汽車夾層玻璃高壓氣泡、脫膠原因分析及處理方案AnalysisandSolvesolutionsofBubbleandUngluedofAutomobileLaminatedGlass辛崇飛信義玻璃控股有限企業(yè)技術(shù)中心廣東虎門523935摘要:本文針對汽車夾層玻璃生產(chǎn)過程中出現(xiàn)常見缺點如高壓氣泡、脫膠,從生產(chǎn)過程各個步驟著手分析,探討了多種影響高壓氣泡、脫膠原因,并提出了對應(yīng)工藝處理方案和生產(chǎn)防范方法。Abstract:Theaffectfactorsofthedefectsofautomobilelaminatedglass,suchasbubble&unglued,areanalyzedanddiscussedinthispaper.Alsosolvesolutionstotheproblemsaresuggestedbasedontheprocessingoflaminatedglass.關(guān)鍵詞:汽車夾層玻璃高壓氣泡脫膠Keywords:automobilelaminatedglass;bubble;unglued1、序言至末,中國民用汽車保有量達(dá)成5697萬輛,其中私人汽車保有量3534萬輛[1]。自起,中國替換日本成為僅次于美國世界第二大新車消費市場。中國同時還是僅次于日本和美國世界第三大汽車生產(chǎn)國。汽車工業(yè)飛速發(fā)展也帶動了整條產(chǎn)業(yè)鏈迅猛發(fā)展,汽車零配件如汽車玻璃需求急劇增大使得汽車玻璃制造廠商發(fā)展機(jī)遇空前。不過現(xiàn)在市場競爭也異常猛烈,受油價高企、人民幣升值、勞動力成本增加等原因綜合影響,制造業(yè)面臨著嚴(yán)峻考驗和挑戰(zhàn)。這就要求我們必需提升我們產(chǎn)品成品率,愈加好地控制生產(chǎn)成本。夾層玻璃是在兩片或多片玻璃之間,嵌夾透明有機(jī)膠片,經(jīng)加熱、加壓、粘合而成復(fù)合玻璃制品。在汽車夾層玻璃缺點中,高壓氣泡、脫膠是一直困擾技術(shù)人員關(guān)鍵難題。有時夾層玻璃一次高壓成品率很低,高壓出來玻璃邊部出現(xiàn)大量氣泡,尤其是多雨季節(jié),該問題會愈加嚴(yán)重,廠商通常采取在玻璃周圍夾夾子方法二次返壓來處理。數(shù)次返壓既增加了生產(chǎn)成本,降低了生產(chǎn)效率,又會引發(fā)售后很多投訴。二次返壓后消除氣泡極易復(fù)發(fā),即使當(dāng)初玻璃算是合格了,但經(jīng)過倉儲、運輸?shù)炔襟E,氣泡、脫膠、破碎會再次出現(xiàn),不能從根本上處理問題。本文針對以上問題,從汽車夾層玻璃生產(chǎn)過程各個步驟著手分析,深入淺出探討了影響高壓氣泡、脫膠各鐘原因,并提出了對應(yīng)處理方案和防范方法。2、高壓氣泡產(chǎn)生原因及處理方法圖1為汽車夾層玻璃生產(chǎn)工藝步驟圖,從熱彎到高壓每一個工序,不妥操作方法及工藝控制方法都有可能造成氣泡產(chǎn)生,下面逐一進(jìn)行分析。原片原片切、磨、洗印刷/烘干噴粉/配片熱彎高壓清粉/干躁合片預(yù)熱/預(yù)壓檢驗/包裝圖1汽車夾層玻璃工藝步驟圖2.1熱彎成型影響熱彎是汽車玻璃夾層工藝關(guān)鍵工序之一,是指把切割好尺寸大小玻璃,放置在依據(jù)彎曲弧度設(shè)計模具上,再放入加熱爐中,加熱到軟化溫度使玻璃軟化,玻璃依靠自重沉入底部模具中與彎曲底模形狀吻合,然后退火,即可制成熱彎玻璃。為避免熱彎時兩片玻璃粘在一起,通常會在玻璃上均勻地鋪上一層隔離粉,如硅粉、滑石粉等。該工序直接影響到前擋玻璃球面和光學(xué)性能,總得來說,要求整個爐內(nèi)溫度平衡,玻璃受熱均勻,模具必需是完整無損,無變形、表面光滑、周圍順暢。假如在成型時,若是在玻璃加熱到軟化點周圍溫度時,外片玻璃比內(nèi)片軟化快,或者說在退火過程中內(nèi)片與外片之間反彈出現(xiàn)反向,那么就輕易造成兩片玻璃型面不吻合,局部間隙大,即通常所說“未燒實”或“中空”現(xiàn)象。致使膠合層PVB無法填補空隙,從而出現(xiàn)氣泡、脫膠現(xiàn)象,甚至是高壓時玻璃壓裂。所以,采取適宜內(nèi)外片玻璃顏色、厚度搭配,合理設(shè)置加熱及退火溫度制度,預(yù)防內(nèi)外片之間產(chǎn)生較大間隙,是降低潛在高壓氣泡產(chǎn)生一個方法。2.2合片過程操作及控制合片是將PVB與內(nèi)外片玻璃疊放在一起過程,該過程大多是靠人工完成,清粉、合片過程各個步驟操作規(guī)范性都直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。2.2.1清粉合片之前必需進(jìn)行清粉,現(xiàn)在關(guān)鍵有三種方法:去離子水清洗、無水酒精擦拭和無紡布擦拭。用水洗時,尤其是球面較深產(chǎn)品,海綿筒吸水不夠充足,玻璃角部等局部區(qū)域殘留水分較多,合片前未充足揮發(fā)殘余水汽進(jìn)入到合片后夾層中,就留下了潛在氣泡隱患,含水率過高PVB粘結(jié)性能大幅下降,而造成高壓氣泡或脫膠。酒精擦拭則通常因為酒精純度不夠高,雜質(zhì)含量高,擦過玻璃后在玻璃表面形成一層霧狀膜,含有不明物質(zhì)可使造成局部PVB粘結(jié)力減弱或產(chǎn)生氣泡、脫膠現(xiàn)象。無紡布干擦即使不輕易直接造成氣泡產(chǎn)生,但處理不妥易造成隔離粉局部堆積,產(chǎn)生粉點等缺點。該過程務(wù)必保持清粉后玻璃表面干燥、潔凈。2.2.2合片過程影響原因合片是把內(nèi)外片玻璃和PVB疊放在一起過程,合片時需檢驗兩片玻璃外觀質(zhì)量,合格后在第一片玻璃上鋪膠片,膠片必需自然鋪平,不能拉伸。然后放上另一片玻璃,放時注意兩片玻璃上下對齊,疊差不超出標(biāo)準(zhǔn)要求割去四面多出膠片,這時應(yīng)注意割膠片刀片應(yīng)有一定傾斜度,使四面均留有1～2mm寬膠片。操作過程中,工作人員要避免直接用裸手接觸PVB,因手上攜帶汗?jié)n等含鹽分物質(zhì)會污染接觸位置PVB或在玻璃上留下指紋,會降低PVB粘結(jié)性能,成品后玻璃在該位置以及邊角部位易出現(xiàn)密集微小氣泡。在操作中,作業(yè)人員應(yīng)佩戴PVB指套或者戴膠手套,避免手與PVB直接接觸,降低汗?jié)n等雜質(zhì)引入,保持PVB與玻璃潔凈,降低氣泡產(chǎn)生。嚴(yán)格控制合片室中溫度、濕度、PVB含水率0.3～0.6%。合片室空氣應(yīng)保持清潔無塵,地面和設(shè)備表面手擦無塵。合片室要求空氣正壓,避免灰塵進(jìn)入合片室。若合片室周圍密封環(huán)境控制不好,外部環(huán)境水分會侵入到存放PVB膠片中,含水率超標(biāo)易引發(fā)PVB與玻璃粘結(jié)能力下降,出現(xiàn)氣泡等缺點。2.3預(yù)熱預(yù)壓工序（IKU）影響與控制合片后,套上真空環(huán)即可在預(yù)壓機(jī)（IKU、IK）上進(jìn)行真空處理,以除去玻璃和膠片之間空氣,使高壓時不會殘留空氣而生成氣泡,同時使玻璃和膠片初片粘合在一起,方便高壓時,各層之間不致產(chǎn)生錯動現(xiàn)象,且水分不會再滲透疊片玻璃內(nèi)部。在封邊前必需完全排氣,假如開始封邊,深入排氣是不可能。為了確保完全排除空氣和緊隨高質(zhì)量封邊,關(guān)鍵工藝原因是:a、在放入真空環(huán)前夾層玻璃表面溫度;b、開始時真空環(huán)溫度;c、加熱前抽真空時間;d、最終夾層玻璃溫度。南方夏季氣溫較高,玻璃在IKU下片時溫度普遍偏高,通常在90℃以上。又是多雨季節(jié),空氣濕度可達(dá)成80～95％左右,PVB吸水率與溫度、空氣濕度是成正比,高溫高濕環(huán)境中,暴露在空氣中PVB邊部就極易吸收水分,高壓后出現(xiàn)邊部微小氣泡現(xiàn)象。該季節(jié)氣泡發(fā)生率極高,能夠采取合適延長熱抽時間、降低玻璃下片溫度等方法,可顯著降低氣泡2.4高壓釜高壓前后影響與控制[2]高壓周期循環(huán)是夾層玻璃生產(chǎn)過程最終一步。經(jīng)過預(yù)熱預(yù)壓處理夾層玻璃需要高壓釜處理,通常來說高壓釜都是間歇式,處理一釜玻璃需要4小時左右。在高溫高壓下,膠片開始流動使膠片與玻璃之間緊密結(jié)合,同時溶解和分解殘留空氣,充足發(fā)揮夾層玻璃性能。因PVB吸收水分速率正比于玻璃溫度、空氣濕度、時間,為降低IKU后夾層玻璃半成品吸水率,能夠采取降低IKU下片溫度,優(yōu)化生產(chǎn)步驟縮短半成品進(jìn)釜前等候時間或采取愈加快速高壓釜,都有利于降低氣泡產(chǎn)生。成功高壓釜周期循環(huán)依靠:不許可高壓空氣侵入夾層邊部,達(dá)成膠片流動特征,溶解夾層中殘余空氣。高壓釜工藝過程通常分為升溫升壓階段、恒溫恒壓階段、降溫降壓階段。要得到高品質(zhì)夾層產(chǎn)品,還需要從高壓各個階段嚴(yán)加控制。升溫升壓階段控制:在升溫升壓階段,依據(jù)不一樣結(jié)構(gòu)組合夾層玻璃對應(yīng)調(diào)整合理工藝參數(shù),溫度從室溫升到最終平衡溫度,壓力從正常大氣壓升到最終平衡壓力。假如玻璃在高壓以前封邊很好,增壓速率并不關(guān)鍵。假如封邊玻璃質(zhì)量通常,增壓速率控制一定要慢,以避免空氣侵入,能夠經(jīng)過延遲增壓直到溫度大約80-95℃之間,能夠輔助玻璃封邊。慢慢增壓必需三個方面結(jié)合,也就是說三個階段升壓。同時每個階段最少保溫保壓5分鐘以上,這一保溫階段能夠克服封邊不足,但不能依靠她修復(fù)質(zhì)量很差封邊,造成空氣侵入夾層玻璃中間,在先升溫后升壓情況下,封邊質(zhì)量很差會造成膠片移位和收縮情況,不管怎樣升壓過程不能太慢或過于延長時間。假如這么伴隨溫度升高,夾層玻璃中殘留空氣會形成她自己壓力,會產(chǎn)生氣泡或造成邊部張保溫保壓階段控制:這一將段是為促進(jìn)膠片流動特征,達(dá)成夾層玻璃粘結(jié)最好性能。保溫保壓中,時間和溫度是最關(guān)鍵原因,其次是壓力,經(jīng)典壓力控制范圍是10-14bar,印黑邊玻璃和沒印黑邊玻璃相差2-4℃,溫度最少應(yīng)是135℃,最好溫度是控制在135-140℃,保溫保壓時間為30-6降溫降壓階段控制:該過程,冷卻速度和冷卻時間由高壓釜冷卻功率和夾層玻璃數(shù)量多少來決定,和升溫階段一樣,空氣溫度和膠片真實溫度之間存在滯后時間。在保溫保壓階段后,此時保持有壓力是為了避免形成氣泡,尤其是邊部或邊部周圍。假如壓力釋放時高壓釜溫度過高,溶解在PVB氣泡出現(xiàn)反彈而析出會造成邊部產(chǎn)生微細(xì)氣泡。在壓力釋放時,監(jiān)視釜內(nèi)溫度,通常應(yīng)在50℃以下,假如冷卻速度非?？旎虿Ａл^厚,壓力釋放延遲到40℃3、脫膠問題脫膠也是夾層玻璃高壓后常常出現(xiàn)一個缺點,引發(fā)脫膠原因較多,我們在下文做了逐一分析,并提出了控制方法。3.1熱彎玻璃間吻合度不好熱彎后內(nèi)外兩片玻璃吻合度不好,出現(xiàn)中空、疊差、彎曲度不吻合等,尤其是角部張口是脫膠關(guān)鍵原因之一。吻合度偏差、角部張口,在合片高壓膠合后膠臨時能夠填充空隙,但冷卻后該部位會產(chǎn)生張應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超出了膠片拉伸極限時出現(xiàn)脫膠現(xiàn)象。吻合度偏差是因為玻璃彎曲或內(nèi)外燒錯位產(chǎn)生,我們能夠經(jīng)過靠模檢驗熱彎吻合度是否錯在偏差、錯位、翹角、角部張口等缺點。在玻璃熱抽后,角部假如有顯著間隙,使用夾子強(qiáng)制性壓制粘結(jié)在一起,會使膠片局部邊薄,后期極易出現(xiàn)脫膠。處理方法就是控制好熱彎工序,采取適宜工藝制度,燒制出球面吻合度好玻璃。3.2膠片粘結(jié)強(qiáng)度低假如膠片粘結(jié)強(qiáng)度低,那么對抗拉伸應(yīng)力能力也會很低。影響粘結(jié)強(qiáng)度原因有PVB材質(zhì)、含水率、玻璃粘結(jié)面、玻璃潔凈程度等。我們能夠經(jīng)過采取優(yōu)質(zhì)PVB膠片、嚴(yán)格控制PVB含水率等方法來提升粘結(jié)能力。邊部脫膠,也就是邊部粘結(jié)強(qiáng)度可能低于中間部位,應(yīng)檢驗?zāi)z片邊部含水率。另外,玻璃兩個面與PVB粘結(jié)強(qiáng)度亦不相同,通常來說,空氣面與PVB粘結(jié)強(qiáng)度要高于錫面與PVB粘結(jié)強(qiáng)度。故夾層玻璃能夠采取TAAT（T:錫面,A:空氣面）合片次序。3.3膠合層雜質(zhì)、油污污染等膠合層雜質(zhì)、油污污染等,這里關(guān)鍵有合片過程中時手接觸引發(fā)污染,如汗?jié)n、粉塵;原材料有油質(zhì)物、油污、隔離粉、洗滌劑等污染。這些污染會大大降低污染處PVB粘結(jié)強(qiáng)度甚至降低至零,根本不能抵御任何拉應(yīng)力。防范方法就是做好現(xiàn)場5S管理,盡最大可能控制污染源,從工藝制度上制訂文件,規(guī)范操作。3.4膠片變薄膠片變薄,關(guān)鍵因為高壓溫度過高、強(qiáng)力夾子大量采取,隔離物使用不妥、修邊方法不妥等引發(fā)。一次高壓不成功,而采取強(qiáng)力夾子等夾持玻璃,數(shù)次返壓,在高溫下PVB產(chǎn)生流動,局部壓力致使邊部受力處膠片擠出。當(dāng)高壓后除去隔離物,該部位膠片變薄,引發(fā)局部張應(yīng)力,就輕易在后期產(chǎn)生脫膠現(xiàn)象。當(dāng)然,引發(fā)脫膠原因并不是孤立存在,往往是相互聯(lián)絡(luò)、相互影響,如邊部開口,吻合度不好,一次高壓不成功,就采取強(qiáng)力夾子夾持玻璃,數(shù)次返壓,致使該處膠片更薄,更難填充空隙,引發(fā)局部張應(yīng)力加強(qiáng),造成脫膠預(yù)演愈烈。要想從根本上處理脫膠現(xiàn)象,需要全方位加強(qiáng)質(zhì)量控制和過程工藝控制。4、小結(jié)在汽車前風(fēng)擋夾層玻璃生產(chǎn)過程中,影響高壓氣泡、脫膠等缺點原因很多,其產(chǎn)生不僅僅是由IKU預(yù)熱預(yù)壓參數(shù)以及高壓釜溫度壓力曲線二者不妥而引發(fā),而是與從預(yù)處理