對玻璃進行合片操作時,首先要選擇適合玻璃寬度的PVB膠片,并且要保持膠片的清潔,避免用手直接接角膠片和玻璃,將PVB膠片自然展平,不要拉伸,對齊玻璃的內外片,不能有參差不齊感,要查看預留的標志是否重合,而后切除多余的膠片,在進行切割操作時,要使刀片保持傾斜,在合片邊緣留出0。5mm~2mm膠片,為了避免膠片收縮引起縮膜現象。合好膠片與玻璃合片以后,套真空橡皮圈,并查看密封條,在玻璃四周受到的拉力要均勻,然后對玻璃進行冷抽使合片中間的空氣排除干凈,且冷抽時間應不低于5min。


②玻璃預熱預壓工藝

玻璃夾合好PVB膠片,抽空空氣以后,對合好的玻璃進行預熱預壓操作。進行預熱預壓操作的設備有三種,一種是預熱預壓箱,由于其設備簡單且投資小、能耗低,所以被多家生產廠家所青睞。但是預熱預壓箱的缺點是效率低,無法適應產業化生產;傳動型立式與臥式的預熱預壓機,這二種機械在生產上效率較高,適合規?;a。二者區別是,在放置玻璃完成預熱預壓工作時,玻璃的放置方式,一個是立放,一個是平放。立式預熱預壓機對玻璃進行空氣抽空操作時,對玻璃的弧度影響小。而臥式預熱熱壓機對玻璃進行空氣抽空操作時,由于玻璃平放,在自身的重力與抽真空壓力的影響下,對玻璃的弧度產生影響。所以臥式預熱預壓機在對大規格玻璃的制作上更為適宜。


③玻璃在高壓釜內的操作工藝

壓釜內的制作工藝,是夾層玻璃生產的最后一道工序。經過預熱預壓處理的玻璃,為了使PVB膠片與玻璃合片更好的粘結在一起,還要經過恒溫高壓處理,才能夠使用。恒溫高壓處理要在高壓釜內操作,首先將粘合在一起的夾層玻璃的半成品,每片之間進行隔離,放入高壓釜專用臺架上,并使其牢固,然后緊閉釜門,對釜內加壓充氣,當釜內氣壓達到0。75MPa左右時,停止對釜內充氣。這是由于夾層玻璃邊緣未粘合牢固,為了使玻璃夾層中間的空間在壓力的作用下溢出,而不致于空氣從邊緣處進入夾層內。釜內溫度達到130℃左右時,立即停止加熱,并保持這個溫度。此時夾層玻璃已經能夠粘合,對釜內進行二次加壓,由于玻璃已經達到粘合溫度,故這次加壓不會使空氣進入夾層中,待壓力達到1。2MPa時,停止加壓并保持壓力平衡,持續經過1h~1。5h以后,降低釜內的溫度到50℃時,開始對釜內進行排氣降壓,直至空氣完全排出,開啟釜門推出玻璃。夾層玻璃制作至此,還有收尾工作,即是對玻璃進行逐片檢查,針對合格產品,進行修剪。割除周圍多余膠片;對含有氣泡和脫膠的玻璃進行挑選修補,重新進釜加壓加溫。


隨著生產工藝的不斷提高,大多數高壓釜都具有自動控制的功能,在實際操作中,根據夾層玻璃自身特點與實際情況,進行加工。


03
夾層玻璃的質量缺陷

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在實際生產過程中,夾層玻璃的質量缺陷大體分為兩種,外觀缺陷及性能質量缺陷。下面我們根據不同的缺陷分別論述其產生的原因及解決方法:


一、原片缺陷

作為夾層玻璃的原片必須滿足其使用要求,光學變形、氣泡夾雜物、結石、波筋、節瘤等都是原片自帶,因此在生產過程中。都應對玻璃進行嚴格檢驗,剔除不合格原片。


二、劃傷、水跡:

水跡:產生原因主要在磨完邊清洗過程中風刀的位置不正確,風壓太大,導致覆在玻璃表面的水未吹干造成的。解決的辦法是要根據不同的厚度的玻璃調整不同的風刀高度,根據實際情況調整清洗速度,并調整玻璃清洗時的擺放角度。


②劃傷:在切割階段,切割平臺,卸片平臺的干凈與否很大程度上決定了劃傷的多少與大小。磨邊階段產生的原因是玻璃碎屑未處理,磨邊機的皮帶壓力設置太大,壓傷玻璃的邊部;


三、氣泡

①玻璃邊部小氣泡:在高壓釜的最初階段,當高壓釜的壓力恢復到正常值時,玻璃與膠片的溫度依舊很高,(尤其是玻璃邊緣的上半部分)。所以氣體將從膠片的邊緣部排出,出現這個問題的主要原因是何時被打開。


解決方法:延長高壓釜的冷卻時間直至玻璃與膠片的溫度完全降低到40℃左右,然后再將高壓釜完全解壓,立即打開艙門,并測量玻璃的溫度。將此溫度與高壓釜的溫度顯示值進行比較,如果偏差很大,則需矯正溫度傳感裝置,可將傳感器放入冰水中0℃或放入肺水腫100℃。


②玻璃邊部的大氣泡:

出現在玻璃下部的半圓形氣泡是由于高壓釜內的工作支架材質太軟,只是夾膠玻璃被分開而形成氣泡。


解決辦法:工作支架材質采用更硬的材料。


出現在玻璃四周的半圓形氣泡是于玻璃預熱預壓后,邊部密封性不良,導致在高壓釜高溫高壓加壓后,邊部密封性不良,導致在高壓釜高溫高壓加工時,空氣進入夾膠玻璃的膠片內:或是已經打開的膠片,其保存環境濕度太高。


解決方法:1.通過提高預加熱的溫度來保證玻璃邊部的密封性;2.將開封后的膠片保存于相對濕度為25-5%的環境中(PVB的存儲條件:膠片在密封包裝下可在常溫干燥的房間內存儲三年,存儲溫度要求8-0℃,開封后的膠片存儲在溫度和濕度受控的房間內,要求防止溫度18-20℃,相對濕度25-30%


③氣泡分布于各個位置

不正確的預處理加工工藝,如果溫度太低,膠片無法完全展開,氣體就會存在于玻璃與膠片之間;如果溫度太高,膠片封邊太早,大量的氣泡會留在玻璃與膠片之間無法排除。


解決辦法:分析預處理過程的參數,并正確的調試設備。可提高玻璃的表面溫度,但更好的方法是降低預處理的工作速度。不正確的高壓釜加工工藝


夾層玻璃的質量取決于:壓力、溫度和保持時間等,高壓釜開始加溫時、溫度和壓力必須同時升高,保持階段的溫度必須在35-145℃之間,壓力為120bar,溫度最高不能超過160℃,這樣會導致玻璃邊緣的膠片發黃,褪色、脫落或者是高壓釜燃燒。


④膠片產生褶皺及視覺缺陷

膠片在切割時被拉扯,切割后膠片回縮,造成某些邊部沒有膠片:加工過程的關鍵是要確保玻璃與PVB之間加熱均勻和充分的排氣,如果滾壓滾軸不平和加熱不均勻,預壓排氣過程可能會導致排氣不足或膠片過早封邊,由于殘留氣泡。膠片厚度不均和雜質可能會導致諸如曲線,暗條紋和斑點之間類的視覺缺陷。


解決方法:在處理膠片時,重點是將膠片平整的放在玻璃上并且確保膠片之間沒有褶皺;進入高壓釜之前,將夾層玻璃表面溫度保持在21-27℃,能夠有助于避免褶皺的產生并且可以減輕視覺缺陷。



⑤玻璃翹邊或合片方向不正確

在加工過程中。膠片能流動或填充一定的空隙,并保持玻璃的粘合。滾壓和高壓釜的加工過程可能會使夾層看上去成功的粘合,但隨著時間的過去,由于弓形,波形和翹邊引起的不匹配可能導致邊部脫膠或氣泡。


解決方法:夾層玻璃需要正確匹配以盡量減少弓形或波形引起的疊差,建議采用相同的方向弓形和波形的玻璃用于夾層生產,因為在某種情況下,將夾層玻璃的邊緣夾住,當時是確保了夾層玻璃的完全接觸,但實際上他可能會引起夾層玻璃局部應變力改變,并使膠片變薄,從而引發脫膠。


⑥脫膠

脫膠的主要原因是夾層玻璃膠片和玻璃之間附著力太低。


解決方法:檢查清洗機的水質是否達到15us以下,檢查是否使用過多或過少的清潔劑,玻璃表面留有不潔物(如切割油或清潔劑),檢查清潔的毛刷磨損或位置是否太高,檢查膠片的濕度,溫度太高降低玻璃的粘附度,合片室的相對濕度控制在25-30%,檢查玻璃翹曲或合片方向不正確(鋼化玻璃特別注意)。


04
夾層玻璃的測試

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高溫測試下的缺陷:沸騰測試(2h/100℃ 212f):如果夾層玻璃在沸騰測試中有氣泡形成,這一般是由于低質量的預處理引起的。這說明在預處理時,玻璃與膠片之間只是暫時被掩蓋,在經過100℃沸水測試時被釋放從而形成氣泡。(當膠片中的水分過多時也會出現這種情況)。


烘烤測試(16h 100℃ 212f+1h/110℃ 248f+......),如果氣泡在低于130 ℃以下的溫度中形成,則說明夾層玻璃中含有過多的水分或者在預合片工藝中空氣去除不充分引起的。


濕度條件、濕度問題:在夾層玻璃產生過程中,如果發現濕度測量儀器顯示異常,這時應該注意到可能是由測量儀的校準出了問題,此時需要校準好濕度測量儀后才能繼續生產。夾層玻璃中含有過多的水分或水分不足


經測試膠片開封后被放在潮濕的空氣中(濕度>30%),或是放在過于干燥的房間里(濕度≤25%)此時膠片會含有過多的水分,或者是過少的水分,直接影響膠片的附著力。確保膠片開封后,放在或加工于濕度受控的房間里(相對濕度保持在25%-30%),對于已經保存在濕度較大的房間里的整卷的已開封的膠片,或者對于已經保存在濕度較小的房間里的整卷的已開封的膠片,必須移到濕度可控的房間(最好是能夠將和膠片單獨懸掛起來)。



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