DE2626842C2 - Glasspiegelmatte, Verfahren zur Herstellung derselben und deren Verwendung - Google Patents

Glasspiegelmatte, Verfahren zur Herstellung derselben und deren Verwendung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glasspiegelmatte, ein Verfahren zur Herstellung derselben und auf deren Verwendung.
Für verschiedene Einsatzgebiete, beispielsweise in konzentrierenden Sonnenkollektoren, benötigt man nicht-plane reflektierende Flächen.
Für solche Zwecke sind reflektierende Kunstoffolien bekannt. Diese Folien zeigen jedoch wesentliche Nachteile. Insbesondere ist ihre Temperaturbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit nicht zufriedenstellend. Im Laufe des Gebrauchs verschlechtern sich die Reflexionseigenschaften erheblich. Reflektierende Kunststoffolien haben sich für die Verwendung in konzentrierenden Sonnenkollektoren als ungeeignet erwiesen.
Reflektierende große Glasplatten, insbesondere in nicht-planarer Form, sind schwer transportabel und einer hohen Bruchgefahr ausgesetzt
Ein Glasmosaik, bei dem kleine spiegeiförmige Streifen auf ein textiles Gewebe aufgeklebt ^ind, ist in ίο dem Buch von F. Daniels »Direct Use of the Sun's Energy« (1964), S. 65 und 66, beschrieben.
Bei der Auskleidung von Sonnenkollektoren mit
solchen bekannten Glasmosaiken verbleibt das textile Gewebe auf dem Kollektor. Dieses erweist sich im Hinblick auf die Witterungsbeständigkeit als äußerst nachteilig.
Ferner verhindert das textile Gewebe eine exakte Justierung der Glaselemente, so daß ein hohes Reflexionsvermögen nicht erzielt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Glasspiegelmatte, die in Form nicht-planarer reflektierender Flächen einsetzbar ist, die leicht herstellbar und transportierbar ist "mit der sich Hohlspiegel von hoher Temperaturbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit sowie hohem Reflexionsvermögen herstellen lassen.
Diese Aufgabe wird bei einer Glasspiegelmatte mit schichtförmigen Aufbau, bestehend aus wenigstens einem flexiblen Träger, einer Haftschicht und einer Glasmatte aus Glasstreifen, die eine reflektierende Schicht tragen, erfindungsgemäß gelöst durch die Schichtfolge: flexibler Träger in Form einer Trägerfolie, Haftschicht, Glasmatte aus Glasstreifen und reflektierende Schicht
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Glasspiegelmatte nach Anspruch 1, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Glasplatte auf einer" Seite mittels einer Haftschicht mit einer Trägerfolie verbunden wird, danach die Glasplatte durch Ritzen und Brechen in Giasstceifen unterteilt wird und auf die Glasstreifen eine reflektierende Schicht aufgebracht wird.
Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung der Glasspiegelmatte für konzentrierende Sonnenkollektoren.
Die Herstellung der Glasspiegelmatten gemäß der Erfindung ist einfach, worauf nachstehend näher eingegangen wird. Insbesondere ist von Vorteil, daß das Aufbringen der reflektierenden Schicht in planem Zustand erfolgen kann. Die Glasspiegelmatten können plan oder gerollt gelagert und transportiert werden, wodurch Schwierigkeiten, insbesondere im Hinblick auf die Bruchgefahr, bei Transport und Lagerung ausgeschaltet werden. Das Reflexionsvermögen ist außerordentlich hoch. Die mechanischen Eigenschaften, die Witterungsbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit, liegen über den von reflektierenden Kunststoffolien. Die Glasspiegelmatte läßt sich biegen und bei geeigneter Segmentierung jeder nicht-planaren Form anpassen. Aus diesen Gründen eignen sich die Glasspiegelmatten gemäß der Erfindung insbesondere zur Auskleidung von konzentrierenden Sonnenkollektoren.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, die beispielsweise Ausführungsformen zeigt, näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Glasspiegelrnatte gemäß der Erfindung und
F i g. 2 einen Sonnenkollektor, ausgekleidet mit einer . Glasspiegelrnatte gemäß der Erfindung.
Bei der Herstellung der Glasspiegelmatte 1 wird eine große Glasplatte mit einer Trägerfolie 4 mittels einer Haftschicht 5 verbunden. Die Größe der verwendeten Glasplatte kann beliebig gewählt werden und hängt außer von den Herstellungsmöglichkeiten vom beabsichtigten Verwendungszweck ab.
Die Dicke der Glasplatte ist nach unten lediglich aus Preisgrünäen beschränkt, da die Herstellung sehr dünner Glasplatten schwierig und daher teuer ist. Eine prinzipielle Beschränkung der Dicke nach oben ist gleichfalls nicht gegeben, jedoch ist bei dickeren Glasplatten ein erhöhter Materialverbrauch und ein höheres Transpontgewicht gegeben. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Glasplatte etwa 03 bis 2 mm und insbesondere etwa 0.5 bis 1 ram. Die Verwendung eines witterungsbeständigen Glases wird bevorzugt
Die Trägerfolie 4 besteht aus einem geeigneten biegsamen Folienmaterial, insbesondere Kunststoff, z. B. Polyäthylen oder Polypropylen, oder Papier. Die wesentliche Funktion der Trägerfolie 4 besteht darin, der Glasplatte bei der weiteren Verarbeitung, Handhabung und Verwendung den nötigen Halt zu geben. Die Verwendung einer Trägerfolie 4 aus Papier wird insbesondere dann vorgezogen, wenn als Klebstoff ein Schmelzkleber verwendet wird.
Die Haftschicht 5 kann aus jedem geeigneten Material, das eine Haftung zwischen der Trägerfolie 4 und der Glasplatte bewirkt, bestehen. Die Verbindung zwischen der Trägerfolie und der Glasplatte soll jedoch wieder lösbar sein. Vorzugsweise ist die Haftschicht 5 als selbstklebende Schicht auf der Trägerfolie 4 aufgebracht, so daß die Trägerfolie, unter Umständen nach vorherigem Abziehen einer auf der selbstklebenden Haftschicht aufgebrachten Schutzfolie, in einfacher Weise mit der Glasplatte verbunden werden kann.
Nach dem Aufbringen der Trägerfolie 4 auf die Glasplatte wird diese durch Ritzen und Brechen in Glasstreifen unterteilt. Das Ritzen und Brechen von Glas ist dem Fachmann geläufig und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. Die in einzelne Glasstreifen 3 unterteilte Glasplatte wird hier als Glasmatte 2 bezeichnet.
Die Art der Unterteilung richtet sich vorwiegend nach dem Verwendungszweck. Beispielsweise kann, wenn die Glasspiegelmatte zur Auskleidung von Parabolzylinderspiegeln verwendet werden soll, eine Unterteilung in Streifen einer Breite von etwa 0,5 bis 3 cm, und vorzugsweise etwa 1 bis 2 cm, erfolgen. Schmale Streifen werden gewählt, wenn die Glasspiegelmatte einer starken Krümmung unterworfen werden soll. Die Länge der Streifen liegt zweckmäßigerweise zwischen etwa 10 und 100 cm und beträgt vorzugsweise zwischen etwa 20 und 50 cm.
Die Unterteilung der Glasplatte kann auch in anderer Form als Streifenform erfolgen. Beispielsweise ist für die Auslegung eines kreisförmigen Sonnenkollektors eine Segmentierung in trapezförmige Stücke vorteilhaft. Die Bezeichnung »Glasstreifen« wird demnach hier sehr allgemein verstanden und ist nicht auf längliche Rechtecke beschränkt.
Nach der Unterteilung in Glasstreifen 3 werden diese mit einer reflektierenden Schicht 6 versehen. Das Aufbringen von reflektierenden Schichten auf Glas ist bekannt. Geeignete AusfUbrungsformen sind das Aufbringen einer dünnen Silberschicht in bekannter Weise oder das Aufdampfen von Aluminium im Hochvakuum.
Anstelle der üblicher. Verspiegelung können die Glasstreifen mit einer reflektierenden Metallfolie versehen werden.
Die reflektierende Schicht 6 wird gegebenenfalls zu deren Schutz mit einer Schutzschicht 7, üblicherweise einer Lackschicht, versehen.
Auf die Schutzschicht 7 oder gegebenenfalls direkt auf die reflektierende Schicht 6 kann danach gegebenenfalls eine Klebstoffschicht 8 aufgebracht werden. Die Klebstoffschicht 8 dient dazu, die Glasspiegelmatte je nach ihrer Verwendung mit dem auszukleidenden oder zu bedeckenden Gegenstand zu verbinden. Die Auswahl des Klebstoffs der Klebstoffschicht 8 richtet sich nach der Unterlage, auf die die Glasspiegelmatte aufgebracht werden soll. Es kommen jegliche bekannte Klebstoffe in Betracht. Die Klebstoffschicht 8 kann selbstklebend, durch Wärme aktivierbar oder auf andere Weise aktivierbar sein.
Vorzugsweise besteht die Klebstoffschicht 8 aus einem elastischen Klebstoff. Durch die Verwendung eines elastischen Klebstoffs wird die Beanspruchung, beispielsweise aufgrund von Spannungen bei Temperaturänderungtn, der mäßigen Haftung der reflektierenden Schicht auf dem Glas hintan g..?.alten. Dies ist insbesondere bei Verwendungen einer £ilberspiegelschicht von Bedeutung, da die Haftung des Silbers auf dem Glas gering ist Beispiele für Klebstoffe sind Acrylharze, Epoxidharze, Siliconkautschuk und Asphalt.
Bei Versvendung eines selbstklebenden Klebstoffes
für die Klebstoffschicht 8 wird in üblicher Weise eine Schutzfolie 9, beispielsweise aus siliconisiertem Papier, vorgesehen, die vor dem Aufbringen der Glasspiegelmatte auf dem Substrat abgezogen wird.
Anstelle der Klebstoffschicht. 8 kann eine beidseitig mit Klebstoff beschichtete Folie treten. Vorteilhaft ist ferner die Verwendung eines Polstermaterials, beispielsweise einer dünnen Schaumstoffschicht, die eine Dicke von etwa 1 mm haben kann und beidseitig mit Klebstoff beschichtet ist, anstelle der Klebstoffschicht 8. Durch die Polsterschicht wird gleichfalls eine übermäßige Beanspruchung der Glasspiegelmatte, und insbesondere der Verbindung zwischen Glas und reflektierender Schicht vermieden.
Das Aufbringen der Klebstoffschicht 8 beziehungsweise einer beidseitig mit Klebstoff beschichteten Folie oder eines Polstermaterial auf die Glasspiegelmatte ist nicht erforderlich. Alternativ kann nämlich die Matte ohne Klebstoffschicht gelagert und transportiert werden. Beim Einsatz der Glasspiegelmatte wird dann dieselbe oder vorzugsweise das Substrat mit einer Klebstoffschicht, einer beidseitig mit Klebstoff beschichteten Folie oder einer beidseitig mit Klebstoff beschichteten Schaumstoffschicht überzogen und die Glasspiegelmatte aufgt-bracht.
Die Glasspiegelmatten gemäß der Erfindung sind für verschiedene Verwendungsmöglichkeiten geeignet.
Durch di.· Verbindung der einzelnen Glasstreifen 3 mit der Trägerfolie 4 wird eine biegsame Spiegelfläche erhalten, die jedoch oime die Gefahr von Brach und Beschädigung in planer Form transportiert werden kann.
Insbesondere sine die Glasspiegelmatten für konzentrierende Sonnenkollektoren geeignet.
Konzentrierende Sonnenkollektoren, beispielsweise in Form von Parabolzylinderspiegeln, erlangen aufgrund der Energieverknappung zunehmende Bedeutung.
Es ist bekannt, Sonnelkollektoren aus metallisiertem Kunststoff herzustellen. Solche Sonnenkollektoren zeigen jedoch schlechte Reflexionswerte. Das Refle-
xionsvermögen nimmt ferner aufgrund von Umgebungseinflüssen mit der Zeit beträchtlich ;ib.
Es ist ferner bekannt, Sonnenkollckiorcn inn verspiegeltem Glas auszukleiden. Durch die Verwendung von verspiegeltem Glas werden /war gute Reflexionswerte erreicht, jedoch müssen eine Reihe von schwerwiegenden Nachteilen in Kauf genommen werden.
Die Herstellung von parabolförmig gebogenen Glasplatten für die Auskleidung von wannenförmigen Sonnenkollektoren ist schwierig und daher teuer. Die parabelförmige Krümmung der Glasplatten muß durch thermische Verformung erfolgen. Die Verspiegelung der nicht-planen Glaswannen ist aufwendig, kann nicht kontinuierlich durchgeführt werden und gibt somit zu weiteren hohen Kosten Anlaß. Die wannenförmig gebogenen Glaskollektoren sind aufgrund ihrer vorgegebenen Form nicht stapelbar, schwer transportierbar und äußerst bruchempfindlich.
Die vorgenannten Nachteile lassen sich auf elegante Weise dadurch ausschalten, daß Glasspiegelmatten gemäß der Erfindung zur Auskleidung von Sonnenkollektoren verwendet werden.
Die Glasspiegelmatten können in planer Anordnung oder aufgerollt leicht und ohne Bruchgefahr transportiert werden. Die Herstellung ist äußerst wirtschaftlich, da die Verspiegelung auf der planen Matte kontinuierlich erfolgen kann. Die Glasspiegelmatten können aufgrund ihrer Biegsamkeit ohne thermische Behandlung an Ort und Stelle in beispielsweise wannenförmige Sonnenkollektoren eingesetzt werden. Durch Verklebung der Glasspiegelmatte mit der Kollektorwanne wird ausgeschlossen, daß sich zwischen diesen der Korrosion Ansatz bietende Hohlräume bilden. Gegenüber Kunststoffolien zeichnen sich die Glasspiegelmatten durch besseres Reflexionsvermögen, bessere Witterungsbeständigkeit. Beständigkeit gegen Verkratzen und dadurch verursachte Refiexionsminderung (durch Flugsand) und bessere Reinigungsmöglichkeit aus.
Ein konzentrierender Sonnenkollektor, ausgekleidet mit einer Glasspiegelmatte gemäß der Erfindung, ist in F i g. 2 gezeigt.
Die Sonnenkollektorwanne 10 kann beispielsweise aus Kunststoff (Polyesterharze, gegebenenfalls mit Glasfasern verstärkt. Polyurethan und dergleichen), wetterfestem Asbestzement, Beton, Blech oder anderen geeigneten Materialien bestehen. Die Wanne kann zur Erhöhung der Festigkeit gerippt sein und geeignete Befestigungsteile können angeformt sein. Die Ausgestaltung von wannenförmigen Sonnenkollektoren, die hcispielsw eise eine (irol.le von 1.8 m-'aufweisen können, iiiul deren Anwendung ist bekannt. In der Zeichnung ist lediglich schematisch das Absorberrohr 11 gezeigt.
Die Sonnenkollektorwanne 10 läßt sich in einfacher ". Weise mil der biegsamen Glasspiegelmalte I gemäß der Erfindung auskleiden. Die Segmentierung, d. h. insbesondere die Streifenbreite, wird so gewählt, daß die Glasspiegelmatte gemäß der Krümmung der Wanne gebogen werden kann. Bei geringerer Krümmung können breitere Glasstreifen 3 verwendet werden. Die Glasspiegelmatte wird gegebenenfalls nach Entfernung der auf der Klebstoffschicht befindlichen Schutzfolie in die Sonnenkollektorwanne eingebracht und mit dieser verbunden. Wie vorstehend ausgeführt, wird, wenn die Glasspiegelfolie nicht selbst mit einer Klebsioffschicht versehen ist, eine Klebstoffsehichi auf die Sonnenkollektorwanne und/oder die Glasspiegclmatte aufgebracht und die Glasspiegelmatte in die Sonnenkollektorwanne eingesetzt.
Es wird bevorzugt, einen elastischen Klebstoff zu verwenden, da dadurch einerseits die Schlagfestigkeit erhöht wird und andererseits eine elastische Polsterschicht ausgebildet wird, die Spannungen aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Mate-
>5 rialien aufnehmen kann. Geeignete Klebstoffe sind beispielsweise Siliconkautschuk, Asphalt oder Epoxidharze Es ist ferner vorteilhaft, eine Polsterschicht aus dünnen Schaumstoff vorzusehen, und zwar aus den gleichen Gründen, die für die Verwendung eines
J" elastischen Klebstoffs sprechen.
Bei Verwendung von mehreren Glasspiegelmatten zur Auskleidung größerer Sonnenkollektoren kann eine Verfugung zwischen den einzelnen Matten mit Siliconkautschuk oder anderen geeigneten Materialien erfolgen.
Der Sonnenkollektor gemäß F i g. 2 ist folgendermaßen aufgebaut:
Sonnenkoiiektorwanne, Kiebstoffschicht, gegebenenfalls Polsterschicht, gegebenenfalls zweite Klebstoff-
•»0 schicht, gegebenenfalls Schutzschicht, reflektierende Schicht und Glasmatte. Die Trägerfolie mit Haftschicht wird nach dem Einbringen der Glasspiegelmatte in die Wanne entfernt.
Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ist die
4S Verwendung der Glasspiegelmatten nicht auf Parabolzylinderspiegel beschränkt. Beispielsweise können auch kreisförmige Parabolspiegel damit ausgekleidet werden. In diesem Fall kann eine andere Segmentierung, vorzugsweise trapezförmige Segmente, gewählt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Glasspiegelmatte mit schichtförmigem Aufbau, bestehend aus wenigstens einem flexiblen Träger, einer Haftschicht und einer Glasmatte aus Glasstreifen, die eine reflektierende Schicht tragen, gekennzeichnet durch die Schichtfolge: flexibler Träger in Form einer Trägerfolie (4), Haftschicht (5), Glasmatte (2) aus Glasstreifen (3) und reflektierende Schicht (6).
2. Glasspiegelmatte nach Anspruch· 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der reflektierenden Schicht (6) eine Schutzschicht (7) vorgesehen ist.
3. Glasspiegelmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der reflektierenden Schicht (6) eine Klebstoffschicht (8) vorgesehen ist
4. Glasspiegelmatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schutzschicht (7) eine Klebstoffcchicht (8) vorgesehen ist.
5. Glasepiegelmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie (4) aus Kunststoff oder Papier besteht.
6. Glasspiegelmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstreifen (3) eine Dicke zwischen 03 und 2 mm, eine Breite zwischen etwa 0,5 und 3 cm und eine Länge zwischen etwa 10 und 100 cm aufweisen.
7. Glasspiegelmatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstreifen eine Dicke zwischen etwa 0,5 und 1 mm, eine Breite zwischen etwa 1 und t. cm und eine Länge zwischen etwa 20 und 50 cm aufweisen.
8. Glasspiegelmatte :iarh einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichne.; daß die Klebstoffschicht (8) aus einem elastischen Klebstoff besteht
9. Glasspiegelmatte nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht (8) eine Schutzfolie (9) trägt.
10. Glasspiegelmatte nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht (8) aus einer beidseitig mit Klebstoff beschichteten dünnen Schaumstoffschicht besteht
11. Verfahren zur Herstellung einer Glasspiegelmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Glasplatte auf einer Seite mittels einer Haftschicht mit einer Trägerfolie verbunden wird, danach die Glasplatte durch Ritzen und Brechen in Glasstreifen unterteilt wird und auf die Glasstreifen eine reflektierende Schicht aufgebracht wird.
12. Verwendung der Glasspiegelmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für konzentrierende Sonnenkollektoren.
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