JP2013238677A - Reflector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射器に関する。特に、本発明は、高い反射率を有する反射器に関する。 The present invention relates to a reflector. In particular, the present invention relates to a reflector having a high reflectivity.
ガラス板と、該ガラス板の背面側に設置された反射層とを有する反射器は、化粧用鏡および光学系ミラーなど、様々な分野において広く適用されている。特に、最近では、例えば、太陽熱発電装置の用途などのため、高い反射率を有する反射器、いわゆる高反射性反射器が着目され、開発が進められている。 A reflector having a glass plate and a reflective layer disposed on the back side of the glass plate is widely applied in various fields such as a cosmetic mirror and an optical system mirror. In recent years, for example, a reflector having a high reflectivity, that is, a so-called highly reflective reflector has been paid attention to for the purpose of, for example, the use of a solar thermal power generation apparatus, and has been developed.
高反射性反射器では、その高い反射率を実現するため、ガラス板に高い透過性を実現させることが必要となる。このため、例えば、特許文献1には、太陽熱発電装置に使用される反射器において、当該反射器を前面側および背面側の2つのガラス板で構成し、前面側のガラス板を薄く調製することが開示されている。 In a highly reflective reflector, in order to realize the high reflectance, it is necessary to make the glass plate have high transparency. For this reason, for example, in Patent Document 1, in the reflector used in the solar thermal power generation apparatus, the reflector is constituted by two glass plates on the front side and the back side, and the front side glass plate is prepared thinly. Is disclosed.
前述のように、特許文献1には、前面側のガラス板の厚さを、例えば0.5mm〜2.5mmのような薄さにして透過性を高め、これにより高い反射率を有する反射器を製造する方法が示されている。 As described above, Patent Document 1 discloses a reflector having a high reflectance by reducing the thickness of the glass plate on the front side, for example, as thin as 0.5 mm to 2.5 mm. The method of manufacturing is shown.
なお、一般に反射器では、いわゆる「ヤケ」現象の問題が生じる場合がある。「ヤケ」現象とは、ガラス板に付着した水滴などによって、長期間経過後にガラス板が化学的に変質する現象である。「ヤケ」現象が生じると、ガラス板の透過率が著しく低下し、これにより反射器の反射率が低下してしまう。特に、太陽熱発電装置は、一般に砂漠地帯のような強い日照が得られる場所に設置されることが多く、この場合、ガラス板の高温化により、「ヤケ」現象がより短時間に生じてしまう可能性がある。 In general, a reflector may cause a problem of a so-called “burn” phenomenon. The “discoloration” phenomenon is a phenomenon in which a glass plate chemically changes after a long period of time due to water droplets attached to the glass plate. When the “burning” phenomenon occurs, the transmittance of the glass plate is remarkably lowered, thereby reducing the reflectance of the reflector. In particular, solar thermal power generators are often installed in places where strong sunlight is generally obtained, such as desert areas. In this case, the “burn” phenomenon can occur in a shorter time due to the high temperature of the glass plate. There is sex.
しかしながら、特許文献1には、このようなガラス板の化学的劣化の問題に関して、何らの対応策も示されていない。 However, Patent Document 1 does not show any countermeasure for such a problem of chemical deterioration of the glass plate.
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、従来に比べて化学的耐久性が改善された反射器を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a problem, and an object of this invention is to provide the reflector by which chemical durability was improved compared with the past.
本発明では、
第1のガラス板と、
反射層と、
第2のガラス板と、
をこの順に有し、
前記第1のガラス板は、前記反射層に遠い側の第1の表面および前記反射層に近い側の第2の表面を有し、前記第2のガラス板は、前記反射層に遠い側の第3の表面および前記反射層に近い側の第4の表面を有し、
前記第1のガラス板の前記第1の表面におけるナトリウム/アルミニウム比(Na/Al比)は、前記第2のガラス板の前記第3の表面におけるナトリウム/アルミニウム比(Na/Al比)よりも小さくなっていることを特徴とする反射器が提供される。
In the present invention,
A first glass plate;
A reflective layer;
A second glass plate;
In this order,
The first glass plate has a first surface far from the reflective layer and a second surface near the reflective layer, and the second glass plate is far from the reflective layer. A third surface and a fourth surface closer to the reflective layer;
The sodium / aluminum ratio (Na / Al ratio) on the first surface of the first glass plate is higher than the sodium / aluminum ratio (Na / Al ratio) on the third surface of the second glass plate. A reflector is provided that is reduced in size.
ここで、本発明による反射器において、前記第1のガラス板の前記第1の表面におけるナトリウム/アルミニウム比(Na/Al比)は、2.0以下であっても良い。 Here, in the reflector according to the present invention, a sodium / aluminum ratio (Na / Al ratio) on the first surface of the first glass plate may be 2.0 or less.
また、本発明による反射器において、前記第1のガラス板の前記第1の表面は、化学強化処理されていても良い。 In the reflector according to the present invention, the first surface of the first glass plate may be chemically strengthened.
また、本発明による反射器において、前記第1のガラス板は、1mm以下の厚さを有しても良い。 In the reflector according to the present invention, the first glass plate may have a thickness of 1 mm or less.
また、本発明による反射器において、前記第2のガラス板は、3mm以上の厚さを有しても良い。 In the reflector according to the present invention, the second glass plate may have a thickness of 3 mm or more.
また、本発明による反射器は、前記反射層と前記第2のガラス板との間に有機層を有しても良い。 The reflector according to the present invention may have an organic layer between the reflective layer and the second glass plate.
また、本発明による反射器は、曲面形状を有しても良い。 The reflector according to the present invention may have a curved surface shape.
また、本発明による反射器は、太陽熱発電装置用の反射器であっても良い。 The reflector according to the present invention may be a reflector for a solar thermal power generation apparatus.
また、本発明による反射器は、実質的に縦1m以上×横1m以上の寸法を有しても良い。 In addition, the reflector according to the present invention may have a size of 1 m or more in length × 1 m or more in width.
本発明では、従来に比べて化学的耐久性が改善された反射器を提供することができる。 The present invention can provide a reflector having improved chemical durability as compared with the prior art.
以下、図面を参照して、本発明について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明の一実施例による反射器の構成を概略的に示す。 FIG. 1 schematically shows a configuration of a reflector according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の一実施例による反射器100は、第1のガラス板110、密着層120、反射層130、有機層140、および第2のガラス板150をこの順に備える。
As shown in FIG. 1, a
第1のガラス板110は、反射器100の光入射面160を構成する。より具体的には、第1のガラス板110は、第1の表面112および第2の表面114を有し、第1の表面112の側が反射器100の光入射面160を構成する。第1のガラス板110の第2の表面114側には、密着層120および反射層130等が配置される。
The
反射層130は、通常、銀のような金属を含む層として構成され、反射器100に反射機能を提供する。
The
なお、第1のガラス板110の第2の表面114に、直接反射層130を設置した場合、第1のガラス板110と反射層130との間の密着性が不十分となる場合がある。密着層120は、そのような問題に対処するために配置される。すなわち、密着層120を配置することにより、第1のガラス板110と反射層130との間の密着性が向上する。ただし、密着層120は、必ずしも必要な部材ではなく、省略されても良い。
In addition, when the
第2のガラス板150は、反射器100の背面側を構成する。より具体的には、第2のガラス板150は、第3の表面152および第4の表面154を有し、第3の表面152の側が反射器100の背面170を構成する。第2のガラス板150の第4の表面154側には、有機層140等が配置される。
The
有機層140は、通常、第1のガラス板110の第2の表面114側と、第2のガラス基板150の第4の表面154側とを接合する役割を有する。有機層140は、単一の層である必要はなく、複数、例えば3層からなる層構成を有しても良い。
The
なお、図1には示されていないが、反射器100は、さらに、反射層130と有機層140の間に、保護層を備えても良い。保護層を設けることにより、反射層130の表面を適切に保護することができる。ただし、有機層150がそのような役割を兼ねる場合、保護層は、省略される場合もある。
Although not shown in FIG. 1, the
なお、図1の例では、反射器100は、曲面形状、すなわち背面170の方向に向かって凸の形状を有する。しかしながら、この形状は必ずしも必要ではなく、反射器100は、例えば、平坦形状であっても良い。
In the example of FIG. 1, the
このような構成の反射器100において、光入射面160に入射光180が照射されると、入射光180は、第1のガラス板110を透過し、反射層130に到達する。反射層130に到達した入射光180は、反射層130によって反射される。この反射光は、今度は、第1のガラス板110を逆方向に進行し、光入射面160を介して反射器100から放射され、所望の位置に焦点を形成する。
In the
例えば、反射器100が太陽熱発電装置に使用される場合、反射器100からの反射光は、太陽光エネルギーを熱エネルギーとして吸収する蓄熱部材に集光される。その後、この蓄熱部材に蓄積された熱エネルギーを利用して、高温高圧蒸気を発生させることにより、発電を行うことができる。
For example, when the
ここで、前述の特許文献1には、反射器に適用される前面側のガラス板の厚さを薄くして透過性を高め、これにより反射器全体としての反射率を高めることが開示されている。 Here, the above-mentioned Patent Document 1 discloses that the thickness of the front glass plate applied to the reflector is reduced to increase the transmittance, thereby increasing the reflectivity of the entire reflector. Yes.
しかしながら、特許文献1に記載の反射器を長期間使用した場合、いわゆる「ヤケ」現象の問題が生じる場合がある。 However, when the reflector described in Patent Document 1 is used for a long period of time, a problem of so-called “burn” phenomenon may occur.
「ヤケ」現象とは、ガラス板に付着した水滴などによって、長期間経過後にガラス板が化学的に変質する現象である。「ヤケ」現象が生じると、ガラス板の透過率が著しく低下し、これにより反射器の反射率が低下してしまう。特に、太陽熱発電装置は、一般に砂漠地帯のような強い日照が得られる場所に設置されることが多く、この場合、前面側のガラス板の高温化により、「ヤケ」現象がより短時間に生じてしまう可能性がある。 The “discoloration” phenomenon is a phenomenon in which a glass plate chemically changes after a long period of time due to water droplets attached to the glass plate. When the “burning” phenomenon occurs, the transmittance of the glass plate is remarkably lowered, thereby reducing the reflectance of the reflector. In particular, solar thermal power generation devices are often installed in places where strong sunshine is generally obtained, such as desert areas. In this case, the “burn” phenomenon occurs in a shorter time due to the high temperature of the glass plate on the front side. There is a possibility that.
これに対して、図1に示した本発明の一実施例による反射器100では、第1のガラス板110の第1の表面112におけるナトリウム/アルミニウム比(以下、「Na/Al比」と称する)が、第2のガラス板150の第3の表面152におけるNa/Al比よりも小さくなっているという特徴を有する。
On the other hand, in the
このような特徴を有する反射器100では、以降に詳しく説明するように、特許文献1に記載の反射器に比べて、「ヤケ」現象が生じ難く、第1のガラス板110の化学的耐久性を有意に高めることが可能になる。従って、本発明における反射器100では、第1のガラス板110の化学的耐久性が高まり、長期にわたって高い反射率を維持する反射器100を提供することが可能となる。
In the
ここで、ガラス板の表面のNa/Al比と、ガラス板の「ヤケ」現象の関係について説明する。 Here, the relationship between the Na / Al ratio on the surface of the glass plate and the “burn” phenomenon of the glass plate will be described.
ガラス板の「ヤケ」現象は、大気中の水分および二酸化炭素などによって、ガラス板表面のナトリウムが化学反応することにより生じると考えられる。 It is considered that the “burn” phenomenon of the glass plate is caused by a chemical reaction of sodium on the surface of the glass plate due to moisture and carbon dioxide in the atmosphere.
より具体的には、ガラス板の表面に、大気中の水分が付着する。その後、付着した水分がH3O+イオンのような陽イオンに変化すると、ガラス板に含まれるナトリウムイオンとH3O+イオンとの間で、イオン交換反応が生じる。これにより、ガラス中のナトリウムイオンが消費され、「ヤケ」現象が生じると考えられる。 More specifically, moisture in the atmosphere adheres to the surface of the glass plate. Thereafter, the adhered water and changes to positive ions such as H 3 O + ions, between the sodium ions and H 3 O + ions contained in the glass plate, the ion exchange reaction occurs. As a result, sodium ions in the glass are consumed, and it is considered that the “burn” phenomenon occurs.
一般に、ガラス構造内では、一つの酸素原子は、2つのシリコン原子のそれぞれと共有結合しており、これにより、−Si−O−Si−単位のガラスネットワークが構築される。(このような酸素原子は、「架橋酸素」と称される。)ただし、ガラス中に酸化ナトリウム(Na2O)が含まれる場合、正電荷に帯電したNa+イオンがネットワーク中に存在することになり、その電荷補償のための負電荷に帯電した構造単位が必要となる。また、この酸素原子は、一部のシリコン原子と共有結合する必要が生じる。その結果、ガラス構造内には、シリコン原子と共有結合した状態で、かつ負電荷に帯電した酸素原子を含んだ−Si−O−単位が生じることになる。この−Si−O−単位では、酸素原子は、1つのシリコン原子としか共有結合しておらず(このような酸素原子は、「非架橋酸素」と称される)、ガラスネットワークが不完全な状態となる。 In general, in a glass structure, one oxygen atom is covalently bonded to each of two silicon atoms, thereby constructing a glass network of -Si-O-Si- units. (Such oxygen atoms are called “bridging oxygen”.) However, when sodium oxide (Na 2 O) is contained in the glass, positively charged Na + ions are present in the network. Therefore, a structural unit charged to a negative charge for the charge compensation is required. Further, this oxygen atom needs to be covalently bonded to some silicon atoms. As a result, in the glass structure, while covalently bound to the silicon atom, and containing charged oxygen atoms -Si-O negative charge - units would occur. The -Si-O - in the unit, an oxygen atom, with only one silicon atom not covalently bound (such oxygen atoms are referred to as "non-bridging oxygen"), a glass network is incomplete It becomes a state.
このような不完全なガラスネットワークを有するガラス板では、表面にH3O+イオンが付着した場合、ガラス中のナトリウムイオンと、H3O+イオンの間のイオン交換反応が比較的容易に生じてしまい、水の侵入によってガラス内部のネットワークの破壊が進行するため、水との接触によってガラス表面が破壊されやすくなる。 In a glass plate having such an incomplete glass network, when H 3 O + ions adhere to the surface, an ion exchange reaction between sodium ions in the glass and H 3 O + ions occurs relatively easily. Then, since the destruction of the network inside the glass proceeds due to the intrusion of water, the glass surface is easily broken by contact with water.
一方、ガラス構造中のアルミニウム原子は、Si原子と置換されることにより、自身が負電荷に帯電しつつSiと類似の構造をとるので、Na+イオンが存在する場合でも非架橋酸素を生成することなく電荷バランスを保つことができ、前述のような非架橋酸素を抑制する効果を有することが知られている。 On the other hand, aluminum atoms in the glass structure are replaced with Si atoms, so that they take a structure similar to Si while being charged to a negative charge, so that non-bridging oxygen is generated even in the presence of Na + ions. It is known that the electric charge balance can be maintained without causing the above-described effects of suppressing non-bridging oxygen as described above.
本発明では、Na/Al比を小さくすること、すなわちガラス板の表面に含まれるナトリウム量を相対的に少なくし、逆にアルミニウム量を相対的に多くすることにより、前述のような「ヤケ」現象の問題を抑制する。すなわち、ガラス板の表面におけるナトリウム量を相対的に減らすことにより、環境中の水分との間のイオン交換反応を抑制するとともに、ガラスネットワーク中の非架橋酸素の量を抑制する。また、ガラス板の表面におけるアルミニウム量を相対的に増やすことにより、ネットワークに含まれる非架橋酸素の量を低減する。 In the present invention, by reducing the Na / Al ratio, that is, by relatively reducing the amount of sodium contained in the surface of the glass plate, and conversely increasing the amount of aluminum, the “discoloration” as described above. Suppress the problem of the phenomenon. That is, by relatively reducing the amount of sodium on the surface of the glass plate, the ion exchange reaction with moisture in the environment is suppressed, and the amount of non-crosslinked oxygen in the glass network is suppressed. Moreover, the amount of non-bridging oxygen contained in the network is reduced by relatively increasing the amount of aluminum on the surface of the glass plate.
このような効果により、本発明では、ガラス板に「ヤケ」現象が生じることを有意に抑制することが可能になる。 Due to such effects, in the present invention, it is possible to significantly suppress the occurrence of the “burn” phenomenon on the glass plate.
なお、図1に示した本発明の一実施例による反射器100において、第1のガラス板110の第1の表面112におけるNa/Al比(酸化物基準のmol%単位の含有量での比率を言う)が5を超える場合、化学的耐久性に弱く、ヤケ現象が生じる可能性がある。そのため、Na/Al比は、5.0以下が好ましく、2.0以下であることがより好ましい。また、Na/Al比は、0(ゼロ)であっても良い。
In the
また、第1のガラス板110の第1の表面112におけるAlの酸化物基準(Al2O3換算)の含有量は、5mol%〜20mol%の範囲であることが好ましい。
The content of the first of the first oxide of Al in the
ここで、本願において、Na/Al比を判断する対象となる「ガラス板の表面」とは、ガラス板の最表面から深さ10μmまでの範囲を言う。このような領域におけるガラス板のNa/Al比は、例えば、EPMA(電子プローブマイクロ分析法)またはSIMS(二次イオン質量分析法)により、ガラス板の表面のナトリウム含有量およびアルミニウム含有量を測定することにより、容易に分析することができる。 Here, in the present application, the “surface of the glass plate” which is a target for determining the Na / Al ratio refers to a range from the outermost surface of the glass plate to a depth of 10 μm. For the Na / Al ratio of the glass plate in such a region, the sodium content and aluminum content on the surface of the glass plate are measured by, for example, EPMA (electron probe microanalysis) or SIMS (secondary ion mass spectrometry). By doing so, it can be easily analyzed.
また、図1に示した本発明の一実施例による反射器100において、第1のガラス板110の厚さは、例えば、0.1mm〜1mmの範囲であっても良い。第1のガラス板110をこのように「薄く」構成することにより、第1のガラス板110の透過率が低下し、反射器100の反射率をさらに高めることが可能になる。
In the
一方、第2のガラス板150の厚さは、反射器100の反射率に影響を及ぼさない。このため、第2のガラス板150は、反射器100に剛性が得られるような厚さ、例えば2mm〜5mmの範囲であることが好ましい。
On the other hand, the thickness of the
(反射器の各構成部材について)
次に、図1に示した本発明の一実施例による反射器100を構成する各部材について、より詳しく説明する。
(About each component of the reflector)
Next, each member which comprises the
(第1のガラス板110)
本発明による第1のガラス板110は、いかなるガラスで構成されても良い。ただし、前述のように、第1のガラス板110は、第1の表面112におけるNa/Al比が、第2のガラス板150の第3の表面152におけるNa/Al比よりも小さくなっているという特徴を有する。
(First glass plate 110)
The
なお、アルミニウムは、少なくとも不純物由来の濃度を超える含有量で、第1のガラス板110に含有されている。
Note that aluminum is contained in the
第1のガラス板110の厚さは、例えば、0.1mm〜1mmの範囲であっても良い。
The thickness of the
第1のガラス板110は、例えば、ホウケイ酸塩系、またはアルミノケイ酸塩系のガラスで構成されても良い。
The
また、第1のガラス板110は、第2のガラス板150よりも高いエネルギー透過率を有しても良い。例えば、第1のガラス板110は、90.4%以上のエネルギー透過率を有しても良い。
The
ここで、「エネルギー透過率」とは、ISO9050:2003(E)規定の全太陽エネルギー透過率である。 Here, the “energy transmittance” is the total solar energy transmittance defined in ISO 9050: 2003 (E).
(密着層120)
通常、第1のガラス板110と反射層130の間には、密着層120が設置される。
(Adhesion layer 120)
Usually, an
密着層120を設置することにより、第1のガラス板110と反射層130の間の密着性が向上する。
By installing the
密着層120は、例えば、スズを含む層、またはスズとパラジウムの混合層で構成される。
The
なお、本発明の一実施例による反射器100では、最終的に、反射層130は外界に露出されず、第1のガラス板110と第2のガラス板150の間に配置される。このため、反射層130は、反射器100の製造段階で、第1のガラス板110から剥離しない程度の密着性を有していれば良い。従って、密着層120は、必ずしも設ける必要はない。
In the
(反射層130)
反射層130は、高い反射性を有する層で構成される。
(Reflective layer 130)
The
反射層130は、例えば、銀または銀合金で構成されても良い。また、反射層130は、複数の層の積層体で構成されても良い。
The
反射層130は、例えば、スパッタリング法等の物理的蒸着法により形成されても良い。
The
反射層130の厚さは、特に限られないが、例えば、60nm〜200nmの範囲であっても良い。
The thickness of the
(有機層140)
有機層140は、第1のガラス板110と、第2のガラス板150を相互に接合する役割を有する。
(Organic layer 140)
The
なお、有機層140は、単一の層で構成されても、複数の層で構成されても良い。
The
有機層140の厚さは、特に限られず、例えば、100μm〜2500μmの範囲であっても良い。
The thickness of the
なお、有機層140を使用しなくても第1のガラス板110と第2のガラス板150を適正に接合することができる場合、有機層140は、省略しても良い。
Note that the
(保護層)
保護層は、反射層130の保護のため、必要に応じて使用される。
(Protective layer)
The protective layer is used as necessary to protect the
保護層は、例えば、銅のような金属層、または有機物を含む層で構成されても良い。後者の場合、保護層は、例えば、スズ化合物およびシランカップリング剤で構成されても良い。 The protective layer may be composed of, for example, a metal layer such as copper or a layer containing an organic substance. In the latter case, the protective layer may be composed of, for example, a tin compound and a silane coupling agent.
保護層の厚さは、特に限られない。厚さは、例えば、5nm〜50nmの範囲であっても良い。 The thickness of the protective layer is not particularly limited. The thickness may be in the range of 5 nm to 50 nm, for example.
なお、有機層140が同様の機能を有する場合、保護層は、省略されても良い。
Note that when the
(第2のガラス板150)
第2のガラス板150は、ガラス基板で構成される。ガラスの種類は特に限られず、ガラスは、例えばソーダライムガラス等であっても良い。
(Second glass plate 150)
前述のように、第2のガラス板150は、第3の表面152におけるNa/Al比が、第1のガラス板110の第1の表面112におけるNa/Al比よりも大きくなっている。第3の表面152におけるNa/Al比は、例えば、5〜20の範囲であっても良い。
As described above, in the
第2のガラス板150の厚さは特に限られないが、各部材を上部で支持するため、厚さは、例えば、2mm〜5mmの範囲であることが好ましい。あるいは、第2のガラス板150の厚さは、5mm以上であっても良い。
The thickness of the
第2のガラス板150の透過率は、特に限られないが、第2のガラス板150は、第1のガラス板110よりも低いエネルギー透過率を有しても良い。また、第2のガラス板150は、紫外線波長域おいて、有意に低い透過率(例えば30%以下の透過率)を有しても良い。この場合、有機層140の紫外線による化学的劣化を有意に抑制することが可能となる。
The transmittance of the
第2のガラス板150の形状は、特に限られず、反射器100の完成形状に従って選定される。例えば、反射器100が太陽熱発電装置に適用される場合、第2のガラス板150は、パラボラ状のような曲面形状であっても良い。あるいは、第2のガラス板150は、平坦形状であっても良い。
The shape of the
(反射器100)
反射器100は、平坦形状であっても、曲面形状であっても良く、反射器100の形状は、用途によって適宜選定される。
(Reflector 100)
The
反射器100の用途は、特に限られない。例えば、反射器100は、高反射特性が要求されるアプリケーションに、適正に適用することができる。例えば、反射器100は、太陽熱発電装置用の反射器であっても良い。
The application of the
反射器100の寸法は、特に限られないが、反射器100は、大型の反射器であっても良い。例えば、反射器100は、縦1m×横1m以上の「大きな」寸法を有しても良い。また、このような大きな反射器において、第1および第2のガラス板110、150は、それぞれ、単一のガラス板で構成されることが好ましい。これにより、反射器の部品点数が削減され、コストを抑制することが可能になる。
The size of the
なお、一般に、第1のガラス板が剛性を有する場合、そのような第1のガラス板を、所望の曲面形状に高精度で成形することは容易ではない。 In general, when the first glass plate has rigidity, it is not easy to form such a first glass plate into a desired curved surface shape with high accuracy.
しかしながら、本発明の一実施例では、第1のガラス板110を「薄く」構成し、第2のガラス板150を「厚く」構成することにより、この第2のガラス板150により、第1のガラス板110の曲面形状化を容易に行うことができる。すなわち、本発明の一実施例では、反射器100がパラボラ反射器のような曲面形状の場合であっても、所望の曲面形状で製造された「厚い」第2のガラス板150に、「薄い」第1のガラス板110を貼り付けるだけで、第1のガラス板110に必要な曲面形状を付与することができる。また、この際には、両ガラス板110、150を加熱する必要もない。従って、本発明の一実施例では、曲面形状の反射器を比較的容易に、かつ高精度で製造することができる。
However, in one embodiment of the present invention, the
(反射器100の製造方法)
次に、図2を参照して、図1に示したような本発明の一実施例による反射器100の製造方法について説明する。
(Manufacturing method of reflector 100)
Next, a manufacturing method of the
なお、以下の記載では、曲面状の反射器100の製造方法について説明する。しかしながら、平坦形状の反射器も、同様の方法で製造することができることは当業者には明らかである。また、各部材を表す際には、図1に示した参照符号を使用する。
In the following description, a method for manufacturing the
図2に示すように、反射器100の製造方法は、
第1および第2の表面を有する第1のガラス板、ならびに第3および第4の表面を有する第2のガラス板を準備するステップ(ステップS110)と、
第1のガラス板の第2の表面に、反射層を設置するステップ(ステップS120)と、
反射層の上部、および/または第2のガラス板の第4の表面に、有機層を設置するステップ(ステップS130)と、
有機層を介して、前記第1のガラス板の第2の側と前記第2のガラス板の第4の側とを接合するステップ(ステップS140)と、
を有する。
As shown in FIG. 2, the manufacturing method of the
Preparing a first glass plate having first and second surfaces and a second glass plate having third and fourth surfaces (step S110);
Installing a reflective layer on the second surface of the first glass plate (step S120);
Placing an organic layer on top of the reflective layer and / or on the fourth surface of the second glass plate (step S130);
Bonding the second side of the first glass plate and the fourth side of the second glass plate via an organic layer (step S140);
Have
以下、各ステップについて詳しく説明する。 Hereinafter, each step will be described in detail.
(ステップS110)
まず、第1のガラス板110および第2のガラス板150が準備される。
(Step S110)
First, the
第1のガラス板110は、第1の表面112および第2の表面114を有する。また、第2のガラス板150は、第3の表面152および第4の表面154を有する。第1のガラス板110の第1の表面112は、反射器100の完成後に、反射器100の光入射面160を構成する。第2のガラス板150の第3の表面152は、反射器100の完成後に、反射器100の背面170を構成する。
The
ここで、第1のガラス板110は、第1の表面112におけるNa/Al比が、第2のガラス板150の第3の表面152のNa/Al比に比べて、小さくなるように構成される。
Here, the
このような特徴は、例えば、第1のガラス板110を、第2のガラス板150よりもナトリウム含有量が少なく、アルミニウム含有量が多い組成とすることにより、容易に達成される。
Such a feature is easily achieved by, for example, making the first glass plate 110 a composition having a lower sodium content and a higher aluminum content than the
例えば、第1のガラス板110を無アルカリガラスとし、第2のガラス板150を、無アルカリガラス以外のガラス、例えばソーダライムガラスとしても良い。
For example, the
あるいは、第1のガラス板110は、化学強化処理されても良い。
Alternatively, the
ここで、「化学強化処理(法)」とは、ガラス材料をアルカリ金属を含む溶融塩中に浸漬させ、ガラス材料の最表面に存在する原子径の小さなアルカリ金属(イオン)を、溶融塩中に存在する原子径の大きなアルカリ金属(イオン)と置換する技術の総称を言う。例えば、ナトリウム(Na)を含むガラス材料を、カリウム(K)を含む溶融塩中で化学強化処理した場合、ガラス材料中のナトリウムがカリウムと置換される。 Here, “chemical strengthening treatment (method)” means that a glass material is immersed in a molten salt containing an alkali metal, and an alkali metal (ion) having a small atomic diameter existing on the outermost surface of the glass material is dissolved in the molten salt. Is a generic term for technologies that replace alkali metals (ions) with large atomic diameters. For example, when a glass material containing sodium (Na) is chemically strengthened in a molten salt containing potassium (K), sodium in the glass material is replaced with potassium.
従って、ナトリウムを含む第1のガラス板110を化学強化処理し、第1の表面112に存在するナトリウムをカリウムと置換させた場合、第1のガラス板110と第2のガラス板150に同じ組成のガラスを使用した場合であっても、第1のガラス板110の第1の表面112のNa/Al比を、第2のガラス板150の第3の表面152のNa/Al比に比べて低下させることが可能になる(ただし、第2のガラス板150がナトリウムフリーのガラスである場合を除く)。
Therefore, when the
また、第1のガラス板110に化学強化処理を実施することにより、第1のガラス板110の強度が向上するという、追加の効果が得られる。
Moreover, the additional effect that the intensity | strength of the
なお、第1のガラス板110は、第2の表面114が化学強化処理されていても良い。
The
第2の表面114が化学強化処理され、第2の表面114におけるナトリウムがカリウムと置換された場合、第1のガラス板110から反射層130の側へのナトリウムイオンのマイグレーションが有意に抑制される。従って、この場合、反射器100の反射率を、長期にわたって高い値に維持することが可能になる。
When the
第2のガラス板150は、熱処理等により、所望の曲面形状、例えばパラボラ形状等に加工される。
The
(ステップS120)
次に、第1のガラス板110の第2の表面114に、反射層130が設置される。
(Step S120)
Next, the
反射層130は、直接第1のガラス板110の第2の表面114に形成しても良いが、通常は、第1のガラス板110の第2の表面114に、予め密着層120が設置される。これにより、第1のガラス板110と反射層130の間の密着性が向上する。
The
密着層120は、スズ単独、またはスズおよびパラジウムの混合層として構成される。
The
密着層120を形成した後、この上に、例えば、銀または銀合金の反射層130が設置される。
After the
なお、前述のように、密着層120にパラジウムが含まれる場合、反射層130の反射率が低下するおそれがある。そのため、密着層120は、パラジウムを含まないことが好ましい。
As described above, when palladium is contained in the
反射層130を形成した後、この上部に、保護層を設置しても良い。保護層は、例えば、金属銅、または塩化スズとシランカップリング剤の混合物で構成されても良い。
After forming the
(ステップS130)
次に、反射層130の上部、および/または第2のガラス板150の第4の表面154に、有機層140が設置される。
(Step S130)
Next, the
有機層140の構成および材質等は、特に限られないが、有機層140は、接着剤を含むことが好ましい。
The configuration and material of the
また、有機層は、単一の層である必要はなく、複数の層で構成されても良い。 Moreover, the organic layer does not need to be a single layer, and may be composed of a plurality of layers.
(ステップS140)
次に、有機層140を介して、第1のガラス板110の第2の表面114側と第2のガラス板150の第4の表面154側とが接合される。
(Step S140)
Next, the
ステップS130で有機層140を設置しているため、第2のガラス板150が曲面状であっても、第1のガラス板110を容易に接合することができる。また、第1のガラス板110が1mm以下の厚さを有する場合、第1のガラス板110は、可撓性を示すようになる。このため、第1のガラス板110の曲面形状を、第2のガラス板150の曲面形状に容易に整合させることができる。
Since the
以上の工程により、図1に示したような構造の反射器100を製造することができる。
Through the above steps, the
なお、以上の反射器100の製造方法は、単なる一例に過ぎず、反射器100がその他の方法で製造されても良いことは、当業者には明らかである。
Note that the manufacturing method of the
次に、本発明による実施例について説明する。 Next, examples according to the present invention will be described.
第1のガラス板用の試料として、以下の例1〜例3に示すガラス試料を準備し、その特性を評価した。 Glass samples shown in Examples 1 to 3 below were prepared as samples for the first glass plate, and the characteristics were evaluated.
(例1)
無アルカリホウケイ酸塩ガラスからなるガラス試料(例1に係るガラス試料)を準備した。表1の「例1」の欄には、例1に係るガラス試料の組成(酸化物換算値)を示す。
(Example 1)
A glass sample (glass sample according to Example 1) made of alkali-free borosilicate glass was prepared. The column of “Example 1” in Table 1 shows the composition (oxide equivalent value) of the glass sample according to Example 1.
例1に係るガラス試料の厚さは、0.7mmであった。 The thickness of the glass sample according to Example 1 was 0.7 mm.
例1に係るガラス試料のガラス転移温度(Tg)は、710℃であり、軟化点は、950℃であった。 The glass transition temperature (Tg) of the glass sample according to Example 1 was 710 ° C., and the softening point was 950 ° C.
また、例1に係るガラス試料のエネルギー透過率を測定した。エネルギー透過率は、パーキンエルマー社製装置:LAMBDA950により測定した。測定の結果、例1に係るガラス試料のエネルギー透過率は、90.4%であり、例1に係るガラス試料は、良好な透過性を示した。 Further, the energy transmittance of the glass sample according to Example 1 was measured. The energy transmittance was measured by a Perkin Elmer apparatus: LAMBDA950. As a result of the measurement, the energy transmittance of the glass sample according to Example 1 was 90.4%, and the glass sample according to Example 1 showed good transmittance.
(例2)
前述の表1の「例2」の欄に示す組成(酸化物換算値)を有するアルミノケイ酸塩ガラス製のガラス試料を準備した。
(Example 2)
A glass sample made of aluminosilicate glass having the composition (oxide equivalent value) shown in the column of “Example 2” in Table 1 was prepared.
ガラス試料の厚さは、2.0mmであった。 The thickness of the glass sample was 2.0 mm.
このガラス試料のガラス転移温度(Tg)は、604℃であり、軟化点は、831℃であった。 This glass sample had a glass transition temperature (Tg) of 604 ° C. and a softening point of 831 ° C.
また、このガラス試料のエネルギー透過率を測定した。測定の結果、ガラス試料のエネルギー透過率は、91.2%であり、良好な透過性を示した。 Moreover, the energy transmittance of this glass sample was measured. As a result of the measurement, the energy transmittance of the glass sample was 91.2%, indicating good permeability.
次に、このガラス試料の両表面を化学強化処理した。 Next, both surfaces of this glass sample were chemically strengthened.
化学強化処理は、ガラス試料をマスキングせずに、ガラス試料全体を硝酸カリウムの溶融塩中に浸漬することにより実施した。 The chemical strengthening treatment was performed by immersing the entire glass sample in a molten salt of potassium nitrate without masking the glass sample.
処理温度(溶融塩温度)は、435℃とし、処理時間(浸漬時間)は、90分とした。 The treatment temperature (molten salt temperature) was 435 ° C., and the treatment time (immersion time) was 90 minutes.
これにより、ガラス試料の両表面において、ナトリウムイオンがカリウムイオンに置換され、例2に係るガラス試料が得られた。 Thereby, the sodium ion was substituted by the potassium ion in both surfaces of the glass sample, and the glass sample which concerns on Example 2 was obtained.
例2に係るガラス試料では、化学強化処理を実施したため、表面のNa/Al比は、少なくとも化学強化処理前のNa/Al比である1.6よりも小さくなっている。 In the glass sample according to Example 2, since the chemical strengthening treatment was performed, the Na / Al ratio on the surface was at least smaller than 1.6 which is the Na / Al ratio before the chemical strengthening treatment.
(例3)
前述の表1の「例3」の欄に示す組成を有するソーダライムガラス製のガラス試料(例3に係るガラス試料)を準備した。
(Example 3)
A glass sample made of soda lime glass having the composition shown in the column of “Example 3” in Table 1 (a glass sample according to Example 3) was prepared.
組成から明らかなように、このガラス試料の表面のNa/Al比は、12.6である。 As is apparent from the composition, the Na / Al ratio of the surface of this glass sample is 12.6.
ガラス試料の厚さは、3.9mmであった。 The thickness of the glass sample was 3.9 mm.
このガラス試料のガラス転移温度(Tg)は、550℃であり、軟化点は、733℃であった。 The glass transition temperature (Tg) of this glass sample was 550 ° C., and the softening point was 733 ° C.
また、例3に係るガラス試料のエネルギー透過率を測定した。測定の結果、例3に係るガラス試料のエネルギー透過率は、90.3%であった。 Further, the energy transmittance of the glass sample according to Example 3 was measured. As a result of the measurement, the energy transmittance of the glass sample according to Example 3 was 90.3%.
表1の各欄には、例1〜例3に係るガラス試料のガラス転移温度、軟化点、厚さ、表面のNa/Al比、およびエネルギー透過率の値をまとめて示した。なお、例2に係るガラス試料の各値(組成を含む)は、化学強化処理を実施する前の値である。 In each column of Table 1, the glass transition temperature, softening point, thickness, surface Na / Al ratio, and energy transmittance values of the glass samples according to Examples 1 to 3 are collectively shown. In addition, each value (a composition is included) of the glass sample which concerns on Example 2 is a value before implementing a chemical strengthening process.
(評価)
次に、例1〜例3に係るガラス試料を用いて、以下の方法により、化学的耐久性の評価を行った。
(Evaluation)
Next, using the glass samples according to Examples 1 to 3, chemical durability was evaluated by the following method.
化学的耐久性は、各ガラス試料を、高温高湿度環境に長時間保持した後、ヘイズ値を測定することにより実施した。 Chemical durability was implemented by measuring each haze value after holding each glass sample in a high temperature and high humidity environment for a long time.
例1〜例3に係るガラス試料を高温高湿度環境に保持するため、各ガラス試料を、温度65℃、相対湿度95%の恒温槽内に設置した。所定の時間経過後に、各ガラス試料を恒温槽から取り出し、ヘイズ値を測定した。なお、ヘイズ値は、ヘイズメータで測定した。 In order to keep the glass samples according to Examples 1 to 3 in a high-temperature and high-humidity environment, each glass sample was placed in a thermostatic bath at a temperature of 65 ° C. and a relative humidity of 95%. After a predetermined period of time, each glass sample was taken out from the thermostat and the haze value was measured. The haze value was measured with a haze meter.
図3には、各ガラス試料において得られた測定結果を示す。図3において、横軸は、保持時間を示し、縦軸は、ヘイズ値を示している。 In FIG. 3, the measurement result obtained in each glass sample is shown. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the holding time, and the vertical axis indicates the haze value.
図3から、例1および例2に係るガラス試料では、150時間を超えても、ヘイズ値にはほとんど変化が認められず、ヘイズ値は、低い値を維持していることがわかる。一方、例3に係るガラス試料では、約70時間を超えると、ヘイズ値の上昇が観測され、その後は、保持時間とともに、ヘイズ値が著しく増加する傾向を示した。 FIG. 3 shows that in the glass samples according to Example 1 and Example 2, the haze value hardly changes even after 150 hours, and the haze value is maintained at a low value. On the other hand, in the glass sample according to Example 3, when the time exceeded about 70 hours, an increase in the haze value was observed, and thereafter, the haze value tended to increase remarkably with the holding time.
この結果から、例1および例2に係るガラス試料は、比較的良好な化学的耐久性を有するのに対して、例3に係るガラス試料は、あまり良好な化学的耐久性を示さないことがわかった。従って、例1および例2に係るガラス試料を反射器用の第1のガラス板として使用することにより、第1のガラス板の「ヤケ」現象が有意に抑制され、化学的に安定な反射器を提供することができるものと予想される。 From this result, the glass samples according to Example 1 and Example 2 have relatively good chemical durability, whereas the glass sample according to Example 3 does not show very good chemical durability. all right. Therefore, by using the glass samples according to Example 1 and Example 2 as the first glass plate for the reflector, the “burn” phenomenon of the first glass plate is significantly suppressed, and a chemically stable reflector is obtained. It is expected that it can be provided.
本発明は、化粧用鏡、光学系ミラー、および太陽熱発電装置等に利用することができる。 The present invention can be used for cosmetic mirrors, optical system mirrors, solar thermal power generation devices, and the like.
100 反射器
110 第1のガラス板
112 第1の表面
114 第2の表面
120 密着層
130 反射層
140 有機層
150 第2のガラス板
152 第3の表面
154 第4の表面
160 光入射面
170 背面
180 入射光
DESCRIPTION OF
Claims (9)
反射層と、
第2のガラス板と、
をこの順に有し、
前記第1のガラス板は、前記反射層に遠い側の第1の表面および前記反射層に近い側の第2の表面を有し、前記第2のガラス板は、前記反射層に遠い側の第3の表面および前記反射層に近い側の第4の表面を有し、
前記第1のガラス板の前記第1の表面におけるナトリウム/アルミニウム比(Na/Al比)は、前記第2のガラス板の前記第3の表面におけるナトリウム/アルミニウム比(Na/Al比)よりも小さくなっていることを特徴とする反射器。 A first glass plate;
A reflective layer;
A second glass plate;
In this order,
The first glass plate has a first surface far from the reflective layer and a second surface near the reflective layer, and the second glass plate is far from the reflective layer. A third surface and a fourth surface closer to the reflective layer;
The sodium / aluminum ratio (Na / Al ratio) on the first surface of the first glass plate is higher than the sodium / aluminum ratio (Na / Al ratio) on the third surface of the second glass plate. A reflector characterized by being smaller.
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