Lamineringsmetoder til PVB og EVA

PVB og EVA, to vigtige laminerings produkter

I de sidste ti år har diskussioner omkring PVB (Polyvinyl Butyral) og EVA (Ethylen Vinyl Acetate) været blandt de varme emner i glaslamineringsindustrien. Diskussionerne drejer sig om holdbarhed, styrke, pris og hvilke fordele/ulemper er der ved de forskellige materialer

Et vigtig spørgsmål, når PVB nævnes, drejer sig om fremstillingsprocessen af lamineret glas; foregår processen i autoklave eller ikke i autoklave. Lamineret glas med PVB-folie fremstilles oftest i en autoklave, men lamineret glas med PVB kan behandles uden autoklavesystem ved hjælp af en såkaldt pose-laminering.

Det afgørende er, har lamineret glas med PVB-folien, der er forarbejdet i et pose-system samme vedhæftningsstyrke/adhæsion og modstandsevne som PVB behandlet i en autoklave og kan det godkendes i henhold til europæiske og internationale standarder?

Et andet system til laminering af sikkerhedsglas er vakuumlaminering. Vakuumlaminering har været den foretrukne metode i solcelleindustrien i over 30 år.

Materialet mellem glassene i lamineret glas kan udover PVB og EVA være ionomer/stivplast, polycarbonat, og akryl, der kan lamineres uden brug af autoklave.

Produktionsformer:

Autoklave - PVB og EVA

”Pose”- laminering (uden autoklave) – PVB og EVA

Vakuumlaminering (uden autoklave) - EVA

Autoklave

Processen i autoklave involverer nogle trin, herunder forpresning og forvarmning for at blive overført til højt tryk senere. PVB er et meget følsomt produkt, der kræver særlig opbevaring, temperaturstyring og rene rum til forberedelse.

Presning mellem to ruller (nip roller) kan bruges til at fjerne hovedparten af luften fra mellemlagene af et laminat mellem glassene ved at klemme alle lagene sammen. Der kan opstå problemer med denne proces især når det er hærdet glas der lamineres. Det hærdede glas kan i nogle tilfælde have rullebølger (roller waves), og derfor skal der minimum være dobbelt folietykkelse, dog ofte 4xfolietykkelse. Da hærdet glas kan have ”kant løft” skal de hærde glas vendes med ens kant løft, for at undgå delaminering i kanten.

Forpresning fjerner ikke al luften, men efterlader en del i laminatet. Som et resultat er laminatet uigennemsigtigt, når det forlader klemrullen på grund af et lag af små luftbobler.

I en autoklave fjernes indespærret luft i laminatet. Temperaturen er oftest indstillet til 140 - 160°C, trykket til 12 - 14 bar. Ved denne temperatur vil den indespærrede luft i laminatet forblive i den valseformige tilstand og danne bobler, når den køles ned. Men på grund af trykket oplæses luften i det næsten flydende mellemlagsmateriale, som gradvist bliver gennemsigtigt. Dette kan tage op til 10 timer. Afkøling foregår med kontrolleret temperatur og tryk. Med den passende hastighed størkner mellemlagsmaterialet, og det forbliver transparent ved rumtemperatur og atmosfæretryk. Hvis køleparametrene er slået fra, bliver laminatet uklart og bliver uigennemsigtigt igen.

PVB lamineret glas kan fremstilles uden visuelle defekter fra et autoklavefrit system, men vedhæftningsevnen er af absolut betydning.

Laminering med vakuumpose

Vakuumposer bruges til at fjerne luft inde fra laminatet, kompressionen sætter ind straks når lamineringen begynder. Laminatets lag presses sammen, mere og mere efterhånden som trykket falder. Luften inde i laminatet bliver fanget i stedet for at blive fjernet, uanset hvor længe pumpen arbejder. Udover den iboende vanskelighed med at fjerne indespærret luft inde fra et laminat, er det tidskrævende og arbejdskrævende at lægge laminatet i posen. Det lavest opnåelige tryk i en vakuumpose er omkring 300 gange højere end i en vakuumlaminator.

Vacuum laminering

Laminering med vakuumprocessen foregår i et inline-system, der består af en indgangstransportør, lamineringsenheden og en udgangstransportør. Lamineringen (vedhæftning og sammenpresningen) foregår i det opvarmede vakuumkammer. Basistrykket er mindre end 1 mbar og nås på mindre end et minut. Under lamineringen komprimeres laminatet ikke. Jo længere laminatet forbliver i vakuumkammeret, jo mere luft fjernes der mellem lagene af laminatet. Efter et par minutters laminering komprimeres laminatet ved hjælp af en membran (= silikonetæppe), som styres af lufttrykket. Membranen vikler sig rundt om laminatet og danner en vakuumpose.

Kraften, der udøves på laminatet, er ensartet over hele overfladen, og trykket er 1 bar. Efter et par minutters opvarmning er lamineringen færdig, og det færdige laminat kan forlade maskinen. I en produktionsenhed ville en kølepresse køle laminatet hurtigt ned. Når det er gjort rigtigt, vil laminatet være boblefrit.

Lamineringstiden med EVA er kortere end med PVB, og lamineringsvolumen er større. Der skal ikke træffes særlige klimatiske forholdsregler under laminering med EVA.

I alle tre systemer sker der en laminering vha et vacuum, men på forskellig måde. Autoklave er et stort udstyr og dermed omkostningstungt.

Mange specialbilruder (små serier og ofte buet) sker i poser, hvorimod solceller oftest lamineres i ”laminerings linier”.

Læs mere i artiklen: Formgiving af autoruder.

Nogle solceller lamineres kun med folie på et glas, dvs solcellerne klæbes på glassets bagside med folie, og indkapsles ikke mellem to glas)

Adhæsion – Pummeltest

Noget der ikke snakkes for meget om, men som har stor betydning er sammenbindingsstyrken/adhæsionen mellem mellemlaget og glasset.

Måling af adhæsion foregår iht. DS/EN 14449:2005 med pummeltest. Laminatets bindingsstyrke skal kontrolleres for at undgå problemer med delaminering ved lav vedhæftning og stødsvigt ved høj vedhæftning.

En pummel-test bestemmer kvaliteten af sikkerhedsglas. Der bør kræves pummel-testresultater af sikkerhedsglas med PVB-folie, der ikke er fremstillet i en autoklave.

Proceskontrol

Procesgodkendelse i samarbejde med både udstyrsleverandøren og mellemlagsproducenter for at udvikle lamineringsprocessen med det specifikke udstyr og materialer er meget vigtigt for efterfølgende at kunne bestå de krævede prøvninger iht ”EN 14449: Bygningsglas - Lamineret glas og lamineret sikkerhedsglas - Overensstemmelsesvurdering/Produktstandard”.

I Danmark mangler vi en certificeringsordning for at de ordreproducerede laminerede glas, der produceres til specifikke formål og med varierende glastyper (typisk varmebehandlede: hærdet, varmeforstærket og heat soak,) kan dokumentere at de opfylder de forudsætninger, som folieproducenterne stiller til fx opbevaring (temperatur/luftfugtighed), rengøring af glas og produktion i rent-rum.