輥涂鍍膜玻璃外觀缺陷產生原因及解決方法

董曉帆 魏永強 陳 明

河南安彩高科股份有限公司（455000）

輥涂鍍膜玻璃外觀缺陷產生原因及解決方法

董曉帆 魏永強 陳 明

河南安彩高科股份有限公司（455000）

介紹了光伏減反射玻璃輥涂鍍膜過程常見的外觀缺陷，從鍍膜設備、鍍膜工藝和鍍膜液這幾個方面分析了產生外觀缺陷的原因，并提出了相應的解決方法。

輥涂鍍膜;外觀缺陷;解決方法

0 簡介

輥涂鍍膜是近年來在光伏玻璃行業迅速發展起來的一種鍍膜工藝，它是利用輥涂設備將制備好的溶膠均勻地涂到玻璃表面，然后經過高溫固化在玻璃表面形成一層納米級多孔網狀結構，能有效降低玻璃對太陽光的反射。同現有鍍膜技術相比，輥涂鍍膜具有工藝簡單、操作方便、成本低廉、生產效率高的優點，得到了迅速推廣[1]。光伏玻璃上鍍減反膜膜層較薄，任何微小的膜層不均勻性都會造成外觀缺陷，因此對鍍膜設備以及工藝參數的穩定性要求要比傳統輥涂工藝嚴格。文章就光伏玻璃輥涂鍍膜過程中易產生的外觀缺陷及其原因進行了詳細闡述，并提出了改善外觀缺陷的方法和對策。

1 橫向（平行于涂布輥）條紋

橫向條紋是輥涂法鍍減反射膜玻璃最常見的外觀缺陷，它指的是玻璃上較輕的橫向條紋，需要對著光線反射方向看。產生橫向條紋的原因較多，輥涂機任何部件安裝或配合的不平整都會造成橫向條紋的產生，判斷橫向條紋的產生原因可以根據橫向條紋在玻璃上的位置、間距、長度等進行確定。

1.1 涂布輥的質量（如直線度、圓周度、橡膠硬度、橡膠外表面粗糙度、包覆膠的回彈性等）問題

涂布輥是輥涂機的核心部件之一，靠和玻璃之間的反向摩擦將鍍膜液均勻地涂到玻璃表面上，因此涂布輥質量的好壞直接影響著膜層的外觀。輥涂輥轉動時，如果直線度、圓周度不好會造成涂到玻璃上的膜層不均勻。另外，如果涂布輥包覆膠的硬度或粗糙度不均勻，在涂布輥和玻璃之間受擠壓變形，也會引起涂膜不均產生橫向條紋。根據經驗，涂布輥表面橡膠的硬度一般在30～40 HA較好。

在玻璃剛接觸涂布輥的瞬間，容易引起涂布輥變形，如果變形不能及時恢復，在涂布輥轉到第二圈的時候就會在玻璃上留下橫向條紋，稱為周長性輥印。逆著反射光方向看去，輥印顯得有些粗糙。橡膠屬于高分子材料，產生形變恢復時有遲滯，如果涂布輥包覆膠的回彈性不好，就很容易產生周長性輥印。輥印在玻璃上的位置固定，可以根據涂布輥轉速、皮帶傳輸速度計算出，公式如下:

式中:L—輥印距玻璃頭部的距離；d—涂布輥直徑；v1—傳輸帶速度；v2—涂布輥轉速（線速度）；f—涂布輥和傳輸帶速比，f=v1/v2。

解決涂布輥周長性輥印的方法就是選用回彈性能良好的橡膠包覆。

1.2 皮帶下面的背輥、托板或傳輸輥安裝不平整

在輥涂前進過程中,如果支撐玻璃的背輥、托板或傳輸輥安裝不平整，引起玻璃向上或向下振動，就會造成橫向條紋缺陷,解決辦法是對以上部件重新進行調平。背輥受涂布輥和玻璃的擠壓會產生一定的變形,一般說來其上表面位置要略高于托板上表面。

1.3 輸送帶接縫或輸送帶糾偏裝置引起的氣缸振動

目前，輥涂機上所用的環形輸送帶的接頭部分經過特殊工藝處理,外觀上已經和輸送帶一致，但在硬度上仍然有差別，造成的玻璃上的橫向條紋的寬度和接縫寬度一致。解決這一問題的最好辦法就是使用一體成型的無接縫皮帶，但無接縫皮帶生產技術復雜，成本也較高。輸送帶在運轉過程中，如果所受的外力在皮帶寬度方向上的合力不為零，或者垂直于皮帶方向上的拉力不均,就會引起皮帶跑偏。輥涂機左右兩側各有一個氣缸連著一個調整輥，如果皮帶偏到一定程度就會觸發氣缸，帶動調整輥一端前進或后退,這樣皮帶兩側的拉力就會不一致，從而達到糾正皮帶跑偏的作用。氣缸在運到過程中會引起設備輕微振動，如果玻璃正好經過輥涂機的話就會引起橫向條紋。氣缸振動引起的橫向條紋寬度較窄，并且會產生連續的多條條紋。

1.4 工藝參數調整不當

引起玻璃表面橫向條紋的工藝參數主要是輥的高度，包括涂布輥高度和壓輥高度。涂布輥如果和玻璃之間壓得太緊,涂布輥打滑，也會引起橫向條紋。如果涂布輥高度和壓輥高度配合不好的話，玻璃中尾部在剛脫離壓輥的瞬間會向上翹,引起橫向條紋，此時條紋距玻璃末端的距離應該和壓輥到涂布輥之間的距離一致。

2 縱向條紋

縱向條紋一般常見于使用乙醇或異丙醇作為溶劑的鍍膜液中，主要原因是由于乙醇或異丙醇揮發速度較快。表1為水、異丙醇和乙醇的性能參數對比。從表1可以看出乙醇和異丙醇的揮發速度比水的揮發速度要大，相對于使用水性溶劑的鍍膜液來說，醇性鍍膜液容易造成膜層流動性下降，嚴重影響流平效果。

表1 鍍膜液常用溶劑的性能參數對比

因溶劑揮發較快造成玻璃表面縱向條紋的原因有:1）溶液中乙醇或異丙醇揮發,使得溶液在電雕輥上形成條狀；2）鍍膜玻璃進入烘干設備時輸送滾輪造成的縱印；3）加液方式不當造成的滴料印;4）定量輥或涂布輥表面有條紋；5）涂布輥和定量輥壓進量小。使用醇類溶劑的鍍膜液時,玻璃在進輥涂設備時最好先將玻璃預熱至室溫，保證玻璃表面溫度的均勻性。玻璃鍍膜后不要進行加熱固化，應直接進鋼化爐進行鋼化。調整工藝參數，如提高刮輥和涂布輥、涂布輥和定量輥之間的壓進量能減輕縱向條紋。

另外，鍍膜液上液方式不當會在玻璃板面加液位置造成類似于“珠簾”的縱印。輥涂鍍膜主要采用蠕動泵向上加液方式，蠕動泵主要靠滾珠對橡膠管的“擠壓”供液，難以形成穩定連續的出液量，導致加液液位不穩定，形成縱向“珠簾”印。解決此類問題的方法是應盡量保證加液量的穩定。

3 亮斑

亮斑產生的主要原因是鍍膜前玻璃或涂布設備沒有清洗干凈，亮斑形狀一般為圓形,直徑小于5 mm,在玻璃高板面上的位置不固定。亮斑產生的原因可以分為以下幾種。

3.1 玻璃清洗效果不好，表面有油污、灰塵、防霉粉或水漬

玻璃清洗是鍍膜前的第一道工序。對于在線鍍膜，玻璃在進行磨邊清洗后直接進入輥涂機。對于離線鍍膜，玻璃在周轉過程中容易吸附空氣中的氣體、蒸汽和灰塵造成表面污染，在搬運過程中容易受臟手套的污染而沾上油脂。在儲運過程中為防止玻璃發霉以及玻璃表面刮花受損，玻璃與玻璃之間通過防霉粉進行隔離，因此在鍍膜前要重新進行清洗。純水能清洗掉玻璃表面大部分的污染物，但對于不易清洗的油性雜質，要用加堿性洗滌劑的水進行清洗。要保證清洗質量，除了提高清洗設備的性能外,重要的是對于清洗設備的維護，要定期檢查輸送輥是否清潔、水質是否達到要求、風刀內是否有異物、水箱內是否微生物太多等，這些都是影響清洗效果的因素。

玻璃表面油污造成的斑點一般邊緣輪廓都比較清晰。

3.2 涂布輥、定量輥、刮輥或者鍍膜液回流管路清洗不干凈

玻璃鍍膜完成或者中間更換不同種類的鍍膜液時，要及時對輥涂機的涂布輥、定量輥、刮輥進行清洗，避免鍍膜液在上述部件上發生凝膠后清理困難,單純靠沖洗清洗不掉的還要用布進行擦洗。一定要保證足夠的清洗時間，一般每次清洗時間要在半個小時以上。設備運行較長時間后，定量輥的網穴中會沾上大量的凝膠顆粒,表面上看顏色發白，需要用特殊的方法進行清洗。輥涂鍍膜過程中鍍膜室內空氣中塵埃落到鍍膜液內,流經回流管路時，一部分塵埃會沾附到管路的管壁上，并且越積越厚，因此回流管路也要定期清洗或更換。

3.3 操作人員在抬玻璃時說話，唾液噴到玻璃板上

預防措施是給操作人員配備口罩，防止唾液飛濺到玻璃上造成斑點。

3.4 鍍膜液放置時間較長，有膠體或絮狀物析出

鍍膜液放置時間越久，溶膠顆粒發生團聚會在液體底部形成凝膠層,造成鍍膜液不均勻，鍍膜時就容易產生斑點。同樣，放置時間久了鍍膜液中的添加劑會析出成絮狀物懸浮在液體中，也會在玻璃上產生斑點。

3.5 供液量太大，液滴濺落在玻璃面上

鍍膜液從涂布輥和定量輥中間的流槽兩端滴下時落到玻璃上。涂布輥和刮輥之間注液速度太快，部分鍍膜液濺落到玻璃上。

3.6 鍍膜室清潔度不夠,空氣中有塵埃落在玻璃面上

鍍膜室要求必須達到一定的潔凈度，一般輥涂法鍍減反膜玻璃需要在10萬級恒溫恒濕的潔凈室內進行操作。如果潔凈度達不到要求,污染物不僅直接落在玻璃表面上形成斑點，而且鍍膜液吸附空氣中的灰塵會越來越多，灰塵顆粒越聚越大，污染回流管路,很容易在玻璃鍍膜表面形成斑點。潔凈室的管理制度也很重要，因為人是潔凈室最重要的污染源,進出潔凈室一定要穿戴無塵服和口罩，在潔凈室內要注意自己的行為規范,最大限度地減少污染源。

4 其他外觀缺陷

4.1 頭印和尾印

頭印和尾印分別產生于玻璃的頭部和尾部。玻璃前端剛和涂布輥接觸時，玻璃的頭部對涂布輥表面的鍍膜液形成刮擦，造成玻璃頭部膜層變薄甚至完全沒鍍上，形成頭印。同樣，玻璃在剛離開涂布輥時，玻璃末尾也對鍍膜液形成刮擦，造成尾部膜層變厚，形成尾印。一般頭印較寬，顏色呈漸變色。尾印較窄，顏色較為明顯。輥涂工藝本身決定了頭印和尾印不可避免，但合適的工藝參數可以將其控制在合理的范圍內。減輕頭印和尾印的措施有:減少涂布輥和玻璃之間的壓進量；降低涂布輥轉速，提高玻璃輸送速度；保證玻璃鍍膜后有充分的流平時間;給鍍膜液略升溫后再進行鍍膜；提高環境溫度,加快鍍膜液的揮發和流平。

4.2 斜紋和云狀斑紋

斜紋一般發生于使用醇性溶劑鍍膜液的玻璃表面。從鍍膜玻璃的反射方向看，斜紋在膜層表面由中間向兩端呈發射狀。斜紋主要是溶劑揮發速度較快且氣流變化造成的，應想辦法穩定氣流。云狀斑紋的產生原因是鍍膜液使用的溶劑揮發較快，在膜液涂到玻璃表面還沒有完全流平就已經揮發掉，從而產生云狀斑紋,解決辦法就是通過添加助劑，降低溶劑的揮發速度。

4.3 鍍膜玻璃后期運輸過程中存在的外觀缺陷

鍍膜玻璃在運到客戶處時會在玻璃上產生紙紋，膜面上會看到類似于紙張褶皺一樣的紋印。這是由于玻璃在運輸過程中片與片之間通過防霉紙隔開，再用塑料布密封好以防受潮。紙張吸潮后紙內的堿性物質或酸性物質析出，這樣在紙張和玻璃表面接觸的地方就會出現紋印。解決辦法就是選用質量較好的防霉紙，做好包裝玻璃的防潮工作。

5 結論

利用輥涂法在玻璃表面鍍減反膜對玻璃原片、工藝條件和環境要求都比較嚴苛，而表面清潔度高的玻璃原片是獲得外觀性能好的鍍膜玻璃的首要條件，所以一定要確保鍍膜前的玻璃清洗干凈。鍍膜室的環境要求比如溫度、濕度和空氣中灰塵的顆粒度一定要達標，讓鍍膜液處在適宜的溫濕環境中才能發揮作用。在以上條件都滿足的情況下再來根據不同的鍍膜液調整工藝參數，這樣可以減少鍍膜過程出現問題的環節因素。此外，注重細節過程的處理、清洗設備的日常維護、鍍膜室日常制度管理的建立等。

[1]輥涂法生產AR鍍膜光伏玻璃介紹，環球玻璃網[R].