KR101500540B1 - 광-포획 표면 구조를 가진 판유리 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유리가 일그러짐 없이 열처리되고 강화될 수 있는 선형 구조 요소를 통해 우수한 광-수집 특성을 생성하는, 투명한 유리 또는 합성 물질 판유리에 관한 것이다. 본 발명은, 요소의 세로 연장의 배향이 그룹마다 엇갈리는, 평행 요소들(1)의 그룹들(2)을 기재의 표면에 전체적으로 형성함으로써 상기 결과가 달성되는 것을 특징으로 한다. 게다가, 상기 요소는 이들의 세로 연장에 겹쳐진 굴곡을 구비할 수 있으며, 이에 의해 낮은 스크린 효과를 지닌 비-배향된 반사된 상이 얻어질 수 있게 한다. 상기 판유리는 바람직하게는 태양 에너지를 사용하여 설계된 광전자 구성 요소를 덮개로서 사용되지만, 또한 건물 영역에서 장식 목적으로도 사용될 수 있다(유리가 끼워진 문, 캐비닛 판유리).

Description

광-포획 표면 구조를 가진 판유리{GLASS PANE WITH LIGHT-CAPTURING SURFACE STRUCTURE}

본 발명은 투명한 판유리(transparent pane), 투명한 판유리의 제조 방법, 및 특히 판유리에 관한 독립항의 전제부에 기술된 특징을 가진, 표면 구조를 구비한 판유리에 관한 것이다.

또한 본 발명은 그러한 표면 구조를 가진 판유리, 판유리의 바람직한 사용뿐만 아니라 방법을 수행하기에 적합한 디바이스 또는 도구에 관한 것이다.

또한 본 발명은 본 발명에 따른 판유리를 포함하는 조립체, 및 상기 판유리를 가로지른 후에 광 에너지를 수집할 수 있는 요소에 관한 것이다.

유리는 유기(또는 합성) 또는 무기일 수 있으며, 즉 실리카를 주성분으로 한다. 유리는 모든 경우에 있어서 단단한 물질로 만들어진다.

유럽특허출원 제 0 493 202 B1호는, 기재에 새겨진 구조가 피라미드 형태의 음각으로 형성되고, 이 음각은 서로 동일하고, 음각의 최대 치수보다 더 작은 거리만큼 서로 분리되는, 균일한 표면 구조를 구비한다. 모티브로서 이들에 제공된 피라미드들 또는 피라미드의 영역은 육각형 또는 정사각형 기저 영역을 갖도록 제조될 수 있지만 이들 모두가 대략 편평한 측부 표면을 갖는다.

엠보싱, 및 바닥으로부터 돌출한 피라미드의 조합이 또한 기술되어 왔다. 특 히, 우수한 광 확산 특성, 및 구조를 형성하는 개개의 모티브의 존재의 감소된 시각적인 검출이, 균일한 전체 무광 표면 외형으로 인해 이러한 방식으로 획득된다.

게다가, 국제특허출원 제 03/04 66 17 A1호로부터, 특히 태양 광선 콜렉터(collectors), 편평한 플라즈마 방전 램프, 이미지 프로젝션 스크린 및 프로젝터에서 태양 전지 및 광전 태양 모듈과 결합된 판유리에 대하여, 광 투과 및 광 효율을 개선시켜야 하는 기하학적 양각(relief) 형태인 표면 구조를 구비한 투명한 플레이트(판유리)의 제조 및 사용 방법이 알려진다. 기하학적 구조의 모티브는 특히 판유리의 구조화된 측면의 전체 표면에 대해 음각(concave)일 수 있는데, 즉 초기 기재로 고온 롤링되거나 또 다른 적합한 방법으로 형성될 수 있다. 일반적으로, 모티브는 샌드블래스팅(sandblasting) 또는 에칭 방법에 의해 획득되는 것과는 달리 주기적인 특성이 있다. 그러나 기술적인 생산 이유로(가로지르는 속도, 형성 실린더의 축을 중심으로 하는 허용 오차, 실린더 상에 롤링된 물질의 부착 등), 원하는 정밀도로 이러한 주기를 재생산하는 것이 항상 가능하지는 않다.

이로 인해, 이러한 구조화된 표면 판유리에 광학 현상이 생기고, 이 현상은 동일한 표면 모티브를 구비하고 동일한 평면에서 또는 심지어 하나의 동일한 판유리에 있는 또 다른 표면 모티브 옆에 위치되거나 설치된 판유리에 의해, 입사광은 상이하게 반사된다는 점을 포함한다. 실제로, 장착 위치에 따라, 표면 중 일부가 빛나면서 밝게 반사되는 반면에, 표면의 바로 인접한 평행 부분은 거의 무광인 외관을 갖는다.

이러한 외관은 단지 시각적 및 미적 특징일지라도, 판유리의 또 다른 측면에 위치된 요소, 검출기 등으로의 광의 투과를 전혀 저하시키지 않는다.

판유리 위에서의 위치에 따른 밝기의 인상의 변형의 원인은 다음과 같다. 이상적인 경우인 전체적으로 균일한 구조는 특징적인 반사 모티브를 갖는데, 여기서 입사광의 주어진 각에 대해, 완전히 지정된 방향으로 반사가 일어나고, 이들과 인접한 각의 범위에서는 반사가 일어나지 않는다. 만일, 유리의 영역에서, 앞서 언급된 생산 허용 오차로 인해, (다소) 상이한 방법으로 유리의 표면 위에 구조가 형성되는 경우, 유리 영역의 반사의 특징적인 방향은 또 다른 방향(또 다른 각)으로 배향된다. 그 결과, 관측자가 유리의 한 부분에 대한 반사의 방향에 있고, 유리의 또 다른 부분에 대한 반사의 방향에 있지 않은 상황이 나타난다. 따라서 유리의 하나의 영역은 밝은 외관(반사)을 갖고, 다른 영역은 어두운 외관을 갖는다. 원칙적으로, 이러한 효과는 또한, 매끄러운 표면을 지닌, 그러나 예를 들어 휘어지고, 또한 태양 및 관측자의 주어진 위치에 대해 단지 특정 위치에서만 밝은 반사 외관을 갖는 유리상에서 발생한다.

그러나 불가피한 제조 허용 오차에도 불구하고, 특정한 장착의 경우 광 반사의 균일한 외관을 이러한 유리에 제공하는 가능성을 기대하는 것이 가능하다.

세로의 연장이 가로의 치수를 확실히 초과하는 기재의 표면에서, 그루브 또는 립에 대한 우수한 광 트래핑(trapping) 특성을 얻는 것이 가능하다고 또한 알려진다. 미국특허출원 제 4 411 493호는, 여름(냉방)과 겨울(난방)에 모두 에너지 절약에 기여해야 하는 건축물 창문용 판유리를 기재하고 있다. 평행한 선의 선형 모티브에 의해, 입사광의 각도에 대해 강하게 의존하는 반사 또는 흡수 특성이 이 구조를 통해 얻어진다. 장착 위치에 따라, 이러한 표면은 덜 오염되게 되는데, 이는 물(비)이 그루브를 따라 흘러서 고체 입자를 운반하기 때문이다.

태양 에너지, 53, 2, 페이지 171-176, (1994), "A. Scheydecker, A. Goetsberger, V. Wittwer, 구조화된 표면에 의한 PV-모듈의 반사 손실의 감소"에는, 또한 직선(그루브)으로 구조화된 유리 표면에 의한 광 트래핑 효과를 기술하고 있다.

앞서 기술된 균일한 표면 구조에 대한 반사 문제에 더하여, 그렇게 제공된 판유리가 열 경화되어야 하는 경우 직선으로 연장하는 긴 구조에 대한 또 다른 문제가 생길 수 있다. 연속적인 그루브는 동시에, 유리의 표면상에서 특정(우선) 방향을 특징으로 하는 판유리의 두께의 단면에서 비-균질성을 구성하기 때문에, 이러한 구조가 존재하는 경우, 판유리가 변형되거나 물결 패턴(undulating)이 되는 것을 방지할 수 없어서, 편평하지 않게 되어 대부분의 응용에 사용할 수 없게 된다. 유사한 문제점은, 주름이 표면 그루브와 유사하고 또한 특정 방향이 다른 방향에 비해 우세하다는 사실로 특징 지워지는 주름잡힌 시트인 것으로 알려진다. 이러한 방향에 대해 수직으로, 주름잡힌 시트가 쉽게 구부러질 수 있지만, 다른 방향으로는 그렇지 못하다. 본질적으로, 동일한 상황의 결과는, 유리에서, 유리의 한 방향에서의 기계적 특징이 다른 방향에서의 기계적 특징보다 더 강한 경우, 경화 동안 물질에 생성된 응력이 굴곡을 생기게 한다는 것이다.

유리의 경화 동안 휨(warping) 또는 굴곡(flexion)의 이러한 문제를 해결하는데 기여하기 위해, 변형된 표면 구조는 또한 가능한 먼지가 덜 붙게 해줘야 하고 쉽게 세척되어야 한다는 점에서 또한 주의할 필요가 있다.

상품명이 "SGG Paint"인 판유리가 알려져 있으며, 이 판유리의 표면은 서로 평행하지만 일부는 직선으로 연장하고 나머지는 원의 호를 따라 연장하는 선을 가진 거친 브러시 스트로크형(coarse brush stroke type) 구조를 갖는다. 개개의 브러시 스트로크 전부는 제한된 길이를 가지며, 뚜렷하게 배열되지 않은 다른 방향으로 연장한다.

"SGG Geo" 유리 패턴(실용신안 DE 91 09 087.3)은, 서로 평행한 복수의 선이고 30°의 각에 걸친 방향의 변화를 갖는 불규칙한 사행(meandering)으로 위치되는 기하학적 형태를 가진다.

주로 단단한 유리문을 위한 장식 목적 및 가구용 창유리로 사용되는 유리에 대한 기존의 실용신안 두 개 모두, 처음에 언급된 미세한 표면 구조와 비교하여(약 1 밀리미터 이하의 치수를 가짐) 매우 큰 치수(길이, 양각)를 갖는데, 이 치수의 세부 사항은 먼 거리에서조차 육안으로 검출될 수 있다.

게다가, 이러한 기존의 구조화는 충분히 깊지 않으며, 이들의 측부(flank)의 각은 광 트래핑 효과를 만들만큼 충분히 가파르지 않다. 이 유리 실용신안의 실시예에서, 임의의 경우 판유리가 경화되어야 한다는 사실이 또한 고려되어 왔다.

본 발명의 근본적인 문제는, 우수한 광 트래핑 특성을 갖고 오염되는 경향이 적으며 경화와 같은 열처리 동안 일그러짐의 위험이 적은 표면 구조를 구비한 판유리를 제조하는 방법을 제안하는 것이다. 또한 특히 방법을 수행하기에 적합한 디바이스를 만드는 것이 필요할 것이다.

방법에 관한, 이러한 문제점은 방법 독립항의 특징을 갖는 본 발명에 따라 해결된다.

디바이스 독립항의 특징부는 해당 형성 디바이스를 제안한다. 사용 방법 독립항의 특징부는 방법에 따라 및/또는 디바이스를 가지고 제조된 투명한 창의 특히 바람직한 사용 밥법을 기술한다. 각각의 독립항에 종속하는 제 2 청구항의 특징부는 본 발명의 유리한 개발을 제공한다.

본 발명의 근본적인 목적은, 물의 유동에 의한 자기-세척의 우수한 특성을 갖는 반면에 광 트래핑 특성을 갖고, 휘지 않게 하면서 열처리, 예를 들어 판유리의 강화에 적합한 표면을 획득하는 것이다.

특히 관측 각의 작은 변화에 대한 반사 세기의 뚜렷한(눈에 띄는) 변화의 형성을 예방할 필요가 있을 것이다.

근본적으로, 이것은, 우선 이러한 요소가 일반적으로 연장됨에도 불구하고, 구조는 반사된 광의 배향의 선호 방향을 갖지 못하고, 게다가 기계적 관점으로부터 약한 영역의 존재를 예방한다는 사실에 의해 얻어진다.

이러한 요소는 일반적으로 판유리 그 자체의 표면상에 직접 생산된다. 따라서 이러한 요소는 판유리 자체 그리고 판유리의 표면과 동일한 물질로 구성된다. 이러한 요소{또는 이러한 텍스쳐링(texturing)})는 따라서 판유리에 고정된 부가 층(added layer)으로부터 초래되지 않는다. 이러한 요소는 예를 들어 프리즘 유형(prismatic type)일 수 있고, 단면을 보면, 이러한 요소는 예를 들어 삼각형 단면을 가질 수 있다.

첫 번째 해결책으로는, 전체 조립체가 서로 평행하게 연장된 요소(리세스/그루브 및/또는 양각/립)로 구성된 구조 그룹에 형성함으로써 획득되고, 각각의 그룹은 그 자체적으로 고립 가능하고, 두 개의 긴밀하게 연속하는 그룹의 요소의 세로 배향은 서로에 대해 비스듬히 위치된다. 앞서 언급된 실용신안 "SGG Geo"와는 달리, 두 개의 인접한 그룹의 요소 사이의 직접적인 전이는 이러한 구성으로 얻어지지 않는다.

본 발명에 따른 또 다른 해결책에서, 구조의 평행 요소 모두는 균일한 곡선 및 바람직하게는 균일한 물결 형태로 연장한다.

유리한 전개에서, 그룹에 위치된 평행 요소의 세로방향 연장을 따라 이러한 균일한 곡선을 형성하여, 한편으로는 이들의 광 반사를 훨씬 더 강하게 확산시키고 또한 다른 한편으로는 이들의 광 트래핑 효과를 더 최적화시키는 것이 가능하다.

유리한 실시예는 구조 요소를 초승달 형태로 구부리기 위한 준비를 하는 것이다. 그런 다음 각각의 그룹의 평행한 구조 요소는 동시에 서로 포개진다(nest).

유리한 전개에서, 전체적으로 편평한 표면(피라미드의 측부(side), 직선에서의 그루브의 측부 등)은 판유리의 표면에 형성되지 않고, 대조적으로 모든 반사 표면이 휘어진다. 이러한 곡선이 판유리의 표면의 전체를 따라 연장할지라도, 요소의 리세스 또는 양각의 방향으로의 곡선을 달성하는 것 또한 가능하다.

"판유리의 전체 표면"이라는 용어는 표면, 또는 판유리의 주요 표면의 평면을 의미한다.

따라서 획득된 결과는, 관측의 동일한 방향에서의 큰 광 반사(평행 광선의 빔)를 투사할 수 있는 연속 표면이 없다. 따라서 이것은 관측의 각(입사광의 각)을 조금 변경한 경우일지라도, 판유리의 표면상에 동일한 반사 피크가 더 이상 보이지 않는 것을 의미한다. 반사 방향의 측면 길이의 스케일에 대한 구조의 너비 또는 크기에 관한 이러한 크고 빠른 변화로 인해, 따라서 실질적으로 모든 방향으로 전파하여 광을 매우 크게 확산시키는 반사가 얻어진다.

그러나, 한편으로는, 이러한 형태는, 입사광이 직사 방사선 또는 확산된 광이던지 간에 매우 높은 비율의 입사광을 수집할 수 있다. 이렇게 장착된 판유리는 따라서 바람직하게는 태양 에너지를 사용하기 위해 사용되는 요소(특히 편평한 요소)를 덮기에 적합하다(태양 전지 또는 광전지, 또는 예를 들어 덕트 또는 가열되도록 요구되는 물을 포함하는 저장소와 같이 광 에너지에 의해 가열되도록 의도되는, 흑체와 같은 바디).

동시에, 본 발명에 따른 준비는, 투명한 판유리가 외부에서 사용되는 경우(예를 들어 특히 바람직하게는 태양 에너지를 사용하도록 의도되고 수평에 대해 경사진 곳에 장착된 편평한 요소의 덮개로서의 용도), 구조화된 표면이 쉽게 오염되지 않도록 보장하는 것 또한 가능하게 해주는데, 이유는 연장된 구조 요소 사이에 기재의 전체 표면과 평행하고 물을 위한 유동 통로를 형성하는 실질적으로 편평하고 좁은 선이 형성되기 때문이다.

따라서 본 발명은 또한, 빗물이 조직화(textured) 표면 위를 흐를 수 있는 방법으로, 야외에서, 바람직하게는 수평에 대해 기울어진 위치에서, 본 발명에 따른 판유리의 외부 사용에 관한 것이다. 실제로, 본 발명에 따른 모티브를 포함하는 표면은 광원(이 경우 태양)을 마주보고, 광원을 마주보는 면의 다른 측부에 위치된 수집 요소로 광을 투과하기 위해 가능한 많은 광을 포획하도록 의도된다.

판유리가 장착된 위치에 있는 경우, 구조 요소의 전체 세로방향 연장이 장착물 경사에 대해 적어도 비스듬하게 배향되도록, 판유리를 배향시키는 것이 권고된다. 구조 요소의 전체 세로방향 연장은 대략 이러한 단부 포인트 사이에서 연결에 의해, 또는 물결 구조 요소인 경우, 물결 진동하는 중앙 라인에 의해 한정될 수 있다. 구조 요소의 세로방향 연장과 겹쳐진 형태로서 굴곡 또는 물결을 고려하는 것이 가능하다.

또한 구조 요소의 연장되거나 다소 휘어진 형상은, 특히 세로방향 연장 모두가 수평에 대해 비스듬히 장착된 경우, 물의 유동을 자동적으로 선호한다.

이것은, 구조 요소가 기재의 표면에서 오목한 형태로 생산되는 경우, 또는 구조 요소가 돌출하도록(기재로부터 양각 형태로 돌출함) 생산되는 경우 발생한다. 오목한 요소 및 양각 요소로 구성되는 혼합 형태 또한 가능하다. 그러나 전이 또는 경계 영역에서, 기재 또는 판유리의 표면의 초기 평면에 거의 위치되는 적어도 일부의 중간 라인이 발견될 것이다.

흐르는 물(이것은 빗물 또는 세척물일 수 있음)은 알려진 바와 같이 먼지 입자를 운반하여, 표면상의 먼지 잔여물을 감소시킨다. 본 발명에 따른 요소의 그룹의 구조에 관해, 물은 중력 및 장착물 경사로 인해 단지 직선으로 흐를 수 없을지라도, 물은 그룹 사이에 또는 그룹에 의해 지그재그로 형성된 물의 하류 통로를 찾아낸다.

바람직한 전개에서, 각각의 그룹이 제한된 수의 평행한 곡선 요소, 바람직하게는 길이 방향으로 휘어진 평행한 곡선 요소로 이루어지도록, 구조 요소는 제한된 길이의 그룹으로 조립된다. 따라서 각각의 그룹은 한정된 광학 세로배향을 갖고, (외부) 요소의 굴국에 해당하는 곡선 또는 물결(undulating) 측면 라인을 나타낸다. 본 발명에 따르면, 교대로 이루어지는 배향을 갖는 이러한 그룹 모두가 중간 공간 없이 상호 인접된다.

교대로 일어나는 배향이 상호 인접된 결과, 그룹은 일반적으로 각 그룹에서 다각형(및 바람직하게는 사변형 또는 사각형)의 코너를 가진다.

그룹의 타이트한(tight) 연속 및 이들 배향의 상호 옵셋(어긋남)의 결과, 90°만큼 옵셋되고, 곡선 측면 가장자리를 구비한 또 다른 그룹이 이러한 그룹 각각에 직접 연결되기 때문에, 각각의 그룹의 측면 라인은 구조 요소의 양 측면으로부터 단부로 연결되고, 구조 요소에 가능한 존재하는 굴곡에 대응하도록 휘어져야 한다. 이것은 먼저 첨부된 도면을 살펴보면 즉시 알 수 있다. 각각의 그룹의 외부 구조 요소는 각도, 바람직하게는 해당 그룹의 구조 요소의 세로 연장에 대해 직각으로 연장한다.

각각의 구조 요소가 휘어지는 경우, 복수의 그룹 사이에 있는 앞서 언급된 경계에서의 중간 라인이 더 이상 직선으로 연장할 수 없지만, 이들 연장(또는 정렬 라인)의 전체 방향은 어느 정도의 강한 물결을 나타낸다. 따라서 바로 인접한 판유리의 두께보다 국부적으로 두께가 작은 판유리의 전체 너비 또는 길이에 걸쳐서 더 이상 어떠한 연속적인 직선(진짜 그루브를 구성함)은 없다. 판유리를 국부적으로 얇게 하는 그루브 또는 직선의 부재는 판유리의 국부적인 약화를 막아준다.

방법이 구조의 생성 이후 강화된 무기 판유리에 적용되는 경우, 동시에 강화 작업 동안에 종래 기술의 특정 판유리에 발생할 수 있는, 판유리의 변형/굽힘의 매우 큰 회피가 있다.

비록 본 명세서에서 언급된 이러한 표면 구조의 용도(광 트래핑 효과를 증가시키는 광전지)는 단일 측면 및 단일 면상에서의 구조화를 선호하고, 두 개의 면상의 구조화가 심지어 원하는 효과에 대해 해로울 수 있을지라도, 본 명세서에 기술된 표면 구조는 명백하게 또한 판유리의 두 개의 면상에서 생산되거나, 장식 목적을 위한 제품(예를 들어 유리가 끼워진 문 또는 가구용 판유리)에 존재한다.

바람직한 제조 방법, 즉 단지 롤링에 의한 방법이 상세한 설명에 언급되지만, 다른 방법, 예를 들어 염료를 사용하는 엠보싱 또는 또한 몰드에서의 주조가 배제되지 않는다. 심지어 사출 주조 몰드의 공동의 벽에 적절한 표면 구조를 제공함으로써 합성 물질로 만들어진 판유리에 대한 압력 주입 방법으로 본 발명에 따른 표면 구조를 사용하는 것 또한 고려하는 것이 가능하다.

이러한 판유리의 제조 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 디바이스는, 결과적으로 적어도 하나의 도구(실린더 또는 편평한 압축 표면, 예를 들어 사출 몰드의 공동의 벽)를, 도구와 접함으로써 판유리의 표면에 새겨져야 하는 구조의 음각 형태인 표면상에 포함할 것이다.

임의의 경우, 판유리의 가소성이고 변형 가능한 물질이 고온에서 도구와 접하게 되고, 플라스틱 변형에 의해, 도구에 의해 한정되는 구조화가 접촉 표면에서 점차 증가한다. 이상적인 구조에 대해 앞서 언급된 허용 오차를 명백하게 피할 수는 없지만, 판유리의 특정 물질의 작용을 지닌 도구의 상세한 구조의 균일화에 의해 감소될 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 판유리를 포함하는 조립체, 및 상기 판유리를 통과하는 광 에너지를 수집할 수 있는 요소에 관한 것으로, 상기 요소는 상기 판유리와 마주보게 위치되고, 상기 판유리는 상기 요소의 측부와 반대 측부에 표면 구조를 포함한다. 따라서 판유리는 또한 두 개의 측부 모두에 구조를 가질 수 있는데 반드시 그러할 필요는 없다. 따라서 표면 구조는 적어도 불가피하게 광 에너지 수집 요소의 측부와 반대 측부에 있다. 특히 요소는, 예를 들어 가열되는 것이 바람직한 물을 포함하는 저장소 또는 덕트와 같은, 광 에너지에 의해 가열되도록 의도되는 광전지 셀 또는 바디(예를 들어 흑체)일 수 있다. 요소가 광전지 셀인 경우, 판유리 및 요소는 일반적으로 병렬 배치되고, 판유리를 구성하는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 수지는 판유리와 상기 광전지 셀 사이에 위치된다.

본 발명의 주제의 다른 상세한 설명 및 이점은 아래에 주어진 기술, 및 예시적인 실시예의 도면으로부터 나타날 것이다.

도면은 간략화되고, 축적대로 도시되지 않는다.

도 1은 한정된 길이의 평행한 곡선 요소가 배향이 교대로 이루어지는 그룹에 위치되는 본 발명에 따른 표면 구조의 제 1 실시예를 도시한 도면.

도 2는 한정된 길이의 평행 요소가 곡선이 아닌, 본 발명에 따른 표면 구조의 제 2 실시예를 도시한 도면.

도 3은 표면에서 연장하는 평행 요소가 이들의 길이 방향으로의 물결을 나타내는, 본 발명에 따른 표면 구조의 제 3 실시예를 도시한 도면.

도 4는 두 개의 주요 표면(31 및 32)이 요소의 세로방향 연장으로 휘어진 네 개의 평행 프리즘 요소의 그룹을 도시한 도면.

도 1은 길이 방향으로 방해받거나, 본질적으로 세로방향의 치수만을 가지고, 한정된 길이의 요소들(1)로 나눠지는 구조에 기초하는 판유리(P)의 광 트래핑 표면 구조 설계의 일실시예를 도시한다. 각 요소들(1)은 판유리의 표면에서 그루브 형태로 새겨진다. 그러나 또한 본 발명의 문맥 내에서, 양각 요소{양의(positive) 또는 립(ribs) 형태의 요소}, 및 리세스 요소와 양각 요소를 갖는 혼합 형태를 사용할 수 있다는 것에 주목해야 한다.

판유리의 표면 구조는 이러한 연장된 요소들(1)의 표면 영역 또는 그룹들(2)로 나눠져 있다. 이러한 그룹들(2)은 모두 길이가 다소 휘어진 4개의 개개의 요소들(1)로 구성되고, 판유리(P)의 전체 표면에 걸쳐서 체크 무늬로 확산되며, 상호 인접한 그룹의 배향은 서로에 대해 90°를 향한다(판유리 또는 표면의 평면에서). 따라서 그룹은 규칙적인 주기 반복으로 형성된다. 보다 명확하게 하기 위해서, 3개의 인접한 그룹들(2)이 상기 그룹의 코너에 의해 한정된 정사각형(3)에 의해 둘러싸여진다.

이러한 방법으로, 체크 무늬(도면에서 사선무늬) 또는 "직물" 표면의 전체적인 외형을 얻게 된다. 각각의 관측 각도에서 반사된 상에서, 평행 입사(태양)광은 관측자를 향해 단지 그룹의 반만큼만 반사된다는 것이 예상되어야 한다. 이것은 그 룹 사이의 교대로 이루어지는 배향에 의한 결과이다.

도면에서, 그룹은 이들의 측부 전체에서, 새겨진 사변형의 측면이 줄(chords)을 형성하는 선을 진동시킴으로서 한정되는 것을 분명하게 보여준다. 요소(10)의 세로방향 연장에서, 이것은 간단히 요소의 굴곡으로부터 생긴다. 요소의 두 개의 단부에서, 굴곡 효과는, 다음 그룹의 곡선 측부 가장자리가 90°내에서 회전되는 외부 요소에 연결되어야 한다는 사실에 의해 부과된다.

다른 한편으로는, 도 2는 도 1에서와 같이 직선 요소(1')가 형성되지만 배향 각이 일정한 4개의(정사각형) 그룹에서 동일한 방법으로 정확하게 위치된다는 사실에 의해, 도 1과 차이가 있는 변형예를 도시한다.

이러한 바람직한 실시에인 도 1 및 도 2에서, 각각의 그룹의 코너가 정사각형을 한정할지라도, 이것은 필수적인 규칙은 아니다. 대조적으로, 그룹은 또한 본 발명에 따른 구성의 원칙에서 벗어나지 않고도 긴 직사각형, 또는 다른 다각형과 같은 형태의 둘레를 가질 수 있다. 이들은, 가능한 연결 없이, 그룹이 각각의 방향으로 일렬로 배열될 수 있어야 하고, 앞서 언급된 유형의 약한 직선 위치가 그룹 사이에서 연장할 수 없는 조건에 단독으로 부합해야 한다. 그룹에 있어 요소의 국부적 평행은 표면의 전체적으로 균일한 광학적인 외관을 얻는데 유리하다.

따라서 임의의 경우에 표면 구조의 이러한 실시예는, 직선으로 연장하는 약해진 위치가 판유리에 형성되지 않는 이점이 있는데, 이유는 판유리가 모든 방향으로의 왜곡 및 굴곡에 대해 실질적으로 일정한 저항을 갖기 때문이다.

표면 구조의 개별적인 요소는 판유리의 두께로 조정된 길이를 가질 수 있다. 즉, 유리가 두꺼워질수록, 구조 요소의 너비의 가능한 치수가 커진다. 이러한 종속 관계는, 측면 각이 바람직하게는 적어도 45°이어야 하고, 따라서 측부 치수가 최소 유리한 깊이를 한정한다는 점을 초래한다. 오목한 구조인 경우, 만일 기재가 "구멍 뚫리기(piercing)"를 예방하기를 원한다면, 구조의 깊이는 판유리의 두께를 명백히 초과하지 않는다. 이론적으로는 작은 값의 방향으로 크기 조정(dimensioning)에 대해 제한을 두지 않는다. 실제로, 짧은 길이 제한은 표면을 형성하는 기술적인 조건에 의해 이루어진다. 표면이 유리 롤링 또는 주조 작업으로 형성되고, 표면 구조는 구조화 실린더의 도움으로 약 1000℃에서 뜨거운 유리로 엠보싱되는 경우, 실제로 종래 기술에서 여전히 유용하게 사용될 수 있는 최소 측부 크기 조정은 약 1㎜인 것이 증명되었다.

측부 치수가 단지 개개의 구조 요소의 구조의 너비와, 개개의 구조 요소의 세로방향 연장에 수직방향인 연장에 관해서 지금까지 설명되었다. 세로방향 연장의 길이는 판유리의 측부 가장자리의 총 길이보다 작을 수 있어서, 모든 방향에서 실질적으로 일정한 기계적 특성을 보장할 수 있다.

도 3은, 서로 평행하게 연장하고 및 도 1 및 도 2에 도시된 요소들(1)과 동일한 방법으로 본질적으로 단독으로 세로방향의 치수만을 갖는 물결의 형태인, 구조 요소(10)가 구비된 판유리(P)의 표면의 또 다른 실시예를 도시한다. 이것은, 본 명세서에서 세로방향에 대해 가로방향으로의 요소의 치수가 세로방향의 연장의 값보다 작다는 것을 의미한다. 구조 요소(10)의 세로방향 연장에 대해 가로방향에서의 단면 프로파일은 지그재그 또는 물결 선을 제공할 수 있으며, 측면의 (평균) 각은 요구 조건에 따라 수정될 수 있다. 바람직하게는, 세로방향 연장의 국부적 배향에 수직인 표면의 측면의 기울기는 45°이고, 이러한 결과는 앞서 언급된 단면에서 직각 또는 2등변 삼각형의 연속이 얻어진다는 것이다.

그러나, 측면의 표면은 또한 교대로 올라가거나 내려갈 수 있어서, 구조 요소가 세로방향 연장으로 휘어지는 경우, 측면의 둥글게 휘어진 표면을 얻는 것을 가능하게 해준다. 게다가, 피크 및 골(troughs)은 편평하거나 둥글게 될 수 있다. 이러한 경우, 또한 적어도 45°여야만 하는 평균 측면 각도를 한정하는 것이 추가로 가능할 수 있다.

표면이 이러한 방법으로 구성되는 경우, 입사광의 반사각은 관측 각도에 의존하여 각 라인을 따라 매우 빠르게 변하고, 이것은 입사광이 확산되는 방식{화살표(20)의 그룹} 또는 평행한 광선{화살표(30)의 그룹}으로 도착한다는 사실에 관계없이 발생한다. 따라서 반사광의 우수한 확산을 얻는 것을 가능하게 해준다. 반사된 상에서, 이러한 물결형 구조 요소는 그룹화된 짧은 요소의 구조 요소와 유사한 효과를 가지고, 도 1에서 설명되었던 서로에 관해 옵셋(어긋남)을 갖는다.

이러한 배열의 중요한 효과는 또한 이렇게 처리된 판유리의 모든 방향에서의 높은 강도, 및 특히 구조 요소의 전체적인 세로방향 연장에 평행하게 연장하는 축에 대하여 굴곡에 대한 높은 저항성이다. 직선으로 연장하는 구조 요소와는 달리, 판유리를 다루는 동안, 그리고 언급된 바와 같이 이러한 방법으로 구조화된 유리 판유리의 경화 동안에, 물결 및 분열을 초래하는 "약한 포인트"가 직선에서는 관측되지 않았다.

이러함에도 불구하고, 표면 구조는 높은 편평도를 나타내서, 다소 먼 거리에서, 구조 요소(예를 들어 바람직하게는 1㎜ 미만의 너비로 생산됨)의 정밀도(fineness)에 따라, 물결을 갖는 모티브의 형태를 볼 수 없다.

도 4는 주요 표면(31 및 32)이 요소의 세로방향 연장으로 휘어진 4개의 평행 분광 요소의 그룹을 도시한다. 이러한 평행요소의 프리즘(삼각형 단면)의 형태인 단면은 광의 포착을 향상시킨다. 이러한 요소는 대칭 평면(58)을 포함한다. 대칭 평면(58)에 평행한 면에 포함되는 각각의 2등분선(33)은 플레이트(34)의 보통 평면에 수직이다. 이러한 복수의 요소는, 즉 그룹마다 교대로 이루어진 배향이 형성된 연장을 갖는, 도 1에 도시된 바와 같이 조립될 수 있다.

상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 투명한 판유리, 투명한 판유리의 제조 방법, 및 특히 판유리에 관한 독립항의 전제부에 기술된 특징을 가진, 표면 구조를 구비한 판유리, 그리고 판유리의 바람직한 사용뿐만 아니라 방법을 수행하기에 적합한 디바이스 또는 도구, 그리고 본 발명에 따른 판유리를 포함하는 조립체, 및 상기 판유리를 가로지른 광 에너지를 수집할 수 있는 요소에 사용된다.

Claims (29)

1. 플레이트의 유리에 구성되는 3-차원 표면 구조를 갖는 유기 또는 무기 유리로 만들어진 투명 플레이트로서,

   상기 3-차원 표면 구조는 플레이트의 표면 위에 형성된 표면 요소들을 포함하고, 상기 표면 요소들의 연장은 세로방향이고, 상기 표면 요소들의 가로방향으로의 연장보다 큰, 투명 플레이트에 있어서,

   표면 구조는 표면 요소들(1)이 상호 평행한 표면 요소들의 그룹들(2)을 포함하고, 상기 그룹들은 그룹마다 교대로 이루어진 표면 요소들의 세로방향 연장의 배향을 가지며,

   서로 인접한 그룹들(2)의 평행한 표면 요소들(1)의 세로방향 연장은 전체적으로 그룹 사이에 90°의 각으로 형성되어, 체크 무늬 시각적 양상이 얻어지는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 그룹들(2)은 다각형 내에 새겨지는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
3. 제 1항에 있어서, 그룹의 코너는 직사각형 또는 정사각형(3)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
4. 제 1항에 있어서, 형성된 상기 그룹들(2)은 서로 바로 인접한 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
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6. 제 1항에 있어서, 상기 표면 요소들(1)은 그루브 또는 립의 형태로 생산되고, 이를 위해 세로 방향 연장에 대한 가로 방향에서의 측면의 기울기가 평균적으로 45°이상인 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
7. 제 1항에 있어서, 각각의 그룹들(2)의 상호 평행한 표면 요소들(1)은 이들의 세로방향 연장에 대해 굴곡을 갖고 형성되는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
8. 제 1항에 있어서, 평행한 표면 요소들은 초승달 형태인 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
9. 제 1항에 있어서, 무기 유리로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
10. 제 9항에 있어서, 열적으로 또는 화학적으로 강화되는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
11. 제 1항에 있어서, 플레이트와 마주보게 위치되고 상기 플레이트를 가로지르는 광 에너지를 수집할 수 있는 수집 요소(collector element)를 포함하며, 상기 플레이트는 상기 수집 요소로부터의 반대 측에 표면 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
12. 삭제
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14. 롤링 또는 엠보싱에 의해, 제 1항 내지 제 4항 또는 제 6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 투명 플레이트를 제조하는 방법.
15. 제 14항에 있어서, 상기 플레이트의 구조는 리세스 형태의 개개의 모티브를 나타내는 하나 이상의 실린더를 사용하는 롤링에 의해 생산되는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트를 제조하는 방법.
16. 제 14항에 있어서, 상기 플레이트는 무기 유리로 만들어지고, 엠보싱 또는 롤링 후에, 열적으로 또는 화학적으로 강화되는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트를 제조하는 방법.
17. 제 11항에 있어서, 상기 수집 요소는 광전지 셀인 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
18. 제 17항에 있어서, 상기 플레이트 및 상기 광전지 셀은 병렬 배치되고, 상기 플레이트를 구성하는 물질의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 수지가 상기 플레이트와 상기 광전지 셀 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는, 투명 플레이트.
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