低放射率（Low-E）コーティングを施した建築用ガラスは、最も人気のある機能的な建築材料の一つとなっています。熱損失と内部結露を最小限に抑えることで、建築物のエネルギー効率と省エネルギー性を向上させる重要な役割を担っています。ガラスに施されたコーティング（薄膜）は、ガラスを通過する可視光エネルギーの流れを制御します。このコーティングは、赤外線、可視光線、紫外線など、電磁スペクトルの異なる部分における光の透過、反射、吸収の特性を変化させる。
建築用ガラスを建物の内部から見た場合、Low-eガラスはエネルギーを建物内に反射させ、通常のガラスよりもはるかに低い熱損失を実現します。建物の外側から見ると、Low-Eガラスは、太陽エネルギーの可視部分を透過し、赤外線部分を最小化することで、建物からの熱損失を低減しています。
Low-eガラスコーティングは、低放射率、低吸収率、高透過率を必要とします。この特殊なコーティングは、顕微鏡で見えるほど薄いさまざまな化学層が積み重なったものです。コーティング材には2種類あります。
- 半導電性
- FTO（フッ素ドープ酸化スズ）
- ITO（インジウム・スズ酸化物）と
- ZnO（酸化亜鉛）
- メタリック
ガラスコーティングメーカーは、しばしばマグネトロンスパッタ真空蒸着法（MSVD）を使用しています。この方法は、費用対効果の高いソリューション、優れたコーティングの均一性、放射率の改善（0.08以下）、優れた熱放射制御と光学性能を提供します。スパッタリングは、金属材料、酸化物、誘電体材料など、さまざまな種類の材料の成膜に使用されます。
ガラス市場は非常に競争の激しい市場です。そのため、ガラスメーカーはコーティングの品質を犠牲にすることなくコストを最小化するアプローチを継続的に追求しています。これには、新しい改良型レイヤースタックの開発を目的とした、社内での製品/プロセス開発イニシアチブが含まれます。また、プロセス時間を短縮することで生産性を向上させることも求められています。そのためには、プロセスの状態をリアルタイムで補正する、よりダイナミックなシステムへの投資が必要です。歩留まりと品質を最大化するための適応的なプロセス技術によって、運用コストを削減することは重要です。品質管理を含む製造工程全体では、約4週間を要します。
Brooks Instrumentは、ガラスコーティングメーカーと提携し、デジタルマスフローコントローラや真空制御ソリューションを提供することで、技術的および商業的な要件をサポートし、競合他社に一歩先んじることができるよう支援しています。
応募資格
ガラスコーティングメーカーは、長時間の生産工程で、一貫した膜厚と均一性、そして高い歩留まりとスループットが要求されます。
完全自動化された塗装工程は、安定したプロセス条件により、運用コストを削減することができます。このような条件を実現するのが、最高級の計測機器です。
- 反応ガスの高精度、高再現性、高再現性
- 優れた長期ガス制御安定性により、重要なプロセスパラメーターを維持し、生産キャンペーン間の機器校正の頻度を低減します。
- デジタル通信プロトコル、Webインターフェース、拡張デバイスプロファイルにより、DCS/PLC/IoTシステムへの容易なセットアップと統合が可能です。
プロセスソリューション
ガラスコーティングラインは、ガラス洗浄機と複数のスパッタチャンバーを経て出口チャンバーに至る入口チャンバーから構成されています。ガラスは洗浄機と高圧空気乾燥機を通過し、表面が清浄になるようにします。 ガラスはコーティングラインに入り、真空チャンバーで大気圧から低圧に減圧され、プラズマが形成されます。ガラスはマグネトロンのあるプロセスチャンバーに入り、ブルックスのSLAシリーズマスフローコントローラーが均一で正確な量の不活性アルゴンガス流を供給し、アプリケーションによっては酸素や窒素などの反応性ガスが供給されます。プラズマからのイオンはコーティング材料に引き寄せられ、原子を衝突させたり離脱させたりします。原子はガラスの表面に均一に塗布され、薄膜が形成されます。
ガス流量は、プラズマを生成し、反応性スパッタリングプロセスで重要なプロセスパラメータを維持するために十分でなければならない。 適切なガス流量と低圧制御の微妙なバランスを考慮して、Brooks Instrument XacTorrシリーズのような高精度でガスに依存しない真空容量マノメーターが、ベース圧の制御に使用されます。
先に述べたように、最新のガラスコーティングラインは高度に自動化することが可能です。自動化プロセスでは、ガスフロー、磁場、電力供給などの主要な運転パラメータを監視・制御します。システムは、さまざまなコンポーネントから継続的にパフォーマンスと診断データを収集し、いずれかのパラメータが範囲外にある場合は、それに応じて補正することによって問題を修正します。SLA シリーズマスフローコントローラに搭載されている EtherNET/IP や PROFINET などの通信プロトコルは、マスフローコントローラと PLC の間でデータをリアルタイムに通信することにより、この自動化を可能にします。
高度に自動化された制御プロセスと安定した信頼性の高いフローおよび真空プロセス制御ソリューションを組み合わせることで、ガラスコーティングメーカーは生産性を高め、廃棄物と運用コストを削減し、優れた品質、信頼性、均一性を持つ製品を提供することができます。