浮法玻璃防霉系统论

   宝斯特（深圳）新材料有限公司   欧亚军

   浮法玻璃在储存过程中受到大气的侵蚀，表面出现发霉现象（俗称“风化），每年造成的损失不计其数。并且随着玻璃深加工的进一步发展，深加工的要求越来越高，相应地对原片表面性能要求也越来越高，这种损失还有进一步加大的可能。而很多人认为，浮法玻璃原片的防霉工作只是属于生产冷端的责任，其实这是一种非常片面的观点。浮法玻璃的防霉工作应该贯穿于整个生产流程，从最初的料方设计到最终的冷端包装以及库区储存、运输整个流程都应该高度重视。要想真正减少玻璃的发霉现象，应该从全局的高度出发，充分认识到其重要性，以系统论的观点着手进行玻璃防霉工作。

   一、从玻璃料方设计就应该考虑尽可能降低发霉的概率：

     平常我们探讨玻璃的侵蚀机理，主要是通过侵蚀介质对玻璃的物理化学作用进行研究，常遇到的侵蚀介质主要包括水、大气及各种酸、碱、盐的水溶液，它们对玻璃的侵蚀作用，首先都是通过水对玻璃表面的作用。平时在实际生产中碰到的玻璃发霉主要是空气中的水蒸气对玻璃的侵蚀，这种过程开始于水蒸气中的H⁺ 和玻璃中的碱金属离子R⁺ 的离子交换，而后进行水化、中和反应。其反应可用下式表示：

           ［O₃Si］—O—Na⁺  +  H₂O ［O₃Si］—OH  +  NaOH

           ［O₃Si］—OH  +  H₂O Si(OH)₄

            Si(OH)₄  + NaOH ［Si(OH)₃O］ +  H₂O

     而在上述过程中，如果NaOH 过多，残留在玻璃表面，则表现为碱对玻璃的侵蚀。我们都知道，玻璃一般不耐碱，因为，碱对玻璃的侵蚀是通过OH- 离子破坏硅氧骨架，使SiO₂溶解在溶液中，对玻璃的基本结构造成致命性的破坏^[1]。

     在实际使用中，以及相关的试验证明，超白玻璃比普通浮法玻璃更加容易发霉，其主要原因就是碱金属离子R⁺ 含量高,相对普通浮法玻璃高出8.8%左右。

普通和超白浮法、超白压延玻璃成分^[2]

     所以在设计玻璃配方的时候应该尽可能降低钠离子等碱金属氧化物的含量。另外，适当提高Al₂O₃含量（例如引入长石作为原料），可以形成[AlO₄]，从而大大提高玻璃的化学稳定性^[3]。但我们都知道，Al₂O₃是难溶物，从熔化的角度讲，这是很不利的。因此，根据本公司生产线的特征和客户群市场定位，设计适当合理的配方是对整个防霉工作起到基础性的作用。

   二、玻璃的熔制和退火过程对化学稳定性有一定的影响：融化越充分，退火时间越长，退火温度越高，玻璃表面越致密紧凑，相应的化学稳定性也高，自然发霉的概率就降低。在实际生产中，薄玻璃比厚玻璃更加容易发霉，就是这个道理。

   三、冷端的防霉措施：由于上面的两项措施都属于玻璃生产中的热端，需要综合考虑其他因素，无法在生产中随意调整，因此，冷端的防霉工作就显得相当关键。首先是选择合适的防霉介质，目前主要有离子交换法、夹衬防霉纸法、喷洒防霉粉（液）法三种防霉方法。其中离子交换法由于成本和工艺的限制，国内除SYP和AGC等少数外资生产线使用外，国产线目前还没有厂家使用；夹衬防霉纸法由于历史和使用习惯的原因，中西部地区部分厂家仍在使用，但由于成本和国家产业政策影响等因素，也在逐步被淘汰；喷洒防霉粉（液）法已经成为浮法玻璃防霉的主流和发展趋势。事实上，其中的喷涂防霉液法，由于液体可以覆盖到整个玻璃板面的每一个细小的地方，理论上防霉效果应该优于防霉粉而受到市场的肯定，但可能是由于需要增加一套设备，并且防霉粉的防霉效果可以满足大部分厂家的要求，目前国内绝大部分都是采用防霉粉法。（对于环境条件较差、玻璃储存时间较长和质量要求较高的一些情况，建议采用防霉粉和防霉液双重保护措施）。因此选择合适的防霉粉就显得至关重要。在众多的防霉粉性能指标中，防霉效果是应该首先重点需要考虑的。而事实上并非如此，由于受到玻璃畅销以及这个指标无法具体量化等因素影响，厂家在选择防霉粉时往往并没有重点关注。在《玻璃用防发霉材料》的行业标准里面是这样规定的：夹垫有防霉材料的玻璃试样开始发霉的时间T2必须不小于2T1（ T1是指未夹垫任何材料的玻璃试样开始发霉的时间）。实验方法是在湿度85%（±2%），温度60℃（±2℃）的恒温恒湿箱中进行同等条件下的对比。一方面，应该说这个门槛是比较低，绝大部分防霉粉都可以满足，另一方面，很多浮法玻璃厂家没有这个试验条件。因此，多数厂家首先考虑的是流动性等对使用时比较关键的指标。而只有当玻璃市场不景气，储存时间较长的时候才可以分清孰优孰劣。其次，玻璃储存和运输过程中的防潮也十分重要。一旦玻璃被雨淋湿或受潮，以及在梅雨季节，其发霉的概率就会大大提高。存储时间也是一个重要因素，众所周知，任何防霉措施都只是延缓和减轻玻璃的防霉，储存时间越长，发霉的可能性也越大。因此，销售部门在具体销售是应该采取“先进先出”的原则，首先将生产时间靠前的玻璃销售。最后，根据下游客户的具体使用要求采取针对性措施。其实，从微观的角度看，玻璃的发霉是无法避免的，只是程度的轻重不同而已，关键是用在什么地方。例如一般的发霉玻璃用在门窗等建筑上完全是可以满足要求的，轻微的发霉用于普通钢化、夹层等深加工也不会构成很大影响。对发霉最敏感的是镀镜、镀膜和电子玻璃等高档客户，即使是极轻微的发霉也无法接受。

   因此，要想真正减少玻璃发霉造成的损失，每个员工，上至总经理，下至生产部门各个工段的每一个工人，甚至运输车队的司机和下游客户，都要充分重视，并采取相应的措施，才可以将损失降到最低。  

参考资料：

[1]：最新玻璃与玻璃制品生产工艺及质量检验规范全书

[2]：《建筑玻璃与工业玻璃》2010年第5期

[3]：最新玻璃与玻璃制品生产工艺及质量检验规范全书