JPS6150217B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二重真空ガラス管太陽熱コレクタな
どの素材であるガラス基板に選択吸収膜を施す方
法に関するものである。

近年、二重真空ガラス管太陽熱コレクタ（以下
簡単に真空コレクタとも記す）の開発が盛んとな
つた。これは、たとえば夏期に吸収式冷凍機を運
転して冷房しようとする場合、コレクタの集熱温
度が高いほど機器の運転効率が高くなるため、高
温での集熱効率の優れたコレクタが望まれている
からである。真空コレクタでは、透明カバーと受
熱部を真空に保つことによつて、伝導対流熱損失
を小さくしている。また、太陽光の吸収率が大き
く赤外波長の輻射率の小さいいわゆる選択吸収膜
を用いて、輻射熱損失を小さくすることによつ
て、より一層高温での集熱効率を高めている。

第１図は、従来の二重真空ガラス管太陽熱コレ
クタの半断面図であり、第２図は、第１図のAA
断面図である。１は外ガラス管、２は外周囲に選
択吸収膜が施された内ガラス管で、ガラス旋盤、
ローラー、バーナーなどを用いて融着部３にて、
ガラス同士融着されている。４は真空部で、外ガ
ラス管１の適当な位置に設けられた真空排気用チ
ツプ（図示せず）から排気され、このチツプは排
気完了後外ガラス管１から真空封止しながら切り
離す。５は、外ガラス管１と内ガラス管２との間
隔を適当に保つためのスペーサである。６は、内
ガラス管２の外周囲に施された選択吸収膜であ
る。

先に述べたように、真空コレクタでは選択吸収
膜が不可欠なものであるため、従来から内ガラス
管２に選択吸収膜を施す方法がいろいろ提案され
ている。その一つは、ガラスに直接Cuなどの下
地金属膜を化学メツキし、その下地金属膜を電気
的化学的に選択吸収処理しようとするものであり
選択吸収膜処理自体は、従来からよく知られてい
る金属板上に処理する方法と同一である。

この場合下地金属膜は、プラスチツクメツキの
例からも知れるように、その後の電気的化学的な
選択吸収膜処理を簡単にすることと選択吸収膜の
基板との熱膨張の差をその金属の延性にて吸収す
る役目を負う。ところがこの方法では、選択吸収
膜を含む下地金属膜とガラス基板との付着強度が
弱いという欠点がある。すなわち、非金属に化学
メツキする際、メツキ被膜の付着強度が弱いた
め、たとえばプラスチツクメツキの例からも知ら
れるように、ABC（アクリルニトリル・ブタジ
エン・スチレン三元共重合体）のようにアンカー
効果が期待できるか、ポリプロピレンのように金
属との化学結合基が存在することが必要である
が、ガラスにはこのような効果を期待できない。

内ガラス管２と選択吸収膜６を含む下地金属膜
との付着強度が弱いと、次に行なう選択吸収膜処
理の際発生する膜応力のため、下地金属膜がガラ
ス管からはく離してしまう。仮に、処理後はく離
が生じていないように見えても、くり返しかかる
熱膨張差による応力のため、簡単にはく離してし
まう。

次に、スパツタリングなどを含む真空蒸着法
（以下では、真空蒸着という語はスパツタリング
などをも含めた意味とする。）によつて、選択吸
収膜を施そうという試みがある。この方法では、
先の電気的化学的な選択吸収膜処理と比較して処
理コストがかかりすぎる欠点がある。すなわち、
選択吸収膜は、ブラツクニツケルと呼ばれるNi
とZnの酸化物硫化物の混合体で代表されるよう
に、遷移金属元素の酸化物や硫化物であるため、
真空中に反応ガスを導入して行なうリアクテイブ
な真空蒸着法となり、膜特性を均一にコントロー
ルすることは困難であり、蒸着時間も極端に長く
かかるなど、大量生産には不適という欠点を有す
る。

また、これら従来例の長所のみを取り入れて、
まず真空蒸着法にて内ガラス管２に下地金属膜を
蒸着し、この下地金属膜に電気的化学的なな選択
吸収膜処理を行なうことも考えられる。すなわち
近年の真空技術の発達によつて、化合物でない金
属膜であるならたとえ合金であつても、非常に安
価に蒸着することが可能であり、その金属膜に、
これも安価な電気的化学的な選択吸収膜処理を施
そうというものである。

しかし、この方法においても下地金属膜のはく
離の問題がある。実験によると、電気的化学的に
選択吸収膜処理が簡単なCuやＡなどの金属を
ガラス基板に真空蒸着した後、電気的化学的な選
択吸収膜処理を施すと、その際発生する膜応力の
ため、化学メツキの場合と同様にはく離が見られ
る。これは、金属蒸着膜においてもガラス基板と
の付着強度が不足しているからと考えられる。

本発明は、この方法をさらに発展して、下地金
属膜の付着強度を改善したものである。

第３図は、本発明の一実施例で第１図のAA断
面に対応する図である。特に、７は真空蒸着され
た第１下地金属膜であり、８はひき続き真空蒸着
された第２下地金属膜で、その表面は選択吸収膜
処理が施されている。

真空蒸着される第１下地金属膜７として適当な
物質は、Ni，Cr，Mn，Fe，Ti，Mo，Zrおよび
これらの合金で、これら金属はガラス基板との付
着強度が非常に強いという特徴がある。また適当
な膜厚は、物質によつて少し異なるが、100Å以
上1000Å以下の薄膜でも充分である。

第２下地金属膜８は、延性に富み電気的化学的
な選択吸収膜処理が容易なCu，Ａなどの金属
膜である。これら第２下地金属膜８は、それ自身
では内ガラス管２との付着強度は弱い。しかし、
一般に金属膜の金属膜上への付着強度は非常に強
いという特性がある。それゆえ、内ガラス管２へ
の付着強度は第１下地金属膜が負うのであるが、
この付着強度は前述したように非常に強い。この
ため、電気的化学的な選択吸収膜処理によつて生
じる膜応力や、くり返しかかる熱膨張差による応
力に対しても、これら金属膜は内ガラス管２から
はく離しない。

本発明の場合、従来から行なわれている金属板
に選択吸収膜処理を施す化学メツキや電気メツキ
の方法をそのまま流用でき、選択吸収膜の処理費
用は安価となる。また、２層の金属膜を蒸着する
必要があるが、これも連続蒸着できるように装置
上の工夫を施せば、ともに金属膜であるので、前
述したように蒸着に要する費用は安価である。

以上述べたように、本発明によつてガラス基板
上に安価でかつ付着強度の大きい選択吸収膜を施
すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二重真空ガラス管太陽熱コレク
タの半断面図であり、第２図は、第１図のAA断
面図であり、第３図は、本発明の一実施例で第１
図のAA断面に対応する図である。 １…外ガラス管、２…内ガラス管、３…融着
部、４…真空部、５…スペーサ、６…選択吸収
膜、７…第１下地金属膜、８…第２下地金属膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス管などのガラス基板に選択吸収膜を固
   着させる場合に、まずスパツタリングなどを含む
   真空蒸着法によつて第１下地金属膜を蒸着し、そ
   の上に延性に富む第２下地金属膜を蒸着し、第２
   金属膜上に電気的もしくは化学的な処理によつて
   選択吸収膜を形成することを特徴とする選択吸収
   膜形成方法。 ２ 前記第１下地金属膜は、Ni，Cr，Mn，Fe，
   Ti，Mo，Zrの単体金属もしくは合金を蒸着して
   形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の選択吸収膜形成方法。 ３ 前記第１下地金属膜の膜厚が100Å以上1000
   Å以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項と第２項に記載の選択吸収膜形成方法。 ４ 前記第２下地金属膜がCu，Ａなどの延性
   に富む金属膜であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の選択吸収膜形成方法。