KR20110068991A

KR20110068991A - 부식 저항성 미러

Info

Publication number: KR20110068991A
Application number: KR1020117005235A
Authority: KR
Inventors: 안네 드로스; 도미니끄 클라인
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2011-06-22
Also published as: CN102159119A; BRPI0919315A2; MX2011002900A; US20110226234A1; FR2936240A1; FR2936240B1; WO2010031981A1; EP2330951A1

Abstract

본 발명은, 유리 시트와, 이 유리에 도포되는 실버 층과, 그 배면에 보호 코팅을 구비하며, 상기 보호 코팅은 알키드 수지 타입의 건조되고 가교된 페인트 층과 폴리우레탄 타입의 건조되고 가교된 페인트 층을 구비하고, 상기 알키드 수지 층은 실버 층과 폴리우레탄 층 사이에 위치하는 미러에 관한 것이다. 본 발명은 또한 태양광을 열 수집기로 편향시키기 위해 미러를 사용하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 또한 미러를 제조하는 방법으로서, - 실버 도금 용액을 사용하여 유리 시트 위에 실버 층을 증착하는 단계와; - 실버 층의 면 위에 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)을 사용하여 측정해서 25 내지 110 세컨드의 점성을 가지는 알키드 수지 페인트 층을 도포하는 단계와; - 알키드 수지 페인트 층을 건조시키고 가교시키는 단계와; - 알키드 수지 층의 면 위에 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)을 사용해서 측정해서 25 내지 110 세컨드의 점성을 가지는 폴리우레탄 페인트 층을 도포하는 단계와; - 폴리우레탄 페인트 층을 건조시키고 가교시키는 단계를 포함하는 미러를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

부식 저항성 미러{CORROSION-RESISTANT MIRROR}

본 발명은 반사성 금속 층이 부식하는 것을 방지하기 위하여 배면에 보호 코팅을 가지는 미러에 관한 것이다. 이 미러는 특히 실외 환경에 적합하며 특별히 태양광 미러로 작용할 수 있다.

미러는 일반적으로 금속, 일반적으로 실버(silver)로 만들어진 반사 층이 도포된 유리 기판을 포함한다. 실버와 같은 반사 금속은 대기 공기에서 산화되는 경향이 있어 그 수명을 증가시키기 위해서는 이를 보호하는 것이 필요하다. 실버의 부식 저항을 증가시키기 위하여 실버 도금(silverplating) 직후에 일반적으로 주석(tin) 처리가 수행된다. 종종 구리에 기초한 다른 금속 층 및/또는 하나 이상의 페인트 층과 같은 보호 층들이 도포된다. 실버에 도금된 구리 층은 실버의 전 면(full face)에 부식 저항을 증가시킨다(여기서 "전 면"이라 함은 에지가 아니라 중심(bary center)과 같은 중앙(middle)을 의미한다). 따라서, 미러를 제조하는 방법은 미러의 배면에 연속적으로 여러 물질들이 증착될 것을 요구하며, 이에 의해 그 복잡성과 제조 비용을 증가시킨다. 일례를 제공하기 위해, 현재 시판되는 미러는 다음 구조를 갖는다:

- 유리/실버/구리/아크릴레이트/에폭시/아크릴레이트; 또는

- 유리/실버/유리/아크릴레이트/아크릴레이트/PU; 또는

- 유리/실버/에폭시(실내 미러로).

반사 층을 보호하는 효과를 손상시킴이 없이 증착될 물질의 수를 줄임으로써 미러의 제조를 간단하게 하는 것이 시도되고 있다. 이러한 보호는 미러가 태양광 미러의 경우와 같이 실외에서 비가 오거나 바람이 부는 온갖 기후에 노출되는 악조건 환경에서 사용될 때 더욱 더 효과적이어야 한다. 특히, 미러가 여러 층들이 도포된 후에 절단되는 경우, 미러의 에지는 노출되고 실버 층의 에지는 보다 더 용이하게 부식될 가능성이 있으므로 에지에서 부식 저항성을 제공하는 것은 특히 중요하다.

보호 층들을 형성하는데 통상 사용되는 페인트들은 많은 양의 납(lead), 일반적으로 1% 내지 12%의 납을 포함하며, 이는 납 독성의 관점으로부터 더 이상 허용가능하지 않다. 그러므로, 더 낮은 납 함량을 갖는 페인트를 사용하는 것이 또한 바람직하다. 납은 구리의 에지 부식을 제한하므로 구리 층을 가지는 미러에 사용되는 페인트들에도 납이 또한 존재한다.

본 발명은 전술된 문제를 해소하는 것이다. 이제, 2가지 타입의 특정 페인트들을 결합한 코팅은 실외에서 사용하는 경우에도 매우 효과적인 보호를 제공하여 통상 사용되는 구리 층이 더 이상 핵심적인 것이 아닌 레벨로 가능하게 한다는 것이 발견되었다. 페인트는 적어도 하나의 중합체 수지와 일부 용매를 포함한다.

본 발명은 제 1 배치에서 유리 시트와, 이 유리에 도포되는 실버 층과, 그 배면에 보호 코팅을 구비하며, 상기 보호 코팅은 알키드 수지 타입(alkyd type)의 건조되고 가교된 페인트 층과, 폴리우레탄 타입의 건조되고 가교된 페인트 층을 포함하며, 상기 알키드 수지 층은 실버 층과 폴리우레탄 층 사이에 위치되는 미러에 관한 것이다.

본 발명에 따른 코팅은 알키드 수지 타입의 페인트 층과 폴리우레탄(PU) 타입의 페인트 층을 포함한다. 알키드 수지 층은 PU 층 전에 미러에 도포된다. 알키드 수지 층은 반사 금속 (일반적으로 실버) 층에 직접 도포될 수 있다. PU 층은 알키드 수지 층에 직접 도포될 수 있다. 알키드 수지 층은 10nm 내지 60nm 범위의 두께를 가지고 바람직하게는 25nm 내지 40nm 범위의 두께를 가질 수 있다. PU 층은 10nm 내지 60nm 범위의 두께를 가지고 바람직하게는 25nm 내지 40nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 코팅은 알키드 수지 층과, 이 알키드 수지 층을 통해 출발하여 반사 층에 직접 도포되는 PU 층(임의의 다른 페인트 층이 없이)의 조합으로 구성될 수 있다.

페인트 층들은 스프레이 또는 커튼 코팅 기술(curtain coating technique)에 의해 도포될 수 있다. 커튼 코팅 기술에 따라, 액상 페인트의 연속적인 스트림(stream)이 이동하는 미러(running mirror)의 배면의 전체 폭에 걸쳐 이동하게 만들어진다. 이 페인트는 실온에서 (일반적으로 15℃ 내지 40℃ 사이에) 있는 동안 도포되며, 이로 코팅되는 기판이 특히 40℃ 내지 60℃ 사이에서 선 가열(preheated)되는 것이 가능하다. 이들 페인트의 유동성으로 인해 특히 커튼 코팅 기술을 사용하여 적어도 실버 층의 에지와 심지어 미러(실버와 유리를 합한 것)의 사실상 전체 에지를 커버하는 것이 가능하다. 도포 동안, 그 점성은 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)(ASTM D 1200)을 사용하여 측정했을 때 일반적으로 25 내지 110세컨드(seconds), 바람직하게는 30 내지 100세컨드이다. 이것은 도포 온도에 상관없이 원하는 점성이라는 것이 주목되어야 한다. 그리하여 점성 값을 온도와 연관시킬 필요가 없어진다.

페인트의 도포 동안, 미러를 이동시키기 위해 롤러의 수평 베드(bed)가 사용될 수 있다. 이 경우에 그리고 유리 시트가 원통-포물선 형상(cylindro-parabolic shape)으로 굴곡되는 경우에, 유리 시트는 2개의 선형 에지들에 의해 롤러 상에 놓인다. 이들 선형 에지들은 운반 롤러의 축에 수직한 방향을 따라 놓인다.

본 발명에 따른 코팅의 페인트가 그 최종 형상(이미 절단 및/또는 굴곡된)으로 미러에 도포되는 경우, 페인트는 미러의 에지에 적어도 실버 층의 에지에 유리하게 도포된다. 커튼 코팅 기술은 일반적으로 미러의 전체 외주에 걸쳐 에지를 커버하는 것을 가능하게 한다. 페인트 커튼을 통해 미러의 이동 속도는 이동을 느리게 하는 것이 이 커버링(covering)을 개선시킨다는 지식에 따라 에지의 커버를 개선시키기 위해 변할 수 있다.

미러의 전체 외주에 걸쳐 실버 층의 에지들 적절히 커버되는 것이 선호된다면, 페인트 커튼과 부딪치는 것이 미러의 동일한 에지가 아니도록 2번의 통과 사이에서 미러를 거꾸로 뒤집어서 페인트 처리(알키드 수지 페인트 후에 PU 페인트 처리)를 하는 것을 통해 미러를 2번 통과시키는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 보호 코팅을 통해 그 에지의 전체 외주에 걸쳐 코팅되는 실버 층을 가지는 미러에 관한 것이다.

사용되는 액상 페인트(건조 전)는 (경우에 따라 알키드 수지 타입 또는 폴리우레탄 타입의) 폴리머 수지 0.1중량% 내지 50중량% 그리고 바람직하게는 5중량% 내지 40중량% 그리고 심지어 10중량% 내지 35중량%를 포함한다.

도포시, 페인트는 페인트를 얇게 하기 위하여 {크실렌(xylene)일 수 있는} 용매를 포함하며, 이 용매는 건조에 의해 제거된다. 알키드 수지 타입의 페인트는 용매의 적어도 20중량% 그리고 심지어 30중량%를 포함한다(이것은 예를 들어 140℃에서 가열하여 고형 함량을 결정함으로써 측정된다). PU 타입의 페인트는 용매의 적어도 20중량% 그리고 심지어 30중량% 그리고 심지어 적어도 35중량%를 포함한다 (이는 140℃에서 가열하여 고형 함량을 측정하여 측정됨). 이들 층들은 일반적으로 120℃ 내지 250℃ 사이 그리고 바람직하게는 150℃ 내지 210℃ 사이의 온도에서 건조되고 가교되어 더 이상 점성(tack)을 가지지 않는다. 각 층은 잔류하는 점성이 없게 10분 미만으로 건조되고 가교될 수 있다.

PU 페인트는 UV 저항 타입의 첨가제를 포함하며, 이 첨가제는 특히 티타늄 산화물(titanium oxide) 또는 ZnO 또는 유리하게는 산화 방지제, 예를 들어 HALS 타입의 산화 방지제와 결합된, 벤조페논(benzophenone) 또는 벤조트리아졸(benzotriazole) 또는 트리아진(triazine)일 수 있다. 일반적으로, 건조되고 가교된 PU 페인트는 0.1중량% 내지 0.5중량%의 산화방지제를 포함한다.

본 발명에 따른 코팅 전에 미러를 제조하는 단계는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 기술을 수반하므로 여기서는 보다 상세히 기술되지 않는다. 본 발명에 따른 코팅이 도포되기 전에 미러는 구리 없이 특히 다음 단계들, 즉

- 유리 면을 닦아내는(brightening) 단계와;

- 예를 들어 주석 클로라이드 용액(stannous chloride solution)을 사용하여 유리 시트의 제 1 면을 민감하게 하는(sensitization) 단계와;

- 팔라듐 클로라이드(PdCl₂) 용액에 의하여 제 1 면에서 선택적으로 활성화시키는(activation) 단계와;

- 특히 실버 도금 용액(silverplating solution)을 사용하여 실버 층과 같은 반사 금속 층의 제 1 면에 증착하는 단계와;

- 주석 클로라이드 용액에 의해 패시베이션화하는(passivation) 단계와;

- 일반적으로 실란(silane) 타입, 특히 아미노 실란(amino silane)의 키 프라이머(keying primer)의 얇은 언더코팅(thin undercoat)(하나 이상의 분자 층)을 스프레이에 의해 도포하는 단계

의 연속적인 공정에 의해 제조될 수 있다.

미러는 또한 특히 다음 공정, 즉

- 유리 면을 닦아내는 단계와;

- 예를 들어 주석 클로라이드 용액을 사용하여 유리 시트의 제 1 면을 민감하게 하는 단계와;

- 팔라듐 클로라이드(PdCl₂) 용액에 의하여 제 1 면에서 선택적으로 활성화시키는 단계와;

- 특히 실버 도금 용액을 사용하여 실버와 같은 반사 금 층의 제 1 면에 증착하는 단계와;

- 수성 구리 설페이트 용액(aqueous copper sulfate solution)을 사용하여 구리 층을 증착하는 단계

에 따라 구리 층을 갖게 제조될 수 있다.

구리 층이 제공될 수 있는 후자의 경우에 (실란과 같은) 키 프라이머의 언더 코팅을 도포하는 것은 불필요하다.

본 발명에 따른 코팅은 이 구조물에 도포된다.

본 발명에 따른 보호 코팅은 그리하여 핵심 요소로서 알키드 수지 타입의 건조되고 가교된 페인트 층과, 폴리우레탄 타입의 건조되고 가교된 페인트 층을 포함하며, 알키드 수지 층은 실버 층과 폴리우레탄 층 사이에 위치된다. 적어도 하나의 다른 층("추가층"이라고 함)을, 본 발명에 따른 보호 코팅과 실버 층 사이 미러에 도포하는 것이 배제되지 않으나, 이것이 반드시 필요한 것은 아니다. 특히 이 추가 층은 아크릴 타입(acrylic type)의 건조되고 가교된 페인트 층일 수 있다. 따라서, 실버 층과 알키드 수지 층 사이에는 아무것도 없을 수도 있고 또는 (실란과 같은) 키 프라이머 층만이 존재할 수 있으나, 이 경우 그 두께는 일반적으로 단분자 층으로 작용하는 일반적으로 10nm 미만 그리고 심지어 5nm 미만이다. 가교 후에 알키드 수지 페인트 층은 그리하여 실버 층 후에 도포되는 가교된 폴리머를 포함하는 맨 처음 층일 수 있다. 이 경우에 용매에 알키드 수지 페인트 층이, 실버의 패시베이션화 및 키 프라이머, 특히 실란의 도포 후에 적절한 곳에 실버 층에 직접 도포된다.

폴리우레탄 층은 외부 층, 즉 미러의 배면에 있는 맨 마지막 층일 수 있다.

알키드 수지 페인트 층과 PU 페인트 층은 일반적으로 대기 공기에서 (120℃ 내지 250℃ 사이로 가열하여) 예를 들어 열적으로 건조되고 가교된다.

미러의 여러 층들은 유리 시트, 일반적으로 미네랄(실리카 기반) 유리의 동일한 면에 도포된다. 일반적으로 유리 시트는 플로우트 유리 리본(float glass ribbon) 또는 다른 더 큰 유리 시트로부터 일반적으로 4변형 형상으로 절단된다. 최종 미러가 굴곡되어야 하는 경우, 유리 시트는 실버 도금이 도포되기 전에 굴곡된다.

굴곡된 것이거나 아니거나 간에 유리 시트는 일반적으로 2mm 내지 6mm 범위의 두께를 가진다. 이 유리는 바람직하게는 특별히 투명한 유리(extra-clear glass)이며, 즉 유리는 3.2mm의 유리 두께에 대해 85% 초과 그리고 심지어 89%를 초과하는 에너지 투과율을 가지고 있다(구체적으로는 Air Mass 1.5 ISO 9050 Standard 참조). 이것은 유리가 반드시 3.2mm의 두께를 가져야 하는 것을 의미하는 것이 아니라 오히려 이것은 에너지 투과율이 이 두께로 측정된다는 것을 의미한다. 브랜드명이 디아망뜨(Diamant)인 쌩-고벵 글래스 프랑스(Saint-Gobain Glass France)사에서 시판하는 유리가 특히 적합하다.

실버 층은 500mg/m² 내지 1600 mg/m² 범위의 두께를 가질 수 있다. 태양광 미러(solar mirror)로 적용하기 위해, 이 층은 바람직하게는 850 mg/m²를 초과하는 두께, 특히 900mg/m² 내지 1600 mg/m² 범위의 두께 그리고 일반적으로 950mg/m² 내지 1300 mg/m² 범위의 두께를 가진다.

이것은 가정 내(예를 들어 욕실 미러)에 적용하기에 상당히 충분하지만 750 내지 800 mg/m²과 같은 종래의 두께를 갖는 실버 층이 특히 자외선 범위의 모든 태양광 스펙트럼을 반사하는 것은 아닌 것으로 밝혀졌기 때문이다. 다시 말해, UV 방사선은 매우 얇은 실버 층을 부분적으로 통과하며 이에 이것은 반사되지 않은 UV가 가시 범위에 있지 않으므로 가정 내에 적용하기에는 단점이 아니다. 그러나, 태양광 미러로 적용하기 위해서는, 적지 않은 양의 광 에너지를 가지므로 이 UV의 반사성이 우수한 것이 바람직하며 이것이 수집하기에 유리하다. 나아가, 유기 보호 층(organic protective layers)에 도달하는 UV는 상기 층들의 노화를 가속시키는 경향이 있고 또한 이 관점으로부터 반사 층이 가능한 한 UV를 차단시키는 것이 유리하다. 특히 350 내지 700nm 범위에서 에너지 반사를 개선시키기 위해서, 실버 층이 구리 층을 도포하기보다 오히려 더 두꺼워지는 경우 이에 의해 공정을 간략화하는 것을 도울 수 있다는 것이 발견되었다. 이것은 구리 층이 동일한 두께에 대해 UV 반사를 개선시키는 경향이 있다 하더라도 실버는 350 내지 700nm 범위에서 훨씬 더 잘 반사하기 때문이다.

본 발명에 따른 미러가 태양광 미러로 작용하도록 사용되는 것이라면, 이 미러는 굴곡진 것이거나 평면인 것일 수 있다. 이 미러가 평면이라면 미러는 일반적으로 프레넬(Fresnel) 미러 또는 일광 반사 장치(heliostat) 타입의 미러를 구성하기 위하여 배열된 미러 성분들의 조립체의 일반적으로 성분 형성 부분이다. 이 조립체는 열 수집기에 태양광이 수렴하게 만든다. 일반적으로, 이 수집기는 열 전달 유체{물, 용융된 염(molten salts), 합성 오일 또는 증기(steam)}가 흐르는 튜브로 구성된다. 이 유체는 태양 에너지에 의해 가열되고 이 에너지는 예를 들어 "랭킨 사이클(Rankine cycle)"이라고 불리우는 것과 같은 임의의 적절한 공정에 의해 전기의 형태로 복구된다. 태양 에너지에 고유한 에너지 변동(밤과 낮의 교대, 구름의 운행 등)으로 인한 문제는 (고온의 유체 저장소를 가지고) 열을 저장하거나 또는 종래의 열 전력 발전소와 태양 집열기(solar concentrator)를 혼합(보일러와 태양 열은 동일한 증기 터빈을 공급한다)하여 해결될 수 있다. 사실, 프레넬 미러 또는 일광 반사 장치로 적용하기 위해 제조된 미러는 평면이거나 이 미러를 위치시키는 때에 기계적인 응력(냉 벤딩)을 가하여 약간 굴곡된다. 창유리 패널은 이에 따라 이상적인 곡률에 더 가까운 형상으로 주어진다.

프레넬 미러의 경우에, 여러 미러 성분들이 이들 평면 미러들이 더 작으면 작을수록 수집기에 광선을 수렴하기 위해 이들 미러들을 배열하는 것을 더 용이하게 하기 때문에 일반적으로 3m²보다 더 작다. 이들 평면 미러는 일반적으로 실버 층의 에지가 코팅되지 않도록 그 배면에 여러 층들이 도포된 후에 절단된다. 이 경우에, 에지 부식 저항이 우수한 것이 특히 바람직하다.

일광 반사 장치 타입의 미러의 경우에, 여러 미러 성분들이 1 m² 내지 25 m² 범위의 면적을 가질 수 있다.

여러 층들을 지지하는 유리 시트가 고온의 벤딩(불가역적인 냉 벤딩 : 미러는 파단 없이 응력 또는 자중 효과로 인해 평면 형상을 취할 수 없다)을 거치는 경우, 미러 자체의 굴곡 형상은 수집기에 광이 수렴되게 만든다. 구체적으로, 그 목표는 적어도 하나의 방향(단일 방향 또는 2개의 서로 수직한 방향)으로 포물선 프로파일을 미러에 제공하는 것이며, 광선은 상기 포물선의 초점으로 반사되고, 광 에너지 수집기는 이 초점에 배치된다. 미러가 단일 방향으로 굴곡되어지도록 고온에서 벤딩되는 경우, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 통상 미러의 두 에지들이 선형인 원통-포물선 형상을 참조한다. 이런 타입의 미러에서, 수집기는 미러가 방사선을 반사하는 선형 파이프이며, 상기 수집기는 상기 방사선의 수렴점(포물선의 경우에 초점)에 배치된다. 수집기에 수직한 평면에서, 미러는 굴곡된다. 수집기에 평행한 평면에서는 미러가 굴곡되지 않는다.

최종 굴곡진 미러(태양광 미러 필드에 설치된 것)는 포물선의 세그먼트를 각각 형성하는 수 개의 병렬 배치된 플레이트들(plates)이거나 단일 플레이트로 구성될 수 있다. 특히, 원통-포물선 미러의 경우에, 수집기에 수직한 평면에서 포물선은 2개 또는 4개의 병렬 배치된 플레이트들로 구성될 수 있다. 플레이트들은 반드시 포물선 형상에 완전히 대응할 필요 없이 포물선 형상에 근접하는 형상을 가지며, 여기서 핵심 요점은 광 방사선의 최대 양이 초점에서 수집기에 도달하는 것이다. 포물선에 더 잘 근접하기 위해 여러 병렬 배치된 플레이트들이 상이한 형상을 가지는 것이 배제되지 않는다. 또한 그 형상이 가능한 한 포물선에 근접하게 하는 방식으로 플레이트들을 배치하여 이들을 서로 동일하게 하도록 선택하는 것도 가능하다. 나아가, 이들을 배치할 때, 이들은 대기 온도에서 이들 위에 형상이 부여되도록 응력을 받을 수도 있다. 이들 굴곡된 미러들은 벤딩 전에 유리를 절단하여 사이즈로 만들어질 수 있고 벤딩은 이후 수행되고 여러 층들(실버 도금 층과 보호 층)은 볼록한 면에서 그 배면에 도포된다. 이 경우에 미러의 에지는 여러 보호 층들로 또한 커버되며 이에 에지 부식 저항이 보호 층이 도포된 후에 절단하는 경우 보다 덜 중요하게 된다. 특히 태양광 미러로 적용하기 위해 굴곡된 미러(고온 벤딩)는 0.1 내지 10m² 범위의 면적을 가질 수 있다.

본 발명은, 또한

- 실버 도금 용액을 사용하여 유리 시트 위에 실버 층을 증착하는 단계와;

- 실버 층의 면 위에 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)을 사용하여 측정했을 때 25 내지 110세컨드의 점성을 가지는 알키드 수지 페인트 층을 도포하는 단계와;

- 알키드 수지 페인트 층을 건조시키고 가교시키는 단계와;

- 알키드 수지 층의 면 위에 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)을 사용하여 측정했을 때 25 내지 110 세컨드의 점성을 가지는 폴리우레탄 페인트 층을 도포하는 단계와;

- 폴리우레탄 페인트 층을 건조시키고 가교시키는 단계

를 포함하는 미러를 제조하는 방법에 관한 것이다.

실버 층이 적층되기 전에, 유리 시트는 고온 벤딩을 거칠 수 있으며, 이때 실버 층과 페인트 층은 유리 시트의 볼록한 면에 도포된다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 미러를 구비하는 태양광 미러와 열 수집기를 포함하는 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 미러는 태양광을 열 수집기로 편향시키기 위해 실외에서 유리하게 사용된다. 이러한 사용은 특히 지구의 북위 45도 내지 남위 45도 사이에 놓여있는 범위에 있는 태양이 잘 드는 지역에서 특히 유리하다.

본 발명은 반사성 금속 층이 부식하는 것을 방지하는 보호 코팅을 배면에 가지는 미러를 제공하여 특히 실외 환경에 적합하며 특별히 태양광 미러로 사용할 수 있는 등의 효과를 제공한다.

도 1은 UV 투과율에 대한 실버 층의 두께의 영향을 도시한다. 이것은 실버의 800 mg/m² 이상에서 UV 투과율이 10% 미만으로 떨어지고 이 두께가 증가하면 할수록 실버 층을 통과하는 UV 투과량이 더 적어진다는 것을 보여준다. 이러한 낮은 UV 투과율은 UV가 폴리머와 그리하여 페인트를 열화시키는 것으로 알려져 있기 때문에 실버에 직접 도포된 페인트 층의 무결성(integrity)을 위해 좋다.
도 2는 본 발명에 따른 미러의 에너지 반사율에 대한 실버 층의 두께의 영향을 도시한다. 이 도면은 800 mg/m² 이상에서 상당한 반사 이득이 있는 것을 보여준다.
도 3은 예의 상황에서 제조된 여러 미러들에 대한 시간에 따른 UV 저항성을 도시한다.
도 4는 예 1a 및 2의 상황에서 제조된 여러 미러의 (EN 1096-2 표준에 따른 테스트 상황에서) SO₂ 오염된 대기에 대한 저항성을 도시한다.
도 5는 단면으로 보았을 때 하나의 에지에서 본 발명에 따른 미러의 구조를 도시한다. 층들의 두께는 축척에 맞게 그려져 있지 않다. 유리(51)는 실버 층(52)으로 먼저 코팅되고, 이후 알키드 수지 타입의 페인트 층(53)으로 코팅되고, 이 알키드 수지 타입의 페인트 층(53)은 건조되고 가교되며, 이후 폴리우레탄 타입의 페인트 층(54)으로 코팅되고, 이후 폴리우레탄 타입의 페인트 층(54)은 건조되고 가교된다. 이 도면은 이들 2개의 페인트들이 에지에 걸쳐 유동하고 실버 층의 에지(55)와 유리 시트의 에지(56)의 일부를 커버하는 것을 보여준다. 이 커버는 미러의 전체 외주에 걸쳐 실질적으로 동일하다.
도 6은 이미 굴곡진 미러의 배면에 페인트를 도포하는 방법을 도시한다. 페인트 커튼(62)은 미러(61)의 배면(볼록한 면)으로 이동한다. 미러는 정지해 있는 페인트 커튼 아래에서 화살표(65) 방향으로 이동한다. 미러의 에지(63)가 먼저 커튼과 부딪친다. 에지(63)는 일반적으로 에지(64)보다 더 많이 코팅된다. 미러의 다른 2개의 에지(도면 부호 없음)들은 선형이고 평행하다. 미러는 운반 롤러 위 선형 에지를 통해 놓이며, 그 축은 미러의 이동 방향에 수직하다. 이들 에지들은 일반적으로 적어도 실버 층에 대해서는 페인트에 의해 올바르게 커버된다.

다음 예에서, 미러는 다음 기술에 의해 테스트되었다:

- 반사율 : 미러는 ISO 9227 표준에 따라 CASS 테스트를 거친 후, 광 반사율이 ISO 9050 (여기서 Air Mass = 1.5) 표준에 따라 측정되었다.

- 부식율 : 미러는 ISO 9227 표준에 따라 CASS 테스트를 거친 후, 실버가 부식된 에지로부터의 거리가 측정되었다. 이 측정은 여러 층들(Ag 및 Cu를 포함하여)에 의해 에지들이 커버되었는지 그리고 에지들이 여러 층들에 의해 커버되지 않았는지에 따라 이루어졌다.

- 염수 공조 테스트(salt fog test) : ISO 9227 표준; 및

- UV 적용 후 반사율 : 미러는 SAE J1885 표준에 따라 유리의 일면 위에 340 nm에서 0.55 W/m²의 강도를 갖는 UV를 4000시간 조사(완전한 조사)한 후, 광 반사율이 ISO 9050 (Air Mass = 1.5) 표준에 따라 측정되었다.

다음 약어들이 또한 사용된다:

- Ag: 실버(silver)

- Cu: 구리(copper)

- ALK: 알키드 수지(alkyd)

- PU: 폴리우레탄(polyurethane)

- ACY: 아크릴(acrylic)

- ACA: 아크릴레이트(acrylate)

- EPY: 에폭시(epoxy).

예 1

1700×1640mm 크기로 절단해서 쌩-고벵(Saint-Gobain)사에서 시판하는 브랜드명이 디아망뜨(Diamant)인 특히 투명한 유리(90.4%의 에너지 투과율)가 포물선 프로파일을 가지도록 벤딩되었다. 이 유리가 수평 면 위에 놓였을 때 평면과 최고점 사이의 거리는 약 60mm였다.

실버 층이 구리 층 없이 이미 전술된 공정들 중 하나에 의해 볼록한 면 위에 증착되었다. 키 프라이머는 실퀘스트(Silquest)사로부터 구입가능한 실란 A1100이었다.

건조된 면을 얻기 위해 블로잉(blowing)에 의해 이어서 오븐에서 50℃로 선 가열하여 면으로부터 액체를 제거한 후, 알키드 수지 페인트 층이 도포되었다. 이 페인트는 펜지(Fenzi)사에서 시판하는 21775 reference 페인트로부터 제조되었으며, 이에 크실렌을 추가하여 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)을 사용하여 20℃에서 50세컨드의 점성을 얻었다. 이 제제(formulation)는 커튼 코팅 기술을 사용하여 실온에서 유리 시트의 볼록한 면에 도포되었다(미러는 그리하여 50℃로 선 가열되고 페인트는 실온에서 커튼으로 이동되었다). 페인트는 1분 15초 동안 90℃에서 오븐에서 건조되었다. 그 다음, 폴리우레탄 페인트 층이 볼록한 면 위 건조된 알키드 수지 층에 다시 도포되었다. 이 폴리우레탄 페인트는 발스파르(Valspar)사에서 시판하는 SK2410 브랜드의 페인트로부터 제조되었으며 이에 크실렌을 추가하여 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)을 사용하여 20℃에서 50세컨드의 점성을 얻었다. 이 제제는 커튼 코팅 기술을 사용하여 실온에서 도포되었다. 이 페인트는 3분 동안 170℃에서 오븐에서 건조되었다.

이 미러의 시료는 테스트를 수행하기 위하여 절단되었으며, 그 결과는 이후 테이블에 주어져 있다. "두께" 컬럼은 Ag 층 및 Cu 층에 대해서는 mg/m² 단위로 그리고 다른 층들에 대해서는 ㎛로 각 층의 두께를 나타낸다. "초기 에너지 반사율" 컬럼은 미러의 제조 직후 그리고 임의의 테스트(CASS 또는 4000h 동안의 UV 노출) 전의 반사율을 나타낸다.

예 2 내지 6

이들 예는 상이한 보호 코팅이 (유사한 기술을 사용하여) 도포된 것을 제외하고는 예 1의 경우와 같았으며 그 특성과 두께는 이후 테이블 1에 명시되어 있다. 예 6의 경우 구리 층은 수성 구리 설페이트 용액을 사용하여 도포되었다. 예 2, 4, 5, 6은 비교예이며 본 발명을 예시하는 것이 아니다.

테이블 1

51 : 유리 52 : 실버 층
53 : 알키드 수지 타입 페인트 층 54 : 폴리우레탄 타입 페인트 층
55 : 실버 층의 에지 56 : 유리 시트의 에지
61 : 미러 62 : 페인트 커튼
63 : 미러의 전단 에지 64 : 미러의 후미 에지

Claims

유리 시트와, 이 유리에 도포되는 실버 층과, 그 배면에 보호 코팅을 구비하며, 이 보호 코팅은 알키드 수지 타입의 건조되고 가교된 페인트 층과 폴리우레탄 타입의 건조되고 가교된 페인트 층을 포함하며, 상기 알키드 수지 층은 상기 실버 층과 폴리우레탄 층 사이에 위치하는 미러.
제 1 항에 있어서, 상기 실버 층은 850 mg/m²보다 더 큰 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 미러.
제 2 항에 있어서, 상기 실버 층은 900 내지 1600 mg/m²의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 미러.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실버 층의 에지는 상기 보호 코팅에 의하여 미러의 전체 외주에 걸쳐 코팅되는 것을 특징으로 하는 미러.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 층은 알키드 수지 층에 직접 도포되는 것을 특징으로 하는 미러.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리우레탄 층은 미러의 배면에 있는 맨 마지막 층인 것을 특징으로 하는 미러.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알키드 수지 페인트층은 실버 층 후에 도포되는 가교된 폴리머를 포함하는 맨 처음 층인 것을 특징으로 하는 미러.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리의 에너지 투과율은 3.2mm의 유리 두께에 대해 85%보다 더 크고 바람직하게는 89%보다 더 큰 것을 특징으로 하는 미러.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리는 굴곡져 있는 것을 특징으로 하는 미러.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 미러를 구비하는 태양광 미러와 열 수집기를 포함하는 디바이스.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 미러를 포함하는 프레넬 미러(Fresnel mirror) 또는 일광 반사 장치(heliostat).
태양광을 열 수집기로 편향시키기 위해 실외에서 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 미러의 사용.
제 12 항에 있어서, 지구의 북위 45도 내지 남위 45도 사이에 놓인 범위에서 사용되는 것을 특징으로 하는 미러의 사용.
미러를 제조하는 방법으로서,
- 실버 도금 용액을 사용하여 유리 시트 위에 실버 층을 증착하는 단계와;
- 실버 층의 면 위에 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)을 사용하여 측정해서 25 내지 110세컨드 사이의 점성을 가지는 알키드 수지 페인트 층을 도포하는 단계와;
- 알키드 수지 페인트 층을 건조시키고 가교시키는 단계와;
- 알키드 수지 층의 면 위에 포드 넘버 4 컵(Ford No. 4 cup)을 사용하여 측정해서 25 내지 110 세컨드의 점성을 가지는 폴리우레탄 페인트 층을 도포하는 단계와;
- 폴리우레탄 페인트 층을 건조시키고 가교시키는 단계
를 포함하는 미러를 제조하는 방법.
제 14 항에 있어서, 실버 층을 증착하기 전에 유리 시트는 고온 벤딩하는 과정을 거치며, 상기 실버 층과 페인트 층은 유리 시트의 볼록한 면에 도포되는 것을 특징으로 하는 미러를 제조하는 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 알키드 수지 페인트 층과 폴리우레탄 페인트 층은 커튼 코팅 기술에 의하여 도포되며, 상기 커튼 아래에서 이동되는 미러는 운반 롤러에 의하여 운반되는 것을 특징으로 하는 미러를 제조하는 방법.