DE3214853C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Reflexionsplatten, deren besondere Verwendung auf dem Gebiet der planen Sonnenreflektoren, wie sie z. B. in einem Heliostat zum Einsatz gelangen, liegt und an die in bezug auf größtmögliche Herabsetzung der Absorption von einfallender Sonnenenergie, ausgeprägte mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen klimatische Einflüsse sowie exakte Planheit zur Verhinderung von Reflexionsfehlern allerhöchste Anforderungen gestellt werden.

Aus der FR-PS 23 96 317 sind laminierte Spiegel in Form von Flachspiegeln, die sich zum Einbau in Gebäudewänden eignen, oder von gekrümmten Spiegeln vom Typ der als Sonnenkollektor verwendbaren Parabolspiegel bekannt, zu deren Herstellung dünne Spiegelglasplatten mit Hilfe eines Klebemittels mit dickeren Trägerplatten verbunden werden, die vorzugsweise porös sind und außer aus Beton, Metall oder Kunststoff auch aus Glasmaterial bestehen können, das gegebenenfalls auch als gehärtetes Gemisch aus Glaskörnern und einem Bindemittel wie Portlandzement vorliegen kann.

In der GB-PS 15 78 074 werden laminierte Glasplatten be­ schrieben, die vorwiegend als mehrfarbige Dekorationsver­ kleidungen für Wände, Türen, Decken und Möbel bestimmt sind und insbesondere die bei Feuerausbruch durch Brechen des Glases für die Hausbewohner eintretenden zusätzlichen Gefahren vermindern sollen. Diese Spiegel- oder Dekorationsplatten bestehen aus zwei beliebig dicken Glasscheiben, die über eine dazwischen liegende Platte aus geschäumtem Kunststoff von vorzugsweise 1 mm Dicke durch Klebemittel miteinander ver­ bunden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Sonnenreflektoren geeignete plane Reflexionsplatten zu schaffen, die die für Heliostaten erforderlichen großen Abmessungen haben können und die sich neben geringer Lichtabsorption sowie großer mechanischer Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse durch verbessertes Reflexionsverhalten aufgrund besonders exakter Planheit auszeichnen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale und Ausführungsformen.

Bei Verwendung eines auf der Rückseite mit Silber beschichte­ ten Spiegels ist es klar, daß ein Teil der einfallenden Energie beim Durchtritt durch das Plattenmaterial absorbiert wird. Erfindungsgemäß wird daher ein besonders dünner Spiegel verwendet, um diese Absorption zu vermindern, was anderer­ seits zu einer erhöhten Zerbrechlichkeit des Spiegels führt, der durch Auflaminieren auf die dicke Flachglas-Trägerplatte entgegengewirkt wird.

Die dünne Spiegelplatte dient dem Schutz ihrer reflektierenden Oberfläche gegen Anlaufen, während sie nur sehr wenig einfallende Strahlung absorbiert. Die flache Trägerplatte bildet eine Unterlage für die Spiegelplatte und sie ist so dick, daß der Platte Festigkeit verliehen wird. Die Trägerplatte besteht aus Glas, weil dieses Material leicht mit einer ebenen Oberfläche versehen werden kann. Eine oder alle Glasplatten der Reflexionsplatte können, wenn gewünscht, gehärtet, z. B. chemisch gehärtet werden, um einen erhöhten Widerstand gegen Bruch zu schaffen.

Die Trägerplatte ist aus Floatglas hergestellt, um ihr eine verbesserte Ebenheit im Vergleich zu gezogenem Tafelglas zu geben, ohne so teuer zu sein wie Spiegelglas. Dieses Float­ glas ist vorzugsweise mindestens 4 mm dick,um an­ gemessene Festigkeit zu geben. Floatglas mit einer Dicke im Bereich von 5 bis 6 mm hat eine besonders gute Ebenheit.

Wie allgemein bekannt ist, wird bei der Herstellung von Floatglas Glas an einem Ende einer einen Be­ hälter mit geschmolzenen Metall enthaltenden Float­ kammer eingeführt und über den Behälter gezogen, wobei es wie ein Band auf dem Metall schwimmt. Vor­ zugsweise wird die oder jede Spiegelplatte mit der Seite der Trägerplatte verbunden, die mit dem Metall in dem Floatbehälter während ihrer Herstellung in Berührung war. Diese Seite, die oft als "Zinnseite" bezeichnet wird, weil das verwendete Schmelzmetall im allgemeinen (oder vorwiegend) Zinn ist, hat eine bessere Ebenheit als die andere Seite (oft als "Luftseite" bezeichnet). Bei einer fertigen Floatglastafel kann die Zinnseite von der Luftseite durch die Anteile der Metallionen in den Oberflächen der Tafel unterschieden werden.

Die oder jede Spiegelplatte besteht vorzugsweise aus Ziehglas, da es leichter ist, Glas mit der erforderlichen geringen Dicke zu ziehen (z. B. nach dem Libby-Owens-,Fourcault- oder Pittsburghverfah­ ren) als es nach irgendeinem anderen Verfahren her­ zustellen.

Wegen der geringen Dicke der Spiegelplatte ist diese zer­ brechlich, bevor sie mit der Trägerplatte verbunden wird und dies kann im Falle großer Spiegelplatten zu Verar­ beitungsproblemen führen. Es ist daher vorzuziehen, eine Vielzahl von Spiegelplatten mit einer gemeinsamen Träger­ platte zu verbinden, besonders bei der Herstellung von großen Reflexionsplatten, wie sie gewöhnlich bei Helio­ staten verwendet werden. Zum Beispiel können drei Spiegel­ platten, die 1,2 mal 1,5 Meter messen, mit einer gemein­ samen Trägerplatte, die 3,6 mal 1,5 Meter mißt, verbun­ den werden. Natürlich müssen die Spiegelplattenfläche und die Trägerplattenfläche nicht die gleiche Ausdehnung ha­ ben und bei einigen Ausführungsformen der Erfindung bleibt ein Rand der Trägerplatte frei, so daß sie und nur sie in einen Rahmen geklemmt werden kann. Dies vermeidet Rah­ menklemmdruck auf die Spiegelplatte(n).

Wenn ein Glasband während seiner Herstellung in einer Glasziehmaschine gestreckt wird, können mikroskopisch kleine Unterschiede in der Dicke des Bandes über seine Breite auftreten, die als Oberflächenwellen auftreten, deren Kämme und Täler mit der Ziehrichtung fluchten. Damit solche Mängel bei einer erfindungsgemäßen Platte in der­ selben Richtung angeordnet sind, um ihr Reflexionsver­ mögen zu erhöhen, ist es vorzuziehen, daß die Ziehrich­ tungen von jeder Spiegelplatte bei einer Vielzahl von Spiegelplatten, die mit einer gemeinsamen Trägerplatte verbunden sind, im wesentlichen parallel nebeneinander lie­ gen. Diese Ziehrichtungen können in derselben Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sein. Außerdem wird, wenn die geschichtete Platte nach ihrem Zusammenbau gebogen wird, wie es z. B. bei der Herstellung eines zylindrischen Heliostats der Fall ist, die Kon­ zentration von reflektiertem Licht weniger durch die obengenannten längsgerichteten Fehlerstellen beein­ trächtigt, wenn die Spiegelplattenziehrichtungen parallel zur Krümmungsachse verlaufen.

Wenn ein Floatglasband über die Oberfläche eines Metall­ schmelzbades gezogen wird, kann es ebenfalls in seiner Ziehrichtung ausgerichtete Oberflächenunregelmäßigkei­ ten haben. Die Ebenheit der reflektierenden Oberfläche wird verbessert, wenn die Ziehrichtung der oder jeder Spiegelplatte und die Ziehrichtung der Trägerplatte senkrecht angeordnet sind.

Es ist günstig, Platten gemäß der Erfindung aus recht­ winkligen Platten herzustellen, wobei die Ziehrichtung jeder Platte im wesentlichen parallel zu ihren längeren Seiten verläuft. Die oder jede Spiegelplatte ist vorzugs­ weise zwischen 0,6 mm und 1,5 mm dick. Dies ergibt einen guten Kompromiß zwischen der Leichtigkeit der Verarbei­ tung vor dem Zusammenbau und einer niedrigen Lichtab­ sorption im Gebrauch.

Als Bindematerial, das bei dem schichtweisen Aneinander­ fügen der Platten verwendet wird, kann oder können z. B. ein oder mehrere filmbildende Polymere verwendet wer­ den, die in Lagenform, z. B. als dünne Folie, aufgebracht und dazu gebracht werden können, an den Schichtlagen zu haften, indem das Laminat Wärme und Druck ausgesetzt wird.

Eines dieser Bindemittel ist Polyvinylbutyral.

Dieses Material ist gut zu verwenden und ermöglicht sehr starke Glas/Glas-Verbindungen, die bei einem gebräuchlichen Temperaturbereich und anderen schwankenden Umge­ bungsbedingungen dauerhaft sind.

Beispiele anderer Bindemittel, die, wie man gefunden hat, sehr gute Resultate liefern, sind aus der Klasse der Epoxyharze, Klebstoffe auf Silikonbasis, Polyurethan­ klebstoffe und Heißschmelzklebstoffe.

Als Heißschmelzklebstoff ist vorzugsweise ein Klebstoff anzusehen, der bei einer Temperatur von 150°C oder nie­ driger, vorzugsweise zwischen 60° und 120°C schmilzt.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden die Glasplatten mittels zweier oder mehrerer verschiede­ ner Bindemittel miteinander verbunden. Z.B. umfaßt die Erfindung Reflektoren, bei denen die Platten mittels zweier oder mehrerer Bindeschichten verschiedener Zusam­ mensetzungen miteinander verbunden sind. Bei bestimmten Produkten dieser Kategorie sind die Platten mittels einer mit Klebstoff beschichteten thermoplastischen Folie mit­ einander verbunden, die zwischen den Glasplatten vor der Anwendung der Laminierbedingungen, üblicherweise Hitze und/oder Druck, angeordnet wird. Bei einem speziellen Beispiel, das sehr gute Ergebnisse liefert, wird zur Erbringung der Haftfunktion eine Folie aus Polyester ein­ gesetzt, die eine Beschichtung aus einem Acrylklebstoff auf jeder Seite trägt. Solche doppelbeschichteten Folien sind im Handel erhältlich.

Geeignete Folien sind z. B. diejenigen, die unter den Warenzeichen MACBOND 2800 und MACBOND 2132 auf dem Markt sind. Diese klebstoffbeschichteten Folien haben den Vor­ teil, Dickenänderungen, die eine Folge von örtlich be­ schränktem Druck sind, zu widerstehen, so daß die Ebenheit erhalten bleibt.

Der eigentliche Bindevorgang bei der Herstellung des Reflektors kann mittels Kalanderwalzen oder mittels einer Presse erzielt werden. Um Einschlüsse von Luft oder anderen Gasen zwischen den Platten zu vermeiden, kann das Verbinden unter Wärme und Druck in einer Kammer statt­ finden, in der die Anordnung von Platten und Bindemit­ tel oder Bindemitteln einem vorbestimmten Ablaufplan von Wärme- und Druckveränderungen unterworfen wird. Die Ränder der Anordnung können mit einer Saugvorrichtung verbunden werden, durch die Saugkräfte auf den oder die Zwischenbereich(e) der Platten ausgeübt werden, um die Evakuierung von Gasen hieraus zu fördern. Das Ausüben die­ ser Saugkraft kann in zeitlicher Abstimmung mit dem Auf­ treten der vorbestimmten umgebenden Hitze- und/oder Druckbedingungen im Laufe eines Heiz- oder Druckzyklus­ ses innerhalb der Kammer gesteuert werden. Solche Binde­ techniken sind an sich in Verbindung mit der Herstellung anderer Arten von Laminaten bekannt, insbesondere aus der Herstellung von Fahrzeugverbundscheiben.

Die Reflexionsschicht ist vorzugsweise aus Silber und bedeckt mit Schutzschichten aus Kupfer und Farbe, wie allgemein aus der Spiegelherstellung bekannt ist.

Um zusätzliche Witterungsfestigkeit gegen Korrosion der Reflexionsschicht als Folge des Eintritts von Wasser entlang der Bindemittelschicht zwischen der Spiegelplatte und der Trägerplatte zu schaffen, ist die Farbschicht vor­ zugsweise wiederum mit einer wasserfesten Schicht, z. B. aus Bitumen, bedeckt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Schnittansichten von zwei Ausfüh­ rungsformen der Platte nach der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Platte nach Fig. 2;

Fig. 4 einen ersten Schritt bei der Herstellung einer solchen Platte und

Fig. 5 schematisch einen zweiten Schritt bei die­ ser Herstellung.

In Fig. 1 trägt eine Spiegelplatte 1 aus dünnem Glas (Dicke höchstens 1,5 mm und vorzugsweise mindestens 0,6 mm) eine leicht reflektierende Schicht 2 aus Silber, die wiederum mit Schutzschichten 3, 4 aus Kupfer und Farbe in dieser Reihenfolge bedeckt ist. Eine wahlweise vorhandene wasserfeste Schicht 5 ist auf der Farbschicht 4 aufgebracht gezeigt. Die Silber-, Kupfer- und Farb­ schichten 2, 3, 4 und die wahlweise vorhandene wasserfeste Schicht 5, z. B. aus Bitumen, bilden zusammen eine Spiegel­ beschichtung 6 für die Spiegelplatte 1. Die Spiegel­ platte 1 ist auf eine Trägerplatte 7 aus Glas mittels einer Klebstoffbindeschicht 8 laminiert. Die Träger­ platte 7 besteht aus Floatglas und kann 5 bis 6 mm dick sein, wobei das Floatglas vorzugsweise seine sog. Zinnseite der Klebstoffschicht 8 zugekehrt hat.

Wegen der geringen Dicke der Spiegelplatte 1 hat eine solche Reflexionsplatte eine sehr hohe Reflexion. Ein sehr hoher Grad von Ebenheit der Reflexionsschicht 2 ist durch die flache Glasträgerplatte 7 sichergestellt, die auch den Widerstand der Spiegelplatte 1 gegen Bruch erhöht.

Fig. 2 und 3 zeigen eine andere Reflexionsplatte, bei der drei Spiegelplatten (wieder mit 1 bezeichnet) mit einer Trägerplatte 7 durch Schichten aus Klebstoffmate­ rial 8 verbunden sind. In den Fig. 2 und 3 sind die drei Spiegelplatten 1 mit ihren Spiegelbeschichtungen als aneinandergrenzend gezeigt. Sie könnten, wenn gewünscht, einen leichten Abstand haben. Dies könnte bei einigen Zusammenbauverfahren vorteilhaft sein. Die Spiegelplat­ ten 1 sind mit der Trägerplatte 7 derart verbunden, daß sie einen klaren Rand 9 zum Festklemmen eines Rahmens (nicht gezeigt) lassen, so daß der Rahmen nicht auf den Spiegelplatten 1 selbst aufzuliegen braucht.

Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß jede der Spiegelplatten 1 eine rechtwinklige Form hat. Diese Spiegelplatten sind aus Ziehglas hergestellt und die Ziehrichtung jeder die­ ser Platten ist durch einen Pfeil 10 angezeigt. Diese Pfeile 10 sind parallel, tatsächlich weisen sie alle in dieselbe Richtung. Bei der Trägerplatte 7, die hier ei­ ne rechtwinklige Platte aus Floatglas ist, ist die Zieh­ richtung durch den Pfeil 11 angezeigt. Es ist zu sehen, daß die Ziehrichtung 10 jeder Spiegelplatte 1 senkrecht zu der Ziehrichtung 11 der Floatglasträgerplatte 7 verläuft. Dies verbessert die Ebenheit jeder reflektierenden Spiegel­ oberfläche und der Platte als Ganzes. Es ist ebenfalls zu erkennen, daß die Ziehrichtung jeder Platte parallel zu ihren Längsseiten verläuft. Die Spiegelplatten 1 sind mit der sogenannten Zinnseite der Floatglasträger­ platte 7 verbunden.

Die in Fig. 3 gezeigte Reflexionsplatte ist geeignet zur Verwen­ dung als Heliostat. Sie kann z. B. so angeordnet werden, daß die Ziehrichtung 11 der Trägerplatte 7 im großen und ganzen horizontal verläuft. Wenn erwünscht, kann die Platte um eine parallel zu der Ziehrichtung 10 der Spie­ gelplatte 1 verlaufende Achse gebogen werden.

Fig. 4 zeigt, wie eine Klebstoffschicht auf eine Glas­ platte aufgebracht wird, die für eine Reflexionsplatte wie in der Fig. 1 oder in den Fig. 2 und 3 dargestellt, be­ stimmt ist.

In Fig. 4 trägt eine Rolle 12 eine Bahn einer doppelseitig mit Klebstoff beschichteten Folie 13, von der jede Seite z. B. durch eine Bahn silikonisierten Papiers 14 geschützt ist. Eine sehr geeignete Folie ist unter dem Warenzeichen "MACBOND" erhältlich und besteht aus einer 12 µm dicken Polyesterbahn, die auf beiden Seiten mit einer zwischen 60 µm und 120 µm dicken Klebstoffschicht bedeckt ist. Die geschützte Klebstoffolie 14, 13, 14 wird über eine Walze 15, die neben einer zweiten Walze 16 liegt, geführt, und eine Bahn des Schutzpapiers 14 wird über dieser Walze 16 abgezogen und auf einer Rolle 17 als Abfall gelagert. Die jetzt durch nur eine Papierbahn 14 geschützte kleb­ stoffbeschichtete Folie 13 wird nach unten zu einer oberen Kalanderwalze 18 geführt, deren Achse 19 vertikal beweglich ist, so daß ein Druck zwischen dieser Walze 18 und einer festen unteren Kalanderwalze 20 aufgebracht werden kann. Eingangs- und Ausgangsfördertische 21, 22 sind auf jeder Seite der Kalanderwalzen 18, 20 mit ihren Oberflächen höhengleich mit dem oberen Ende der festen un­ teren Kalanderwalze 20 vorgesehen. Platten aus Glas, wie z. B. 23, werden entlang dem Eingangsfördertisch 21 zu dem Spalt der Kalanderwalzen 18, 20 geführt. Die kleb­ stoffbeschichtete Folienbahn 13 wird dort auf die Platte 23 kalandriert und diese Platte wird auf den Ausgangsför­ dertisch 22 überführt. Auf dem Ausgangsfördertisch 22 ist eine Glasplatte 23 gezeigt, die eine Schicht aus der doppelseitig mit Klebstoff beschichteten Folie 13 trägt, die noch durch eine Schicht silikonisierten Papiers 14 geschützt ist. In der Praxis können die Platten 23 zwi­ schen den Kalanderwalzen 18, 20 in kurzer Folge hindurch­ geführt und auf dem Ausgangsfördertisch 22 durch einen Schnitt durch die klebstoffbeschichtete Folienbahn 13 und die Schutzpapierbahn 14 mit einer Schneidkante (nicht gezeigt) voneinander getrennt werden. Jedes weite­ re Zurichten, das notwendig ist, kann zu einem geeigneten späteren Zeitpunkt durchgeführt werden. Die mit Klebstoff beschichteten Platten 23, die die Kalanderwalzen 18 und 20 verlassen, können je nachdem dünne Spiegelplatten oder Trägerplatten sein.

Eine solche mit Klebstoff beschichtete Platte kann dann von Hand zu einer vollständigen Platte zusammengebaut wer­ den, um eine Reflexionsplatte nach der Erfindung zu erhal­ ten (natürlich nach dem Ablösen des verbleibenden Schutz­ papiers 14), die dann wieder kalandriert wird, um einen festen Zusammenhalt zu bewirken.

Alternativ kann ein derartiger Zusammenbau und ein der­ artiges Kalandrieren durch ein mehr automatisiertes Ver­ fahren durchgeführt werden. Ein solches Verfahren ist in Fig. 5 dargestellt. In Fig. 5 werden Glasplatten 23, die Spiegelplatten sein können, die mit Klebstoff wie z. B. an­ hand von Fig. 4 beschrieben ist, versehen sind und ver­ vollständigende Glasplatten 24, die dann dickere Trägerplatten aus Floatglas sein können, die nicht mit einem solchen Klebstoff versehen sind, senkrecht oder leicht zur Senkrech­ ten geneigt, auf einem Förderband 25 zusammen gefördert. Wenn eine mit Klebstoff beschichtete Platte 23 das Ende dieses Bandes erreicht, wird sie angehalten und das Schutz­ papier (14 in Fig. 4) abgezogen. Inzwischen wird eine folgende Platte 24, die nicht mit einem Klebstoff versehen ist, auf ein zweites Förderband 26, das parallel zum ersten verläuft, übertragen. Wenn die Platte 24 eine Lage er­ reicht, die mit dem Ende des ersten Förderbandes 25 über­ einstimmt, wird die Glasplatte 23, die nun ohne ihr Schutzpapier 14 ist, mit ihrer vervollständigenden Glas­ platte 24 vorzugsweise durch eine Drehbewegung in Kontakt gebracht, so daß sie aneinander haften und die beiden Platten 23, 24 laufen dann zwischen einem Paar vertikaler Kalanderwalzen 27 hindurch, um einen festen Zusammenhalt zu erreichen.

Es ist ersichtlich, daß für die Herstellung von einer Platte, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, die Platte 23 oder die Platte 24, die in Fig. 5 gezeigt ist, durch eine Vielzahl von Spiegelplatten zum Verbin­ den mit einer gemeinsamen Trägerplatte ersetzt werden können.

Es ist auch ersichtlich, daß dieses Zusammenbauverfahren nicht auf den Zusammenbau von Platten 23, 24 beschränkt ist, sondern daß es ebenso gut angewendet werden kann, um den Zusammenhalt zwischen anderen Laminaten zu bewirken.

Claims (5)

1. Reflexionsplatte mit

• - einer oder mehreren Spiegelplatten, die jeweils aus weniger als 2 mm dicken, auf einer Seite mit einer Reflexionsschicht versehenen Glasplatten bestehen, und mit
• - einer flachen Trägerplatte aus Glas, auf die eine oder nebeneinander mehrere Spiegelplatten auflaminiert ist bzw. sind, wobei jeweils die Seite mit der Reflexionsschicht zur Trägerplatte hinzeigt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die die Spiegelplatte bildende Glasplatte (1) jeweils eine Dicke von 0,6 bis 1,5 mm aufweist,
• - die Trägerplatte (7) eine Dicke von mindestens 4 mm aufweist und aus Floatglas besteht und daß
• - die eine oder die mehreren Spiegelplatten (1) und die Trägerplatte (7) so miteinander verbunden werden, daß die Ziehrichtung des Glases der einen oder der mehreren Spiegelplatten (1) senkrecht zur Ziehrichtung des Glases der Trägerplatte (7) verläuft.

2. Reflexionsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte vorzugsweise 5 bis 6 mm dick ist.

3. Reflexionsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spiegelplatte bzw. die Spiegelplatten mit der Seite des Glases der Trägerplatte verbunden sind, die während der Herstellung des Floatglases mit der Metallschmelze in dem Floattank in Berührung waren.

4. Reflexionsplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelplatte bzw. die Spiegelplatten aus Ziehglas bestehen.