FI70179C - Foerfarande foer framstaellning av en straolnings- och isynnerhet solenergi reflekterande laminerad reflektor med baogformig yta - Google Patents

Description

70179

Menetelmä kaarevapintaisen säteily- ja varsinkin aurinkoenergiaa heijastavan laminoidun heijastimen valmistamiseksi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon 5 mukainen menetelmä heijastimen valmistamiseksi.

Tällaista keskittävää heijastinta voidaan käyttää auringon tai muun säteilyenergian heijastamiseksi haluttuun suuntaan olosuhteissa, joissa voi esiintyä kosteutta, ilmavirtauksia, 10 laitteen pinnalle kertyvää epäpuhtautta ja joillekin materi aaleille haitallista säteilyä, esim. UV-säteilyä. Paraboloi-diksi muotoillun heijastimen avulla voidaan esimerkiksi auringon säteilyenergia kohdistaa yhteen pisteeseen toivotun keskitysvaikutuksen aikaansaamiseksi. Vastaavasti voidaan 15 tunnetusti pitkänomaisen, poikkileikkaukseltaan paraabelin muotoisen heijastimen avulla keskittää heijastimelta heijastuva säteily viivamaiselle alueelle. Mainittakoon, että esim. USArssa tämäntyyppistä heijastinta myydään vuosittain n. 1.000.000 m^.

20

Keskittävien aurinkokerääjien valmistuksessa peiliheijastus-pinta voidaan valmistaa usealla tavalla. Usein käytetään poikkileikkaukseltaan likimain paraabelin muotoista sileä-pintaista pohjarakennetta, johon liimapintaisilla aineilla 25 kiinnitetään muovikalvo, jossa on ohut metallinen heijastin- pinta. Tällöin kuitenkin heijastinpinta on sään vaikutuksille alttiina, hapettuu ennen pitkää ja himmenee. Tämän haitallisen ilmiön välttämiseksi on kehitetty monenlaisia lak-kamaisia aineita tai pinnoitteita, joilla peitetyn heijas-30 tinpinnan säänkestävyys paranee. Tällöin on usein hankaluu tena saada aikaan pintakerroksen sopivanpaksuinen, tasainen levitys, sillä pintakerros vaikuttaa haitallisesti heijas-tuskykyyn. Pintakerros myös herkästi vioittuu, jos pintaa puhdistetaan sopimattomasti.

Kauan tunnettu on menetelmä hopeoida lasilevy heijastimen valmistamiseksi. On kuitenkin teknisesti hankalampaa valmistaa hyvänlaatuinen kovera heijastin kuin tasoheijastin.

35 2 70179

Koveran heijastimen valmistaminen käyttämällä tyhjöhöyrys-tysmenetelmällä peilipintaiseksi tehtyä metallilevyä on mahdollista, mutta usein pinta himmenee lyhyessä ajassa, jos kosteutta esiintyy. Suojapintakerros taas heikentää peili-5 heijastusominaisuuksia.

Nykyisten heijastinkonstruktioiden haittapuolia ovat niiden yleensä heikko säänkestävyys, puhdistuksen vaikeus pintaa vahingoittamatta, pinnoitettujen heijastinkalvomateriaalien 10 korkea hinta ja siten aika ajoin tapahtuvasta heijastinpin-nan uusimisesta aiheutuvat materiaali- ja työkustannukset.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa aikaisemmissa valmistusmenetelmissä ja rakenteissa esiintyvät epäkohdat ja 15 saada aikaan aivan uudentyyppinen menetelmä laminoidun hei jastimen valmistamiseksi.

Keksintö perustuu siihen, että heijastava kalvo valmistetaan kondensaatttorikalvotekniikasta tunnetulla tekniikalla 20 erillisenä tasalaatuisena yhdistelmäkalvona, joka tuulilasin-valmistuksesta tunnetulla laminointitekniikalla suljetaan liima-ainekerrosten avulla ilmatiiviisti kahden tukikerrok-sen väliin.

25 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaisen menetelmän tärkeimpänä etuna voidaan pi-30 tää sitä, että heijastinpinnan kestävyys ja peiliheijastus-kyvyn pysyvyys lisääntyvät oleellisesti niin, että heijastin kestää useita vuosia käyttöä ja puhdistusta ilman mitään muita toimenpiteitä. Lisäksi saavutetaan rakenteen avulla erittäin hyvä muotopysyvyys.

35

Seuraavassa keksintöä ryhdytään lähemmin tarkastelemaan oheisten piirustusten mukaisten suoritusesimerkkien avulla.

Kuvio 1 esittää osittain kaaviollisena poikkileikkauskuvan-40 tona keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettavan heijastimen reunaosaa ennen puristus- ja lämpökäsittelyä.

70179

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista reunaosaa puristus- ja lämpökäsittelyn jälkeen.

Esimerkkitapauksessa kahden poikkileikkaukseltaan paraabelin 5 muotoisen ja ainakin likimain identtisen lasilevyn 1, 2 väliin sovitetaan kaksi säteilyä läpäisevää ja lämmössä kovettuvaa 1iima-ainekerrosta 3/ 4, joiden kummankin paksuus on n. 0,3 mm. Sopivia liima-aineita ovat esim. polyvinyylibu-tyraali (PVB) ja polyvinyylialkoholi (PVA). Liima-aineker-10 rosten 3, 4 väliin sovitetaan vielä yhdistelmäkalvo 5, 6, joka koostuu taipuisasta sydänkerroksesta 5 ja tämän päälle kerrostetusta heijastavasta ohuesta metallikerroksesta 6. Sydänkerros 5, jonka paksuus on noin 250 pm, on valmistettu polyesterikalvosta. Metallikerros 6 on sopivimmin alumiini-15 a, joka kondensaattorikalvotekniikan mukaisesti on alipaine-höyrystyksellä kerrostettu sydänkerroksen 5 päälle. Tämän alumiinikerroksen paksuus on noin 40 nm.

Näin valmistetusta yhdistelmäkalvosta leikataan kappale, jo-20 ka mitoitetaan niin, että sen reunat ulottuvat enintään liima-ainekerrosten 3, 4 reunojen tasolla. Kuvion 1 mukaisessa esimerkkitapauksessa liima-ainekerrokset 3, 4 ulottuvat jonkin verran yhdistelmäkalvon 5, 6 reunan ylitse niin, että syntyy ura 11, jonka pohjana on yhdistelmäkalvon 5, 6 25 ulkoreuna ja seinäminä liimakerrosten 3, 4 uloimmat osat. Tämän uran 11 syvyys on sopivasti ainakin 200 nm.

Näin aikaansaatu yhdistelmä asetetaan sitten tuulilasitek-niikasta tunnettuun puristuskäsittelyyn saattamalla tukiker-30 rosten 1, 2 välinen reuna-alue alipaineen alaiseksi niin, että tukikerrokset 1, 2 puristuvat vastakkain ylimääräisen ilman poistamiseksi.

Tämän jälkeen laminaattirakenne saatetaan lämpötilassa 35 80...120°C, sopivimmin n. 100°C, tapahtuvan infrapunalämmi- tyksen alaiseksi. Sitten laminaatti siirretään paineautok-laaviin, jonka käsittelylämpötila on 130...170°C, sopivimmin n. 150°C, paine on 8...13 bar, sopivimmin noin 10,5 bar, ja 70179 käsittelyaika 35 ...55 min, sopi viiruni n n. 45 min. Kuumentu-essaan liima-ainekerrokset 3 ja 4 osittain sulavat, jolloin niiden ulkoreunat vähitellen sulautuvat yhdistelmäkalvon 5,6 reunojen ylitse yhteen sulkien yhdistelmäkalvon 5,6 kokonai-5 suudessaan hermeettisesti sisäänsä. Tällöin ura 11 siis häviää kokonaan ja syntyy kuvion 2 mukainen rakenne, jossa liima-ainekerrokset 3 ja 4 muodostavat tukikerrokset 1 ja 2 näiden reunoista toisiinsa yhdistävän yhtenäisen reunapinnan 12.

10

Koska yhdistelmäkalvo 5, 6 lämpökäsittelyn kuluessa jossain määrin kutistuu, ei kuvion 1 mukaista uraa 11 sinänsä välttämättä tarvita, vaan yhdistelmäkalvo 5, 6 voi ulottua likimain liima-ainekerrosten 3, 4 ulkoreunaan saakka. Mai-15 nitun kutistumisen vuoksi saadaan tässäkin tapauksessa syntymään kuvion 2 mukainen lopputulos. Kutistuminen ei kuitenkaan liiaksi heikennä heijastavan metallikerroksen 6 heijas-tusominaisuuksia.

20 Kerroksina 3 ja 4 voidaan erittäin edullisesti käyttää poly-vinyylibutyraalia (PVB), koska sitä käytetään yleisesti muissakin laminaattirakenteissa, esim. autojen tuulilaseja valmistettaessa.

25 Kun valonsäde 7 osuu valmiin heijastimen pisteessä 8 lasilevyyn 1, se tunkeutuu lasilevyn 1 ja liima-ainekerroksen 3 läpi pisteeseen 9, jossa se peiliheijastuu ja kulkee taas kerrosten 3 ja 1 läpi ulos. Lasilevyn 1 pinta 10 on helposti puhdistettavissa esim. vedellä siihen kertyneestä tomusta 30 tai liasta. Metallipinnoite 6 on puolestaan hyvin suojassa, ja jo pelkkä lasilevy 1 vaientaa pinnoitteelle 6 niin haitallisen UV-säteilyn tehokkaasti.

Seuraavassa on tiivistelmän omaisesti esitetty keksinnön mu-35 kaisella menetelmällä valmistetun heijastimen eri kerrosten paksuudet suoritusesimerkissä sekä (sulkeissa) tyypilliset vaihtelurajat:

Lasilevyt 1 ja 2 2,2 mm (1...3 mm) 40 Liima-ainekerrokset 3 ja 4 0,3 mm (0,1...1,0 mm) 5 70179

Sydänkerros 5 250 yra (10...500 yra)

Pinnoitekerros 6 40 nm (20...60 nm)

Sydänkerroksen 5 merkitys on siinä, että pinnoitekerros 6 on 5 helposti muodostettavissa sen päälle.

On huomattava, että keksinnön mukainen menetelmä on helposti sovellettavissa myös kahdessa suunnassa taivutettuihin rakenteisiin, sillä liima-ainekerrokset 3 ja 4 sekä sydänker-10 ros 5 pinnoitteineen 6 ovat tarvittaessa muokattavissa poikkileikkaukseltaan muuttumattomina pysyviksi pinnoiksi, esim. paraaboloidipinnoiksi tai vastaavankaltaisiksi pinnoiksi.

Claims (9)

1. Menetelmä kaarevapintaisen, säteily- ja varsinkin aurinkoenergiaa heijastavan laminoidun heijastimen (1-6) 5 valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan kahden säteilyä läpäisevän ja halutun kaarevuuden omaavan tukikerroksen (1, 2), esim. lasikerroksen, väliin sovitetaan peräkkäin ensimmäinen säteilyä 10 läpäisevä ja lämmössä kovettuva liima-ainekerros (4), yhdistelmäkalvo (5, 6), joka koostuu taipuisasta sydänkerroksesta (5) ja tämän päälle kerrostetusta heijastavasta ohuesta metallikerroksesta (6), ja toinen säteilyä läpäisevä ja lämmössä ko-15 vettuva liima-ainekerros (3), tunnettu siitä, että yhdistelmäkalvon (5, 6) reunat ulotetaan enintään 20 liima-ainekerrosten (3, 4) reunojen tasolle, ja näin aikaansaatu laminaatti (1-6) saatetaan puristus- ja lämpökäsittelyn alaiseksi niin, että yhdistelmäkalvon (5, 6) jossain määrin supistuessa 25 liima-ainekerrokset (3, 4) sulautuvat yhdistelmä- kalvoon (5, 6) reunojen ylitse yhteen sulkien yhdistelmäkalvon (5, 6) kokonaisuudessaan hermeettisesti sisäänsä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että puristuskäsittely suoritetaan saattamalla tukikerrosten (1, 2) välinen reuna-alue alipaineen alaiseksi niin, että tukikerrokset (1, 2) puristuvat vastakkain ylimääräisen ilman poistamiseksi. 35

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpökäsittely käsittää lämpötilassa 80...120°C, sopivimmin n. 100°C, tapahtuvan infrapunalämmi-tyksen ja tätä seuraavan lämpötilassa 130...170°C, sopivim-40 min n. 150°C, tapahtuvan autoklaavilämmityksen. 7 701 79

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että autoklaavilämmitys suoritetaan paineessa 8...13 bar, sopivimmin n. 10,5 bar, ja sen kesto on 35...55 min., sopivimmin n. 45 min.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liima-ainekerrokset 3, 4 valmistetaan polyvinyylibutyraalista (PVB) tai polyvinyylialkoholista (PVA). *

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdistelmäkalvo (5, 6) valmistetaan kerrostamalla sydänkerroksen (5) päälle alipainehöyrystyk-sellä ohut metallikerros (6), esim. alumiinikerros, jonka paksuus on 20...60 nm, sopivimmin n. 40 nm.

6 701 79

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sydänkerroksena (5) käytetään polyes-terikalvoa, jonka paksuus on 10...500 ym, sopivimmin n. 250 ym.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puristus- ja lämpökäsittely suoritetaan paineautoklaavissa.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhdistelmäkalvo (5, 6) mitoitetaan alunperin siten, että sen ollessa ennen puristus- ja lämpökäsittelyä tukikerrosten (1, 2) väliin sovitettuna, liima-ainekerrosten (3, 4) reunat ylittävät joka kohdassa yhdistel-mäkalvon (5, 6) reunat ainakin 200 ym:n verran. 8 Patentkrav: 7 017 9