heroal 2018 Banner C50VSZ 750x150 PL mit-Rahmen1 

baner szklo budowlane

 

20190820-BANNIERE-HALIO-750x100-1D-PL

 

wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019

 LiSEC SS Konfig 480x120

 

budma 2020 - 480x120

 

Emisyjność a szkła powlekane niskoemisyjne Część 3 Zastosowania
Data dodania: 11.02.14

 

Ze względu na możliwość stosowania różnorodnych kombinacji podłoży szklanych zarówno bezbarwnych, jak i barwnych oraz powłok o różnym zabarwieniu i charakterystykach optycznych, oferta rynkowa szkieł z powłokami jest szczególnie bogata i stwarza szerokie możliwości doboru oszkleń do charakteru budynku i potrzeb użytkowników.

 

Szkła z powłokami niskoemisyjnymi, oprócz budownictwa, mają też wiele innych zastosowań, m.in. w motoryzacji (szyby anty-mgielne, anty-oblodzeniowe, grzejne i poprawiające komfort termiczny), w przemyśle rolnym (cieplarnie), w zaawansowanych oszkleniach oraz urządzeniach elektronicznych, optoelektronicznych i fotowoltaicznych.

 

 

Roczna światowa produkcja szkła płaskiego już w 2010 roku osiągnęła ok. 60 mln ton sześciennych i według przewidywań, światowe zapotrzebowanie na szkło płaskie będzie wzrastać w tempie ok. 5,3- 5,5% na rok, z czego ok. 4,8% ma stanowić szkło przetworzone.

 

Obecnie kraje europejskie, Chiny i USA, dostarczają ok. 76% produkcji szkła płaskiego. Głównymi producentami są wielkie koncerny światowe, jak Pilkington, Saint-Gobain, AGC, GUARDIAN oraz PPG, które dostarczają szkło i produkty jego przetwórstwa do przeszło 130 krajów.

 

Szacuje się, że w całości produkcji szkła płaskiego, szkło na oszklenia w budownictwie stanowi ok. 70%, pozostałe ilości przypadają na szyby samochodowe (ok. 10%) oraz meblarstwo, urządzenia AGD i inne zastosowania wewnętrzne (ok. 20%) [1,2].

 

 

Wprowadzenie

Intensywny rozwój produkcji i przetwórstwa szkła płaskiego umożliwiła metoda float, wynaleziona w 1952 r. przez sir Alastaira Pilkingtona. Metoda ta, wkrótce po wdrożeniu przemysłowym sprowadziła do niszowego poziomu tradycyjne metody produkcji szkła, polegające na ciągnieniu pionowym (metody Fourcaulta i Pittsburgh) [3].

 

Obecnie szkło dla potrzeb budownictwa i przemysłu motoryzacyjnego produkowane jest praktycznie całkowicie metodą float, która bez dodatkowej obróbki zapewnia wysoką jakość optyczną, spełniająca wymogi zarówno dla oszkleń, jak i dalszego przetwórstwa, w tym powlekania, produkcji luster i szyb dla środków transportu. Dzięki dużej szybkości formowania taśmy szkła, jest to też metoda najbardziej ekonomiczna, co umożliwiło powszechne stosowanie szkła float w budownictwie i motoryzacji.

 

Przetwórstwo szkła float rozwijane jest pod kątem nowoczesnych wyrobów i zastosowań Dotyczy to zwłaszcza szkieł z różnego rodzaju powłokami dla budownictwa i oszkleń o zaawansowanych funkcjach, w tym elementów konstrukcyjnych ze szkła i na bazie szkła (np. szyby zespolone, fasady całoszklane, szkło klejone, podłoża i pokrycia szklane dla energetyki słonecznej i urządzeń fotowoltaicznych, itp.) [7].

 

Możliwości poddawania szkła powlekanego operacjom przetwórczym, takim jak hartowanie termiczne, gięcie i klejenie zależą od odporności powłoki, która wynika z metody otrzymywania powłoki.

 

Przetwórstwo szkła z powłokami tzw. „miękkimi”, otrzymywanymi metodami fizycznymi jest ograniczone z racji niskiej trwałości powłok, natomiast praktycznie w pełnym zakresie może być obecnie stosowane w przypadku szkieł z powłokami otrzymywanymi metodami chemicznymi w procesach wysokotemperaturowych, zwłaszcza w linii formowania szkła float, które zapewniają wysoką trwałość powłok.

 

W związku z kryzysem energetycznym, stale rośnie nacisk na stosowanie coraz większych ilości szkła powlekanego, w tym zwłaszcza niskoemisyjnego. W Europie tendencja wzrostowa trwa od lat 1990- tych i ma związek z pomyślnym rozwiązaniem problemów związanych z hartowaniem szkła z powłokami niskoemisyjnymi. Od roku 2000 obserwuje się też dynamiczny wzrost produkcji i stosowania szkieł powlekanych w krajach azjatyckich [1, 2].

 

Powłoki niskoemisyjne zawdzięczają swoje właściwości energooszczędne wysokiemu przewodnictwu elektrycznemu. W związku z tym najlepsze właściwości, czyli najniższe współczynniki emisyjności, wykazują powłoki z metali szlachetnych, które muszą być otrzymywane metodami fizycznymi „poza linią” formowania szkła.

 

Powłoki otrzymywane metodami fizycznymi określa się jako „miękkie”, gdyż mają one stosunkowo niską trwałość i nie mogą być narażone na czynniki zewnętrzne. Obecnie prawie wyłącznie tego rodzaju powłoki otrzymywane są metodą rozpylania magnetronowego, często przy zastosowaniu dodatkowych technik wspomagających podstawowy proces.

 

Powłoki z domieszkowanych tlenków półprzewodnikowych mają wyższe wartości współczynnika emisyjności, lecz mogą być produkowane metodami chemicznymi zapewniającymi dużą trwałość i możliwość stosowania w linii produkcji szkła. Pierwsze szkła z powłokami elektroprzewodzącymi z tlenku cyny domieszkowanego fluorem (SnO2:F) weszły do produkcji już w latach 1940-tych, podczas II Wojny Światowej, z przeznaczeniem na szyby elektrogrzejne przeciwmgielne dla samolotów i nieprzerwanie są w tej roli nadal wykorzystywane w motoryzacji i środkach transportu, obok innych zastosowań.

 

Pierwotnie powłoki te były produkowane metodą pirolizy z użyciem roztworów nieorganicznych związków metali (głównie chlorków), co wiązało się z niską wydajnością, dużą wadliwością i zanieczyszczaniem środowiska wydzielającymi się oparami chlorowodoru, który z wilgocią atmosferyczną tworzy kwas solny [4].

 

Poprawa jakości i wydajności produkcji powłok elektroprzewodzących (i ogólnie niskoemisyjnych z powłokami twardymi, odpornymi na czynniki atmosferyczne) datuje się od roku 1990 i jest wynikiem szerokiego rozpowszechnienia udoskonalonej metody wytwarzania powłok metodą naparowania chemicznego w warunkach ciśnienia atmosferycznego (APCVD, Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition).

 

Ogólnie jest to metoda bazująca na procesie pirolizy lecz nie z fazy ciekłej a z fazy pary związku powłokotwórczego. Tego rodzaju proces może być lepiej kontrolowany, jest mniej szkodliwy dla środowiska, pozwala uzyskiwać powłoki o wysokiej jakości i może być prowadzony „on-line” w linii produkcji szkła float. Dodatkową zaletą tej metody jest możliwość wykorzystania szerszej gamy związków chemicznych, co pozwoliło na poszerzenie otrzymywanych rodzajów i właściwości powłok. 

 

(...)

Ze względu na możliwość stosowania różnorodnych kombinacji podłoży szklanych zarówno bezbarwnych, jak i barwnych oraz powłok o różnym zabarwieniu i charakterystykach optycznych, oferta rynkowa szkieł z powłokami jest szczególnie bogata i stwarza szerokie możliwości doboru oszkleń do charakteru budynku i potrzeb użytkowników. Szkła z powłokami niskoemisyjnymi, oprócz budownictwa, mają też wiele innych zastosowań, m.in. w motoryzacji (szyby anty-mgielne, anty-oblodzeniowe, grzejne i poprawiające komfort termiczny), w przemyśle rolnym (cieplarnie), w zaawansowanych oszkleniach oraz urządzeniach elektronicznych, optoelektronicznych i fotowoltaicznych.


Nowoczesne szkła z powłokami mogą łączyć właściwości niskoemisyjne, polegające na zdolności odbijania promieniowania podczerwonego z zakresu długości fal odpowiadających energii stosowanej do celów grzewczych oraz emitowanej w warunkach otoczenia i funkcje kontroli energii promieniowania słonecznego. Dzięki temu możliwe jest wykorzystanie energii cieplnej promieniowania słonecznego dla poprawy bilansu energetycznego budynku i połączenie ochrony pomieszczeń zarówno przed przegrzaniem z powodu bezpośredniego, cieplnego promieniowania słonecznego, jak i utratą ciepła w wyniku jego emisji w kierunku otoczenia o niższej temperaturze [3, 5].


Miarę oceny zdolności ochrony przed promieniowaniem słonecznym stanowi współczynnik ochrony słonecznej SHGC (solar heat gain coefficient, określany też symbolem SC), wyrażający procentowy udział energii słonecznej bezpośrednio przepuszczanej lub zaabsorbowanej i wtórnie wypromieniowanej do budynku. Im niższy jest ten współczynnik, tym lepsza jest ochrona przeciwsłoneczna.


Kontrola warunków termicznych dotyczy zdolności szkła do ochrony przed przenikaniem drogą przewodzenia długofalowej części widma – promieniowania cieplnego – w stronę otoczenia o niższej temperaturze. Miarą tej zdolności jest emisyjność, oznaczana symbolem E lub e. Im niższa jest wartość E (lub ε), tym lepszą izolacyjnością termiczną i energooszczędnością cechuje się dane szkło niskoemisyjne (low emissivity, Low-E glass) [3, 6]. Charakterystyka oszklenia pod względem termoizolacyjności wymaga uwzględnienia także pozostałych możliwości strat ciepła zależnych od właściwości materiałów zastosowanych jako części składowe oraz od jego konstrukcji. W związku z tym, do oceny właściwości izolacyjnych okien i innego rodzaju przeszkleń stosowany jest współczynnik przenikania ciepła “U”, który uwzględnia straty ciepła z powodu przewodzenia, konwekcji i wypromieniowania. Zastosowanie szkieł z powłokami niskoemisyjnymi pozwala korzystnie obniżać ten współczynnik, przez ograniczenie strat ciepła drogą przewodzenia. Ogólnie, niższy współczynnik U oznacza większą energooszczędność w każdych warunkach klimatycznych, jakkolwiek największy efekt będzie występował przy dużych różnicach temperatury na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia, czyli w klimatach chłodniejszych.


Zależnie od składu i grubości powłoki, szkło niskoemisyjne w zastosowaniu do standardowych szyb zespolonych pozwala osiągać wartość U poniżej 1,1 [W/m2K] a oszklenia wielokrotne z zastosowaniem tego rodzaju szkieł i przestrzeniami międzyszybowymi wypełnionymi gazami o niskiej przewodności cieplnej (argon, a zwłaszcza krypton) mogą osiągać wartości współczynnika U rzędu 0,6-0,4 [W/m2K]. Dla porównania, wartość U dla pojedynczej szyby ze szkła zwykłego wynosi ok. 5,8 [W/m2K] a dla szyby zespolonej ze zwykłego szkła o grubości 4 mm i z przestrzenią międzyszybową o szerokości 2 mm, wynosi on ok. 2,8 [W/m2K].


Przykłady wykorzystania szkieł z powłokami niskoemisyjnymi dla budownictwa i innych zastosowań Szkła z powłokami niskoemisyjnymi są powszechnie stosowane w budownictwie, środkach transportu i wielu innych zastosowaniach komercyjnych. Ciągle trwają też prace nad doskonaleniem ich właściwości, zwłaszcza pod kątem nowych zastosowań. Nowoczesne szkła powlekane, zwłaszcza niskoemisyjne – elektroprzewodzące – mogą mieć zastosowanie dla szkieł o specjalizowanych właściwościach i zaawansowanych funkcjach, m.in. tzw. „inteligentnych oszkleń (typu „smart glass”), w których przepuszczalność światła i ciepła może być w szerokim zakresie regulowana elektronicznie oraz dla urządzeń elektronicznych i optoelektronicznych (zwłaszcza dla wyświetlaczy obrazowych).


Obecnie wiodąca rola w badaniach i rozwijaniu produkcji tego rodzaju szkieł przypada Stanom Zjednoczonym i Europie lecz przy ciągle rosnącym udziale Chin. Dzięki ciągłemu wzrostowi zdolności produkcyjnych istniejących i powstawaniu nowych zakładów produkcyjnych, oczekuje się, że do roku 2020 wartość produkcji tego rodzaju szkieł powlekanych wzrośnie co najmniej do 700 mln USD [7].


Wśród aktualnie produkowanych komercyjnie rodzajów szkła powlekanego dla budownictwa i motoryzacji, większość stanowi szkło refleksyjne o właściwościach przeciwsłonecznych (ang. solar control glasses), o zmniejszonej przepuszczalności światła i energii promieniowania słonecznego dzięki odbiciu i/lub absorpcji, szkło niskoemisyjne (Low-E, low emissivity glasses) oraz szkło łączące właściwości niskoemisyjne z określoną przepuszczalnością promieniowania słonecznego (Low-E solar glasses). Wśród materiałów stosowanych do powlekania komercyjnego szkła niskoemisyjnego i niskoemisyjnego z biernym wykorzystaniem energii cieplnej promieniowania słonecznego podstawowe miejsce zajmują metale, zwłaszcza szlachetne oraz domieszkowane tlenki metali o charakterze szeroko przerwowych półprzewodników.


Rzadziej stosowane są inne związki metali, np. azotki i półprzewodnikowe nie tlenkowe związki niektórych metali (np. siarczki, selenki), które służą głównie do otrzymywania powłok dla najnowszej generacji zastosowań, np. dla urządzeń fotowoltaicznych. Powłoki z materiałów powszechnie stosowanych do powlekania szkieł o właściwościach refleksyjnych przeciwsłonecznych i/lub niskoemisyjnych, tj. z metali i z tlenków metali, zależnie od składu i grubości mogą być bezbarwne, barwne lub neutralne z odcieniem barwnym.


Do modyfikacji właściwości szkieł powlekanych często wykorzystuje się też zjawisko addytywności charakterystyk optycznych podłoża szklanego i cienkiej warstwy materiału powłoki. Pozwala to np. na uzyskanie dodatkowo lub zwiększenie właściwości przeciwsłonecznych, w przypadku nanoszenia powłok na szkło barwne absorpcyjne i przyczynia się do wzbogacenia oferty rynkowej, zwłaszcza pod kątem zastosowań w charakterze szkieł na fasady budynków [8].


Grubość powłoki na szkle powlekanym wynosi zwykle od kilkudziesięciu do kilkuset nanometrów (1 nm = 10-9 m). Szkła z powłokami niskoemisyjnymi mają na ogół barwę neutralną w świetle przechodzącym i srebrzystą lub niebieskawą w świetle odbitym. Zwykle, zwłaszcza dla zastosowań w budownictwie mieszkaniowym i motoryzacji, wymagany jest wskaźnik oddawania barwy Ra możliwie wysoki, powyżej 80, do ok. 100.


Metoda nanoszenia powłoki określa odporność chemiczną i mechaniczną szkła powlekanego i ma decydujący wpływ na wymagania odnośnie warunków jego przechowywania i użytkowania. 


Dotyczy to zwłaszcza możliwości stosowania szkła powlekanego w formie monolitycznej i eksponowania na warunki atmosferyczne. Najtrwalsze powłoki uzyskuje się metodami chemicznymi połączonymi z obróbką termiczną w temperaturach bliskich temperatury mięknięcia szkła, takich jak procesy pirolizy i chemicznego osadzania z fazy pary (CVD, chemical vapour deposition) oraz metodą zol-żel. Powłoki uzyskane tymi metodami są związane z podłożem szklanym silnymi wiązaniami chemicznymi. Powłoki uzyskane metodami fizycznymi (rozpylanie katodowe, reaktywne rozpylanie katodowe, rozpylanie magnetronowe) wymagają ochrony przed wpływem czynników atmosferycznych i uszkodzeniami mechanicznymi. W grupie metod fizycznych, nowoczesne fizyczne metody powlekania ze wspomaganiem magnetronowym pozwalają na stosowanie szkieł powlekanych w formie monolitycznej ale tylko we wnętrzach budynków.


Zależnie od potencjalnych możliwości zastosowań w budownictwie, uwarunkowanych metodą nanoszenia, powłoki – według przedmiotowej normy PN-EN 1096-1 Szkło w budownictwie. Szkło powlekane. Część 1: Definicje i klasyfikacja – szkła z powłokami dzieli się na następujące kategorie:
- kategoria A: powierzchnia powlekana tego szkła może być zwrócona na zewnątrz lub w kierunku wnętrza budynku;
- kategoria B: szkło powlekane może być stosowane jako oszklenie monolityczne, lecz powierzchnia powlekana powinna znajdować się po wewnętrznej stronie budynku;
- kategoria C: szkło powlekane powinno być stosowane tylko jako składnik uszczelnionych oszkleń wielokrotnych, z zaleceniem aby powierzchnia powlekana była zwrócona w kierunku przestrzeni międzyszybowej;

- kategoria D: szkło powlekane powinno być montowane w szybach zespolonych możliwie zaraz po naniesieniu powłoki, przy czym strona powlekana powinna być zwrócona w kierunku przestrzeni międzyszybowej. Szkła takie nie mogą być stosowane jako monolityczne;
- kategoria S: powierzchnia powlekana tego szkła może być skierowana zarówno na zewnątrz, jak i do wnętrza budynków, lecz te rodzaje szkieł powlekanych mogą być stosowane tylko do wyraźnie określonych zastosowań, np. na witryny sklepowe.


Ogólnie, szkła powlekane pod względem trwałości powłok powinny odpowiadać wymaganiom podanym w normach PN-EN 1096-2 (kategorie A, B i S) oraz PN-EN 1096-3 (kategorie C i D), które określają rodzaje i warunki badań służących sprawdzaniu odporności dla szkieł należących do poszczególnych kategorii. Odpowiedzialność za zakwalifikowanie szkła z powłoką do danej kategorii, ponosi jego producent.

 

Aktualnie produkowane i stosowane w oszkleniach budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej szkła z powłokami niskoemisyjnymi w zdecydowanej większości bazują na cienkich warstwach metalicznego srebra. Obecna tendencja w zakresie zachowania możliwie największej przepuszczalności światła przy możliwie najwyższym odbiciu energii cieplnej zmierza do zwiększania ilości warstw srebra (najczęściej 2 lub 3) i przedzielania ich warstwami innych materiałów, zwłaszcza tlenków metali z grupy szerokopasmowych półprzewodników. Tego rodzaju układy wymagają szczególnie starannej kontroli parametrów procesu powlekania i jakości powłok, gdyż wszelkie niejednorodności grubości i gęstości nanoszonych warstw skutkują widocznymi zmianami wyglądu i barwy szkła. W związku z tym stosuje się urządzenia monitorujące, pozwalające w sposób ciągły śledzić jednolitość i grubość warstw. Urządzenia takie powinny być możliwie najbardziej zintegrowane z liniami powlekania, co oznacza że ruch głowicy roboczej musi być dostosowany do szybkości przenośnika dochodzącej do 120 m/min. Podobnie szybkie w działaniu muszą być kamery obrazujące monitoring. Ponadto cały układ monitorujący jakość powłok powinien działać możliwie automatycznie, przy możliwie minimalnej obsłudze operatora.


Na rynku szkieł powlekanych i przetwórstwa na ich bazie trwa ostra konkurencja, zwłaszcza pomiędzy największymi światowymi koncernami szklarskimi, przekładająca się na intensywny rozwój prac badawczych nad nowymi rodzajami i właściwościami szkieł z powłokami. Dotyczy to zwłaszcza szkieł niskoemisyjnych, tj. z powłokami elektroprzewodzącymi, zarówno dla zastosowań w budownictwie, jak i specjalnych, w tym zwłaszcza w zaawansowanych oszkleniach, elektronice i optoelektronice.

 

W zakresie szkieł komercyjnych dla budownictwa poziom osiągnięć w ramach tej konkurencji jest na ogół szybko wyrównywany i w związku z tym światowi, wielcy producenci szkieł powlekanych oferują pod różnymi nazwami handlowymi wyroby zbliżone pod względem parametrów użytkowych. Pozwala to porównywać i charakteryzować przykładowe komercyjne szkła z powłokami na podstawie ich typowych parametrów spektrometrycznych właściwości i dobierać szkło powlekane do oszkleń realizowanych budynków z ofert dostępnych lokalnie, unikając zwiększania kosztów i niedogodności z tytułu dalekiego transportu.

 

 


W tabeli 1 podano właściwości typowych szkieł refleksyjnych z powłokami o właściwościach przeciwsłonecznych , otrzymywanych metodą pirolizy, na przykładzie szkła „Antelio” firmy Saint-Gobain i szkła „Stopsol” firmy AGC.

 

Tabela 1. Właściwości szkieł refleksyjnych z twardymi powłokami o właściwościach przeciwsłonecznych „Stopsol” (firmy AGC) i „Antelio” (firmy Saint-Gobain)

 2013-12-43-1t

 


W tabeli 2 podano przykładowe właściwości szyb zespolonych z udziałem szkieł z powłokami niskoemisyjnymi nanoszonymi metodą magnetronową. Przykłady dotyczą szkieł produkowanych przez firmę Guardian Industries Corp. (Guardian Częstochowa, Polska).

 

Tabela 2. Właściwości szyb zespolonych z udziałem wybranych szkieł produkcji firmy GUARDIAN Częstochowa, z powłokami niskoemisyjnymi nanoszonymi metodą magnetronową

 2013-12-43-2t


Barwy widziane przez szkła z powłokami o wskaźnikach Ra zbliżonych do 100 (np. Ra=98 dla szkła ClimaGuard N firmy GUARDIAN) pozostają praktycznie nie zmienione, gdyż przepuszczalność widmowa tego rodzaju szkieł w zakresie widzialnym jest zbliżona do szkła niepowlekanego. Neutralna barwa i wysoka przepuszczalność światła pozwala na optymalne wykorzystanie naturalnego światła dziennego i dzięki temu na oszczędność energii na cele oświetleniowe.


Dzięki nowoczesnym powłokom i podłożom szklanym o zróżnicowanych właściwościach, aktualnie produkowane szkła niskoemisyjne mogą, oprócz korzystnie niskich wartości współczynnika „U”, charakteryzować się też wysokim współczynnikiem całkowitej przepuszczalności energii słonecznej „g”, tj. zapewniać zarówno wysoką izolacyjność termiczną, jak poprawę bilansu energetycznego budynku dzięki biernemu wykorzystaniu energii promieniowania słonecznego przepuszczanego przez oszklenie. W tab. 3 podano niektóre parametry spektrometryczne dla szkła Sungate 500 Low_E Glass firmy PPG z powłoką bezbarwną neutralną, otrzymaną metodą pirolizy, które z racji swoich właściwości znakowanym jako „ecological Building Solution”.

 

Tab. 3. Właściwości szyb zespolonych z udziałem szkła niskoemisyjnego bezbarwnego Sungate 500 Low_E Glass firmy PPG i innych wybranych szkieł absorpcyjnych i refleksyjnych produkcji PPG

 2013-12-44-1t


Na rys. 1 (a, b) pokazano przykład praktycznego zastosowania szkła niskoemisyjnego Sungate 500 Low_E Glass firmy PPG z twardą powłoką neutralną otrzymaną na szkle bezbarwnym metodą pirolizy. Przy zastosowaniu monolitycznym (jako pojedyncze szyby), wysoka przepuszczalność światła (94%) pozwala na pełne wykorzystanie oświetlenia dziennego, tak jak w przypadku szkła niepowlekanego (rys. 3b). Dzięki odpornej powłoce, elementy konstrukcyjne z tego szkła, tu zastosowane w hali lotniska, mogły zostać poddane odpowiedniemu przetwórstwu (m. in. gięcie, hartowanie, laminowanie), w celu dopasowania do charakteru i kształtu tego całoszklanego obiektu .

 

 

2013-12-45-1

 

 Rys. 1. Port lotniczy Suvarnabhumi, Bangkok, Tajlandia, (architekt: Murphi Jahn): a) widok z zewnątrz, b) wnętrze pasażu. Przykład zastosowania szkła niskoemisyjnego Sungate 500 Low-E Glass (firmy PPG) z odporną powłoką nanoszoną pirolitycznie, które może być gięte i laminowane a także hartowane i wzmacniane termicznie w celu podwyższenia wytrzymałości mechanicznej (źródło: http://projectgallery.ppg.com).

 


Szkła z powłokami elektroprzewodzącymi, zależnie od oporności elektrycznej, należą do szkieł niskoemisyjnych lub średnio emisyjnych i znajdują szerokie zastosowanie w urządzeniach optoelektronicznych i elektronicznych, zwłaszcza z wyświetlaczami ciekłokrystalicznymi (LCD, liquid crystal display) i OLED (organic light emitting diode, organiczna dioda elektroluminescencyjna/emitująca światło) a także w elementach szklanych ściennych i fasadowych, wykorzystujących warstwy ciekłokrystaliczne, diody LED i/lub ogniwa fotowoltaiczne oraz w zaawansowanych oszkleniach (np. z warstwą ciekłokrystaliczną, z wbudowanymi diodami świecącymi, elektrochromowych o dynamicznych, sterowanych właściwościach optycznych), a także różnego rodzaju wyświetlaczach i układach fotowoltaicznych. Wszystkie warstwy funkcyjne dla takich zastosowań wymagają zasilania energią elektryczną z warstwy elektroprzewodzącej naniesionej na podłoże szklane lub odpowiednią folię.

 

Duże i ciągle rosnące zapotrzebowanie na szkła z warstwami elektroprzewodzącymi wiąże się zwłaszcza z szerokim upowszechnieniem urządzeń elektronicznych z wyświetlaczami LCD, a także rozwojem produktów zaawansowanego przetwórstwa szkła, w tym zwłaszcza wykorzystujących zaawansowane powłoki do zmiany właściwości oszklenia. Zastosowanie w tego rodzaju urządzeniach dotyczy zwykle układów złożonych z wielu warstw o różnym składzie i pełniących zróżnicowane funkcje. W związku z tym warstwy elektroprzewodzące powinny charakteryzować się odpowiednio wysoką odpornością elektrochemiczną i mechaniczną oraz właściwościami elektrycznymi dostosowanymi do charakteru i funkcji urządzeń elektronicznych.

 


Wymaganiom tym najlepiej odpowiadają szkła z powłokami na bazie domieszkowanych półprzewodników, w tym zwłaszcza tlenku cyny i tlenku indowocynowego (ITO), otrzymywanymi metodą pirolizy lub chemicznego naparowania (CVD). Na ogół wymagane wartości oporności powierzchniowej wynoszą od kilku (kilkunastu) do ok. 500 Ω/ÿ, typowo ok. 5-100 Ω/ÿ. Szkła z powłokami o niskiej oporności i wysokiej odporności elektrochemicznej stosowane są też w środkach transportu, w tym samolotach, jako szyby grzewcze antymgielne i antyoblodzeniowe, jak np. szkła Nesa (In2O3:Sb) i Nesatron (z powłoką In2O3:Sn, ITO), firmy PPG, których oporność powierzchniowa wynosi 5-20 Ω/ÿ. Powłoki elektroprzewodzące dla paneli LCD wymagają zwykle oporności powierzchniowej na poziomie kilkunastu do kilkudziesięciu Ω/ÿ, typowo 30-50 Ω/ÿ.

 

 

 

dr inż. Elżbieta Żelazowska

Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie

 

Literatura i pozostałe referencje
[1] /-/ Glass International, 35 (2012) 7, 17-19.
[2] J. Karisola, Glass International, 35 (2012) 7, 22-23.
[3] Coatings on Glass, Technology Roadmap Workshop, Livermore, California, January 18-19, 2000, Sandia National Laboratories Livermore, California. 4. P. Gerhardinger, D. Strickler, Key Engineering Materials, 380 (2008), 169-178, Trans Tech Publications, Switzerland.
[5] G. Frank, E. Kauer, H. Köstlin, Thin Solid Films, 77 (1981), 1-3, 107-117.
[6] C. M. Lampert, Sol. Energy Mater., 6 (1981), 1-41.
[7] /-/ Glass International, 35 (2012) 7, 5. [8] Greenberg Ch.B., Thin Solid Films, 251, 1994, s.81-93.
[8] A. Zausznica, Nauka o barwie, PWN, Warszawa, 1959.
[9] Greenberg Ch.B., Thin Solid Films, 251, 1994, s.81-93.
[10] Lampert C.M., Thin Solid Films, 236, 1993, s.6-13.
[11] Nagai J., McMeeking G.D., Seike T. i Noutomi Y., Glazing Today, Dec., 1994, s.33-36.
[12] Żelazowska E., Proc. XVII Intern. Congress on Glass, Beijing 1995, vol.4, s.131-136.
[13] Dominquez L., Meyer W.M., Solid State Ionics, 28-30, 1988, s.941-949.
[14] Bartolotta A., Di Marco G., Lanza M. i Carini G., J. Non-Cryst.. Solids, 172-174, 1994, s.1195-1201.
[9] Lampert C.M., Thin Solid Films, 236, 1993, s.6-13.
[10] Nagai J., McMeeking G.D., Seike T. i Noutomi Y., Glazing Today, Dec., 1994, s.33-36.
[11] Żelazowska E., Proc. XVII Intern. Congress on Glass, Beijing 1995, vol.4, s.131-136.
[12] Dominquez L., Meyer W.M., Solid State Ionics, 28-30, 1988, s.941-949.
[13] Bartolotta A., Di Marco G., Lanza M. i Carini G., J. Non-Cryst.. Solids, 172-174, 1994, s.1195-1201.

 

 

/-/ strony Web z materiałami informacyjnymi i broszury dla szkieł powlekanych firm: Pilkington, Saint-Gobain, AGC, PPG, SAGE, ECONTROL i innych, w tym:
http://projectgallery.ppg.com/
http://www.glassolutions.co.uk/products/privalite;
http://www.infoarchitekta.pl/firmy/S/89-saint-gobain-glasspolska/galeria/970-sgg-priva-lite.html;
http://inhabitat.com/super-smart-privacy-glass/privglass-1_copy/
http://www.przyciemnianieszyb.pl/index.php?section=lcd
http://www.corning.com/uploadedImages/Corporate/ww/Assets/Images/Flexible_Bend.jpg ,
http://www.corning.com/AdvancedGlass/MediaResources.aspx
http://www.oled-info.com/corning-shows-flexible-ultra-thin-glass-sid-2012)
http://www.architonic.com/pmsht/powerglass-media-faade-bus-shelter-glas-platz/1140762 ;
http://www.architonic.com/pmsht/powerglass-media-faade-sk-telecom-glas-platz_pronew/1140750;
http://www.architonic.com/pmsht/powerglass-partition-and-indoor-faade-tour-europe-glas-platz/1140705;
http://sageglass.com/portfolio/twin-lakes-elementaryschool/
http://wwwnt.if.pwr.wroc.pl/kwazar/jaktopracuje/121981/02.html
http://www.corninggorillaglass.com/characteristics
http://www.oled-info.com/corning-shows-flexible-ultra-thin-glass-sid-2012
http://www.lcd4you.pl/oled__organic_light_emitting_diode__technologia_nowych_monitorow_i_telewizorow.php
www.abrisatechnologies.com


Normy powołane:
– PN-EN 673: Szkło w budownictwie. Określenie współczynnika przenikania ciepła „U”. Metoda obliczeniowa.
– PN-EN 674: Szkło w budownictwie. Określenie współczynnika przenikania ciepła „U”. Metoda osłoniętej płyty grzejnej.
– PN-EN 12 898: Szkło w budownictwie. Określenie emisyjności.
– PN-EN 1096-1: Szkło w budownictwie. Szkło powlekane. Część 1: Definicje i klasyfikacja.
– PN-EN 1096-2: Szkło w budownictwie. Szkło powlekane. Część 2: Wymagania i metody badania powłok kategorii A, B i S.
– PN-EN 1096-3: Szkło w budownictwie. Szkło powlekane. Część 3: Wymagania i metody badania powłok kategorii C i D.
– PN-EN 410: Szkło w budownictwie. Określenie świetlnych i słonecznych właściwości oszklenia.

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

Więcej informacj: Świat Szkła 12/2013

 

 

 

 

01 chik
01 chik