複層玻璃

複層玻璃一般泛指雙層玻璃，所謂雙層玻璃在「CNS 2541 R2052：雙層玻 璃」中定義為將兩片玻璃以一定之間隔，用以金屬或其他材料焊接封閉其四邊，

（資料來源：CNS 2541）

圖 2-1 CNS 2541 露點測試設備

從 CNS 2541 R2052 標準中並未對於雙層玻璃的耐候性能加以規定，因此本 研究計畫將依據現今雙層玻璃常用之製造工法與材料進行探討。圖 2-2 為一般雙 層玻璃之組成。兩片玻璃是以鋁條固定，並在鋁條中間填塞乾燥劑以防止水氣進 入雙層玻璃之中間空氣層，另外有兩道密封材隔絕空氣與水氣進入中間空氣層。

目前在市場中流通的複層玻璃産品中，有使用單道密封和雙道密封材兩 種。單道密封是指在複層玻璃側邊的密封上僅用一種外密封膠－聚硫膠或矽酮結 構膠。而雙道密封是指在複層玻璃側邊的密封上第一道使用丁基密封膠，在外層 第二道使用聚硫膠或矽酮結構膠。由於丁基密封膠的氣密性非常強，對惰性氣體 和水分子的密封能力亦相當好，其密封能力分別是聚硫膠的30 倍、矽酮結構膠 的60 倍。所以一般使用雙道密封的複層玻璃，其氣密性很好，產品幾乎宣稱可 二十年不會有氣體進入其中。

矽酮結構膠具有抗紫外線與抗老化能力等耐候特性；其抗張拉力較強且具 有較高的伸長率。而聚硫膠基本上不抗紫外線，亦即聚硫膠經長期紫外線照射，

會出現老化和龜裂現象，因而喪失密封性，致使外界空氣進入複層玻璃內而影響 其遮陽性能。再者，聚硫膠之抗張拉力、伸長率遠低於矽酮結構膠。所以，一般 的隱框或半隱框玻璃必須使用矽酮結構膠，而明框玻璃則可使用聚硫膠。聚硫膠 的特性如下表所示。

表 2-2 聚硫膠 (polysulfide) 之特性

用途 條狀丁烯膠是一種以聚異丁烯為化學基礎的單劑型, 熱 塑性, 不含溶劑的密封膠. 可當做複層玻璃的密封膠使 用 (無核心條狀丁烯膠) , 同時亦可當做膠合玻璃的封邊 膠 (有核心條狀丁烯膠) 與液態丙酸聚合樹脂一併用於 安全玻璃窗的生產

黏接性能 與玻璃, 鋁框, 不銹鋼及鍍鋅鋼材等材料的黏接性能極 佳

水蒸汽擴散性能 在密封膠厚度: 1mm 約 0.1 g/m2/d, DIN 53122 (23℃ / RH 85%)

剪力 在密封膠厚度 0.5mm 約 0.2 Mpa, 溫度 23℃ (拉伸速 度: 100 mm/min)

密度 約 1.1 g/ml

儲存 在正常狀況下至少可保存 2 年

顏色 黑色

（資料來源：本研究整理）

（資料來源：台灣玻璃公司）

除了雙層玻璃外，目前市面上亦出現在雙層玻璃中間加裝隔熱膜的三層玻 璃，其示意圖如圖 2-3 所示。

（資料來源：光體玻璃公司）

圖 2-3 三層玻璃之示意圖

此種三層玻璃利用雙層玻璃中間空氣層加入 PET 隔熱膜之用意在於將進入 玻璃的熱量吸收於隔熱膜中，阻隔太陽輻射熱量直接進入室內。不過根據前期研 究計畫之研究結果顯示，隔熱膜之隔熱特性以及耐候性會是此類玻璃遮陽性能之 主要影響因素。

在 CNS 1183 R2042：膠合玻璃標準中定義膠合玻璃係指板玻璃兩層或以 為外觀與耐光性。外觀部分之檢測是依照 CNS 1184 R3043：膠合玻璃檢驗法進 行。在 CNS 1184 第 3.1 節外觀檢查中規定，膠合玻璃的外觀是從測試試件正面 約 50 公分距離處以目視進行檢查，有關外觀之規定如表 2-5 所示。

表 2-5 膠合玻璃之外觀規定

在耐光性規定部分，係指取三塊膠合玻璃試件，依照 CNS 1184 R3043：膠 合玻璃檢驗法進行檢測。其規定結果為不得有顯著之變色及會妨礙使用之氣泡及

性的耐候特性取決於中間 PVB 膜以及膠膜本身的耐候特性與光學性質。

圖 2-4 透明膠合玻璃示意圖

圖 2-5 彩色膠合玻璃示意圖

Low E 膜

玻璃 PVB膜 玻璃

圖 2-6 膠合玻璃加隔熱膜之示意圖

第三節 低輻射 Low-E 玻璃

目前在玻璃建材應用於建築物上，低輻射Low-E玻璃常被視為節能玻璃的代 表。所謂低輻射Low-E玻璃是在玻璃表面以真空濺鍍或化學沈積等技術塗覆一層 薄的金屬層。此金屬層的功用為反射及吸收入射的太陽輻射熱能，而阻擋太陽輻 射熱能進入室內。低輻射Low-E玻璃的金屬層中的鍍銀層對紅外線光具高反射功 能，而鍍銀層下之底層鍍膜通常為二氧化錫(SnO2)抗反射鍍膜，其用以增加玻璃 的透光率。

一般而言低輻射 Low-E 玻璃可區分為 Hard Low-E 與 Soft Low-E 兩種。所 謂的 Hard Low-E 玻璃是直接將 Low-E 薄膜濺鍍在平板玻璃上再用固化程序使得 Hard Low-E 玻璃之表面具有抗老化特性，其示意圖如圖 2-7 所示。而 Soft Low-E 玻璃與 Hard Low-E 玻璃之差別在於 Soft Low-E 玻璃的鍍膜層並未再處理固化程 序，所以通常是應用於雙層中空玻璃上。目前國內台灣玻璃公司所生產之低輻射

對波長 380nm 至 780nm 的可見光波段有著高透視率，不致因玻璃對可視光的高 反 射 率 而 產 生 嚴 重 的 反 眩 光 公 害 。 但 是 對 紅 外 線 光 有 較 高 之 反 射 率 ( 波 長 780~2500nm)。

圖 2-7 Hard Low-E 玻璃示意圖

圖 2-8 Soft Low-E 雙層玻璃示意圖

圖 2-9 Low-E 雙層玻璃之光譜特性

目前 CNS 並無低輻射 Low-E 玻璃之相關標準，而本研究計畫在此參考 CNS 13032 R2197：日射熱反射玻璃中之相關規定與 CNS 13033 R3176：日射熱 反射玻璃檢驗法之檢驗程序作為低輻射 Low-E 玻璃在耐候特性之依據。在 CNS 13032 中規定日射熱反射玻璃係指以遮斷日射熱為主要目的，在玻璃表面敷施 具有熱反射性薄膜之玻璃。但不含將具有反射性之合成樹脂薄膜接著於玻璃上 者。而在與玻璃耐候特性上之規定 CNS 13032 規定有耐光性、耐磨耗性、耐酸 性與耐鹼性等四種。有關耐光性、耐磨耗性、耐酸性與耐鹼性之規定分述如下：

(1) 耐光性：日射熱反射玻璃之耐光性係依 CNS 13033 所規定之耐光性試 驗，可見光透過率差之絕對值需為 4%以下。

(2) 耐磨耗性：日射熱反射玻璃之耐磨耗性係依 CNS 13033 所規定之耐磨 耗性試驗，可見光透過率差之絕對值需為 4%以下。

(3) 耐酸性：日射熱反射玻璃之耐酸性係依 CNS 13033 所規定之耐酸性試 驗，可見光透過率差之絕對值需為 4%以下。

至於 CNS 13033 R3176 檢驗法中有關耐光性、耐磨耗性、耐酸性與耐鹼

(b) 磨耗輪：磨耗輪為直徑 45~50mm，厚度 12.5mm，混入研磨材之 中硬度橡膠製，而安裝成無軸向之搖桿及旋轉振動者，型別為 Taper 式之 No. CS-10F。

(3) 試驗程序：

(a) 磨耗前試體用附有積分球之色差計，附積分球之分光測光器或具

本研究計畫除了對於傳統常用的玻璃建材進行耐候特性之研究，另外對於 比較特殊應用的光觸媒玻璃亦納入探討。光觸媒玻璃是指披覆有光觸媒的玻璃 建材。其光觸媒可藉由濺鍍(Sputterlng)，化學蒸鍍(CVD)。物理蒸鍍(PVD)，或 以擦塗、滾塗、浸塗、噴塗、刷塗等方式加到玻璃表面，並經高溫固化燒結，

可與任何市面上加工的玻璃建材產品如強化玻璃、膠合玻璃、複層玻璃搭配應 用。光觸媒玻璃具有抗污、易潔、空氣淨化以及抑菌防霉之特性。由圖 2-10 可 知，光觸媒玻璃因為其親水性可使得雨水在玻璃表面上形成水膜而不會形成水 珠，因此其抗污及自潔淨效果均較一般玻璃好，而使得外界環境污染物不易附 著且會隨著雨水而被沖刷。

由於目前 CNS 以及 ISO 等國內外標準並未有相關光觸媒玻璃的標準與檢 測方法，但因為光觸媒玻璃亦是將光觸媒塗覆在玻璃表面，與 Low-E 玻璃製作 程序相似。故本研究計畫僅由台灣光觸媒協會之相關資料以及 CNS 13033 R3176：日射熱反射玻璃檢驗法之檢驗程序作為光觸媒玻璃在耐候特性檢測上 之依據。在光觸媒玻璃之耐候特性檢測部分，本研究計畫提出除了上述低輻射 Low-E 玻璃之耐光性、耐磨性以及耐酸鹼性試驗外，亦需針對親水性與光觸媒 塗層附著力試驗等進行規範。有關親水性與光觸媒塗層附著力試驗之規定目前 尚無相關之測試方法與規範。

(資料來源： 泉耀科技股份有限公司)

圖 2-10 光觸媒玻璃示意圖

(資料來源： 慈峰玻璃公司)

圖 2-11 光觸媒玻璃之親水反應機制

第三章 玻璃耐候特性試驗 第一節 全尺度戶外曝曬實驗

依據 ASTM G7-97 : Standard Practice for Atmospheric Environmental Exposure Testing of Nonmetallic Materials 之規範進行玻璃試件戶外曝曬實 驗。全尺度戶外曝曬實驗之目的在於實際將玻璃試件置於戶外經由長時間的 曝曬獲得玻璃建材之遮陽性能受外界環境影響的相關資訊。

本研究計畫共選定單層 Hard Low-E、光觸媒單層光玻璃、6mm 綠＋6mm 光膠合玻璃、6mm 綠＋中間隔熱膜＋6mm 光膠合玻璃、6mm 綠＋12mm 空

試件之光學性質。實驗結果顯示，在全尺度實驗六個月後之光學性質並未有 差異。但是在外觀觀察方面，光觸媒單層光玻璃之表面潔淨度較其他未塗覆 光觸媒之玻璃佳。然而，因為量測實驗中必須將玻璃試件表面清潔後再進行 量測，故所量得的光學性質亦是與未實驗前相同。

至於密封膠對於玻璃耐候性之影響部分，目前六個月的實驗期間並未使 矽力康密封膠出現老化而有外界空氣洩漏進入複層玻璃中間空氣層的現象產 生。另外，在膠合玻璃中間夾隔熱膜之試件中，吾人發現在曝曬後會產生小 氣泡，如圖 3-3 所示。此試件產生的氣泡確實會影響日後玻璃之遮陽性能。

圖 3-1 複層玻璃（使用結構膠）

（資料來源：本研究整理）

圖 3-2 複層玻璃（使用矽力康密封膠）

（資料來源：本研究整理）

圖 3-3 中間夾隔熱膜之膠合玻璃受熱之質變

表 3-1 全尺度戶外曝曬實驗前試件之光學性質

表 3-2 全尺度戶外曝曬實驗中試件之光學性質

表 3-3 全尺度戶外曝曬實驗後試件之光學性質

第二節 耐磨耗性與耐酸鹼性實驗

影響此種玻璃建材之遮陽性能。故本研究計畫依據 CNS 10757 K6801：塗料 一般檢驗法(有關塗膜之物理、化學抗性之試驗法)之規定中有關表面硬度試 驗選取單層 Hard Low-E 玻璃、隔熱膜＋單層玻璃以及光觸媒玻璃三種進行 表面硬度測試。有關 CNS 10757 K6801：塗料一般檢驗法(有關塗膜之物理、

化學抗性之試驗法)之規定如下所述：

(3) 試片之製作：

向垂直之方向，言試片塗膜面 45 度角目是觀測之，如有可看出 隔熱膜＋單層玻璃 CNS 10757(1995)

鍍膜鉛筆硬度 F

≥ 8 H

光觸媒玻璃 CNS 10757(1995)

鍍膜鉛筆硬度 >9H

≥ 8 H

表 3-5 為光觸媒玻璃進行耐磨耗性試驗、耐酸性試驗與耐鹼性試驗三種

(500g，200 轉，CS-10F) CNS 13033 (1992) 0.09

可見光透過率差絕

13032 要求值 4%甚多，其光學性能幾乎不受表面磨耗影響。此試驗值是因為

(500g，200 轉，CS-10F) CNS 13033 (1992) 0.12

可見光透過率差絕

表 3-7 隔熱膜＋單層玻璃耐磨耗與耐酸鹼性測試結果

玻璃種類 試驗項目與方法 試驗結果 CNS 13032 (1992) 要求值 耐磨耗性試驗(%)

(500g，200 轉，CS-10F) CNS 13033 (1992) 6.31

可見光透過率差絕

圖 3-4 模擬光源實驗儀器示意圖

本研究計畫目前共進行了單層 Hard low-E 玻璃、隔熱膜貼附 6mm 光玻

本研究計畫目前共進行了單層 Hard low-E 玻璃、隔熱膜貼附 6mm 光玻

在文檔中 節能玻璃遮陽性能耐候特性之研究 (頁 20-0)