JP2014508959A - 曲面反射鏡およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】曲面反射鏡（２）であって、該曲面反射鏡（２）が、平面ガラス構造（６）と、中間接着層（７）と、平面ガラス鏡（８）とを含む。機械的方法により、平面ガラス構造（６）と、中間接着層（７）と、平面ガラス鏡（8）とを、金型の支持の下で湾曲変形させる。さらに、加熱および／又は紫外光照射および／又は常温硬化の方法により、湾曲変形した平面ガラス構造（６）と、中間接着層（７）と、平面ガラス鏡（8）とを硬化・接着し、一つの複合型の曲面構造にする。また、本発明は、曲面反射鏡の製造方法を提供する。曲面反射鏡は太陽光集光受熱および太陽熱発電の分野に幅広く応用される。

Description

本発明は、ガラスの製品および加工分野に関し、特に、太陽エネルギー分野に使用される曲面反射鏡及びその製造方法に関する。

目下、多くの工業装置、特に太陽エネルギー集光システムにおいて異なる形状の集光反射鏡が常に使われている。集光反射鏡には、主にトラフ型放物面反射鏡、曲面放物面反射鏡および曲面球面反射鏡がある。

太陽エネルギー集光での応用において、反射鏡の光学性能に対する要求は、一般的な光学レンズより低い。そのため、コストを下げるために、太陽光の反射鏡面の製造では、従来の鏡面の研磨方法を使用しない。

従来の曲面鏡では通常、人の手による接着方法を採用して小さくて薄い複数枚のガラスミラー片を比較的大きい曲面ガラスに貼り付ける。このように、小さくて薄いガラスミラー片を接着構造の曲面鏡に散布することにより製造して出来上がった曲面鏡は、鏡面の集光性が悪くて鏡面の反射精度が低く、薄くて小さいそれぞれのガラスミラー片と接着剤の間に気泡が多く存在することにより、耐候性及び耐腐蝕性が比較的悪くて使用寿命に影響を与えている。また、このような構造の曲面鏡の製造では、大きくて薄いガラスミラーを複数枚の小さいガラスミラー片に切断し、それから、これらの小さいガラスミラー片を比較的大きい曲面ガラスに貼り付ける必要があり、工程が多くて複雑であり、手間と時間がかかり、人的操作も繁雑である。そのため、製品の生産量が少なくなり、製造コストが高くなり、大規模な生産に適していない。また、接着が不均一である場合、反射鏡は、表面の見栄えがよくないだけではなく、反射精度が低くなり、高品質の集光比が達成できなくなり、製品の品質も保証できない。

通常の場合では、曲面反射鏡は、平面鏡又は平面ガラスを変形することによって得られたものである。曲面反射鏡の成形工程は２種類あって、１つは高温熱変形製造法であり、もう一つは、機械的冷却変形製造法である。
高温熱変形製造方法では、ガラスを軟化状態になるまで加熱し、それから、金型内で成形し、成形した後、ガラス素材に反射層のコーティング及び保護膜の吹き付けを行う。この工程での製造コストが非常に高い。

機械的冷却変形製造方法では、機械的押出し方法によって平面ガラス鏡を曲面支持盤に密着させ、且つガラスミラーとマウントとの間が接着剤又は機械により固定され、ガラス鏡をマウントの曲面形状に従って機械的に変形させることで、曲面反射鏡が形成される。このような方法で製造した曲面反射鏡の曲面は高温熱変形法より値段が安いが、マウントが、曲面反射鏡と一致する温度膨張係数を具備していない。また、このような機械的冷却変形製造方法で製造した曲面反射鏡では、接着剤又は機械を使用して固定するため、ガラスの裏面の保護剤を空気に曝してしまう。屋外でこの反射鏡を長時間に使用すると、反射層が腐蝕する現象が生じる恐れがあり、反射鏡の使用寿命が短くなる。

出願番号が２００８１０１０５６９０.１であり、発明の名称が、高度鏡面反射鏡を有する曲面反射鏡およびその製造方法である中国の特許には、一層の曲面ガラスと一層の薄い平面ガラス鏡より構成された曲面ガラスが開示されている。しかしながら、当該技術案で使用する曲面ガラスも熱間曲げ加工技術により得られたものであり、コストが非常に高い。

出願番号が２００９１０３０２４６０．９であり、発明の名称が、ヘリオスタットに用いられる曲面反射鏡の製造法である中国の特許には、曲面反射鏡の製造方法が開示されている。当該特許では、各反射鏡は、平面反射鏡およびマウントにより構成されており、且つ高温加熱により固定されている。しかしながら、マウントと曲面反射鏡の熱膨張係数が異なるため、冷却した後、収縮が異なり、それにより、硬化の効果を低減してしまう恐れがある。また、このような反射鏡を使用する過程において接着剤が剥がれる現象が生じる可能性がある。なお、この方法では、曲面反射鏡の製造過程において高真空の圧力が必要となるため、強度が高いマウントの構造が必要とされており、そうでなければ曲面精度に影響を与える。しかしながら、各反射鏡面がいずれも、高強度および高精度のマウントを必要とすると、大量生産に適さずコストも制御しにくい。

発明が解決しょうとする課題

本発明は、上記の問題を解決できる曲面反射鏡およびその製造方法を提供する。

本発明は、曲面反射鏡を提供することである。該曲面反射鏡が、平面ガラス構造と、中間接着層と、平面ガラス鏡を含む。また、該中間接着層が該平面ガラス構造と、該平面ガラス鏡との中間位置に置かれ、機械的方法により、金型の支持の下で湾曲変形させてから、加熱および／又は紫外光照射および／又は常温硬化の方法により、該湾曲変形した平面ガラス構造と、中間接着層と、平面ガラス鏡とを、硬化・接着し、１つの複合型の曲面構造にする。

ある実施形態において、該紫外光照射方法が、紫外光ランプ照射方法又は屋外での太陽光照射方法である。

ある実施形態において、該中間接着層が、追加固定材を含む。

ある実施形態において、前記中間接着層が、ホットメルト接着シートであり、該ホットメルト接着シートが、エチレン酢酸ビニルコポリマー又はポリビニルブチラールであることが好ましい。

ある実施形態において、該中間接着層が 追加固定材と、該追加固定材の上に位置するホットメルト接着シートとを含む。

ある実施形態において、該中間接着層が、追加固定材と、該追加固定材に塗布する液体光硬化型の接着剤とを含む。また、該液体光硬化型の接着剤がUV接着剤であることが好ましい。

ある実施形態において、該中間接着層が、ポリ塩化ビニルと、普通の化学接着剤とより構成された接着層である。

ある実施形態において、該中間接着層が、追加固定材と、該追加固定材に塗布する普通の化学接着剤とを含む。

ある実施形態において、該通常の化学接着剤が、１液型、２液型又は多液型の接着剤であり、加熱又は自然硬化を採用される。

ある実施形態において、該平面ガラス構造が、強化ガラスであり、該平面ガラス鏡が、強化ガラス鏡である。該平面ガラス構造の厚さが２ｍｍ〜５ｍｍであり、該平面ガラス鏡の厚さが０．５ｍｍ〜３．２ｍｍである。また、該平面ガラスの厚さが３ｍｍであることが好ましく、該平面ガラス鏡の厚さが２ｍｍであることが好ましい。

ある実施形態において、該平面ガラス構造が、非強化ガラスであり、該平面ガラス鏡が、非強化ガラス鏡である。

ある実施形態において、該中間接着層の厚さが、０．１ｍｍ〜２ｍｍである。

ある実施形態において、該曲面反射鏡の端部又は全体を、該曲面反射鏡の定型精度を保証するように、該曲面反射鏡を固定するために用いられるマウントの上に配置する。

ある実施形態において、該曲面反射鏡が、凹面鏡又は凸面鏡である。

ある実施形態において、前記平面ガラス構造が、連続する大きいサイズの接着層が成形固定される多層の平面ガラスである。

ある実施形態において、該平面ガラス構造が、２層の平面ガラスであり、且つ第１の平面ガラスが前記平面ガラス鏡に接近し、該底部に配置された第２の平面ガラスのサイズが、第1の平面ガラスより大きい。

ある実施形態において、大きいサイズの曲面反射鏡を構成するように、該平面ガラス鏡と、該第１の平面ガラスとが、軸方向上において位置をずらして該第２の平面ガラスの上に配置される。

ある実施形態において、該第２の平面ガラスと、第１の平面ガラスと、該平面ガラス鏡のサイズが一致すると共に、軸方向上においてずらして配置され、硬化・成形される。

本発明は、曲面反射鏡の製造方法を提供する。該方法は、平面ガラス鏡と、中間接着層と、平面ガラス構造とを曲面支持装置に順番に配置し、機械方的法により、金型の支持の下で湾曲変形させてから、加熱および／又は紫外光照射および／又は常温硬化の方法を採用して、前記湾曲変形した平面ガラス構造と、中間接着層と、平面ガラス鏡とを、硬化・圧着し、複合型の曲面反射鏡を形成する。

ある実施形態において、前記硬化・圧着のステップの前に、該平面ガラス鏡の弾性を利用して該平面ガラス鏡と、平面ガラスとを、該曲面支持装置に初歩的に圧着するステップが含まれることである。

ある実施形態において、該曲面支持装置は、ベースと、該曲面反射鏡が製造された後のスプリングバック量を補償するように、修正量が曲線上の各点の位置において若干異なる曲率が、必要な曲面反射鏡の曲率より大きく、即ち、湾曲の曲率の半径が必要な曲面反射鏡の曲率の半径より小さい曲面支持部材とを含む。

ある実施形態において、硬化・圧着のステップの後に、硬化・圧着の後に形成された設備をトリミングして検査してから、トリミングされて検査された後の曲面反射鏡をマウントに固定する。

ある実施形態において、前記機械的方法は、前記金型を真空引きし、又は該金型内の平面ガラス構造と、該中間接着層と、該平面ガラス鏡とを加圧する方法である。

本発明は、従来の技術と比べると、以下の優れた点を備えている。
（１）平面ガラス構造と平面ガラス鏡との成形を採用することで、熱間曲げ加工工程が必要なくなり、完全に一致する熱膨張係数を有し、構造が安定化し、両者が緊密、均一に結合し、鏡面の集光性が優れ、鏡面の反射精度が高く、乱反射を最大限まで低減することができ、且つ所定の曲率の鏡面の反射鏡を得ることができる。

（２）追加固定材を採用して２層の平面ガラス構造の中間に固定することで、接着剤層の流動性を低減し、且つ平面ガラス構造のスプリングバック量を低減し、中間接着層の厚さを保証し、曲面反射鏡の製造精度をより容易に制御することができる。また、追加固定材が平面反射鏡を支持することで、機械的性能が増強し、破損率が低減され、曲面反射鏡が破損する際に、追加固定材がガラス破片に粘着することで、作業者および近傍で曲面反射鏡がもたらす被害を低減することができる。

（３）平面ガラス構造を曲面反射鏡の支持部材とすることで、熱湾曲変形の曲面ガラスよりもコストが大幅に低減され、大規模な生産に適し、且つ製造した製品の品質の精度も非常に高くなる。

（４）反射鏡の金属反射層が完全に封止されることで、空気を遮断することができ、それによって、耐候性に優れ、腐蝕しにくく、屋外など様々な複雑な環境でも長時間使用することができる。

（５）曲面反射鏡の端部又は全体がマウントの上に配置され、マウントは、必要な曲面反射鏡の曲率とサイズを有するので、曲面反射鏡に、より高い機械強度と精度の保証を提供することができ、曲面反射鏡の使用寿命が延長される。

（６）反射鏡の構造が安定化し、変形することなく長時間使用可能であり、且つ取り付けが便利で、様々な太陽光集光受熱および太陽熱発電の分野に幅広く使用される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態をより詳しく説明する。
本発明による実施例の曲面反射鏡の模式的な断面図である。 本発明による実施例の反射鏡全体構造の模式的な立体図である。 本発明による実施例の曲面反射鏡が必要とする材料の模式的な分解図である。 本発明による別の実施例の曲面反射鏡の模式的な立体構造図である。 本発明による実施例の反射鏡全体構造の製作工程のフローチャートである。 本発明による実施例の曲面支持装置構造の模式図である。

図１は、本発明による実施例の曲面反射鏡の模式的な断面図である。図１では、該曲面反射鏡２は、平面ガラス６と、中間接着層７と、平面ガラス鏡８とを、硬化・成形することにより形成された複合構造の曲面反射鏡である。

具体的には、該平面ガラス鏡８は、高品質の平面フロートガラス鏡本体を選択して使用してよく、厚さが２ｍｍの強化ガラスであることが好ましい。該平面ガラス６の厚さは３ｍｍであることが好ましい。該中間接着層７は高品質のエチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）シート、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）シートを選択してよい。又は該中間接着層７は高品質のＥＶＡ、ＰＶＢシートと、追加固定材とにより構成された接着層を選択して使用してもよい。又は該中間接着層７が、さらに、液体光硬化型の接着剤と、追加固定材とにより構成された接着層を採用してもよく、例えば、該液体光硬化型の接着剤はＵＶ接着剤である。又は該中間接着層７は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のようなプラスチックフィルムと、普通の化学接着剤とを組み合わることにより構成された接着層を選択して使用してよい。又は該中間接着層７は、普通の化学接着剤と、追加固定材とにより構成された接着層を選択して使用してよい。又は該中間接着層７は、普通の化学接着剤を直接選択して使用してよい。ここで、普通の化学接着剤は、１液型、２液型又は多液型の接着剤であってよい。

本発明のある実施例において、平面ガラス６と平面ガラス鏡８とが非強化ガラスである。中間接着層の厚さは０．１ｍｍ〜２ｍｍであることが好ましい。好ましくは、非強化の、エッジングされていない普通のガラスを採用して曲面反射鏡の構造を製造する。非強化ガラスを採用することで、強化前処理のエッジングの難しさを低減することができる。また、非強化ガラスを採用する場合、コストが安くて環境に優しい。なお、非強化ガラスを採用する場合、より優れた曲面反射鏡の成形を得ることができ、精度がより高くて本体がより軽い曲面反射鏡を保証することができる。

特に注意が必要なのは、本実施例の曲面反射鏡では、２層の平面ガラス構造を採用して圧着することにより成るため、製造完成後の曲面反射鏡が一定のスプリングバック量を有する点である。この問題を解決するため、以下の方法を採用することができる。

（１）曲面反射鏡が成形された後のスプリングバック量を補償するため、製造完成後の曲面反射鏡の曲率およびサイズはいずれも必要とする曲面反射鏡よりも稍大きくする必要がある。

（２）中間接着層で、接着層の支持構造として追加固定材を採用することで、平面ガラスと、平面ガラス鏡と、中間接着層とに、一致するパラメーターを持たせて、該曲面反射鏡が使用の過程において優れた熱安定性を有することができる。また、該追加固定材は、平面ガラス、平面ガラス鏡と、中間接着層との接着支持作用を増強し、平面ガラスと平面ガラス鏡がスプリングバックしようとする変形を抑止する性能を増強し、曲面反射鏡製造完成後のスプリングバック量を低減し、曲面反射鏡の安定性を高め、製品の使用寿命を延長することができる。

本実施例では、好ましくは、追加固定材を採用して２層の平面ガラスの中間に固定する。追加固定材が吸着する性能を有するため、接着層の流動性を低減し、接着層の均一性を保証することができる。従来の平面ガラスの成形過程において平面複合ガラスの接着剤は、２層のガラスの間で接着剤の均一的分布を実現することができる。一方、曲面成形加工の場合では、接着剤が流動性を有するため、普通の方法では接着剤の均一的な分布を実現することができない。そのため、本実施例では、接着剤を吸着するために、中間接着層に追加固定材を加えることで、接着剤を曲面に沿って２層のガラスの中間に均一に分布させて接着剤を均一に分布する目的を実現することができる。追加固定材が２層の平面ガラスの間に配置され、それによって、成形後に、三者が一体に形成されることで、接着支持作用が増強され、平面ガラスと平面ガラス鏡がスプリングバックしようとする変形を抑制する性能を増強し、曲面反射鏡製造完成後のスプリングバック量を低減することができる。

曲面反射鏡の製造過程において、曲面反射鏡の曲率は、曲面支持装置、平面ガラス、中間接着層および平面ガラス鏡の厚さと直接関係しているため、中間接着層の厚さを保証することは最も重要である。追加固定材は中間接着層の厚さを効果的に制御でき、曲面反射鏡の製造精度の制御が容易になる。また、追加固定材は平面反射鏡を支持することもでき、曲面反射鏡の機械的性能を増強することができる。また、追加固定材は、２つの平面の間に配置されることで、製品の破損率が低減される。曲面反射鏡が破損した際に、追加固定材がガラス破片に粘着できることで、作業者および近傍で曲面反射鏡がもたらす危害を低減することができる。

図２は、本発明による実施例の反射鏡全体構造の模式的な立体図である。さらに、該曲面反射鏡２の定型精度を保証するために、該曲面反射鏡２をマウント１の内部に固定することで、反射鏡全体構造を形成する。

図２では、該反射鏡全体構造は、マウント１と、曲面反射鏡２（具体的な構造は図1を参照）と、曲面支持体３とを含む。曲面反射鏡２に接近する該マウント１の一つの面が曲面であり、且つ該曲面の曲率とサイズが必要とする曲面反射鏡２の背部の曲率と一致する。また、該曲面反射鏡２の端部又は全体がマウント１の上に配置されると共に、該曲面支持体３により支持され固定される。マウントの曲率とサイズが必要とする曲面反射鏡と同じであり、且つ該曲面反射鏡を支持し固定することができるため、該曲面反射鏡に、より高い機械的強度を提供することができ、曲面反射鏡の使用寿命を延長することができる。

図３は、本発明による実施例の曲面反射鏡の必要とする材料の模式的な分解図である。開口（孤形の両端点の間の直線距離）が１．２ｍであり、長さが２．４ｍであり、孤の長さが１．２２ｍである曲面反射鏡を例として図３について詳述する。

図３では、該曲面反射鏡の必要とする材料のそれぞれは、曲面支持体３、マウント１、平面ガラス６、中間接着層７、平面ガラス鏡８である。

該曲面支持体３の曲率、サイズが、該曲面反射鏡の裏面の曲率、サイズと一致している。該曲面支持体３の開口が該曲面反射鏡の開口よりやや大きく、すなわち該曲面支持体３の開口が１．２ｍよりやや大きくて、且つ、隣接する２つの曲面支持体の中心距離が２．４ｍである。

該平面ガラス６のサイズは、長さが１．２２ｍｍであり、幅が２．４ｍｍであり、厚さが３ｍｍであり、且つ該平面ガラス６の材質が強化ガラスである。

該中間接着層７は、ホットメルト接着シートであってよく、耐候性に優れた、高品質のエチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を採用する。また、該ホットメルト接着シートのサイズは該平面ガラス６のサイズよりやや大きく、例えば、該ホットメルト接着シートのサイズは、１．２５ｍ×２．５ｍである。

該中間接着層７は、ホットメルト接着シートと追加固定材であってもよく、且つ該ホットメルト接着シートは該追加固定材の上に配置される。また、該追加固定材のサイズは該平面ガラス６のサイズよりやや大きく、例えば、該追加固定材のサイズは、１．２５ｍ×２．５ｍであり、且つ該追加固定材の材質はガラス繊維布又は不織布である。

該中間接着層７は、さらに、液体光硬化型の接着剤（例えば、液体UV接着剤が挙げられる）を追加固定材に塗布することより形成することができる。また、該追加固定材のサイズは平面ガラス６のサイズよりやや大きく、例えば、該追加固定材のサイズは、１．２５ｍ×２．５ｍである。

該中間接着層７は、普通の化学接着剤を採用してもよく、且つ該普通の化学接着剤は１液型、２液型又は多液型の接着剤である。また、該中間接着層７は、普通の化学接着剤と追加固定材であってもよく、それによって、該平面ガラス鏡８と該平面ガラス６とが完全に接着して結合し、一体となるように緊密、均一に結合する。このような普通の化学接着剤を採用する中間接着層は、コストが安くて操作が簡単であるが、効果は理想的ではない。

該平面ガラス鏡８は、サイズと厚さが該平面ガラス６よりやや小さく、例えば、該平面ガラス鏡８のサイズは１．２ｍ×２．４ｍであり、厚さは２ｍｍである。

図３では、該マウントの曲面が上に向いて、該平面ガラス鏡８の鏡面（反射層が塗布される一面）が下に向くと共に、中間接着層７に隣接する。このように、反射層が塗布される反射面を内部に置く方法により、コーティングの摩耗と損傷が低減される。

上述した図１〜図３の平面ガラスは、一層の平面ガラス構造である。実際には該平面ガラスは一層の平面ガラス構造に限定されない。該平面ガラスは多層の平面ガラス構造であってもよい。以下、図４に示すように、２層の平面ガラスにより構成された平面ガラス構造を例として、多層の平面ガラス構造を詳述する。

図４は、本発明による別の実施例の曲面反射鏡の模式的な立体構造図である。該曲面反射鏡は、平面ガラス鏡８と、中間接着層７と、平面ガラス構造とを含む。ここで、該平面ガラス構造は、第１の平面ガラス１３と、接着層２０と、第２の平面ガラス１２とを含む。

説明しておかなければならないこととして、該平面ガラス構造は、図４に示す２層の構造に限定されない。つまり、本発明は、第１の平面ガラス１３、第２の平面ガラス１２のみを含むことに限定されておらず、多層の平面ガラスをさらに含むことにより、多層の平面ガラス構造を形成するができる。

図４では、平面ガラス構造は、２層の平面ガラス（つまり、第１の平面ガラス１３と第２の平面ガラス１２）で接着層２０を介して曲面を形成した後に固定される。また、該接着層の具体的な構造および使用原理は、上述した中間接着層７の構造および使用原理と同じである。

図４では、該平面ガラス構造（第１の平面ガラス１３、接着層２０、第２の平面ガラス１２）が該平面ガラス鏡８の下に位置する。

本発明のある実施例において、該２層の平面ガラスのサイズが異なり、且つ底部に位置する第２の平面ガラス１２のサイズが、頂部に位置する第１の平面ガラス１３のサイズより大きい。また、該第１の平面ガラス１３が、第２の平面ガラス１２の上に規則的に配置され、圧力をかけられ定型された後、連続する大きいサイズの接着層２０が硬化した後に曲面の２層の平面ガラス構造が形成される。一方、該第１の平面ガラス１３のサイズに近い該平面ガラス鏡８が長手方向（つまり軸方向）上において相互に位置をずらして該２層の平面ガラス構造の上に配置され、その後、連続する大きいサイズの接着層２０が硬化した後に曲面反射鏡が形成される。

本発明の別の実施例（図４には図示せず）において、２層の平面ガラス構造の第２の平面ガラス１２と第１の平面ガラス１３のサイズは、該平面ガラス鏡８のサイズと同じである。３枚のガラス（つまり、第２の平面ガラス１２、第１の平面ガラス１３、平面ガラス鏡８）は、軸方向上において相互に位置をずらして配置され、受力をかけられ定型された後、各層の曲面の間で、連続する大きいサイズの接着層２０が硬化した後に、曲面反射鏡が形成される。該多層の平面ガラス構造の曲面反射鏡は、同一の過程において大きいサイズの曲面の成形および硬化を行うことができる。

これにより、多層の平面ガラス構造を有する曲面反射鏡の曲面精度がより高く、より薄い平面ガラス片と平面ガラス鏡を採用して湾曲させることで、より高い曲率を獲得できると共に、比較的高い機械的強度を実現することができることがわかる。また、ずらして並べて接着する方法により、比較的小さいサイズのガラスを用いて組み合せて接着することで一枚の大きいサイズの曲面鏡を得ることができ、使用範囲を拡大することができる。

また、多層の平面ガラスを有する曲面反射鏡は、同一の過程において曲面の成形および硬化を実現する。

図５は、本発明による実施例の反射鏡全体構造の製作工程のフローチャートである。
ステップ５１０において、材料の製作、選択およびそれに対応する準備作業は、曲面支持装置の製作と、平面ガラス６、中間接着層７、平面ガラス鏡８の選択および準備とを含む。

説明しておかなければならないこととして、上述した曲面支持装置は、曲面反射鏡を形成する過程において該曲面反射鏡の保管、固定および製作のために用いられる装置である。一方、上述した曲面支持体３は、該曲面反射鏡が成形された後で、その使用過程において該反射鏡の固定および支持のために用いられる装置である。

該曲面支持装置の形状、使用原理および製作方法については、図６およびそれに対応する説明部分により、詳述する。該反射鏡全体構造を製作する過程において、上記の材料の選択および製作はさらに、平面ガラス、中間接着層、平面ガラス鏡の選択および製作を含む。それについて以下に詳述する。

該平面ガラス６には、強化された平坦な平面ガラスを選択して使用してよく、厚さは２ｍｍ〜５ｍｍの間であり、好ましくは３ｍｍである。該中間接着層７の材料はホットメルト接着シート、又はホットメルト接着シートと追加固定材、又は液体光硬化型の接着剤（例えば、UV接着剤が挙げられる）と追加固定材、又は普通の化学接着剤、又は普通の化学接着剤と追加固定材を選択して使用してよい。

該中間接着層７がホットメルト接着シートである場合、該中間接着層はエチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）であってよく、且つ該中間接着層の融解温度が１２０℃〜１４０℃である。該中間接着層７に選択されて使用される材料がホットメルト接着シートと追加固定材である場合、該追加固定材が該ホットメルト接着シートの下に配置される必要がある。

該中間接着層７に使用される材料が液体光硬化型の接着剤（例えば、UV接着剤が挙げられる）と追加固定材である場合、該液体光硬化型の接着剤（例えば、UV接着剤が挙げられる）を該追加固定材の上に均一に塗布する必要がある。

該中間接着層７に選択されて使用される材料が普通の化学接着剤である場合、該曲面反射鏡の成形方法は２種類ある。一つの方法では、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）のような一層のプラスチックフィルムを加熱又は冷圧して該平面ガラス鏡８の背面（コーティングを有する一面）に接着し、且つ別の一枚のＰＶＣを加熱して該平面ガラス６の接着面に接着する。それから、２層のＰＶＣを該普通の化学接着剤を介して固定し、接着剤が乾燥した後、該鏡面反射鏡を形成することができる。もう一つの方法では、普通の化学接着剤を塗布しようとする両方の平面ガラス（平面反射鏡８と平面反射鏡６）の２つの面に直接塗布し、それから該両方の平面ガラスの曲面を圧着し、該普通の化学接着剤が硬化した後に、曲面反射鏡を形成することができる。

該平面ガラス鏡８では、鏡を製造するレベルのコーティングを選択して使用して、平坦な平面のフロート平面ガラス鏡を製造する。該平面ガラス鏡８の材質は強化ガラスであり、厚さは０．５ｍｍ〜３．２ｍｍであり、好ましくは２ｍｍである。また、該平面ガラス鏡８のサイズが平面ガラス６のサイズよりやや小さい。

ステップ５２０において、該平面ガラス６と、中間接着層７と、平面ガラス鏡８とを該曲面支持装置に積層する。

具体的には、該平面ガラス鏡８と、中間接着層７と、平面ガラス６とを該曲面支持装置上に順番に配置し、この四者で下から上へ順番に積層された層状を形成する。それから、該平面ガラス鏡８の弾性を利用して初歩的に圧着して固定し、それにより、該平面ガラス６と該平面ガラス鏡８とが、該曲面支持装置の凸面（又は凹面）のとおりに押さえられて配置される。また、該中間接着層７の外形のサイズが、該平面ガラス６のサイズよりやや大きい。

ステップ５２１において、機械的方法を採用して、初歩的に圧着されて固定された該平面ガラス鏡と、中間接着層と、平面ガラスとを湾曲変形させる。ある機械的方法では、該曲面支持装置を真空引きして、大気圧の働きで該平面ガラス鏡と、中間接着層と、平面ガラスとを湾曲変形させる。別の機械的方法では、該平面ガラス鏡と、中間接着層と、平面ガラスとに直接加圧して、湾曲変形させる。ステップ５３０において、加熱又は紫外光照射又は常温自然硬化の方法を採用して、積層された後の該平面ガラス６、中間接着層７、平面ガラス鏡８を、硬化・圧着する。

具体的には、該中間接着層７がホットメルト接着シートである場合、高圧および温度上昇の方法を採用して、該中間接着層７を、該平面ガラス鏡８と該平面ガラス６とに完全に接着させると共に、一体となるように緊密、均一に結合させる。ここで、該ホットメルト接着シートの工程パラメーターは（１）温度の上昇および圧力の上昇が同時に行われること、（２）初期の加熱では、温度を２０℃から５０℃にし、加熱時間が２０分であること、（３）加熱温度は５０℃から１２０℃までで、加熱時間が１時間であること、（４）シート内部の温度を５０℃まで下げること、（５）全加熱過程において真空度が１００００Ｐａより小さいことである。

該中間接着層７が液体光硬化型の接着剤（例えば、UV接着剤が挙げられる）と追加固定材とにより構成された場合、紫外ランプ照射又は屋外太陽光照射の方法を採用して硬化させ、且つ１〜５分以内で初期硬化させ、２０〜１００分で接着が完成できる。また、該紫外ランプ照射又は屋外太陽光照射の過程において、真空度が１００００Ｐａより小さい。また、太陽光照射を使用して曲面反射鏡の硬化を行う場合、工程全体が省エネであると共に、効率もよい。

該中間接着層７がポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等のプラスチックフィルムと普通の化学接着剤とにより構成された場合、低温又は常温自然硬化の方法を採用し、該中間接着層７を、該平面ガラス鏡８と平面ガラス６とに完全に接着させると共に、一体となるように、緊密、均一に結合させる。

該中間接着層７が普通の接着剤である場合、低温又は常温で自然硬化する方法を直接採用して、中間接着層７を、該平面ガラス鏡８と平面ガラス６とに完全に接着させると共に、一体となるよう、緊密、均一に結合させる。

該中間接着層７が普通の化学接着剤と追加固定材とにより構成された場合、低温又は常温で自然硬化する方法を採用して、該中間接着層７を、該平面ガラス鏡８と平面ガラス６とに完全に接着させると共に、一体となるように、緊密、均一に結合させる。

説明しておかなければならないこととして、該曲面反射鏡は、機械的方法を採用して平面ガラスと平面ガラス鏡とを曲面に圧着し、それから、両平面ガラス鏡の間に配置された中間接着層を該曲面に伴って硬化させ、三者で新しい曲面体を形成する。２つの平面ガラス鏡の間の中間接着層が、曲面反射鏡の平面状態への回復を阻止するため、所望する曲面構造を保つことができる。

ステップ５４０において、該平面ガラス６と、中間接着層７と、平面ガラス鏡８を、硬化・圧着することにより形成された全体をトリミングして検査し、それにより、該曲面反射鏡２を形成する。

具体的には、先ず、該中間接着層７の周りを予め裁断する。それから全体に気泡があるか、不純物が含まれているか、破損しているか、接着がはがれているか、等といった問題があるかを検査し、この検査結果に基づいて相応の修理を行って、高品質の曲面反射鏡を形成する。

ステップ５５０において、形成された該曲面反射鏡を、マウント１に取り付ける。
具体的には、Ｔ型およびＬ型の押さえ部材を使用して該曲面反射鏡２をマウント１に固定し、それにより、優れた強度を保つと共に、その他のシステムへの取り付けが容易である。

図６は、本発明による実施例の曲面支持装置構造の模式図である。該曲面支持装置９はベース１０と、等ピッチで配置された複数の曲面支持部材１１とにより構成される。そのため、該支持装置９の製作過程は、該ベース１０と該曲面支持部材１１の製作および該曲面支持部材１１の該ベース１０への取り付けの過程である。

該曲面支持装置９は、該曲面反射鏡２の加工過程において、該平面ガラス６と平面ガラス鏡８の支持のために用いられて、該平面ガラス６と平面ガラス鏡８とが曲面形状になるよう固定成形される。そのため、該曲面支持部材１１の曲面の曲率およびサイズが該曲面反射鏡２の背部の曲率およびサイズに近い。該曲面反射鏡が製造された後のスプリングバック量を考慮する場合、曲面反射鏡２が製造された後のスプリングバック量を補償するため、該曲面支持部材１１の曲面の曲率を必要とする曲面反射鏡２の曲率よりやや大きく、且つその曲率の半径を必要とする曲面反射鏡２の曲率の半径よりやや小さくする必要がある。

また、該曲面反射鏡２のスプリングバック量をさらに克服して低減するため、中間接着層７を選択する過程において、接着層の支持構造として追加固定材を選択して使用し、該平面ガラスと、平面ガラス鏡と、追加固定材と、中間接着層７とが、一致するパラメーターを有することにより、該曲面反射鏡の使用過程において、優れた熱安定性を有することを保証することができる。なお、追加固定材は、該平面ガラスと、平面ガラス鏡と、中間接着層との間の接着支持作用を増強し、曲面反射鏡の安定性を高め、製品の使用寿命を延長することができる。

出願人が特に指摘する点として、本発明の曲面反射鏡の構造は、例えば、放物面型、円柱面型又は複合放物面型のような凹面型の構造であってよく、凸面型構造であってもよい。また、本発明は、太陽光発電システムおよび太陽熱システム等の多くの分野に使用可能である。

本発明の実質的な精神および範囲を逸脱しない限り、ここで説明した本発明は多くの変更が可能であることは、明らかである。したがって、当業者にとって明らかな変更は、特許請求の範囲が包括する範囲内に含まれている。本発明が保護を求める範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１ マウント
２ 曲面反射鏡
３ 曲面支持体
６ 平面ガラス構造
７ 中間接着層
８ 平面ガラス鏡
９ 曲面支持装置
１０ ベース
１１ 曲面支持部材
１２ 第２の平面ガラス
１３ 第１の平面ガラス

Claims (29)

1. 平面ガラス構造と、中間接着層と、平面ガラス鏡とを含む曲面反射鏡であって、該中間接着層が、該平面ガラス構造と、該平面鏡との中間位置に置かれ、機械的方法により金型の支持の下で湾曲変形させてから、加熱および／又は紫外光照射および／又は常温硬化の方法により、該湾曲変形した平面ガラス構造と、中間接着層と、平面ガラス鏡とを、硬化・接着し、１つの複合型の曲面構造にする、曲面反射鏡。
2. 前記紫外光照射方法が、紫外ランプ照射方法又は屋外での太陽光照射方法であることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
3. 前記中間接着層が、追加固定材を含むことを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
4. 前記中間接着層が、ホットメルト接着シートであることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
5. 前記ホットメルト接着シートが、エチレン酢酸ビニルコポリマー又はポリビニルブチラールであることを特徴とする請求項４に記載の曲面反射鏡。
6. 前記中間接着層が、追加固定材と、該追加固定材の上に位置するホットメルト接着シートとを含むことを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
7. 前記中間接着層が、追加固定材と、追加固定材に塗布する液体光硬化型の接着剤とを含むことを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
8. 前記液体光硬化型の接着剤が、UV接着剤であること特徴とする請求項７に記載の曲面反射鏡。
9. 前記中間接着層が、普通の化学接着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
10. 前記中間接着層が、追加固定材と、追加固定材に塗布する普通の化学接着剤とを含むことを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
11. 前記通常の化学接着剤が、１液型、２液型又は多液型の接着剤であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の曲面反射鏡。
12. 前記追加固定材が、ガラス繊維布又は不織布であることを特徴とする請求項３又は６又は７又は１０に記載の曲面反射鏡。
13. 前記曲面反射鏡の端部又は全体が、該曲面反射鏡を固定するために用いられるマウントに配置されることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
14. 前記平面ガラス構造が、強化ガラスであり、前記平面ガラス鏡が、強化ガラス鏡であることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
15. 前記平面ガラス構造が、非強化ガラスであり、前記平面ガラス鏡が、非強化ガラス鏡であることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
16. 前記中間接着層の厚さが、０．１ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１５に記載の曲面反射鏡。
17. 前記平面ガラス構造の厚さが、２ｍｍ〜５ｍｍであり、前記平面ガラス鏡の厚さが、０．５ｍｍ〜３．２ｍｍあることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
18. 前記曲面反射鏡が、凹面鏡又は凸面鏡であることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
19. 前記平面ガラス構造が、連続する大きいサイズの接着層が成形固定される多層の平面ガラスであることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
20. 前記平面ガラス構造が、２層の平面ガラスであり、且つ第１の平面ガラスが前記平面ガラス鏡に接近し、該底部に配置された第２の平面ガラスのサイズが、前記第1の平面ガラスより大きいことを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
21. 大きいサイズの曲面反射鏡を構成するように、前記平面ガラス鏡と、前記第１の平面ガラスとが、軸方向上において位置をずらして前記第２の平面ガラスの上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の曲面反射鏡。
22. 前記第２の平面ガラスと、前記第１の平面ガラスと、前記平面ガラス鏡のサイズが一致すると共に、軸方向上においてずらして配置され、硬化・成形されることを特徴とする請求項1に記載の曲面反射鏡。
23. 曲面反射鏡の製造方法であって、該製造方法は、平面ガラス鏡と、中間接着層と、平面ガラス構造とを曲面支持装置に順番に配置し、機械的方法により、金型の支持の下で湾曲変形させてから、加熱および／又は紫外光照射および／又は常温硬化の方法を採用して該湾曲変形した平面ガラス構造と、中間接着層と、平面ガラス鏡とを、硬化・圧着することにより、複合型の曲面反射鏡を形成する、曲面反射鏡の製造方法。
24. 前記硬化・圧着のステップの前に、前記平面ガラス鏡の弾性を利用して、前記平面ガラス鏡と、平面ガラス構造とを、前記曲面支持装置に初歩的に圧着するステップが含まれることを特徴とする請求項２３に記載の曲面反射鏡の製造方法。
25. 前記平面ガラス鏡と、中間接着層と、平面ガラス構造とを曲面支持装置に順番に配置するステップの前に、前記曲面支持装置を製造するステップが含まれることを特徴とする請求項２３に記載の曲面反射鏡の製造方法。
26. 前記曲面支持装置は、ベースと、前記曲面反射鏡が製造された後のスプリングバック量を補償するように、曲率が必要とする曲面反射鏡の曲率より大きい曲面支持部材とを含むことを特徴とする請求項２５に記載の曲面反射鏡の製造方法。
27. 前記硬化・圧着のステップの後に、前記硬化・圧着後に形成された設備をトリミングして検査するステップが含まれることを特徴とする請求項２３に記載の曲面反射鏡の製造方法。
28. 前記トリミングして検査するステップの後に、形成された曲面反射鏡をマウントに固定するステップが含まれることを特徴とする請求項２７に記載の曲面反射鏡の製造方法。
29. 前記機械的方法は、前記金型を真空引きし、又は前記金型内の平面ガラス構造と、前記中間接着層と、前記平面ガラス鏡とを加圧する方法であることを特徴とする請求項２７に記載の曲面反射鏡の製造方法。
    

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