專利名稱：一種鍍膜玻璃及其生產設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鍍膜玻璃技術領域，特別是一種用于Low-E玻璃膜層的玻璃保護膜及其生產設備。
背景技術：
鍍膜玻璃因其優良的性能已經在各個領域得到了廣泛的應用。Low-E鍍膜玻璃 (低輻射鍍膜玻璃，Low Emissivity Coating Glass)，作為一種新型的節能玻璃，逐漸成為當代建筑玻璃的首選。Low-E玻璃是一種在離線玻璃表面鍍覆一層或多層氧化物薄膜，使其對近紅外線輻射具有低反射率，對遠紅外線具有高反射率，且可保持其良好透光性能的玻璃。Low-E玻璃通過涂層技術解決了傳統玻璃隔熱性能與采光性能的矛盾，在擁有良好隔熱性能的同時，具有良好的采光性能，同時解決了傳統玻璃的“光污染”問題。然而，其在運輸和儲存的過程中，Low-E玻璃膜層容易劃傷、磨損；并且，其銀層容易氧化；另外，鍍膜玻璃在進行各種冷加工和熱處理，如切片、磨邊，夾層等處理后，物理化學性能容易發生改變。針對上述問題，有些制造商在Low-E玻璃產品生產出來后，通過噴隔離粉或玻璃四周墊干凈的紙板等保護措施來保護玻璃膜層。眾所周知，Low-E玻璃作為玻璃幕墻，從出廠到完成其在工程上安裝的整個過程極為繁雜，它包括搬運、運輸、切割、磨邊、 清洗、鋼化、安裝等。在此過程中，裸露的Low-E玻璃膜面易被灰塵污染；切割和磨邊清洗無法防止水、霉變、油漬、指紋等污染物的侵襲，膜層易被氧化損壞。因此，在Low-E玻璃后續加工過程中必須經常間隔對切割、清洗等環節做特殊要求的膜面維護保養，以至工序管理監控復雜、繁瑣。即使如此，也無法確保Low-E玻璃之膜面在搬運儲藏、長途運輸及后續加工工序中不被損壞。目前國內大部分玻璃深加工企業開始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、熱反射膜等，它可以起到一定的保護效果。然而，使用基片時，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。中國專利200510100985. 6提供了一種離線Low-E玻璃膜面保護方法是在膜面上貼覆一層保護膜，通常為PE膜，膜厚為0. 1-0. 5mm。這種方法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。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。

實用新型內容本實用新型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品質，在工業化便捷的同時不對環境造成污染的鍍膜玻璃及其生產設備。為了實現上述目的，本實用新型提供了一種鍍膜玻璃，包括玻璃基片和依次貼合在所述玻璃基片上的功能膜層和類金剛石膜層，其中，還包括可溶性保護層，所述可溶性保護層貼合在所述類金剛石膜層外。為了更好地實現上述目的，本實用新型還提供了一種鍍膜玻璃生產設備，包括依次設置的上片裝置、功能膜層裝置和類金剛石膜層裝置，其中，還包括可溶性保護層噴涂裝置及可溶性溶液反應釜，所述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所述類金剛石膜層裝置之后。上述的鍍膜玻璃生產設備，其中，所述可溶性保護層噴涂裝置為氣動噴涂裝置，所述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，所述噴槍組件分別與所述氣動裝置、所述噴霧控制系統及所述儲液罐連接，所述氣動裝置與所述噴霧控制裝置連接。上述的鍍膜玻璃生產設備，其中，還包括感應玻璃在傳送帶上的運動并發出噴霧開始和停止信號的感應開關，所述感應開關與所述噴霧控制系統連接，所述感應開關設置在所述可溶性保護層噴涂裝置的傳送帶上。上述的鍍膜玻璃生產設備，其中，所述鍍膜生產設備還包括光學性能測量裝置，所述光學性能測量裝置設置在所述可溶性保護層噴涂裝置之前。上述的鍍膜玻璃生產設備，其中，所述可溶性溶液反應釜為搪瓷反應釜。上述的鍍膜玻璃生產設備，其中，還包括烘干裝置，所述烘干裝置與所述可溶性保護層噴涂裝置連接。本實用新型的有益效果在于本實用新型作為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品質，同時不污染環境。所述的可溶性保護膜具有成膜附著力強，滿足轉運過程的對膜面的保護，不對膜層產生影響，在鋼化工序之前的棱角處理過程中易于被水洗去除。本實用新型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。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

圖1為本實用新型一實施例的鍍膜玻璃結構示意圖；圖2為本實用新型的鍍膜玻璃生產設備框圖；圖3為本實用新型一實施例的可溶性保護層噴涂裝置框圖；圖4為本實用新型可溶性保護層溶液噴涂成膜的示意圖；圖5為本實用新型一實施例的水溶性溶液制備反應釜的結構示意圖；圖6為本實用新型可溶性保護膜工藝流程圖；圖7為本實用新型一實施例的可溶性保護膜工藝流程圖；圖8為本實用新型的可溶性保護層降解示意圖。其中，附圖標記1玻璃基片2功能膜層3類金剛石膜層[0028]4可溶性保護層[0029]10上片裝置[0030]20功能膜層裝置[0031]30類金剛石膜層裝置[0032]40可溶性保護層噴涂裝置[0033]41噴槍組件[0034]411噴涂溶液[0035]42氣動裝置[0036]43儲液罐[0037]44噴霧控制系統[0038]45傳送帶[0039]50可溶性溶液反應釜[0040]51防爆電動機及減速裝置[0041]52投料口[0042]53密封墊片及帶懸掛保護環[0043]54搪瓷玻璃罐體[0044]55放料口[0045]56支撐腳[0046]60烘干裝置[0047]a d、bl b4步驟
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作具體的描述本實用新型的可溶性保護膜及其生產設備，可降低成本，提高生產效率和產品品質，在工業化便捷的同時對環境無污染。參見圖1，圖1為本實用新型一實施例的鍍膜玻璃結構示意圖。本實用新型的鍍膜玻璃，包括玻璃基片1和依次附著在所述玻璃基片1上的功能膜層2和類金剛石膜層3， 還包括可溶性保護層4，所述可溶性保護層4附著在所述類金剛石膜層3外。所述可溶性保護層4包括聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉、硼酸、聚乙烯醇、酯化聚乙烯醇可溶性保護層4 的具體組成優選為成膜物質總量水=1 2. 3 100 ；成膜物質各組分比例為酯化聚乙烯醇聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮可溶性淀粉硼酸=120 60 60 20 8 2 6 4 1。其中，優選酯化聚乙烯醇分子量為35100 63500g/mol，酯化率為30% 65% .優選聚乙烯醇分子量為51000 U6500g/mol，醇解度為90% 99% .優選聚乙烯吡咯燒酮分子量8000 58000g/mol。為了解決聚乙烯醇(PVA)作為水溶性保護膜原料的薄膜附著力、耐磨、耐水及脫膜等問題，本實用新型選取酯化聚乙烯醇作為主要成膜分子，來調節涂層耐水性能，聚乙烯醇分子提高增塑性，聚乙烯吡咯烷酮作為乳化劑，可溶性淀粉和硼酸作為增強劑。參見圖2，圖2為本實用新型的鍍膜玻璃生產設備框圖。本實用新型的鍍膜玻璃生產設備，包括依次設置的上片裝置10、功能膜層裝置20和類金剛石膜層裝置30，還包括可溶性保護層噴涂裝置40及可溶性溶液反應釜50，所述可溶性保護層噴涂裝置40與所述可溶性溶液反應釜50連接并設置在所述類金剛石膜層裝置30之后。還可在可溶性保護層噴涂裝置40之后連接烘干裝置60，例如遠紅外快速恒溫干燥箱等。參見圖3及圖4，圖3為本實用新型一實施例的可溶性保護層噴涂裝置框圖，圖4 為本實用新型可溶性保護層溶液噴涂成膜的示意圖。可溶性保護層噴涂裝置40的基本功能是利用設置在傳送帶45上的感應開關感應玻璃在傳送帶45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45玻璃快速運動時的非連續噴涂要求。 所述可溶性保護層噴涂裝置40為氣動噴涂裝置，所述氣動噴涂裝置包括傳送帶45及設置在所述傳送帶45上的氣動裝置42、噴槍組件41、儲液罐43和噴霧控制系統44，所述噴槍組件41分別與所述氣動裝置42、所述噴霧控制系統44及所述儲液罐43連接，所述氣動裝置42與所述噴霧控制系統44連接。本實用新型的鍍膜玻璃生產設備還可包括感應開關 (圖未示)，所述感應開關與所述噴霧控制系統44連接，所述感應開關設置在所述可溶性保護層噴涂裝置40的傳送帶45上，以感應玻璃在傳送帶45上的運動并發出噴霧開始和停止信號。所述鍍膜玻璃生產設備還可包括用于檢測鍍膜玻璃性能的光學性能測量裝置(圖未示)，所述光學性能測量裝置設置在所述可溶性保護層噴涂裝置40之前。參見圖5，圖5為本實用新型一實施例的水溶性溶液制備反應釜的結構示意圖。水溶性溶液的制備設備為可溶性溶液反應釜50，本實施例中優選搪瓷反應釜，該搪瓷反應釜包括搪瓷玻璃罐體54，防爆電動機及減速裝置51設置在該搪瓷玻璃罐體M的上端，該搪瓷玻璃罐體M上設置有投料口 52，放料口 55設置在該搪瓷玻璃罐體M的底端，該搪瓷玻璃罐體M通過支撐腳56支撐，搪瓷玻璃罐體M上設置有密封墊片及帶懸掛保護環53，設備因采用了機械密封方式可以承受反應壓力。該搪瓷玻璃罐體M是一種具有耐腐蝕玻璃襯里的鋼制化工容器。其鋼制罐體確保了承壓能力，罐內涂搪的玻璃襯里又使其具有可靠的耐腐蝕性能。這種耐壓與耐腐蝕性結合于一體的獨特性能，設備適用于各種濃度的有機酸、 無機酸、有機溶劑及弱堿等介質或物料的反應、聚合、儲存、換熱等化工過程。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°C，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。參見圖6及圖7，圖6為本實用新型可溶性保護膜工藝流程圖，圖7為本實用新型一實施例的可溶性保護膜工藝流程圖。本實用新型的鍍膜玻璃的生產方法，包括a、可溶性溶液配置步驟向搪瓷玻璃罐體M中加入200L純水，邊攪拌邊加熱至 96°C，首先加入1832g酯化聚乙烯醇(分子量43800g/mol，酯化率40% )，45分鐘后加入 916g聚乙烯醇(分子量86500g/mol，醇解度95% )，35分鐘后加入114. 5g聚乙烯吡咯烷酮(分子量lOOOOg/mol)，30分鐘后加入114. 5g可溶性淀粉，30分鐘后加入22. 9g硼酸，保溫95°C以上攪拌40分鐘后，自然冷卻至室溫，放料。或者，向搪瓷玻璃罐體M中加入100L 純水，邊攪拌邊加熱至97°C，首先加入1586. 2g酯化聚乙烯醇(分子量63500g/mol，酯化率 30% ),45分鐘后加入528. 7g聚乙烯醇(分子量126500g/mol，醇解度90% ),35分鐘后加 Λ 52. 9g聚乙烯吡咯烷酮(分子量58000g/mol)，30分鐘后加入105. 7g可溶性淀粉，30分鐘后加入26. 4g硼酸，保溫95°C以上攪拌40分鐘后，自然冷卻至室溫，放料。b、噴涂成膜步驟。在噴涂成膜步驟b之后，還可包括烘干步驟c及性能測試步驟d，在烘干后對鍍膜
6玻璃的性能進行測試，即在烘干裝置60之后設置檢查裝置，對成品的外觀進行檢測。為了保證玻璃鍍膜的效果，在噴涂成膜步驟之前，也可用在線光學儀器對玻璃基片1及玻璃濺射膜層的性能進行光學性能檢測。因該玻璃檢測為較成熟的現有技術，在此不作贅述。其中，所述噴涂成膜步驟包括bl、設置一玻璃基片1 ；b2、濺射功能膜層2;b3、濺射類金剛石膜層3 ；b4、噴涂可溶性保護層4。具體為，設置玻璃基片1，濺射功能膜層2，濺射類金剛石膜層3，而后將該鍍膜玻璃通過傳送帶45送入可溶性保護層噴涂裝置40中，進行可溶性保護層噴涂成膜。其中，所述噴涂可溶性保護層4的步驟包括b41、設置控制所述可溶性保護層4的膜厚度的參數；b42、設置控制所述可溶性保護層4的均勻性的參數；b43、設置所述噴槍的噴射參數，以控制所述噴槍噴射出的噴液范圍。例如，可設定液體壓力0. 8barg,液體流量ML/h，霧化空氣壓力2barg，霧化空氣流量32NL/min，風扇空氣壓力!3barg，風扇空氣流量123NL/min。噴涂之后玻片被傳送帶45 引入烘干裝置60 (例如熱風烘箱)中進行固化，熱風烘箱溫度控制在55°C左右。或者設定液體壓力1.4barg，液體流量48L/h，霧化空氣壓力S^arg，霧化空氣流量61NL/min，風扇空氣壓力^arg，風扇空氣流量M4NL/min。噴涂之后玻片被傳送帶45引入熱風烘箱中進行固化，熱風烘箱溫度控制在55°C左右。熱風烘干成膜后，對產品進行抽檢，測試可溶性保護膜附著力、抗劃傷、水溶性等性能。上述配方制得的可溶性保護膜固化后厚度均勻，為36 μ m，無空白點，鉛筆硬度4H，經水噴淋脫膜容易。其中，所述濺射功能膜層2和/或濺射類金剛石膜層3采用陰極磁控濺射的方法鍍制，因該陰極磁控濺射方法為本行業常規實施方法，這里不再詳細說明。參見圖7，圖7為本實用新型一實施例的可溶性保護膜工藝流程圖。下面以一次可溶性保護膜的制備過程為例，詳細說明本實用新型的實施方式。本實施例中，可溶性溶液的制備設備為搪瓷反應釜，該實施例中例舉的數據不用于限定本實用新型的保護范圍。在可溶性溶液搪瓷反應釜的搪瓷玻璃罐體M內攪拌著的 90L純水中，通過投料口 52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°C，直到反應釜溶液清澈透明，自然冷卻。 將所得到的水溶性溶液通過可溶性保護層噴涂裝置40噴涂到玻璃基片1上，經烘干裝置60 的熱風烘干成膜后，可利用測量裝置對膜附著力、抗劃傷、水溶性等性能進行測試。可溶性溶液所用溶劑優選為純水，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。參見圖8，圖8為本實用新型的可溶性保護層降解示意圖。薄膜溶膠主要由聚乙烯醇及其酯化物高分子組成，其成膜物被水洗脫除后可填埋于土壤中被生物降解，如圖8所示，以PVA的1個低分子量模型化合物4，6-壬二醇的分解過程為例，在土壤中，其首先被氧化酶(SAO)氧化成6—羥基-4 一壬烯，然后被進一步氧化成相應的β —二酮。β —二酮基團兩邊碳鏈的長度是不一樣的，水解發生在短的一邊，所以，在長的一端和短的一端分別生成甲基酮和羧酸，而后進一步被降解成二氧化碳和水。根據以上結論認為， PVA的生物降解途徑是經歷了從假單胞菌分離出的2個酶的作用完成。在可溶性淀粉和硼酸加入比例小于時不影響涂層的透光性，0. 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lOOOOOg/mol，水解度大于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，水洗易于去除，并結合流水線生產滿足整板自動均勻涂覆的在線生產要求。優化條件制得的薄膜涂層鉛筆硬度大于4H，常溫水溶性好。當玻璃基片1運行到噴霧位置時，感應開關發出感應信號，通過噴霧控制系統44 打開溶液管路，噴霧控制系統44控制噴槍組件41在玻璃基片1經過時向其表面均勻地噴涂上述水溶性保護溶劑，要求噴涂厚度在IOum 50um，噴涂厚度均勻，不留空白點。當玻璃基片1運行離開噴霧區域時，感應開關再次發出感應信號，通過噴霧控制系統44關閉溶液管路，完成溶液噴涂工作。噴槍組件41的溶液噴霧參數可優選如下表所示
權利要求1.一種鍍膜玻璃，包括玻璃基片和依次貼合在所述玻璃基片上的功能膜層和類金剛石膜層，其特征在于，還包括可溶性保護層，所述可溶性保護層貼合在所述類金剛石膜層外。
2.一種鍍膜玻璃生產設備，包括依次設置的上片裝置、功能膜層裝置和類金剛石膜層裝置，其特征在于，還包括可溶性保護層噴涂裝置及可溶性溶液反應釜，所述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所述類金剛石膜層裝置之后。
3.如權利要求2所述的鍍膜玻璃生產設備，其特征在于，所述可溶性保護層噴涂裝置為氣動噴涂裝置，所述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，所述噴槍組件分別與所述氣動裝置、所述噴霧控制系統及所述儲液罐連接，所述氣動裝置與所述噴霧控制裝置連接。
4.如權利要求3所述的鍍膜玻璃生產設備，其特征在于，還包括感應玻璃在傳送帶上的運動并發出噴霧開始和停止信號的感應開關，所述感應開關與所述噴霧控制系統連接， 所述感應開關設置在所述可溶性保護層噴涂裝置的傳送帶上。
5.如權利要求2、3或4所述的鍍膜玻璃生產設備，其特征在于，所述鍍膜生產設備還包括光學性能測量裝置，所述光學性能測量裝置設置在所述可溶性保護層噴涂裝置之前。
6.如權利要求2、3或4所述的鍍膜玻璃生產設備，其特征在于，所述可溶性溶液反應釜為搪瓷反應釜。
7.如權利要求5所述的鍍膜玻璃生產設備，其特征在于，所述可溶性溶液反應釜為搪瓷反應釜。
8.如權利要求2、3、4或7所述的鍍膜玻璃生產設備，其特征在于，還包括烘干裝置，所述烘干裝置與所述可溶性保護層噴涂裝置連接。
9.如權利要求5所述的鍍膜玻璃生產設備，其特征在于，還包括烘干裝置，所述烘干裝置與所述可溶性保護層噴涂裝置連接。
10.如權利要求6所述的鍍膜玻璃生產設備，其特征在于，還包括烘干裝置，所述烘干裝置與所述可溶性保護層噴涂裝置連接。
專利摘要一種鍍膜玻璃及其生產設備，鍍膜玻璃包括玻璃基片和依次貼合在所述玻璃基片上的功能膜層和類金剛石膜層，還包括可溶性保護層，所述可溶性保護層貼合在所述類金剛石膜層外。其生產設備包括依次設置的上片裝置、功能膜層裝置和類金剛石膜層裝置，還包括可溶性保護層噴涂裝置，所述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所述類金剛石膜層裝置之后。本實用新型可降低成本，提高生產效率和產品品質，同時不污染環境。
文檔編號C03C17/42GK202164235SQ201120268220
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月27日 優先權日2010年12月31日
發明者李彬, 王奇, 王爍, 葛恩報 申請人:天津南玻工程玻璃有限公司, 天津南玻節能玻璃有限公司