Glasbeläggningar
Glasbeläggningar
Eftersom det är en tidskrävande och omfattande process att ändra den grundläggande sammansättningen i en glasugn för att framställa genomfärgat glas, skapas modifierade egenskaper hos klart floatglas genom ytbeläggningar som appliceras antingen direkt i tillverkningsprocessen (on-line) eller i ett senare skede (off-line).
Off-line-beläggningar
Eftersom det är en tidskrävande och omfattande process att ändra den grundläggande sammansättningen i en glasugn för att framställa genomfärgat glas, skapas modifierade egenskaper hos klart floatglas genom ytbeläggningar som appliceras antingen direkt i tillverkningsprocessen (on-line) eller i ett senare skede (off-line).
Off-line-beläggningar är de som appliceras på individuella glasrutor efter att glaset har tillverkats och skurits till. Applicering av beläggningar genom att doppa rutor i kemiska lösningar, följt av torkning och bränning, eller genom förångning av metaller på glasytor under vakuum, har varit känt i många år. Under det senaste decenniet har dock applicering genom magnetronsputtring av material hamnat i förgrunden.
Denna process kan ge ett brett utbud av beläggningar med olika färger, reflektans och termiska egenskaper. Vid magnetronsputtring görs materialet som ska sputtras till katod i en elektrisk krets med en spänning på 500 volt.
Off-line-beläggning avser en process som kallas ”sputtring” eller ”Physical Vapour Deposition” (PVD), där atomer från ett målmaterial (target) avlägsnas genom fysisk påverkan av argonjoner och sputtras på ett glassubstrat.
Processen kräver en miljö med högvakuum, ungefär en miljarddel av normalt atmosfärstryck, och måste därför utföras i en tryckbehållare – en så kallad coater.
Detta görs för att de utkastade atomerna ska kunna nå glassubstratet utan att träffa luftmolekyler och därmed styras bort. Den tillförda argongasen bildar ett glimurladdningsplasma om en hög negativ spänning läggs på målmaterialet, som då fungerar som en katod. Positiva argonjoner (som har avgett en del av sina elektroner till ett delokaliserat moln i plasmat) dras till den negativa katoden och träffar den med avsevärd kraft. Detta resulterar i att atomer från målmaterialet kastas ut och byggs upp på substratet nedanför när de rekondenserar och bildar en tunn film. Magneter krävs också för att innesluta plasmat ovanför målmaterialet för att upprätthålla processen.
Sputtringsprocessen möjliggör exakt kontroll av filmtjockleken genom att spänningen på målmaterialet varieras för att ändra beläggningshastigheten.
Glasrutor i storlekar upp till 6000 mm x 3210 mm (jumbo-storlek) kan beläggas, med en kapacitet på ungefär en ruta per minut. Ett stort antal olika material kan sputtras – såväl rena metaller som metallegeringar eller keramer (vanligtvis en metall i kombination med antingen syre eller kväve) – förutsatt att de är någorlunda ledande och inte magnetiska. Metaller kan även sputtras i en atmosfär som innehåller syre- eller kvävgas tillsammans med standardgasen argon, vilket resulterar i att en metalloxid respektive en metallnitrid bildas på glassubstratet.
Genom att låta glaset passera under flera katoder i följd kan ”stackar” (skiktstrukturer) av flera olika material byggas upp under en och samma genomgång. Den exakta strukturen på den färdiga filmen avgörs av vilken funktion den ska uppfylla.
Ett brett urval av belagda glasprodukter finns tillgängliga för att möta kundernas behov. Egenskaper hos den belagda produkten, såsom ljustransmission, g-värde eller färg, kan styras genom att justera tjockleken på de olika skikten i stacken. Sputtrat belagt glas lämpar sig för många användningsområden; det kan användas i isolerglasrutor eller i laminerat glas. Det kan levereras som härdbart, glödgat (floatglas) eller som en ”single stock”-beläggning allt efter behov. Aktiv forskning och utveckling pågår ständigt inom detta område för att hålla våra sputtrade beläggningar i teknikens framkant och för att upprätthålla vår förmåga att möta framtida kundkrav.
On-line-beläggningar
On-line-modifieringar görs medan glaset är varmt och fortfarande befinner sig i kylugnen. Dessa kan fortfarande betraktas som basprodukter, och begränsningar för format och toleranser liknar de som gäller för klart floatglas.
Ytbeläggningar, antingen i solskyddssyfte eller för minskad emissivitet (en egenskap som förbättrar värmeisoleringen), kallas pyrolytiska beläggningar eftersom de i regel appliceras på det varma glaset under dess passage genom kylugnen. De innebär termisk nedbrytning av gaser, vätskor eller pulver som sprutas på glaset för att bilda ett metalloxidskikt som smälter samman med ytan.
On-line-beläggningar har fördelar vad gäller hårdhet och hållbarhet jämfört med off-line-beläggningar och är lämpliga för bockning och härdning. De tenderar dock att ha ett mer begränsat urval av färger.
Dielektriska beläggningar
Utbudet av prestandaegenskaper som kan uppnås med metalliska beläggningar är begränsat på grund av det beläggningstjocklek som krävs. Användningen av dielektriska beläggningar, som ger interferenseffekter, möjliggör högre ljustransmission med ökad selektivitet; även urvalet av färger ökar.
Maxmåtten för belagt glas beror på de olika produktionsanläggningarna, och tillverkarens dokumentation bör därför konsulteras.
Det är inte möjligt att härda eller bocka de flesta typer av off-line-belagt glas; sådant arbete måste utföras före beläggningen. Det är dock möjligt att kombinera beläggningar i isolerglas och laminerade produkter.