奈米溶胶在建筑玻璃的应用.doc

奈米溶膠在建築玻璃的應用 壹：說明： 奈米溶膠在工業上的應用，因處理後所造成的表面性質改良、後加工性能提升相當顯著，已逐漸受到工業界的重視。其中，在建築玻璃的加工上，奈米溶膠塗佈，可導致顏色多樣化且可後加工、透光度提高且正視無色、硬度提高及易潔和抗砂塵暴等多重功用。 貳：和傳統玻璃著色加工方式的比較： 傳統玻璃著色加工主要為在玻璃表面貼膜及玻璃製造時加入色料，三者比較如下： 比較項目 玻璃表面貼膜 玻璃製造加入色料 奈米溶膠塗佈 外觀顏色 多種顏色 藍色、紅色 淺藍色、深藍色、紫紅色、淺紅色、金黃色 正視顏色 同外觀顏色 同外觀顏色 無色 室內光線 暗∕有色 暗∕有色 亮∕無色 耐久性（月） ≦6 ≧36 ≧72 透光度（％） ≦85 ≦75 ≧93 紅外線透過率 （800～1,200） ≧90％ 80～90％ 60～75％ 易潔性 低 低 高 抗砂塵暴 無 低 高 硬度 6H 7H 8～9H 相對生產成本 ～250％ 100％ ≦90％ 參：奈米溶膠塗佈作用原理說明： 防塵、易潔部份： 玻璃製作時，係將溶融的玻璃在溶融的表面進行凝結；冷卻過程，空氣的冷凝作用及溶融錫的收縮作用，會在玻璃表面留下許多小坑洞；如以放大鏡甚至顯微鏡觀察其表面，可以發現玻璃表面的粗糙、凹凸不平的現象。當污垢進入元件表面粗糙的孔洞內時，會因檻入孔洞內部，且和物件形成緊密的接著，造成清除上的困難。 針對上述現象，若以極小的奈米粒子填補粗糙孔隙時，可使玻璃表面變為更平滑，污垢不易附著（防塵作用）；而且附著的污垢，其附著力也相對下降，使得清潔容易進行（易潔作用）。傳統玻璃製造時加入色料無此作用，而玻璃表面貼膜則因薄膜表面不平而加重問題。 （二）增亮（光澤）部份： 如前述所言，玻璃存在許多微小坑洞；這些微小坑洞會把入射光雜亂地反射到各個方向上（如下頁附圖，附圖（二）），造成表面光澤不良，亮度偏低。但如果局部表面的法線與平均法線方向之間的偏離不大，那麼大多數光線將出現在理想鏡面反射方向附近，使表面產生光澤。奈米溶膠塗佈能夠將物體表面完全覆蓋，並且形成微觀的平滑表面，因此表現出特別的光澤度。傳統玻璃製造時加入色料無此作用，而玻璃表面貼膜則因薄膜表面不平而加重問題。 附圖（二）：光澤表面的反射特性 （三）透光度部份： 原理同上，玻璃存在許多微小坑洞會把入射光作雜亂地反射，也會造成透射光的相互干射，使的透射光的強度下降；奈米溶膠塗佈形成的平滑表面，會減少光線的干射效應，進而提高透光度。傳統玻璃製造時加入色料及玻璃表面貼膜則因色料作用，吸收部份波長光線，因而降低透光度。 附圖（三）：光澤表面的透射特性 （四）室內顏色部份： 玻璃製造時加入色料及玻璃表面貼膜是利用色料作用，吸收部份波長而產生顏色，其結果會使得透射光強度下降且呈現特定顏色，不但室內易呈昏暗且影響生活品質。奈米溶膠塗佈形成顏色，是利用光線干射原理，使反射光特定波長因干射而相互抵消而產生顏色，但對於透射光則因不存在干射效應而全光譜光線通過，故不會產生顏色而影響生活品質。 （五）硬度部份： 玻璃表面貼膜，由於薄膜基本上為高分子薄膜，其本身硬度低且無法高溫燒結，故使得整體玻璃的硬度測試等級下降；玻璃製造時加入色料（機本上為無機鹽）雖可高溫燒結，但無機色料的加入，會導致玻璃結晶缺陷及內應力上升，即使強化後硬度仍有其上限。奈米溶膠塗佈玻離，會在玻離形成一層均勻、透明的陶瓷薄膜，經燒結、強化後，和玻離形成一體，硬度最高可達9H。 （六）降低紅外線穿透部份： 在全球暖化的影響下，如何降低紅外線進入室內，成了建築材料選用的重要課題。目前市面上常用隔熱玻璃有吸熱（染色）玻璃、熱反射玻璃、雙層玻璃及Low-E玻璃等；分別存在以下問題： 吸熱（染色）玻璃會造成透光不良及室內色澤偏固定色彩，導致室內需整天開燈，反而浪費能源。 熱反射玻璃則存在室內透光不良、光害及增加交通危險的問題； 雙層玻璃的成本高且隔層間不易清潔，故推廣性有限； Low-E（Low-emissivity glass）玻璃則因在玻璃上鍍以銀金屬塗膜，產生價格昂貴、無法回收使用及高污染等問題。 也就是說，目前習用作法，皆存在明顯的缺失。 利用奈米粉體溶膠作塗佈處理，以形成陶瓷薄膜，該薄膜不但可以吸收紅外線，更兼有反射紅外線的供用，進而降低紅外線穿透所形成的熱作用。 （七）耐久性部份： 玻璃表面貼膜，由於薄膜（基本上為高分子薄膜），其本身耐久性本就不佳（特別是戶外），又無法高溫加工，和玻璃間的附著差，無法耐久；玻璃製造時加入色料則隨無機鹽種類有差異，部份玻璃會因無