及处理方案
Analysis and Solve solutions of Bubble and Unglued of Automobile Laminated Glass
辛崇飞
信义玻璃控股有限企业技术中心广东虎门523935
摘要: 本文针对汽车夹层玻璃生产过程中出现常见缺点如高压气泡、脱胶, 从生产过程各个步骤着手分析, 探讨了多种影响高压气泡、脱胶原因, 并提出了对应工艺处理方案和生产防范方法。
Abstract: The affect factors of the defects of automobile laminated glass, such as bubble& unglued, are analyzed and discussed in this paper. Also solve solutions to the problems are suggested based on the processing of laminated glass.
关键词: 汽车夹层玻璃高压气泡脱胶
Key words: automobile laminated glass; bubble; unglued
1、序言
至末, 中国民用汽车保有量达成5697万辆, 其中私人汽车保有量3534万辆[1]。自起, 中国替换日本成为仅次于美国世界第二大新车消费市场。中国同时还是仅次于日本和美国世界第三大汽车生产国。汽车工业飞速发展也带动了整条产业链迅猛发展, 汽车零配件如汽车玻璃需求急剧增大使得汽车玻璃制造厂商发展机遇空前。不过现在市场竞争也异常猛烈, 受油价高企、人民币升值、劳动力成本增加等原因综合影响, 制造业面临着严峻考验和挑战。这就要求我们必需提升我们产品成品率, 愈加好地控制生产成本。
夹层玻璃是在两片或多片玻璃之间, 嵌夹透明有机胶片, 经加热、加压、粘合而成复合玻璃制品。在汽车夹层玻璃缺点中, 高压气泡、脱胶是一直困扰技术人员关键难题。有时夹层玻璃一次高压成品率很低, 高压出来玻璃边部出现大量气泡, 尤其是多雨季节, 该
问题会愈加严重, 厂商通常采取在玻璃周围夹夹子方法二次返压来处理。数次返压既增加了生产成本, 降低了生产效率, 又会引发售后很多投诉。二次返压后消除气泡极易复发, 即使当初玻璃算是合格了, 但经过仓储、运输等步骤, 气泡、脱胶、破碎会再次出现, 不能从根本上处理问题。本文针对以上问题, 从汽车夹层玻璃生产过程各个步骤着手分析, 深入浅出探讨了影响高压气泡、脱胶各钟原因, 并提出了对应处理方案和防范方法。
2、高压气泡产生原因及处理方法
图1为汽车夹层玻璃生产工艺步骤图, 从热弯到高压每一个工序, 不妥操作方法及工艺控制方法都有可能造成气泡产生, 下面逐一进行分析。
图1 汽车夹层玻璃工艺步骤图
2.1热弯成型影响
热弯是汽车玻璃夹层工艺关键工序之一, 是指把切割好尺寸大小玻璃, 放置在依据弯曲弧度设计模具上, 再放入加热炉中, 加热到软化温度使玻璃软化, 玻璃依靠自重沉入底部模具中与弯曲底模形状吻合, 然后退火, 即可制成热弯玻璃。为避免热弯时两片玻璃粘在一起, 通常会在玻璃上均匀地铺上一层隔离粉, 如硅粉、滑石粉等。该工序直接影响到前挡玻璃球面和光学性能, 总得来说, 要求整个炉内温度平衡, 玻璃受热均匀, 模具必需是完整无损, 无变形、表面光滑、周围顺畅。假如在成型时, 若是在玻璃加热到软化点周围温度时, 外片玻璃比内片软化快, 或者说在退火过程中内片与外片之间反弹出现反向, 那么就轻易造成两片玻璃型面不吻合, 局部间隙大, 即通常所说“未烧实”或“中空”现象。致使胶合层PVB无法填补空隙, 从而出现气泡、脱胶现象, 甚至是高压时玻璃压裂。所以, 采取适宜内外片玻璃颜、厚度搭配, 合理
汽车玻璃设置加热及退火温度制度, 预防内外片之间产生较大间隙, 是降低潜在高压气泡产生一个方法。
2.2合片过程操作及控制
合片是将PVB与内外片玻璃叠放在一起过程, 该过程大多是靠人工完成, 清粉、合片过程各个步骤操作规范性都直接影响到产品质量。
2.2.1清粉
合片之前必需进行清粉, 现在关键有三种方法: 去离子水清洗、无水酒精擦拭和无纺布擦拭。用水洗时, 尤其是球面较深产品, 海绵筒吸水不够充足, 玻璃角部等局部区域残留水分较多, 合片前未充足挥发残余水汽进入到合片后夹层中, 就留下了潜在气泡隐患, 含水率过高PVB粘结性能大幅下降, 而造成高压气泡或脱胶。酒精擦拭则通常因为酒精纯度不够高, 杂质含量高, 擦过玻璃后在玻璃表面形成一层雾状膜, 含有不明物质可使造成局部PVB粘结力减弱或产生气泡、脱胶现象。无纺布干擦即使不轻易直接造成气泡产生, 但处理不妥易造成隔离粉局部堆积, 产生粉点等缺点。该过程务必保持清粉后玻璃表面干燥、洁净。
2.2.2合片过程影响原因
合片是把内外片玻璃和PVB叠放在一起过程, 合片时需检验两片玻璃外观质量, 合格后在第一片玻璃上铺
胶片, 胶片必需自然铺平, 不能拉伸。然后放上另一片玻璃, 放时注意两片玻璃上下对齐, 叠差不超出标准要求割去四面多出胶片, 这时应注意割胶片刀片应有一定倾斜度, 使四面均留有1～2mm宽胶片。操作过程中, 工作人员要避免直接用裸手接触PVB, 因手上携带汗渍等含盐分物质会污染接触位置PVB或在玻璃上留下指纹, 会降低PVB 粘结性能, 成品后玻璃在该位置以及边角部位易出现密集微小气泡。在操作中, 作业人员应佩戴PVB指套或者戴胶手套, 避免手与PVB直接接触, 降低汗渍等杂质引入, 保持PVB与玻璃洁净, 降低气泡产生。
严格控制合片室中温度、湿度、 PVB含水率0.3～0.6%。合片室空气应保持清洁无尘, 地面和设备表面手擦无尘。合片室要求空气正压, 避免灰尘进入合片室。若合片室周围密封环境控制不好, 外部环境水分会侵入到存放PVB胶片中, 含水率超标易引发PVB与玻璃粘结能力下降, 出现气泡等缺点。
2.3预热预压工序（IKU）影响与控制
合片后, 套上真空环即可在预压机（IKU、 IK）上进行真空处理, 以除去玻璃和胶片之间空气, 使高压时不会残留空气而生成气泡, 同时使玻璃和胶片初片粘合在一起, 方便高压时, 各层之间不致产生错动现象, 且水分不会再渗透叠片玻璃内部。在封边前必需完全排气, 假如开始封边, 深入排气是不可能。为了确保完全排除空气和紧随高质量封边, 关键工艺原因是: a、在放入真空环前夹层玻璃表面温度; b、开始时真空环温度; c、加热前抽真空时间; d、最终夹层玻璃温度。
南方夏季气温较高, 玻璃在IKU下片时温度普遍偏高, 通常在90℃以上。又是多雨季节, 空气湿度可达成80～95％左右, PVB吸水率与温度、空气湿度是成正比, 高温高湿环境中, 暴露在空气中PVB边部就极易吸收水分, 高压后出现边部微小气泡现象。该季节气泡发生率极高, 能够采取合适延长热抽时间、降低玻璃下片温度等方法, 可显著降低气泡等缺点产生。
2.4 高压釜高压前后影响与控制[2]
高压周期循环是夹层玻璃生产过程最终一步。经过预热预压处理夹层玻璃需要高压釜处理, 通常来说高压釜都是间歇式, 处理一釜玻璃需要4小时左右。在高温高压下, 胶片开始流动使胶片与玻璃之间紧密结合, 同时溶解和分解残留空气, 充足发挥夹层玻璃性能。因PVB吸收水分速率正比于玻璃温度、空气湿度、时间, 为降低IKU后夹层玻璃半成品吸水率, 能够采取降低IKU下片温度, 优化生产步骤缩短半成品进釜前等候时间或采取愈加快速高压釜, 都有利于降低气泡产生。
成功高压釜周期循环依靠: 不许可高压空气侵入夹层边部, 达成胶片流动特征, 溶解夹层中残余空气。高压釜工艺过程通常分为升温升压阶段、恒温恒压阶段、降温降压阶段。要得到高品质夹层产品, 还需要从高压各个阶段严加控制。
升温升压阶段控制: 在升温升压阶段, 依据不一样结构组合夹层玻璃对应调整合理工艺参数, 温度从室温升到最终平衡温度, 压力从正常大气压升到最终平衡压力。假如玻璃在高压以前封边很好, 增压速率并不
关键。假如封边玻璃质量通常, 增压速率控制一定要慢, 以避免空气侵入, 能够经过延迟增压直到温度大约80-95℃之间, 能够辅助玻璃封边。慢慢增压必需三个方面结合, 也就是说三个阶段升压。同时每个阶段最少保温保压5分钟以上,
这一保温阶段能够克服封边不足, 但不能依靠她修复质量很差封边, 造成空气侵入夹层玻璃中间, 在先升温后升压情况下, 封边质量很差会造成胶片移位和收缩情况, 不管怎样升压过程不能太慢或过于延长时间。假如这么伴随温度升高, 夹层玻璃中残留空气会形成她自己压力, 会产生气泡或造成边部张开。
保温保压阶段控制: 这一将段是为促进胶片流动特征, 达成夹层玻璃粘结最好性能。保温保压中, 时间和温度是最关键原因, 其次是压力, 经典压力控制范围是10-14bar, 印黑边玻璃和没印黑边玻璃相差2-4℃, 温度最少应是135℃, 最好温度是控制在135-140℃, 保温保压时间为30-60分钟, 假如是较低温度, 保温保压时间要延长。
降温降压阶段控制: 该过程, 冷却速度和冷却时间由高压釜冷却功率和夹层玻璃数量多少来决定, 和升温阶段一样, 空气温度和胶片真实温度之间存在滞后时间。在保温保压阶段后, 此时保持有压力是为了避免形成气泡, 尤其是边部或边部周围。假如压力释放时高压釜温度过高, 溶解在PVB气泡出现反弹而析出会造成边部产生微细气泡。在压力释放时, 监视釜内温度, 通常应在50℃以下, 假如冷却速度非常快或玻璃较厚, 压力释放延迟到40℃左右。
3、脱胶问题
脱胶也是夹层玻璃高压后常常出现一个缺点, 引发脱胶原因较多, 我们在下文做了逐一分析, 并提出了控制方法。
3.1热弯玻璃间吻合度不好
热弯后内外两片玻璃吻合度不好, 出现中空、叠差、弯曲度不吻合等, 尤其是角部张口是脱胶关键原因之一。吻合度偏差、角部张口, 在合片高压胶合后胶临时能够填充空隙, 但冷却后该部位会产生张应力, 当应力超出了胶片拉伸极限时出现脱胶现象。吻合度偏差是因为玻璃弯曲或内外烧错位产生, 我们能够经过靠模检验热弯吻合度是否错在偏差、错位、翘角、角部张口等缺点。在玻璃热抽后, 角部假如有显著间隙, 使用夹子强制性压制粘结在一起, 会使胶片局部边薄, 后期极易出现脱胶。处理方法就是控制好热弯工序, 采取适宜工艺制度, 烧制出球面吻合度好玻璃。
3.2胶片粘结强度低
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