一、
平板玻璃加工制品的品種
玻璃二次制品即深加工玻璃,它是利用一次成型的平板玻璃(
浮法玻璃、普通引上平板玻璃、
平拉玻璃、
壓延玻璃)為基本原料,根據(jù)使用要求,采用不同的加工工藝制成的具有特定功能的
玻璃產(chǎn)品。相對一次玻璃制品而言,主要有以下功能:
1.提高玻璃的強(qiáng)度,增強(qiáng)玻璃的安全性。
安全玻璃包括
鋼化玻璃和夾層玻璃、貼膜玻璃三大類。
鋼化玻璃:鋼化玻璃的強(qiáng)度是普通平板玻璃的3~5倍。提高玻璃強(qiáng)度的主要途徑是在玻璃表
面形成壓應(yīng)力層。所以,鋼化玻璃分為物理驟冷鋼化玻璃和化學(xué)鋼化玻璃兩種。
1951年,沈陽玻璃廠與
建材研究院合作研制成功我國靠前塊物理風(fēng)冷平鋼化玻璃。1955年,我
國自行研究吊掛式平鋼化玻璃電爐在上海
耀華玻璃廠和秦皇島耀華玻璃廠先后建成投產(chǎn)。70年代末,
洛陽玻璃廠率先引進(jìn)比利時(shí)吊掛式鋼化玻璃生產(chǎn)線。1953年由沈陽玻璃廠試制出化學(xué)鋼化玻璃并批量
生產(chǎn)。秦皇島耀華玻璃廠在1983年建成一條完整的化學(xué)多內(nèi)線玻璃生產(chǎn)線。80~90年代,我國從國外
引進(jìn)了一大批水平輥道式鋼化玻離生產(chǎn)線及少量的吊掛式設(shè)備。
我國現(xiàn)擁有150多家汽車、建筑及家用鋼化玻璃生產(chǎn)企業(yè),各類鋼化玻璃生產(chǎn)線250多條,年生產(chǎn)
能力7000萬平方米。
近幾年來,人們?yōu)榱烁淖冧摶Aд褧r(shí)碎片過小的現(xiàn)象,研制出一種叫熱增強(qiáng)玻璃(半鋼化玻
璃)的新型產(chǎn)品。由于該產(chǎn)品不易爆開,更適用于大型規(guī)格
玻璃幕墻。
夾層玻璃:它是由兩片或者兩片以上的玻璃用合成樹脂粘結(jié)在一起而制成的一種安全玻璃。當(dāng)它
破損時(shí)碎片不會飛散。夾層玻璃生產(chǎn)有干法和濕法兩種形式,但干法生產(chǎn)是主流。中國的夾層玻璃產(chǎn)
品較早由建材研究院開發(fā)成功!
1957年上海耀華玻璃廠建成了靠前套干法夾層玻璃機(jī)組。60年代中期,在秦皇島耀華玻璃廠生產(chǎn)
出了航空
防彈玻璃,70年代后期,秦皇島耀華廠采用灌漿法生產(chǎn)濕法夾層玻璃獲得成功。隨后洛陽玻
璃廠率先從芬蘭引進(jìn)
夾層玻璃生產(chǎn)線。90年代中期,中國耀華玻璃集團(tuán)研制出防火夾層玻璃。
目前我國擁有夾層玻璃生產(chǎn)線150條,年生產(chǎn)能力為1500萬平方米。
夾層玻璃的積種類很多,但主要有
PVB膠片夾層玻璃、以固相水合硅酸鈉膨脹層為防火中間層的防
火玻璃、以EN膠片為中間層的一步法(無需用
高壓釜)夾層玻璃。真空一步法夾層玻璃不僅可生產(chǎn)普通
安全玻璃,而且可生產(chǎn)帶飾物的裝飾夾層玻璃。較近中國耀華玻璃集團(tuán)公司還研制出光改變包裝飾夾層
玻璃。
貼膜玻璃:貼膜玻璃是在平板玻璃表面貼一種多層的聚酯膜,以改善玻璃的性能和強(qiáng)度,使其具有
保溫、隔熱、防爆、防紫外線、美化外觀、安全等功能。目前主要用于汽車和建筑
門窗、隔斷頂棚等。
貼膜玻璃是美國在30年代末研究出來的,較早用于宇航局。我國從1993年開始使用進(jìn)口安全貼膜玻
璃,主要用在銀行、珠寶店櫥窗的運(yùn)鈔車。
目前國內(nèi)尚不能生產(chǎn)
玻璃膜,仍依賴進(jìn)口。
貼膜玻璃根據(jù)不同的膜材,要產(chǎn)生不同的效果。比如,不同顏色、光致變色、導(dǎo)電、加溫等等。
2.改變平板玻璃的幾何形狀。
眾所周知,平板玻璃一般是平整光滑的,但在使用中,人們往往需要一些具有弧度或曲面的玻璃。
這就需要改變平板玻璃的幾何形狀。目前主要產(chǎn)品有圓弧彎曲玻璃、玻璃果盤、玻璃鍋蓋等,但他們
的成型機(jī)理大致相同。
圓弧彎曲玻璃:也稱為
熱彎玻璃、弧彎玻璃,屬于玻璃二次升加熱接近軟化溫度時(shí),按要求,經(jīng)壓
彎變形而成。按彎曲程序又分為淺彎和深彎。淺彎多用于建筑裝潢、汽車、船舶擋風(fēng)玻璃、玻璃家俱裝
飾系列(如電視柜、茶幾)等;而深彎可廣泛用于臥式冷柜、陳列柜臺、觀光電梯走廊、玻璃頂棚、觀
賞水族箱等。如果在熱彎的同時(shí)進(jìn)行鋼化處理就是熱彎鋼化玻璃,玻璃鍋蓋屬于此類。現(xiàn)在一些弧形玻
璃幕墻為了保證其安全性,多采用熱彎鋼化玻璃。
玻璃果盤則是在彎曲的同時(shí),將彩釉或貼花燒結(jié)在玻璃上,它是熱彎玻璃和
彩釉玻璃結(jié)合的產(chǎn)物。
3.玻璃表面處理。
玻璃表面處理包括兩個(gè)方面:一方是豐富玻璃表面,即利用物理或化學(xué)方式在玻璃表面上制作出不
同的花紋和圖案;另一方面是對玻璃表面進(jìn)行涂鍍處理。
磨光玻璃:在浮法玻璃產(chǎn)生之前,一些玻璃需要磨光才能達(dá)到兩個(gè)表面呈完全平行的目的。磨光玻
璃就是用金鋼砂、硅砂等磨料對普通平板玻璃或壓延玻璃的兩個(gè)表面進(jìn)行研磨使之平坦以后,再用紅粉、
氧化錫及毛氈進(jìn)行拋光。
1958年我國自行設(shè)計(jì)制造的靠前臺往復(fù)式磨光機(jī)在上海耀華玻璃廠建成,以適應(yīng)鋼化、夾層玻璃對
玻璃表面平整度的要求。1970年洛陽玻璃廠從德國引進(jìn)了一套與其壓延生產(chǎn)線配套的單面連續(xù)磨光機(jī)組。
浮法玻璃的誕生取代了磨光玻璃。
彩繪玻璃:彩繪玻璃又稱為繪畫玻璃,是一種可為門窗提供色彩藝術(shù)透光的材料。一般是用特殊釉彩
在玻璃上繪制圖形后經(jīng)過烤燒制作而成,或在玻璃上貼花燒制而成,制作方法有點(diǎn)象陶瓷。
噴砂玻璃和蝕刻玻璃:是用7~7kg/m2的高壓空氣將金鋼砂等微粒噴吹到玻璃表面,使玻璃表面產(chǎn)生
砂痕,它可以雕蝕出線條、文字以及各種圖案,不需加工的部位用橡膠、紙等材料做為保護(hù)膜遮蓋起來。
如果在噴砂玻璃(全部噴砂)的基礎(chǔ)上,再進(jìn)行浸酸燒結(jié),就會得到毛面蝕刻玻璃,也叫冰花玻璃。
彩色釉面玻璃:彩色釉面玻璃是在平板玻璃的一個(gè)側(cè)面燒結(jié)上無機(jī)顏料,并經(jīng)過熱處理后制成的一種
不透明的
彩色玻璃。根據(jù)不同的顏料,可生產(chǎn)出不同色彩效果的釉面玻璃。單一色彩可用于門窗,多彩的
彩釉玻璃(又叫花崗巖玻璃或大理石玻璃)可用于建筑內(nèi)外墻或地面。
雕刻玻璃:人類很早就開始采用手工方法在玻璃上刻出美麗的圖案,現(xiàn)已采用電腦數(shù)控技術(shù)自動刻花
機(jī)加工各種場所用高等
裝飾玻璃。
以上是玻璃表面處理的靠前方面,即利用物理或化學(xué)的方式改變表面的光澤或繪制圖案。玻璃表面處
理的第二方面就是:以平板玻璃為基板在其表層施加一層或多層金屬或非金屬材料,被覆層使原來玻璃表
面的性以質(zhì)改變的表面涂膜改性技術(shù)。
鍍膜玻離:自1835年出現(xiàn)手工鍍銀制鏡方法之后,20世紀(jì)相繼發(fā)明了各種物理的真空噴涂、磁控濺射
等)、化學(xué)的(水解沉積、熱解沉積等)或物理——化學(xué)的鍍膜方法,六七十年代開始產(chǎn)業(yè)化,八九十年
代迅速發(fā)展,現(xiàn)已可制造出數(shù)十種各具特色功能的加工制品。如鍍銀、鍍
鋁、鍍硅的鏡面玻璃、熱反射膜
鍍膜玻璃、低輻射鍍膜玻璃、防紫外線鍍膜玻璃、防電磁膜鍍膜玻璃、防水鍍膜玻璃、光致變電、電致變
色調(diào)光玻璃、自動滅菌玻璃、自潔凈玻璃等。我國目前擁有各類鍍膜生產(chǎn)線300余條,形成年生產(chǎn)能力近
億平方米。其中鏡面4500萬平方米,建筑、車輛鍍膜5000萬平方米,顯示器用ITO膜300萬平方米。
4.增加隔熱隔音功能。
眾所周知,建筑物的門窗是保溫隔熱、節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié),普通單層玻璃窗的傳統(tǒng)系數(shù)為6.0w/M2·k,
為了滿足人們對窗玻璃的隔熱、隔音的需求,
中空玻璃應(yīng)運(yùn)而生。隨后便發(fā)展出充氣中空玻璃和
真空玻璃。
中空玻璃:是由兩塊或多塊玻璃板組成的玻璃板之間有隔熱、隔音的空隙。中空玻璃自50年代初形成機(jī)
械化小批量生產(chǎn)以來,發(fā)展非常迅速,在經(jīng)濟(jì)發(fā)在賓國家已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,除用于建筑業(yè)外,還用于
車船工業(yè)和電冰箱。中空玻璃的空隙較初是干燥的空氣,目前多用熱效率比空氣低的其他氣體制造中空玻
璃。原片也從單一的普通平板玻璃發(fā)展為深加工玻璃,其隔框也從空腹薄鋁型材發(fā)展為橡膠隔熱條等。
我國1964年開始用手工方法小批量生產(chǎn)。80年代以來,我國從國外引進(jìn)
中空玻璃生產(chǎn)線近70條,再加國產(chǎn)
生產(chǎn)線和手工生產(chǎn)線約240多條,年生產(chǎn)能力為1000多萬平方米。
真空玻璃:自1893年保溫?zé)崴繂柺酪詠,就一直有人研究能否將此技術(shù)用在玻璃上,但直到1994年
才由華裔學(xué)者唐健正教授與悉尼大學(xué)科林斯公司優(yōu)選獲得此項(xiàng)技術(shù)使用權(quán),至今已有數(shù)條生產(chǎn)線。我國尚
無生產(chǎn)此產(chǎn)品的企業(yè)。
二、我國加工玻璃的發(fā)展方向
平板玻離深加工的產(chǎn)品品種繁多,但基本包括以下內(nèi)容:機(jī)械產(chǎn)品(磨光玻璃、噴砂或
磨砂玻璃、噴
花玻璃、雕刻玻璃),熱處理產(chǎn)品(鋼化玻璃、半鋼化玻璃、彎曲玻璃、釉面玻璃、彩繪玻璃),化學(xué)處
理產(chǎn)品(化學(xué)鋼化玻璃、毛面蝕刻玻璃、朦砂玻璃、光面蝕刻玻璃),鍍膜玻璃(吸熱玻璃、熱反射玻璃、
電磁屏蔽玻璃、防水玻璃、玻璃
鋁鏡、玻璃
銀鏡),中空玻璃(普通中空玻璃、真空玻璃、充氣中空玻璃),
夾層玻璃(PVB膜片夾層玻璃、EN膠片夾層玻璃、飾物夾層玻璃、防彈玻璃、防盜玻璃、
防火玻璃等),貼
膜玻璃(防彈玻璃、鐳射玻璃、遮陽絕熱玻璃、貼花玻璃),著色玻璃(輻射著色玻璃、擴(kuò)散著色玻璃),
特殊技術(shù)加工玻璃(激光刻花玻璃、電子束加工玻璃、光致變色玻璃、電致變色玻璃、殺菌玻璃、自潔凈
玻璃、防霉除臭玻璃)。由此可見,平板玻璃深加工不只是利用單一的技術(shù)和方法進(jìn)行生產(chǎn),而是多種技
術(shù)綜合的方法生產(chǎn),其產(chǎn)品的應(yīng)用也更趨復(fù)合性。比如夾層——中空玻璃。但筆者認(rèn)為其主要方向是:
1.鍍膜玻璃的涂層材料開發(fā):
制造鍍膜玻璃的方法大致有以下幾種:真空濺射法、化學(xué)沉積法、真空蒸鍍法、凝膠浸鍍法、化學(xué)鍍
銀法和噴涂法、離子鍍膜法等。受不同涂層材料及厚度、層數(shù)的影響,可獲得不同顏色不同功能的陽光控
制玻璃、低輻射鍍膜玻璃、
玻璃鏡和導(dǎo)電膜玻璃等眾多產(chǎn)品。我國除制鏡外,其他鍍膜玻璃生產(chǎn)的時(shí)間較
晚,其技術(shù)與國外相比有很大的差距,尤其是在涂層材料開發(fā)研究方面的差距就更大,尚未形成規(guī)模的專
業(yè)產(chǎn)品研究。隨著人們對鍍膜玻璃多種功能的需求,新的涂層材料開始就必須要求鍍膜玻璃生產(chǎn)企業(yè)與冶
金業(yè)、化工業(yè)聯(lián)合,發(fā)明出一批更具特征功能的涂層材料。比如涂TiO2薄膜的玻璃可在陽光照射下進(jìn)行光
催化,降解大氣中由于工業(yè)廢氣、汽車尾氣和室內(nèi)裝飾材料放射的甲醛等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系污染的以及積聚在玻璃表面
的食用油、焦油等液態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物,舒緩和殺死環(huán)境中的微生物,而且還呈超親水性,對水完全潤濕,可以隔
離玻璃表面與吸附的灰塵、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物,在外界風(fēng)力、雨水和水沖洗等外力和吸附物自重的推動下,灰塵和油
漬自動從玻璃表面剝離,達(dá)到去污和自潔的要求。涂TiO2薄膜的這種自潔(防污)玻璃,可用于建筑物的
門、窗、外墻,廚房和衛(wèi)生間的內(nèi)墻、門、窗及衛(wèi)生潔具,特別適用于醫(yī)院和公共設(shè)施的門、窗及內(nèi)墻等
場合?傊,新的涂層材料的開發(fā)研究無疑是新型鍍膜玻璃的關(guān)鍵。
2.夾層玻璃片及貼膜玻璃膜片的開發(fā)。
PVB膜自20世紀(jì)30年代問世以來,一直是汽車和飛機(jī)幾擋玻璃的優(yōu)良中間層材料。PVB膜片具有特殊的
性能;它與無機(jī)玻璃有很好的粘結(jié)力,膜片的光學(xué)指標(biāo)很好,透光率達(dá)到90%以上;它的耐熱性、耐寒性、
抗沖擊性和舒緩老化性能都很好;它是折光系數(shù)和玻璃幾乎一樣。至目前為止,還沒有其他材料能夠取代它。
但由于用PVB膜片生產(chǎn)夾層玻璃需用高壓釜,生產(chǎn)工藝較復(fù)雜,所以1997年日本積水化學(xué)工業(yè)株式會社,
初次在中國展示了非高壓釜夾層玻璃樣品,即EN膜夾層玻璃。這種夾層玻璃主要用于建筑物和裝飾夾層玻璃,
目前我國也已開發(fā)出夾層玻璃膜片,但是質(zhì)量尚待提高改進(jìn)。貼膜玻璃用的玻璃膜片我國尚待提高改進(jìn)。貼
膜玻璃用的玻璃膜片我國尚未不能生產(chǎn),亟持開發(fā)研究?傊,這些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料膠合膜的開發(fā)應(yīng)由玻璃行業(yè)
與化工等行業(yè)共同聯(lián)合開發(fā)。
3.各種玻璃合理組合開發(fā)新品種
產(chǎn)品不限于一種功能、而是將多種功能結(jié)合起來,即通過多種功能的玻璃合理組合,從而得到較有效
利用資源,滿足不同需求的新產(chǎn)品。如鍍膜(Low-E膜)中空玻璃兼有遮陽、保暖和裝飾功能,比普通中空
玻璃節(jié)約能源18%;又如將涂光催化降解薄膜的隔音、清理霜露功能,還具有降解污的的“自潔”功能。再
如將絲網(wǎng)印花和鋼化結(jié)合起來,制成絲網(wǎng)印花鋼化玻璃;將玻璃鏡表面鍍膜通電加熱或防水膜而生產(chǎn)的防
霧玻璃鏡等。在組合中要有打破,要采取逆向思維,要善于學(xué)會利用玻璃自身的缺點(diǎn)。比如,利用鋼化玻
璃炸裂時(shí)會形成均勻的顆粒的特點(diǎn),生產(chǎn)的夾層碎花玻璃時(shí),就有一種朦朧、破碎的美感,此產(chǎn)品已婚應(yīng)
用于豪華賓館、商店等高雅場所的門窗及隔斷。
總之,在我國深加工玻璃的生產(chǎn)工藝相對較成熟的條件下,應(yīng)加大對與玻璃相結(jié)合或復(fù)合作的改性材
料的開發(fā)研究,從而使深加工玻璃產(chǎn)品向多功能復(fù)合型、自然環(huán)境型和智能型方向發(fā)展。