可溶性保護膜層設備助推Low-E玻璃大面積推廣

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　　目前國內大部分玻璃深加工企業使用貼膜方式保護鍍膜玻璃的膜層，廣泛使用的膜層有PE膜、PVC（詞條“PVC”由行業大百科提供）膜等，它可以起到一定的保護效果。然而再次使用玻璃時，需人工揭膜，該保護膜不能重復利用且不易降解，批量使用會造成大量的固體廢物，而這對環境造成了嚴重的負面影響。另外，通常使用的PE膜厚度為0.1~0.5mm。這種方法所需的材料和人力成本都較高，在鋼化之前對膜的去除也較困難，如果在鋼化之前的存放周期過長，PE膜與氧化物鍍層發生較為牢固的結合，在去除時容易造成氧化物鍍層的微觀破壞，從而影響Low-E膜層的性能，而且在鋼化后出現氧化點。因此，找到一種合適的環保材料替代傳統保護方式對于本領域而言已經勢在必行。

　　工藝簡述

　　本文所要解決的技術問題是提供一種可降低成本、提高生產效率和產品質量，在工業化便捷的同時不對環境造成污染的玻璃保護膜及其制備方法和設備。為了實現此目的，本文采用一種常見的Low-E鍍膜玻璃作為基板，包括玻璃基片和依次貼合在所述玻璃基片上的功能膜層，其中最外層是可溶性保護層。可溶性保護層的成分包括聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉、硼酸（詞條“硼酸”由行業大百科提供）、聚乙烯醇、酯化聚乙烯醇�？扇苄员Ｗo層是通過溶液噴涂的方式形成的，噴涂后經過烘干即可得到可溶性保護膜層，而可溶性溶液是通過反應釜高溫配置而得。

　　溶液反應釜

　　反應釜為搪瓷反應罐，其中包含電加熱裝置、冷凝回流裝置、攪拌裝置，設備因采用了機械密封方式可以承受反應壓力，其結構如圖1所示。

　　圖1 反應釜結構圖

　　制備一釜溶液的時間在2~3小時，在整個制備過程的反應溫度控制在90~100℃，反應過程中無任何副產品及污染物產生，配制出來的溶液可長期存放。在可溶性溶液搪瓷反應釜攪拌著的90L純水中，逐步加入400g聚乙烯醇、1200g酯化聚乙烯醇、50g聚乙烯吡咯烷酮、80g可溶性淀粉、20g硼酸，邊攪拌邊加熱85℃，直到反應釜溶液清澈透明，自然冷卻。流程如圖2所示。

　　圖2 溶液配制流程圖

　　在可溶性淀粉和硼酸加入比例小于1wt%時不影響涂層的透光性（詞條“透光性”由行業大百科提供），0.1wt%的加入量能起到增強薄膜交聯度、提高耐劃傷能力的作用;少量乳化助劑聚乙烯吡咯烷酮的加入能提高成膜順滑性;酯化聚乙烯醇和聚乙烯醇的分子量大于100000g/mol，水解（詞條“水解”由行業大百科提供）度大于95%時薄膜固化時間長，且常溫水洗脫除困難，優選分子量在50000g/mol和水解度70%左右的酯化聚乙烯醇和聚乙烯醇，能滿足成膜固化快，水洗去除容易的在線生產要求。優化條件制得的薄膜涂層鉛筆硬度大于4H，常溫水溶性好。將所得到的涂層漿液噴涂到玻璃片上，熱風烘干成膜后，對膜附著力、抗劃傷、水溶性等性能進行測試。所選用溶劑為純水，薄膜體系高分子能在土壤中降解成二氧化碳和水，因此整個流水線生產對環境無污染。

　　噴霧噴涂系統

　　可溶性保護層噴涂裝置與所述可溶性溶液反應釜連接，并設置在磁控濺射鍍膜生產線的出口區域，并且在可溶性保護層噴涂裝置之后連接烘干裝置�？扇苄员Ｗo層噴涂裝置為氣動噴涂裝置，氣動噴涂裝置包括機架及設置在所述機架上的氣動裝置、噴槍組件、儲液罐和噴霧控制系統;噴槍組件分別與所述氣動裝置、噴霧控制系統及所述儲液罐連接;氣動裝置與所述噴霧控制裝置連接。還包括感應開關，并且感應開關與噴霧控制系統連接，感應開關設置在所述可溶性保護層噴涂裝置的傳送帶上，以感應玻璃在傳送帶上的運動并發出噴霧開始和停止信號。

　　可溶性保護膜噴涂設備的基本功能是，利用設置在傳送帶上的感應開關感應玻璃在傳送帶上的運動，并發出噴霧開始和停止信號，通過控制器控制自動噴槍，滿足傳送帶玻璃快速運動時的非連續噴涂要求。

　　系統由噴槍組件和模塊化噴霧控制箱體兩大部分組成，另有頂部抽風裝置。當玻璃運行到噴霧位置時，通過感應開關的信號打開溶液管路，對玻璃表面進行噴涂。當玻璃運行離開噴霧區域時，通過感應開關的信號關閉溶液管路，完成溶液噴涂工作。噴霧裝置的參數可優選如表1所示。

　　根據噴嘴的噴涂覆蓋面積數據，在距離噴嘴230mm處，風扇壓力0.7bar，水壓0.7bar，霧化空氣壓力1.5bar下，覆蓋的長度為280mm。根據經驗，一定比例的重疊對保證噴涂均勻性是必要，而且是有效的。采用錯位布置方法，可以有效地避免相鄰的噴嘴噴霧干涉的現場，并實現噴涂面積重疊。

　　可溶性膜層的去除

　　將制備好的(帶可溶性膜層)玻璃運輸到用戶廠商中，使用方將此玻璃經過切片、磨邊、鋼化、中空處理，形成最終的中空Low-E玻璃應用于建筑中。在磨邊過程中，磨邊的水及磨邊清洗機中的水將絕大部分的可溶性保護膜去除，而極少的殘留也會在鋼化過程中揮發殆盡。在整個過程中，可溶性保護膜僅僅作為一種臨時性涂層，存在于大板玻璃的運輸過程中，起到了很好的防護作用，而在產品中不體現。

　　本設備作為Low-E玻璃的膜面保護方法，取代Low-E玻璃PE貼膜等保護方法，從而降低成本，提高生產效率和產品質量，同時不污染環境。可溶性保護膜成膜附著力強，滿足轉運過程的對膜面的保護，不對膜層產生影響，在鋼化工序之前的磨邊處理過程中易于被水洗去除。本膜層為環境友好型水溶性涂層體系，成膜固化快，水洗易于去除，并結合流水線生產滿足整板自動均勻涂覆。

　　總結

　　離線Low-E玻璃在我國出現已經接近20年，從最初的單銀Low-E到最新的三銀Low-E，經過了多次更新換代。但是目前在民用住宅中的用量微乎其微，最重要的原因是由于Low-E膜層脆弱性導致的。因此，在大面積推廣中遇到了很多阻力，本文介紹的可溶性保護膜層及設備可以改善此狀況，為節能玻璃的大眾化提供支持。