二、离线真空溅射法:
离线法生产Low-E玻璃,目前国际上普遍采用真空磁控溅射镀膜技术。所谓真空磁控溅射镀膜,是在10-1帕数量级的真空环境中,通入适量的工艺气体(惰性气体Ar或反应气体O2、N2),并保持真空度稳定。将靶材Ag、Si等嵌入阴极,并在与阴极垂直的水平方向置入磁场从而构成磁控靶。以磁控靶为阴极,加上直流或交流电源,在高电压的作用下,工艺气体发生电离,形成等离子体。其中,电子在电场和磁场的共同作用下,进行高速螺旋运动,碰撞气体分子,产生更多的正离子和电子;正离子在电场的作用下,达到一定的能量后撞击阴极靶材,被溅射出的靶材沉积在玻璃基片上形成薄膜
膜层中主要功能膜层一般为银(Ag)膜,其它膜层为辅助膜,起加强连接、保护主膜等作用。依据Ag膜的不同又可细分为单Ag,双Ag及单Ag改进型等几种不同产品大类,有丰富多彩的颜色供选用。
溅射法工艺生产"Low-E"玻璃,需一层纯银薄膜作为功能膜。纯银膜在二层金属氧化物膜之间。金属氧化物膜对纯银膜提供保护,且作为膜层之间的中间层增加颜色的纯度及光透射度。
用溅射法可以生产"Low-E"玻璃的厂家及产品有北美的英特佩公司的"LnplusNetetralR",PPG公司的Sungatel00,福特公司的SunglasHRS等。和高温热解沉积法不同,溅射法是离线的。且据玻璃传输位置的不同有水平及垂直之分。
垂直式生产工艺中,玻璃垂直放置在架子上,送入大的真空室内。真空室内的压力将随之减小。垂直安装的阴极靶溅射出金属原子,沉积到玻璃基片上,形成膜层。为了形成均匀一致的膜层,阴极靶靠近玻璃表面来回移动。为了取得多层膜。必须使用多个阴极,每一个阴极均是在玻璃表面来回移动,形成一定的膜厚。
水平法在很大程度上是和垂直法相似的。主要区别在玻璃的放置,玻璃由水平排列的轮子传输,通过阴极,玻璃通过一系列销定阀门之后,真空度也随之变化。当玻璃到达主要溅射室时,镀膜压力达到,金属阴极靶固定,玻璃移动。在玻璃通过阴极过程中,膜层形成。
溅射法生产"Low-E"玻璃,具有如下特点:
由于有多种金属靶材选择,及多种金属靶材组合,因此,溅射法生产"Low-E"玻璃可有多种配置。在颜色及纯度方面,溅射镀也优于热喷镀,而且,由于是离线法,在新产品开发方面也较灵活。最主要的优点还在于溅射生产的"Low-E"中空玻璃其"u"值优于热解法产品的"u"值,但是它的缺点是氧化银膜层非常脆弱,所以它不可能象普通玻璃一样使用。它必须要做成中空玻璃,且在未做成中空产品以前,也不适宜长途运输。
三、对比
Low-E分为在线和离线两类。一般来说在线Low-E质量比较稳定,不象离线那样容易氧化失效,寿命比较长口缺点在于隔热效果不如离线好,如果想通过加厚镀覆层来提高隔热效果,则玻璃颜色会迅速加深,透光率大幅度降低。离线LOW-E隔热效果好,必须双层使用,并且生产后需要马上加工成双层,如果工艺不到位,镀覆层容易氧化,造成透明度下降。在线和离线是各有优缺点。
1、主要性能对比
在线Low-E玻璃和离线Low-E玻璃由于膜层不同、工艺不同等原因,使两者的产品性能参数不尽相同,甚至存在较大差异。下面按光学性能、节能特性、可加工性、成本构成、电磁屏蔽、品种颜色可选择性等几方面进行对比说明。
1)光学性能
光学性能是一项主要性能,可以说光学性能决定了Low-E玻璃效能好坏及颜色的不同。光学性能包括透过率、反射率、吸收率三项,对Low-E玻璃而言,无论在线离线,对于主要能量的吸收率一般低于1%,工程中可以忽略不计。反射率一般仅考察可见光段。离线Low-E玻璃可见光段、红外线段反射率均受控可调,而在线Low-E玻璃一般玻璃加工企业无法控制。
透光率对比如下:
a)红外透过(0.3~2.5um)
此段针对太阳光中的热线,约占太阳光总能量的41%。对于室内物体及取暖设备发出的长波辐射而言,约占95%以上。
b)可见光(0.38-0.78um)此段约占太阳能总容量的43%,而对于室内电力照明电光源能量仅占4%。
c)紫外线(0.3-0.38)此段约占太阳能总量13%。室内几乎不产生紫外线。紫外线可使室内家具、书籍、织物等有机物氧化褪色、变旧老化。可透过的紫外线集中在UV-A,一般不具备消毒功能。应该屏蔽。
2)节能特性
节能是Low-E玻璃最主要的特性,也是使用者最关心的技术指标。Low-E玻璃一般做成中空玻璃的产品形式,应用于建筑中。流行的做法是:钢化Low-E中空玻璃,既安全又节能。将Low-E与中空这两节能形式合二为一,真可谓珠联璧合,相形益彰。也有使用夹层Low-E、夹层Low-E中空或钢化夹层Low-E中空玻璃的,只是所占比例较少。只使用单层Low-E玻璃者极为少见。整体来说,使用Low-E玻璃可以比相同结构的非Low-E玻璃产品节能40-50%。
3)可加工性
在线Low-E玻璃可直接进行钢化、热增加、热弯处理,可直接制做中空玻璃。离线Low-E玻璃一般是先将白玻璃钢化,而后镀膜。镀膜后不能再进行热处理,否则会破坏膜层,丧失Low-E功能。离线低辐射玻璃做中空时,需要先去掉玻璃边部的膜层,然后制做中空,以延长产品使用寿命。
4)成本
因为Low-E玻璃一般做成钢化中空或白玻钢化+内层不钢化的Low-E玻璃的中空形式使用,所以分别计算成本如下:
产品结构原片成本(元/平米)切载率%白玻钢化成品率%Low-E玻璃钢化成品率%镀膜费用(元/平米)中空加工费+包装等费(元/平米)总制造成本(元/平米)
5白钢+12A+6on25+1308397__90282.5
5白钢+12A+6off25+258397_120~18092304.1
5白钢+12A+6on钢25+130839720~94_90395
5白钢+12A+6off钢25+258397_120~18092302
注:上表中5白钢表示5mm厚的无色透明钢化玻璃;6on表示6mm厚的在线(on-lineLow-E)低辐射玻璃;6off表示6mm厚的离线低辐射(off-lineLow-E)玻璃.
依据上表中的计算结果,可以得出通常情况下,使用离线Low-E玻璃比使用在线Low-E玻璃平均节约8%的资金。
5)品种规格的可选择性
离线方式可以用任何厚度的浮法玻璃为基片镀制Low-E膜,同时可调整颜色,一次完成。而在线Low-E玻璃厚度一般仅有4、5、6mm三种,颜色仅有青色和无色两种,品种简单,可选择性有限。