玻璃二次制品的分类及应用

玻璃二次制品的分类及应用

玻璃二次加工，即深度玻璃。它是由平板玻璃制成的。根据使用要求，采用不同的加工工艺制备具有特定功能的玻璃产品。近年来,人们生活水平的不断提高,对这些玻璃制品的装饰提出了更高的要求,陈设饰品受到越来越多人的关注,其中很大一部分的工艺品是用玻璃制造。1玻璃的用途及用途玻璃简单分类主要分为普通平板玻璃和特种玻璃。平板玻璃按成形方法主要分为三种:即引上法平板玻璃(分有槽和无槽两种)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。浮法玻璃由于厚度均匀、上下表面平整,再加上劳动生产率高及利于管理等,成为玻璃制造方式的主流。普通平板玻璃有以下的分类:3~4厘玻璃(mm在日常中也称为厘),通常所说的3厘玻璃,就是指厚度3mm的玻璃,这种规格的玻璃主要用于画框表面;5~6厘玻璃,主要用于外墙窗户、门扇等小面积透光造型;7~9厘玻璃,主要用于室内屏风等较大面积但又有框架保护的造型之中;9~10厘玻璃,可用于室内大面积隔断、栏杆等装修项目;11~12厘玻璃,可用于地弹簧玻璃门和一些人流较大的隔断之中;15厘以上玻璃,一般市面上销售较少,往往需要订货,主要用于较大面积的地弹簧玻璃门、外墙整块玻璃墙面。玻璃制品种类繁多,在日常生活中经常接触到,例如玻璃餐具、酒瓶、花瓶等,还有家居装潢用的平板玻璃壁画、门窗玻璃、隔间屏风玻璃及玻璃类艺术品,这些玻璃制品与人们的生活密切相关。建筑玻璃应用在有可能发生与人体碰撞的场合,如玻璃门、玻璃隔墙、玻璃栏板、落地窗、浴室用玻璃、幼儿园和医院玻璃隔断等,有可能发生破碎片坠落的场合,如屋顶斜面窗、天窗、吊顶、玻璃天棚、透视窗等,在距地面5m以上时强调只允许采用夹胶安全玻璃;水下使用的玻璃由于承受水的压力,要求较高的安全系数,一般采用钢化夹层玻璃;高层建筑的门窗和玻璃幕墙,在风、地震和其他偶然因素作用下可能发生高空坠落,因此大量采用夹胶安全玻璃;用不同色彩和具有特殊功能的中间膜生产的夹层玻璃具有丰富的色彩,美化建筑物的外观,同时对太阳光的辐射具有一定的控制作用。2平板玻璃加工产品的品种和功能相对于一次玻璃制品而言,深加工玻璃主要品种及功能如下。2.1大型玻璃幕墙用玻璃提高玻璃强度的主要途径是在玻璃表面形成压应力层。安全玻璃包括钢化玻璃、夹层玻璃和贴膜玻璃三大类。(1)钢化玻璃:其强度是普通平板玻璃的3~5倍。钢化玻璃分为物理钢化玻璃和化学钢化玻璃两种。我国现拥有150多家汽车、建筑及家用钢化玻璃生产企业,各类钢化玻璃生产线250多条,年生产能力7000万m2。近几年来,人们为了改变钢化玻璃炸裂时碎片过小的现象,研制出一种叫热增强玻璃(半钢化玻璃)的新型产品。由于该产品不易自爆,更适用于大型玻璃幕墙。(2)夹层玻璃:它是由两片或两片以上的玻璃用合成树脂粘结在一起而制成的一种安全玻璃。当它破损时碎片不会飞散。夹层玻璃生产有干法和湿法两种形式,干法生产是主流。目前我国拥有夹层玻璃生产线150条,年生产能力为1500万m2。夹层玻璃的种类很多,主要有PVB胶片夹层玻璃、以固相水合硅酸钠膨胀层为防火中间层的防火玻璃、以EN胶片为中间层的真空一步法(无需用高压釜)夹层玻璃。真空一步法夹层玻璃不仅可生产普通安全玻璃,而且可生产带饰物的装饰夹层玻璃。最近中国耀华玻璃集团公司还研制出光致变色装饰夹层玻璃。(3)贴膜玻璃:是在平板玻璃表面贴上一种多层的聚酯膜,以改善玻璃的性能和强度,使其具有保温、隔热、防爆、防紫外线、美化外观、安全等功能。目前主要用于汽车和建筑门窗、隔断顶棚等。贴膜玻璃是美国在20世纪30年代末研制出来的,最早用于宇航局。我国从1993年开始使用进口安全贴膜玻璃,主要用在银行、珠宝店橱窗和运钞车。目前国内尚不能生产玻璃膜,仍依赖进口。贴膜玻璃根据不同的膜材,可产生不同的效果,比如不同颜色、光致变色、导电、加温等。安全玻璃是我国玻璃加工的主流产品,随着汽车业的发展,车用安全玻璃(夹层、钢化)产销量猛增,内销出口两旺。随着各大城市相继出台有关建筑物使用安全玻璃的法规,品种繁多的建筑安全玻璃纷纷登台。同时,由于建筑物消防的需要,防火玻璃市场发展空间巨大,据预测,今后5~10年内,有关防火、隔热、隔声的复合型安全玻璃市场需求将超过30万m2。2.2通过设置不同材料的玻璃表面处理平板玻璃一般是平整光滑的,但在使用中,人们往往需要一些具有弧度或曲面的玻璃。这就需要改变平板玻璃的几何形状。目前主要产品有圆弧弯曲玻璃、玻璃果盘、玻璃锅盖等,它们的成型机理大致相同。圆弧弯曲玻璃,也称为热弯玻璃、弧弯玻璃,是玻璃二次升温至接近软化温度时,按需用要求,经压弯变形而成。按弯曲程度又分为浅弯和深弯,浅弯多用于建筑装潢、汽车、船舶挡风玻璃、玻璃家具装饰系列等;深弯广泛用于卧式冷柜、陈列柜台、观光电梯、走廊、玻璃顶棚、观赏水族箱等。如果在热弯的同时进行钢化处理就是热弯钢化玻璃,玻璃锅盖属于此类。现在一些弧形玻璃幕墙为了保证其安全性,多采用热弯钢化玻璃。玻璃果盘是在弯曲的同时,将彩釉或贴花烧结在玻璃上,它是热弯玻璃和彩釉玻璃结合的产物。玻璃表面处理包括两个方面,一方面是丰富玻璃表面,即利用物理或化学方式在玻璃表面上制作出不同的花纹和图案;另一方面是对玻璃表面进行涂镀处理。(1)磨光玻璃:在浮法玻璃产生之前,一些玻璃需要磨光才能达到两个表面呈完全平行。磨光玻璃就是用金刚砂、硅砂等磨料对普通平板玻璃或压延玻璃的两个表面进行研磨,使之平坦,再用红粉、氧化锡及毛毡进行抛光。(2)彩绘玻璃:又称为绘画玻璃,可为门窗提供色彩艺术的透光材料。一般是用特殊釉彩在玻璃上绘制图形后经过烤烧制作而成,或在玻璃上贴花烧制而成,制作方法有点像陶瓷。(3)喷砂玻璃和蚀刻玻璃:是用0.4~0.7MPa的高压空气将金刚砂等微粒喷吹到玻璃表面,使玻璃表面产生砂痕,它可以雕蚀出线条、文字以及各种图案,不需加工的部位用橡胶、纸等材料作为保护膜遮盖起来。如果在喷砂玻璃(全部喷砂)的基础上,再进行浸酸烧结,就会得到毛面蚀刻玻璃,也叫冰花玻璃。(4)彩色釉面玻璃:它是在平板玻璃的一个侧面烧结上无机颜料,再经过热处理后制成的一种不透明的彩色玻璃。根据不同的颜料,可生产出不同色彩效果的釉面玻璃。单一色彩可用于门窗,多彩的彩釉玻璃(又叫花岗岩玻璃或大理石玻璃)可用于建筑内外墙或地面。(5)雕刻玻璃:人类很早就开始采用手工方法在玻璃上刻出美丽的图案,现已采用电脑数控技术自动刻花机加工各种场所用高档装饰玻璃。以上是玻璃表面处理的第一方面,即利用物理或化学的方式改变表面的光泽或绘制图案。玻璃表面处理的第二方面是以平板玻璃为基板,在其表层施加一层或多层金属或非金属材料被覆层,使原来玻璃表面的性质改变的表面涂膜改性技术。(6)镀膜玻璃:是在玻璃的一个或两个表面上,用物理或化学的方法镀上金属或金属氧化物薄膜而制成的玻璃深加工制品。不同的膜层颜色和对光线的反射率不同,使得用镀膜玻璃装饰的建筑物晶莹辉煌。热反射镀膜玻璃可以控制阳光的入射,减少空调能耗,而低辐射镀膜玻璃可限制室内热量向外辐射散失,在寒冷地区有显著的节能效果。自从出现手工镀银制镜方法之后,20世纪相继发明了各种物理的(真空喷涂、磁控溅射等)、化学的(水解沉积、热解沉积等)或物理—化学的镀膜方法,并开始产业化和迅速发展,现已制造出数十种各具特色功能的加工制品,如镀银、镀铝、镀硅的镜面玻璃、热反射镀膜玻璃、低辐射镀膜玻璃、防紫外线镀膜玻璃、防电磁镀膜玻璃、防水镀膜玻璃、光致变色、电致变色调光玻璃、自动灭菌玻璃、自洁净玻璃等。我国目前拥有各类镀膜生产线300余条,形成年生产能力近1亿m2,其中镜面4500万m2,建筑、车辆镀膜5000万m2,显示器用ITO膜300万m2。2.3中空玻璃板图2建筑物的门窗是保温、隔热、节能的薄弱环节,普通单层玻璃窗的传热系数为6.0W/m2·K。为了满足人们对窗玻璃的隔热、隔音的需求,中空玻璃应运而生。随之便发展出充气中空玻璃和真空玻璃。(1)中空玻璃:由两块或多块玻璃板组成,玻璃板之间有隔热、隔音的空隙。中空玻璃自20世纪50年代初形成机械化小批量生产以来,发展非常迅速,在经济发达国家已得到广泛的应用,除用于建筑物外,还用于车船和电冰箱。中空玻璃的空隙最初是干燥的空气,目前多用传热系数比空气低的其他气体。其隔框也从空腹薄铝型材发展为橡胶隔热条等。20世纪80年代以来,我国从国外引进中空玻璃生产线近70条,再加上国产生产线和手工生产线240多条,年生产能力逾1000万m2。(2)真空玻璃:自1893年保温热水瓶问世以来,就一直有人研究将真空技术用在玻璃上,直到1994年才由华裔学者唐健正教授与悉尼大学科林斯教授在制造和应用上取得突破。1995年底日本板玻璃公司首先获得此项技术使用权,至今已有数条生产线。2.4玻璃玻璃非织造材料中的装饰方向发展低辐射Low-E镀膜玻璃作为一种高效节能产品,应用于建筑、交通、轻工(制冷)等领域,2010年其市场需求达500万m2。随着我国全面建设小康社会战略的实施,玻璃加工正朝着信息功能、节能、安全、环保、新型装饰的方向发展。节能玻璃市场热销的品种主要有热反射玻璃、吸热玻璃、低辐射Low-E镀膜玻璃、阳光控制膜玻璃、中空玻璃。正在研发或推广并有可能被广泛应用的产品有真空玻璃、Low-E镀膜中空玻璃、超吸热玻璃、光致变色玻璃等。Low-E镀膜中空玻璃将是节能玻璃的亮点。信息功能玻璃主要有CD玻璃(玻璃光盘)、HD-MD玻璃(PC用玻璃磁盘)、STN(超扭曲向列型)液晶显示玻璃、PDP等离子显示板、ELD场致发光显示板、VFD真空荧光显示板、TCD热致变色调光玻璃、DPS微粒子分极配向玻璃、BM彩色滤光玻璃等。目前,尤为俏销的是液晶显示玻璃,随着高清晰数字电视的普及,液晶显示玻璃市场需求还会迅猛上升。2.5幕墙玻璃的种类典型产品是自洁净玻璃,可广泛应用于医院门窗、器具的玻璃盖板、高档建筑物室内卫生间整容镜、汽车玻璃以及高层建筑物的幕墙玻璃等,目前研发成功的产品有TiO2光催化自洁净玻璃。电磁屏蔽玻璃也是一种新型环保玻璃,随着全球电子信息产业的发展,电磁波的干扰和污染日趋严重,该产品不仅可以抗电磁波、抗静电污染,而且可以用于电子信息保密。太阳能发电玻璃技术已经成熟,在建筑物等领域的应用前景可观。3国内市场概况在现代社会中,到处都可以看到玻璃深加工制品:宾馆、饭店的玻璃幕墙、弧形玻璃窗、汽车风挡玻璃、地铁车厢窗玻璃等,虽然其种类、性能、用途各不相同,但它们都是用平板玻璃加工制成的,都属于玻璃深加工制品。近半个世纪以来,玻璃艺术设计以前所未有的深度和广度渗透到人们的生活中。在造型上运用不同种类的玻璃及制作工艺的手法大大超过玻璃发展史上的任何时期。其中,作为玻璃造型艺术领域一个重要分支的平面艺术玻璃,在当代玻璃艺术设计领域大放异彩,成为艺术家和设计师进行艺术创造的独特媒介。钢化玻璃(又称安全玻璃)是使用最普遍的玻璃深加工制品。中国加工玻璃以安全玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃、装饰玻璃四大类玻璃占据主要市场,现今加工率仅18%。目前,全国加工安全玻璃的企业300余家,平均年产值24亿元以上,乡镇集体、私营企业占80%,只有50%的企业通过安全认证,自动化、机械化生产能力只占60%。钢化、夹层玻璃产销居领先地位,每年均有可观出口,但高档、大型、特种产品仍需每年进口。国内加工玻璃骨干企业有118家,年产值达43亿元。我国汽车用安全玻璃2000年为500万m2,到2010年上升到1200万m2以上;汽车用区域钢化、平钢化、弯钢化玻璃2010年我国市场需求量超过7723万m2,我国今后的安全玻璃市场前景一路看好。在线、离线镀膜玻璃仅汽车及建筑装饰业用,1998年上升为1945万m2,每年仍以10%~16%上升。但从1999年开始,普通镀膜玻璃销量下降,国外节能的Low-E玻璃开始逐步进入中国市场,引发了国内“南玻”、上海“阳光”、山东“青岛”等离线镀膜玻璃启动。这是入世之后中国镀膜玻璃业大力开发Low-E玻璃抢占市场的良好契机。Low-E玻璃市场潜力巨大,尤其2008年奥运会场馆及全国相关建筑需求量剧增,它集节能、透光、环保于一身;我国“南玻”、上海“阳光”,目前仅离线Low-E玻璃月产量平均达上万平方米,均销往中空加工玻璃市场及出口;加之国际市场需求量上升,2015年国际市场需求Low-E玻璃将突破10亿m2,这将大大拉动中国镀膜玻璃市场及提高Low-E玻璃生产商的投资热情。目前国内电子信息产业飞速发展,对平面显示用超薄(镀制ITO膜)玻璃市场需求十分强劲,并正以每年20%的速度递增,2010年,电子工业信息产业部对镀制ITO膜等超薄玻璃需求量高达1600万m2。再加上国内医用和工业仪表、钟表等方面用超薄玻璃,这个数字还要大得多。为此,专家们认为优质浮法玻璃(含超薄、超白、超厚品种)在加工玻璃中将占极其重要的地位。随着国家对节能产品推广的重视,2010年实际上国内中空玻璃市场的需求量超过2100万m2(含出口),中空玻璃产品的市场应用已经进入了飞速发展的时期。市场需求的扩大,带动了相关材料和配套设备、生产技术的发展。据不完全统计,全国有引进的成套中空玻璃生产线约150条,国内制造的简单设备约400台(套)。从单道密封的铝条法到双封铝条法和弯管技术的应用及新型胶条法中空玻璃的引进应用,极大地促进了中空玻璃产品技术的发展,提高了产品的质量,使中空玻璃产品市场健康地向前发展。但也应该清醒地看到,在市场发展的过程中,应高度重视新产品开发,尤其是集节能、透明、环保于一身的绿色建材——低辐射(Low-E)中空玻璃的开发、生产推广及销售。4玻璃工业结构调整技术我国平板玻离深加工的产品品种繁多,但基本包括以下内容:机械化产品(磨光玻璃、喷砂或磨砂玻璃、喷花玻璃、雕刻玻璃),热处理产品(钢化玻璃、半钢化玻璃、弯曲玻璃、釉面玻璃、彩绘玻璃),化学处理产品(化学钢化玻璃、毛面蚀刻玻璃、蒙砂玻璃、光面蚀刻玻璃),镀膜玻璃(吸热玻璃、热反射玻璃、电磁屏蔽玻璃、憎水玻璃、玻璃铝镜、玻璃银镜),空腔玻璃(普通中空玻璃、真空玻璃、充气中空玻璃),夹层玻璃(PVB膜片夹层玻璃、EN胶片夹层玻璃、饰物夹层玻璃、防弹玻璃、防盗玻璃、防火玻璃等),贴膜玻璃(防弹玻璃、镭射玻璃、遮阳绝热玻璃、贴花玻璃),着色玻璃(辐射着色玻璃、扩散着色玻璃),特殊技术加工玻璃(激光刻花玻璃、电子束加工玻璃、光致变色玻璃、电致变色玻璃、自洁净玻璃、防霉除臭玻璃)。由此可见,平板玻璃深加工不只是利用单一的技术和方法进行生产,而是多种技术综合的方法生产,其产品的应用也更趋复合性。“十二五”期间,在玻璃工业结构调整思想的指导下,我国平板玻璃工业将以提升洛阳浮法技术,发展优质浮法玻璃生产线,发展超薄、超白玻璃,发展太阳能玻璃等新品种为主线,全面提升、发展玻璃工业技术与装备水平。根据市场需求和政策导向,企业应该根据自身条件和所处环境,选择适当的玻璃深加工产品发展方向。4.1薄膜玻璃的其它研究制造镀膜玻璃的方法大致有以下几种:真空溅射法、化学沉积法、真空蒸镀法、凝胶浸镀法、化学镀银法、喷涂法和离子镀膜法等。不同涂层材料及厚度、层数,可获得不同颜色不同功能的阳光控制玻璃、低辐射膜玻璃、玻璃镜和导电膜玻璃等众多产品。我国除制镜外,其他镀膜玻璃生产的时间较晚,其技术与国外相比有很大的差距,尤其是在涂层材料开发研究方面的差距就更大,尚未形成规模的专业产品研究。随着人们对镀膜玻璃多种功能的需求,要求镀膜玻璃生产企业必须与冶金业、化工业联合,研发出一批更具特征功能的涂层材料。比如涂TiO2薄膜的玻璃可在阳光照射下进行光催化,降解大气中由于工业废气、汽车尾气和室内装饰材料放出的甲醛等有机污染物以及积聚在玻璃表面的食用油、焦油等有机物,抑制环境中的微生物,而且还呈超亲水性,对水完全润湿,可以隔离玻璃表面与吸附的灰尘、有机物,在外界风力、雨水和水冲洗等外力和吸附物自重的推动下,灰尘和油渍自动从玻璃表面剥离,达到去污和自洁的要求。新的涂层材料的开发研究无疑是新型镀膜玻璃的关键。4.2薄膜玻璃复合薄膜PVB膜自20世纪30年代问世以来,一直是汽车和飞机风挡玻璃的优良中间层材料。PVB膜片与无机玻璃有很好的粘结力,膜片的光学指标很好,它的折光系数和玻璃几乎一样,透光率达到90%以上;它的耐热性、耐寒性、抗冲击性和抗老化性能都很好,至目前为止,还没有其他材料能够取代它。但用PVB膜片生产夹层玻璃需用高压釜,生产工艺较复杂。1997年日本积水化学工业株式会社首次在中国展示了非高压釜夹层玻璃样品,即EN膜夹层玻璃。这种夹层玻璃主要用于建筑物和装饰夹层玻璃。贴膜玻璃用的玻璃膜片我国尚不能生产,亟持开发研究。这些有机材料胶合膜的开发应由玻璃行业与化工等行业共同联合开发。4.3玻璃节约和复合产品不限于一种功能,而是将多种功能结合起来,即通过多种功能的玻璃合理组合,从而得到最有效利用资源,满足不同需求的新产品。如镀膜(Low-E膜)中空玻璃兼有遮阳、保暖和装饰功能,比普通中空玻璃节约能源18%。又如