Basfakta kring Måsvingeproblematiken.
Björn Dalén 0100208
På de allra flesta IF som vi tillverkar finns det större eller mindre speglande silverglänsande prickar. Redan vid IF verkstadens avsyning sorteras något 10-tal procent bort, företrädesvis de med de största prickarna. Efter lamineringen syns de prickar som slunkit igenom första avsyningen tydligare, de är då oftast mellan 10-100 mikrometer. Dessa prickar har under förutsättning att de ej börjar växa, ingen kommersiell betydelse.
Cirka 3 veckor efter lamineringen kan en del av de synliga prickarna, samt en del tidigare osynliga prickar börja växa. Det handlar då oftast om Måsdefekter.
Måsdefekter förekommer nästan enbart på stora glas 9000 X & XF, som monterats i respektive kassett. Sannolikt drabbas minst 75 % kanske t.o.m. över 90 % av Måsdefekter. Måsdefekter har ej rapporterats på XL eller Fibermetalls stora (eller små) modeller trots att det är likvärdiga glas. Det är ytterst sällsynt med Måsdefekter på små kassetters glaspaket eller lösa, d.v.s. ej i plastkassett monterade glaspaket. En central punkt verkar därför vara att ta reda på vad som skiljer de glas som drabbas från de som ej drabbas.
Måsvingar är ofarliga för användarna och endast cirka 2 % av slutkunderna klagar på IF problem varav Måsdefekterna är en del. Problemet är främst av estetisk art men eftersom det dyker upp redan hos återförsäljarna på vår bästa och dyraste produkt är det ändå ett stort problem.
IF filtrets funktion är främst att reflektera bort så mycket som möjligt av UV och IR strålning, samtidigt som mesta möjliga mängd synligt ljus skall passera filtret. Dessutom skall det se "ballt" och snyggt ut.
Översiktlig beskrivning av filtertillverkningen:
Glasskivor "ritsas" i rutmönster och bryts för hand samtidigt som de placeras i tvättkassetter. Tvättninmg och torkning sker automatiskt i en "tvättmaskin". Glasen plockas sedan för hand över till parabolformade fixturer med plats för 15 stora eller 27 små glas. 3 paraboler placeras samtidigt i en vakuumkammare där de sedan rör sig i en så kallad planetväxelrörelse under hela beläggningsproceduren, detta för att få så jämn och likvärdig beläggning som möjligt. Trycket i kammaren sänks först till cirka 10-5 mBar, i kammaren smälts och förångas sedan Aluminiumoxid (Al2O3) (med en elektronstråle) och Silver (resistivt). Ångan kondenserar sedan skiktvis på glasen genom att omväxlande skärma av tillförseln av det ena eller det andra materialet. Vi lägger på totalt 6 lager Aluminiumoxid (ca 80-130 nm) och 5 lager silver (18-35 nm). Sammanlagd tjocklek på hela tunnfilmsbunten blir cirka 1m
. Det färdiga filtret silikonlimmas sedan med skiktsidan inåt ihop med en bunt med flytandekristall celler och polarisationsfilter.
- De som vi kallar Måsdefekter är de vanligaste och består av undergrupperna Måsvingar och Måsembryon.
- Måsembryon ser för ögat mest ut som mer eller mindre runda silverglänsande fläckar. De kan variera i storlek från knappa millimetern i diameter ner till så små att de inte längre kan ses med blotta ögat. Om man betraktar defekterna i mikroskåp så har de en mer eller mindre brunfärgad kärna. Den bruna färgen avtar utåt i intensitet. Huruvida alla Måsembyona har potential att utvecklas till fullgångna måsvingar eller är predestinerade att maximalt nå en lägre utvecklingsnivå vet vi ännu inte, men en del utvecklas till Måsvingar. Det existerar "albinovarianter" av Måsembryona, men de är ovanliga.
- Måsvingar är de mest spektakulära. Namnet kommer av att de större defekterna ofta ser ut som siluetten av en mås flygande över en purpurfärgad kvällshimmel. Ibland är Måsvingarna klart åtskilda, ibland flyter de ihop till ett gytter. Om man betraktar Måsvingar i mikroskåp så har uppskattningsvis minst 95 % en mer eller mindre brunfärgad kärna och alltid ett skelett. I centrum av kärnan finner man ofta glasflisor, pinnhole (hål efter flaga eller partikel som ramlat bort från skiktet) eller av annan partikel. Skelettet består av en mörk, ofta fram och tillbakaringlande sicksacklinje. Utanför skelettet har vi en mer eller mindre brunfärgad zon som oftast är lite grynig
- Analys av de brunfärgade defekterna har visat att de innehåller svavel, och ofta en kärna av ett "pinnhole", glas eller Al2O3. Enligt SP skall det även finnas järn i defekten, men det har vi inte kunnat spåra (någon betydande mängd av) vid SEM undersökning hos Materialcentrum i Borlänge
- Vi tror oss veta att (järn), svavel, glassplitter, pinnholes eller Al2O3 partiklar inte ensamt förmår att skapa Måsdefekterna, men de bidrar till att utlösa från förångningsprocessen inbyggda termo- och strukturspänningar. Sannolikt spelar även fukt en betydande roll.
- Att vi ser defekterna som speglande silverfärgade ytor beror på att i defekten har de aluminiumoxidskikt och silverskikt som bygger upp filtret delaminerats, d.v.s. glidit isär från varandra. Oftast sker delamineringen inne i skiktbunten, men var den börjar vet vi inte ännu. Om sprickorna startar inne i ett av materialen, eller i gränsskikten mellan två material vet vi inte, men väldigt ofta har vi sett att åtminstone ett skikt närmast glaset synbarligen är oskadat. Det som orsakar att skikten delaminerar kan vara dels kemiska reaktioner, t.ex. att silvret övergår till silversulfid eller silveroxid, dels att det finns inbyggda partiklar som spränger isär, t.ex. glasflisor och aluminiumoxidklumpar som sannolikt i samarbete med vatten eller någon annan vätska spränger isär skikten. Eftersom vi sett helt ofärgade måsdefekter verkar det som om det skulle vara möjligt för defekterna att växa även utan den extra drivkraft som en korrosionsexpansion innebär. Om det är vatten, någon annan migrationsprodukt eller spänningsrelaxationsorsakad delamination återstår att se.
- Defekterna visar sig i allmänhet först efter ett par månader, och det snabbaste hittills som vi fått indikation på en naturligt uppkommen måsdefekt är efter cirka 3 veckor. Vi har även med framgång testat metoder som snabbar på defekttillväxten (t.ex. värme och kombinationen värme och fukt). Dessa metoder ger dock upphov till något annorlunda defekter.
- De försök till förbättringsåtgärder som hittills genomförts har av praktiska skäl haft tyngdpunkten på att de skall gå relativt fort och enkelt att genomföra. Huvudsakligen har detta inneburit att utsätta glasen för mindre kraftpåkänning. Under beläggningsprocessen spänns numera glasen in på ett sätt så att de buktar mindre än förut, de som laminerar är ombedda att trycka mindre på glasen under sammanläggningen, och den pneumatiska pressen som klämmer ihop plastkassetten har försetts med mjukare tryckplatta, samt ställts in på lägre tryck. Misstankar om att bensin från borttvättning av silikonlimspill tränger in till beläggningsskiktet via silikonlimfogen och bidrar till att svavel reagerar med silver, har medfört att vi minskat bensinanvändningen. Inget av de hittils testade koncepten har förmått att annat än marginellt minska måsdefektbildningen. Försök att höja och bevara renheten och torrheten på glasen från kapning till limning har påbörjats men ännu inte införts i någon större utsträckning. Försök med att belägga det sista tunnfilmsskiktet med en fuktspärr har inletts. Jonassisterad deponering är en från många håll rekommenderad metod, den ökar packningsgraden, och därmed också den interna vidhäftningen, men också den interna spänningsnivån. Försök med jonassisterad deponering kommer att påbörjas under senvåren.
Frågor att arbeta med individuellt och i grupp:
Varför tror du att bara de stora glasen drabbas?
Hitta på ett eller flera experiment som skulle kunna tänkas ringa in en felorsak.
Kan du komma på en metod för att provocera fram ännu fler defekter och ännu snabbare?
Vad tror du är huvudorsaken till att vi får måsdefekter?
Försök hitta svagheter med det arbete och de undersökningar som hittills gjorts.
Föreslå konstruktions eller processförändringar som skulle kunna leda till färre defekter.