離線式TCO鍍膜玻璃炸裂的原因及對策

蔣振偉，薛文鑫（河南安彩高科股份有限公司，河南安陽455000）

離線式TCO鍍膜玻璃炸裂的原因及對策

蔣振偉，薛文鑫
（河南安彩高科股份有限公司，河南安陽455000）

闡述了采用nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術制備TCO鍍膜玻璃時，在TCO玻璃生產線上出現的玻璃連續炸裂的問題，通過分析和多次對加熱爐溫度曲線、氣浮臺高度、鍍膜腔室尾氣排放量、加熱爐與鍍膜腔室間隙等工藝及設備調整，對可能存在的原因逐一排查，最終確定炸裂的主要因素，并加以改進，使離線式TCO鍍膜玻璃炸裂問題得到了最終解決。

nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術；離線式TCO鍍膜玻璃；玻璃炸裂；冷風

1　 TCO鍍膜工藝介紹

TCO鍍膜玻璃生產線采用nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術，TCO玻璃生產線布局如圖1所示，玻璃原片進入加熱爐，由加熱爐提供nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積反應所需要的溫度，進入鍍膜單元1，進行第一次TCO鍍膜，然后進入再加熱爐，再進入TCO鍍膜單元2進行第二次TCO鍍膜，然后進行退火、檢驗、下片、包裝。因為TCO鍍膜時會產生沉積物沉淀在鍍膜腔內，這種廢棄沉積物會影響TCO玻璃的鍍膜質量，每隔一定時間，需要將鍍膜單元從鍍膜區移動到清潔區，因此要求鍍膜單元必須能夠順利從加熱爐中間移出來。

2　問題論述

采用nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術進行TCO鍍膜，需要將溫度升至610℃左右，當玻璃通過TCO鍍膜單元1和TCO鍍膜單元2時，玻璃表面出現了裂紋；當玻璃進入退火爐后，溫度迅速下降，導致玻璃裂紋迅速變大，進入檢驗區時玻璃的整個板面都已破損，導致無法進行正常的工藝生產。

3　原因分析

通過調整設備的工藝參數以及對玻璃裂紋的測量和分析，導致玻璃炸裂破損的原因可能有以下幾點：

1）采用nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術制備TCO鍍膜玻璃時，生產工藝需要將溫度加熱到610℃左右，3.2mm玻璃在不足30米的距離內，用時約5分鐘，由常溫加熱到610℃，速度快、距離短、可能存在加熱爐溫度曲線設定不良、玻璃受熱不均、產生變形裂紋，可能是造成玻璃炸裂的原因。

2）TCO鍍膜單元兩側的陶瓷輥子暴露在空氣中，在鍍膜機和加熱爐的連接處，鍍膜單元的正上方，安裝有抽風罩，抽風罩連接有風機，在正常工藝生產時產生的尾氣經此風罩抽取到尾氣處理設備中，安裝此風罩的目的是防止鍍膜時有原料微泄漏對人體造成傷害。當風罩風機開始抽風時，陶瓷輥子的溫度無法依靠加熱爐的熱風進行加熱，造成此兩側的陶瓷輥子溫度低，當熾熱的玻璃原片經過陶瓷輥子時，遇低溫的陶瓷輥子急冷降溫，可能是造成玻璃炸裂的原因。設備相對位置如圖2所示。

3）由于離線式TCO鍍膜工藝對玻璃傳輸穩定性要求很高，為了保證鍍膜工藝，鍍膜腔室內的玻璃傳輸采用氣浮臺傳輸，氣浮臺表面設計與水平面存在一定的角度，一定的傾斜產生的重力保證了玻璃的正常傳輸，同時也造成了入口端略高于出口端；玻璃由加熱爐進入鍍膜腔室內時，玻璃下表面與氣浮臺有一定的接觸，產生摩擦甚至碰撞到氣浮臺，產生裂紋，可能是造成玻璃炸裂的原因。

4）由于TCO鍍膜時會產生沉積物沉淀在鍍膜腔內，這種廢棄沉積物會影響TCO玻璃的鍍膜質量，每隔一定時間，需要將鍍膜單元從鍍膜區移動到清潔區，因此要求鍍膜單元必須能夠順利從加熱爐中間移出來，造成了TCO鍍膜單元與加熱爐之間留有鍍膜單元進出加熱爐的通道，此通道間隙過大，當風罩風機啟動時，冷氣流從熱玻璃下方流動，熾熱的玻璃原片與冷氣流接觸，急速降溫，可能是造成玻璃炸裂的原因。加熱爐與鍍膜單元通道如圖3所示。

4　問題對策

1）通過對進出加熱爐的玻璃進行多次測試，發現玻璃剛進入加熱爐時，產生了比較大的變形。當玻璃在加熱爐內前進時，彎曲的玻璃在陶瓷輥子上產生了較大幅度的抖動，當玻璃進入加熱爐內3米左右時，這種抖動變得越來越輕，最終在加熱爐內5米處，抖動消失；而當玻璃離開加熱爐進入鍍膜腔室時，玻璃邊緣并未出現明顯的彎曲變形，證明加熱爐對玻璃的加熱是均勻的；在其他工藝不變的條件下，通過多次對加熱爐的加熱曲線進行不同的調整，反復測試；玻璃炸裂問題仍然存在且炸裂情況變化不大，排除了加熱爐對玻璃的加熱是造成玻璃炸裂的主要因素。

2）針對加熱爐與鍍膜單元之間陶瓷輥子溫度較低，可能造成玻璃炸裂的原因進行對策，對陶瓷輥子進行保溫處理，將保溫石棉纏裹到輥子上面，在批量玻璃通過后采用紅外測溫儀對輥子的溫度進行測量，經對比發現輥子的溫度由300℃升至450℃左右，保溫效果明顯，通過多次測試10片、20片、30片鍍膜情況，玻璃炸裂情況仍然存在，由之前的90%以上的炸裂降低到70%炸裂，陶瓷輥子溫度過低是玻璃炸裂的一方面因素。

3）將沒有炸裂的玻璃放到檢驗臺上，在透光和反光燈下，可以看到一部分玻璃板面前端有一定的擦傷或劃傷，將鍍膜單元拉出加熱部分，同樣可以看到氣浮臺進口處有摩擦的跡象；通過工具尺測量玻璃劃傷位置，以及氣浮臺進口處摩擦位置，進行比較，發現玻璃板劃傷的位置與氣浮臺進口處摩擦位置相吻合；于是對氣浮臺的高度進行調整，降低了0.5mm，同時調節氣浮壓力，在此調整情況下，通過多次測試10片、20片、30片鍍膜情況，玻璃炸裂情況有所改善，繼續對氣浮臺高度、壓力進行調整，多次測試后玻璃破損率降低到50%，氣浮臺高度的調整是玻璃炸裂的一方面因素。

4）針對加熱爐與鍍膜單元之間間隙過大問題進行調整改進。

①首先將加熱爐與鍍膜單元之間的間隙兩側進行封閉，依據間隙尺寸由機加工車間專門加工4個密封條，進行嚴密性保溫，同時增加尾氣抽取量。通過多次測試10片、20片、30片鍍膜情況，炸裂情況得到明顯改善，在通過的鍍膜玻璃中破損率不足15%；

②將加熱爐和鍍膜腔之間的縫隙用保溫棉做了一個隔斷，同時仍然有一定的間隙保證排出的尾氣能夠正常抽取到尾氣處理設備中，鍍膜玻璃能夠順利地進出到鍍膜區，調整尾氣抽取量，保證鍍膜工藝所需要的工藝參數。通過多次測試10片、20片、30片鍍膜情況，除玻璃偶有炸裂外基本得到解決；

③為了保證工藝進一步提升，改善間隙過大造成的環境溫差過大的問題，在加熱爐與鍍膜單元之間，輥子下側安裝了兩套加熱單元，間隙內的環境溫度得到大幅度提升。通過多次測試10片、20片、30片鍍膜情況，玻璃炸裂情況得到了的徹底解決，保證了鍍膜工藝穩定進行；

④當610℃的玻璃通過加熱爐與鍍膜單元間隙時，抽風罩頂部的風機將風罩底部的冷風從加熱爐和鍍膜腔之間的縫隙，吹向玻璃，熾熱的玻璃突然遇到冷風沖擊，溫差過大，造成玻璃一定程度的彎曲變形產生裂紋，或者碰撞氣浮臺或輥子，這是引起玻璃炸裂的主要因素。加熱爐與鍍膜單元之間間隙改造如圖4所示。

5　總結

對于離線式TCO鍍膜，這是一種比較新的TCO鍍膜工藝，采用了nAERO輔助氣溶膠薄膜沉積技術，這種工藝具有成本低、工藝參數可調、膜層調整靈活等優點，但玻璃炸裂是此鍍膜工藝比較難以解決的問題，隨著TCO鍍膜工藝參數的不斷調整，這個問題還會反復出現，嚴重影響了鍍膜工藝穩定性；本文立足于離線式TCO鍍膜生產線現場，從加熱爐溫度曲線工藝、氣浮臺高度、鍍膜腔室尾氣排放量以及加熱爐與鍍膜腔室間隙入手，進行有效設備改造及工藝調整，通過多次測試，抓住問題產生的實質，使問題得到了徹底解決，保證了工藝的穩定性，使生產效率大幅度提高。

[1]Zhang J,Wang M H,Gu J Z.The gas sensing characteristics of ITO[J].Thin films prepared by sol-gel method,Sensors and ActuatorsB,2003,94(1):216-221.

[2]徐慢，袁啟華，徐建梅.制備SnO2薄膜時原料中水對其成膜和光電性質的影響[J].功能材料，1995，26（6）:502-504.

[3]謝蓮革，沃銀華，汪建勛，等.CVD法制備Sb摻雜SnO2薄膜的結構與性能研究[J].浙江大學學報，2005，39（11）.

[4]王豫，水恒勇.化學氣相沉積制膜技術的應用與發展[J].熱處理，2001(04).

[5]簡紅彬，康建波，于威，等.SiC薄膜的化學氣相沉積及其研究進展[J].微納電子技術，2006(1):11-15.

(責任編輯：郝安林）

Causes and Countermeasures of off Line TCO Coating Glass Crack

JIANG Zhen-wei,XUE Wen-xin
(Henan Ancai Hi-tech co..Ltd，Anyang 455000,China)

This paper elaborates glass continuous cracking problem occurred on TCO product line when glass coated by nAERO auxiliary aerosol thin film deposition process equipment and analyses the measures.Through many times of adjusting process and equipment,such as heating furnace temperature,airbed height,exhaust emission of coating chamber,gap between furnace and coating chamber in order to check possible reasons one by one,finally confirm the main factor of glass cracking and work out solution so that glass cracking happened on TCO off-line coating could be final solved.

nAERO auxiliary aerosol thin film deposition process;TCO off-line coating;glass cracking;cold air

TQ171

A

1673-2928（2015）02-0035-03

2014-12-11

蔣振偉（1981-），男，安彩高科股份有限公司工程師，長期從事于玻璃生產制造、太陽能鍍膜玻璃等研究工作。