KR20110132469A - 보호 코팅을 가지는 태양 반사 거울 및 그 제조 방법 - Google Patents

보호 코팅을 가지는 태양 반사 거울 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110132469A
KR20110132469A KR1020117025359A KR20117025359A KR20110132469A KR 20110132469 A KR20110132469 A KR 20110132469A KR 1020117025359 A KR1020117025359 A KR 1020117025359A KR 20117025359 A KR20117025359 A KR 20117025359A KR 20110132469 A KR20110132469 A KR 20110132469A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass substrate
molded
molded glass
coating
barrier layer
Prior art date
Application number
KR1020117025359A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101393907B1 (ko
Inventor
압히나브 반다리
해리 부헤이
윌리엄 알 시스코스
제임스 피 씨엘
Original Assignee
피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/709,091 external-priority patent/US8467124B2/en
Priority claimed from US12/709,045 external-priority patent/US20100242953A1/en
Application filed by 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 filed Critical 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
Publication of KR20110132469A publication Critical patent/KR20110132469A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101393907B1 publication Critical patent/KR101393907B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/71—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with parabolic reflective surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C03C17/245—Oxides by deposition from the vapour phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3644—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the metal being silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3657—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having optical properties
    • C03C17/3663—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having optical properties specially adapted for use as mirrors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3694—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer one layer having a composition gradient through its thickness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/12—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/79—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with spaced and opposed interacting reflective surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/82—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors characterised by the material or the construction of the reflector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/085—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/154—Deposition methods from the vapour phase by sputtering
    • C03C2218/156—Deposition methods from the vapour phase by sputtering by magnetron sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/365—Coating different sides of a glass substrate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

태양 반사 거울은 초점 영역을 가지는 성형 유리 기판, 그 볼록면 상부의 반사 코팅 및 그 오목면 상부의 나트륨 이온 장벽층을 포함한다. 성형 기판은 그 기판 기저 영역에서의 반경 방향 인장 스트레인과, 그 주변부에서의 원주 방향 압축 스트레인을 가지는 스트레인 패턴을 가진다. 성형 기판의 주변부로부터의 거리가 증가할 때, 원주 방향 압축 스트레인은, 원주 방향 인장 스트레인이 시작되는 "전이 선"까지 감소한다. 전이 선으로부터 유리 기판의 기저 영역을 향한 방향에서의 거리가 증가할 때, 원주 방향 인장 스트레인은 증가한다. 성형 유리 기판에서의 스트레인 패턴을 보상하여 장벽층의 버클링, 및 표면 크랙을 피하기 위하여, 무엇보다도, 실리콘 및 알루미늄 산화물 두께를 포함하여 장벽층이 변화된다. 성형된 섹션으로부터의 태양 거울 제조 방법이 또한 논의된다.

Description

보호 코팅을 가지는 태양 반사 거울 및 그 제조 방법{SOLAR REFLECTING MIRROR HAVING A PROTECTIVE COATING AND METHOD OF MAKING SAME}
본 발명은 보호 코팅, 예를 들면 알칼리 장벽층을 가지는 태양 반사 유리 거울, 예를 들면 포물면 형상의 태양 반사 거울 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 특히 알칼리 이온, 예를 들면 나트륨 이온이 거울의 오목면 상에 침전되는 것을 방지하기 위한 거울의 오목면 상의 알칼리 장벽층에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 알칼리 장벽층은 거울의 오목면에 마모 손상을 방지하기 위한 스크래치 방지 특성 및 내화학적 특성을 가진다.
본 출원은 2009년 3월 27일자로 출원된 미국 가출원 제 61/164,047 호 및 "알칼리 장벽층"이라는 발명의 명칭의 미국 특허출원 제 61/164,047 호를 이점을 청구한다. 이들은 본원에 참조로 인용된다.
본 출원은 보호 코팅을 갖는 태양 반사 거울 및 그 제조 방법이라는 발명의 명칭으로 반다리 아히내브, 버헤이 해리, 시스코스 윌리암 알 및 틸 제임스 피에 의하여 2010년 2월 19일자로 출원된 미국 특허출원 제 12/709,045 호; 및 태양 반사 거울 및 그 제조 방법이라는 발명의 명칭으로 틸 제임스 피에 의하여 2010년 2월 19일자로 출원된 미국 특허출원 제 12/709,091 호에 기초하고 있으며, 본 출원은 미국 특허출원 제 12/709,045 호 및 제 12/709,091 호의 이점을 청구한다. 미국 특허출원 제 12/709,045 호 및 제 12/709,091 호는 본원에 참조로 인용된다.
현재, 태양열 집열기의 효율을 증가시키는 것, 예를 들면 그 논의로 제한되는 것을 아니고, 태양 거울, 예를 들면 포물면 거울의 초점에 배치된 소자에 태양광선을 반사시키는데 사용된, 포물면형 거울의 효율을 증가시키는 것에 관심이 있다. 그 소자는, 태양 에너지를 또 다른 형태의 사용가능한 에너지, 예를 들면 전기 에너지로 변환시키는 기술에서 보통 공지된 형태이다. 종래 기술의 또 다른 실시예에서, 포물면 거울은, 상기 변환 소자로 태양광을 반사시키도록 1차 거울의 초점과 관련하여 배치된 2차 거울로 태양 광선을 반사시키는 1차 거울이다.
일반적으로, 포물면형 거울은 반사 표면, 예를 들면 성형 기판의 볼록면 상의 은 코팅을 가지는 포물면형 기판을 포함한다. 평면 유리 시트를 포물면 시트 또는 기판으로 형상화함에 있어서의 고 수율; 평면 유리 시트를 제조하는 데 관한 저 비용, 및 성형 유리 기판 표면 상의 태양 반사 코팅을 적용하는 것에 관한 고 수율 및 저 비용 때문에, 성형 기판의 바람직한 재료는 소다-석회-실리카 유리이다.
소다-석회-실리카 유리가 태양 반사 거울용 기판에 적합한 재료이기는 하지만, 유리를 사용하는 것에는 제한이 있다. 더욱 특히, 성형 공정에서, 평면 유리 시트는 화씨 1200°(이하에 또한 "F"로 언급됨)보다 높은 온도로 가열되고 포물면 형상으로 성형된다.
유리 시트의 가열 및 성형 동안, 유리 시트 내의 알칼리 이온, 예를 들면 나트륨 이온이 유리 시트로부터 확산되거나 침출된다. 추가로, 태양 에너지에 대한 포물면형 유리 기판의 노출, 예를 들면 장시간 환경에의 노출 동안, 추가의 나트륨 이온이 유리 기판으로부터 침출된다. 당업자에게 이해되는 바와 같이, 유리로부터 나트륨 이온의 침출 또는 확산은 예상되는 현상이고, 저온에서 느린 공정이다. 그러나, 유리를 가열하는 것 및/또는 태양 에너지에 대한 유리의 장시간 환경적 노출은 유리로부터 나트륨 이온의 침출 또는 확산을 가속화하고, 유리로부터 침출되는 나트륨 이온의 양을 증가시킨다. 유리로부터 침출된 나트륨 이온은 대기 내의 수분과 반응하고, 나트륨 이온으로부터 나트륨 화합물, 예를 들면 수산화 나트륨 및 탄산 나트륨으로 변환된다. 나트륨 화합물은 유리 표면을 에칭할 수도 있고 유리 표면상의 침전물로서 증착될 수도 있다. 나트륨 화합물 침전물은, 유리를 통하여 가시광선이 투과되는 것을 감소시키고, 예를 들면 포물면형 유리 기판의 경우, 성형 유리 기판의 볼록면 상에서 반사 코팅에 대하여 태양 에너지가 투과되는 것을 감소시키며, 그리고 반사 코팅으로부터 반사된 태양 에너지가 성형 유리 기판을 통하여 상기 성형 유리 기판의 오목면으로 투과되는 것을 감소시킨다.
추가로, 당업자에게 인지되는 바와 같이, 성형 유리 기판의 표면은 정반사면이고, 태양 에너지는 유리 기판의 오목면 상에 평행 광선으로서 입사된다. 평행 광선은 오목면으로부터 반사되고, 수렴 광선으로서, 반사 코팅으로부터 반사된다. 오목 유리면 상의 나트륨 화합물의 침전물은 그 침전물로부터 반사된, 그리고 그를 통과한 광선을, 1차 거울의 초점으로부터 멀리 향하도록 정반사면을 비-정반사 또는 확산면으로 변환시킨다. 여기서 사용된 바와 같은 용어 "정반사면"은 반사면 상에 입사한 광선이 반사각과 같은 입사각을 가지는 광반사면을 의미한다. 여기서 사용된 바와 같은 용어 "비-정반사면 또는 확산면"은 반사면 상에 입사한 광선이 반사각과 다른 입사각을 가지는 반사면을 의미한다.
유리에 대한 또 다른 제한은, 유리면의 스크래치를 피하기 위하여 보호가 실행되어야 한다는 것이다. 유리면 상의 스크래치는 정반사면을 비-정반사 또는 확산면으로 바꿀 수도 있다. 당업자에게 인지되는 바와 같이, 오목 반사면이 정반사면으로부터 비-정반사 또는 확산면으로 바뀔 때 포물면형 거울의 초점에 입사한 반사 태양 광선의 퍼센트는 감소되고, 그리하여 태양 반사 거울의 효율을 저하시킨다.
포물면 거울의 오목면으로부터 나트륨 화합물의 침전물을 제거 및/또는 배제하기 위한 현재의 기술은, 표면을 클리닝하는 것 및/또는 나트륨 이온이 침전물을 형성하는 것을 방지하기 위하여 비활성 가스를 가지는 밀봉 챔버 내로 거울의 오목면을 둘러싸는 것이다. 스크래치를 제거하기 위한 현재의 기술은, 스크래치를 가지는 유리 시트 표면을 버핑(buffing)하는 것이다. 태양 거울의 표면을 정반사면으로 유지시키기 위한 이 모든 기술들은 고비용이다.
장벽층은 종래 기술에 공지되어 있는 바, 예를 들면 미국 특허 제 4,238,276호; 5,270,615호, 5,830,252호, 6,027,766호, 및 미국 특허 출원 제 08/597543호 및 미국 공개공보 제 2007/0275253 A1호에 개시되어 있다. 현재 활용 가능한 알칼리 장벽층 및/또는 스크래치 저항층에 대한 제한들 중의 하나는, 그들이 유리 기판의 평면 또는 성형면 상에 사용하기에는 효과적이지만, 곡면 예를 들면 포물면 거울의 오목면에 후속하여 성형되는 평면 상에 사용하기에는 효과적이지 못하다는 것이다. 종래의 기술에서, 장벽층 및/또는 스크래치 저항층으로 코팅된 기판이 평면-코팅된 기판으로부터 포물면형 코팅 기판으로 성형될 때, 해결되어야 하는 문제에 대한 인식 또는 논의가 있다 해도 거의 없다. 더욱 특히, 종래의 기술에서, 코팅 유리의 외형이, 평면을 가지는 유리편으로부터 오목면을 가지는 성형 유리 기판으로 바뀔 때 코팅 내의 크랙(crack) 및/또는 버클링(buckling)을 제거하는 것에 관한 종래 기술에서의 논의가 있다 해도 거의 없다. 예시의 출원에 의해 인지되는 바와 같이, 장벽 코팅이 압박될 때, 코팅 크랙 및 나트륨 이온은 대기에 노출되고 유리 기판의 표면 상에 나트륨 화합물의 침전물을 형성하며, 그리고/또는 장벽 코팅 및/또는 스크래치 저항 코팅이 버클될 때 표면은 정반사면으로부터 비-정반사 또는 확산면으로 바뀐다.
당업자에게 이제 인지될 수 있는 바와 같이, 알칼리 장벽 코팅 또는 층, 예를 들면 1차 및 2차 거울의 오목면이 정반사면으로부터 비-정반사 또는 확산면으로 바뀌는 것을 방지하기 위하여 스크래치 저항 특성을 가지는 나트륨 이온 장벽 코팅을 제공하는 것에 이점이 있을 것이다.
본 발명은, 무엇보다도, 볼록면 및 대향의 오목면을 가지는 투명 기판, 그리고 볼록면 상부의 반사 코팅 및 오목면 상부의 알칼리 장벽층 또는 코팅을 포함하는, 굴곡 반사면을 가지는 태양 반사 거울에 관한 것이다. 반사 코팅은 전자기 스펙트럼의 선택된 파장들을 반사시킨다.
추가로, 본 발명은, 무엇보다도, 평면 투명 시트를 제공하고; 볼록면 및 대향의 오목면 및 초점 영역을 가지는 성형 투명 기판을 제공하도록 상기 시트를 성형하고; 기판의 볼록면 상부에 반사 코팅을 가하고, 그리고 기판의 오목면 상부에 알칼리 장벽층을 제공함으로써, 굴곡 반사면을 가지는 태양 반사 거울을 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한 추가로, 본 발명은, 무엇보다도, 산화 실리콘 및 알루미늄을 포함하는 알칼리 장벽 코팅에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 굴곡 반사면을 가지는 태양 반사 거울에 관한 것이다. 상기 거울은, 무엇보다도, 복수의 투명 성형 세그먼트들을 포함하며; 볼록면 및 초점 영역을 가지는 대향의 오목면을 가지는 투명 성형 기판 및 상기 성형 기판의 어느 한 표면 상부의 태양 반사 코팅을 제공하기 위하여 상기 세그먼트들을 함께 결합시키는 설비들을 고정시키고 있으며, 여기서 상기 코팅은 전자기 스펙트럼의 가시파 및 적외선파를 상기 성형 투명 기판의 초점 영역을 향하여 반사시킨다.
본 발명은 추가로 성형 태양 반사 거울 제조 방법에 관한 것이다. 본 방법은, 무엇보다도, 2 이상의 성형 투명 세그먼트들을 제공하기 위하여 2 이상의 평면 투명 세그먼트들을 성형하고, 여기서 성형 투명 세그먼트들 각각은 상기 성형 유리 투명 기판의 (1/(성형 투명 기판의 전체 세그먼트들))부를 포함하며; 성형 투명 기판을 제공하기 위하여 상기 성형 투명 세그먼트들을 함께 고정시키고, 여기서 상기 성형 투명 기판은, 무엇보다도, 볼록면 및 초점 영역을 가지는 대향의 오목면을 포함하며, 그리고 상기 투명 기판의 적어도 한 면 상부에 반사 코팅을 제공함으로써 달성된다.
도 1은 종래의 태양열 집열기 장치의 평면도이다.
도 2는 종래의 태양열 집열기의 등축도이고, 도 2a는 태양열 집열기의 오목면에 입사한 태양 광선의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 태양 거울을 도시한 도 2와 유사한 도이다.
도 4는 본 발명의 코팅을 가지는 유리편의 등축도로서, 도 4의 코팅은 명확성을 위하여 제거된 부분을 가진다.
도 5a는 진공 몰드의 개방단 상에 장착된 도 4의 유리편을 가지는 진공 몰드의 측면도이고, 도 5b는 진공 몰드 내부에 본 발명의 성형 유리 기판을 가지는 진공 몰드의 단면도이다.
도 6은 성형 유리 기판의 주변부에 원주 방향 압축 스트레인(strain)의 패턴을 도시하는 본 발명의 성형 유리 기판의 평면도이다.
도 7은, 무엇보다도, 성형 유리 기판의 전이 스트레인 선을 도시한, 도 6의 7-7선을 따라 취해진 도이다.
도 8은 성형 유리 기판의 원주 방향 인장 스트레인 및 반경 방향 인장 스트레인을 도시한 도 7의 8-8선을 따라 취해진 도이다.
도 9a는 도 4에 도시된 유리편의 한 세그먼트의 등축도이고, 도 9b는 유리편이 성형 유리 기판 내로 성형된 후의 도 9a에 도시된 세그먼트의 등축도이고, 코팅은 피크(peak)와 밸리(valley)를 가지며, 도 9c는 본 발명의 지시에 따라 제조된 성형 유리 기판의 세그먼트를 도시한 도 9b와 유사한 도이고, 코팅은 감소된 수의 피크(peak)와 밸리(valley), 감소된 피크 높이 및 감소된 밸리 깊이를 가진다.
도 10은 코팅 유리를 세그먼트들로 절단하는 것을 포함하는 본 발명의 성형 태양 거울을 제조하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도 4와 유사한 도이다.
도 11은 도 10의 코팅 유리로부터 절단된 세그먼트들을 성형하기 위한 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 유리 시트 압착 장치의 등축 평면도이다.
도 12는 성형 유리 세그먼트들을 결합시킴으로써 제조된 본 발명의 성형 태양 거울의 평면도이다.
도 13은 성형 유리 세그먼트들로 제조된 본 발명의 성형 태양 거울을 도시한 도 3과 유사한 도이다.
도 14는 원형 유리편 상부의 코팅 실드(shield)를 도시한 도 4와 유사한 도이다.
도 15는 성형 유리 기판의 바닥부와 전이 스트레인 선 사이 위치에서의 성형 유리 기판의 평단면도이고, 성형 유리 기판의 원주 방향 인장 및 반경 방향 인장 영역에서의 균열들을 도시한 도이고, 코팅의 크로스 해칭은 명확성을 위하여 도시되지 않는다.
도 16-19는 유리편들의 한 면 또는 양면 상에, 그리고 선택적으로 유리편의 한면 상부의 반사면 상에, 본 발명의 장벽 코팅 및/또는 스크래치 저항 코팅을 가지는 도 4에 도시된 형태의 평면 유리편 부분들의 측단면도이다.
도 20은 본 발명의 장벽층을 가지는 광전지 부분의 측면도이다.
이하의 논의에서, "내부", "외부", "왼쪽", "오른쪽", "위", "아래", "수평", "수직" 등과 같은 공간적 또는 방향적 용어는 그것이 도면에 도시된 바와 같이 본 발명과 관련된다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 대안적 방향을 추정할 수 있으며, 따라서 그러한 용어는 한정으로 고려되어서는 안되는 것으로 이해되어야 한다. 추가로, 명세서 및 청구범위에 사용된, 치수를 표현하는 모든 수들, 물리적 특성 등등은 용어 "약"에 의해 모든 경우에 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 표현되지 않는 한 이하의 명세서 및 청구범위에서 설정된 수치 값은 본 발명에 의하여 획득되도록 요구된 소정의 특성들에 따라 변화할 수 있다. 최소한, 그리고 청구범위의 영역과 등가물인 독트린의 출원을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각 수치 파라미터는 적어도, 기록된 중요한 자리수들의 숫자에 비추어 그리고 보통의 라운딩 기술을 적용하는 것에 의해 해석되어야 한다. 더욱이, 여기 기술된 모든 범위들은 내포된 임의의 그리고 모든 하위-범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, "1 내지 10"의 정해진 범위는 최소값 1 및 최대값 10 (를 포함하여) 사이에 임의의 그리고 모든 하위-범위를 포함하는 것으로 생각되어야 한다; 즉, 모든 하위-범위는, 예를 들면 1 내지 6.7, 또는 3.2 내지 8.1, 또는 5.5 내지 10과 같이, 1 이상의 최솟값으로 시작하여 10 이하의 최댓값으로 끝난다. 또한, 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "상부에 가해진", 또는 "상부에 제공된"은 반드시 표면 접촉으로는 아니나 그 상에 가해지거나, 또는 제공된다는 것을 의미한다. 예를 들면 기판 또는 기판 표면 "상부에 가해진" 물질은, 그 증착된 물질과 기판 또는 기판 표면 사이에 배치된 동일하거나 서로 다른 구성들의 1 이상의 다른 물질들이 존재할 수도 있음을 배제하지 않는다.
본 발명의 수개의 비-제한 실시예들을 논의하기에 앞서, 본 발명이 다른 실시예들을 수용할 수 있기 때문에 본 발명은 여기서 도시되고 논의된 특별한 비-제한 실시예들의 상세한 설명에 대한 적용으로 제한되지 않는 것으로 이해된다. 추가로, 본 발명을 논의하기 위하여 여기에 사용된 전문 용어들은 설명을 위한 것이며, 제한하기 위한 것이 아니다. 또한 추가로, 다르게 표현되지 않는 한, 이하의 논의에서 동일한 숫자는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
본 발명의 장벽 코팅 또는 층은 이하에서 상세히 논의된 실리콘-알루미늄 산화물 코팅이다. 본 발명의 실리콘-알루미늄 산화물 코팅은 또한, 예를 들면 스크래치 등과 같은 기계적 손상, 및 예를 들면 7-14 범위 내, 특히 9-14 범위 내의 pH를 가지는 물질들로부터의 화학적 에칭 등과 같은 화학적 손상에 대한 보호를 제공한다. 본 발명의 코팅에 대한 장벽 특성과 관련한 이하의 논의는 그밖에 다르게 표현되지 않는 한 본 발명의 코팅에 대한 스크래치 저항 특성에 적용 가능하다. 이와 관련하여, 50 나노미터(이하에 "nm"으로 언급함) 이하의 코팅 두께에서, 본 발명의 실리콘-알루미늄 산화물은 기계적 손상 및 화학적 손상에 대한 저항성을 상실한다.
논의를 명백히 하기 위하여, 용어 "알칼리 장벽층 또는 코팅" 및 "나트륨 이온 장벽층 또는 코팅"은 상부에 알칼리 또는 나트륨 침전물의 형성을 방지 또는 제한하기 위한 장벽으로서 역할하는 층 또는 코팅을 의미하며, 그 상부, 또는 그 상에 층 또는 코팅이 가해져 있는 표면에 대해 기계적 및/또는 화학적 손상을 방지 또는 제한하는 저항성을 선택적으로 갖는다. "보호 층 또는 코팅"은, 기계적 및/또는 화학적 손상을 방지 또는 제한하는 저항성을 갖는 층 또는 코팅을 의미하며, 그리고/또는 상부에 층 또는 코팅이 가해져 있는 표면 상에 알칼리 또는 나트륨 침전물의 형성을 제한할 수 있다.
본 발명의 비-제한 실시예들은, 마그네트론 스퍼터링 진공 증착(이하에 "MSVD"로 언급됨) 코팅 공정을 사용하여 기판 표면 상에, 또는 상부에 코팅 또는 층 또는 막을 가하는 것이 논의될 것이며, 그것은 알칼리 이온에 대한 장벽으로, 예를 들면 나트륨 이온이 대기 중의 습기와 반응하는 것과 나트륨 이온이 상술된 바와 같이 유리 표면의 화합물 침전물인 나트륨 화합물, 예를 들면 수산화 나트륨 및 탄산나트륨 등으로 변환하는 것을 방지한다. 인지되는 바와 같이, 본 발명은 코팅 공정으로 제한되지 않으며, 코팅 공정은 유리 표면 상에, 또는 상부에 알칼리 이온, 예를 들면 나트륨 이온, 장벽 막 또는 층을 가하거나 코팅하는 임의의 코팅 공정일 수 있다.
이하의 논의는 알칼리 이온 장벽 코팅 또는 층을 가하는 것에 관한 비-제한 실시예로 나아간다. 그밖에 달리 표시되지 않는다면, 논의는 스크래치 저항 코팅 또는 층들에 적용될 수 있다.
인지되는 바와 같이, 유리 기판 또는 유리편은 본 발명으로 제한되지 않고, 유리는 임의의 구성의 유리일 수 있다; 유리는 투명하거나 채색된 유리일 수 있으며, 그리고/또는 유리는 어닐(anneal), 열 강화 또는 단련된 유리일 수 있다. 유리 편 또는 기판은 임의의 형상, 두께 및 크기를 가질 수 있다. 본 발명의 비-제한 실시예들은 그 실시예들이 태양 반사 거울과 관련된 것으로서 제시된다. 그러나, 본 발명은 거기에 제한되지 않고, 본 발명은 상업용과 주거용 창문; 유리 샤워기 도어; 공중, 우주, 지상 및 수중 운송수단용 투명체(transparencies); 코팅된 병; 박막 광기전력형 응용을 위한 코팅 유리; 흐림-방지 상업용 냉장고를 위한 전기 가열된 유리, 및 가구 이용을 위한 유리 제조시에 실행될 수 있다.
이하의 논의에서, 성형 태양 반사 거울은 포물면형 반사 거울로서 언급되며, 그러나 본 발명은 거기에 제한되지 않고, 본 발명은 그밖에 다르게 표시되지 않는 한, 굴곡 반사면 및 초점 또는 초점 영역을 가지는 임의의 거울로 실행될 수도 있으며, 예를 들면 본 발명으로 제한되지는 않으나, 포물면형 거울 및 구형 거울로 실행될 수 있다. "초점" 및 "초점 영역"은 거울로부터 반사된 태양광선의 80% 이상이 수렴하는 위치로서 형성된다. "초점 영역"의 크기 및 위치가 본 발명으로 제한되지 않으며, 본 발명의 한 비-제한 실시예에서, 초점 영역은 거울의 반사 영역의 5분의 1(1/5) 보다 작다.
도 1에 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 종래 기술의 성형 태양열 집열기(20)(도 2 참조)의 어레이(array)(18)가 도시된다. 본 발명은 어레이(18) 내의 태양열 집열기(20)을 결합시키는 방식으로 제한되지 않으며 공지의 임의의 기술이 어레이(18) 내의 태양열 집열기(20)를 결합시키는데 사용될 수 있다. 추가로 본 발명은 어레이(18) 내의 태양열 집열기(20)의 숫자에 제한되지 않으며, 예를 들면 본 발명은 하나의 태양열 집열기(20)와, 어레이(2), (3), (4), (5), (10), (20), (50) 이상 및 임의의 태양열 집열기의 숫자 조합에서 실행될 수 있다. 또한 추가로, 본 발명은 고정 위치에서 임의의 편리한 방식으로 장착된 태양열 집열기(20)의 어레이(18), 또는 태양열 집열기를 태양 에너지에 최대한 노출시키기 위하여 태양의 경로를 따르는 임의의 편리한 방식으로 장착된 태양열 집열기의 어레이(18)를 고려한다. 태양열 집열기(20) 각각은 동일물을 가질 수도 있으나 태양열 에너지가 다른 대체 에너지원, 예를 들면 전기 에너지 또는 열로 변환되는 특별한 영역으로 태양열 에너지를 향하도록 하기 위해 다른 디자인을 가질 수도 있다.
도 2를 참조하면, 태양열 집열기(20) 각각은 태양열 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치(26) 상에 태양열 에너지의 초점을 맞추는 성형 반사 거울, 예를 들면 포물면형 거울(22) (또한 여기서 "1차 거울"로서 언급됨)을 포함한다. 포물면형 거울(22)은 포물면형 유리 기판(28)을 포함한다. 유리 기판(28)은 바람직하게는 0.020 중량 퍼센트보다 작은 전체 철 함량, 전자기 스펙트럼의 가시 범위, 예를 들면 350 내지 770 나노미터("nm")에서, 그리고 전자기 스펙트럼의 적외선("IR") 범위, 예를 들면 770nm 보다 크고 2150nm까지에서, 90% 투과율, 그리고, 가시 범위 및 IR범위에서 낮은 흡수율, 예를 들면 2% 이하를 가진다.
선행의 광학 특성을 가지는 유리들이 2008년 11월 21에 제출된 미국 특허 출원 제 12/275,264호 및 미국 특허 제 5,030,594호에 개시되며, 그 전체 서류가 여기서 참고 문헌으로 병합된다. 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)가 "STARPHIRE" 및 "SOLARPHIRE PV"라는 상표로 상기 특성을 가지는 유리를 판매하고 있다. 성형 유리 기판(28)은 오목면(30) 및 대향의 볼록면(32)을 가진다. 성형 유리 기판(28)의 주변부는 측부(33)를 구비하도록 성형된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 인접한 태양열 집열기(20)의 측부(33)는 반사면들과 주어진 영역과의 커버리지를 최대화시키도록 서로 접촉되어 있다. 반사 코팅, 층 또는 막(34)(도 2에 명백히 도시)이 성형 유리 기판(28)의 볼록면(32) 상부에 그리고 바람직하게는 그 상에 있다. 반사막(34)은 금속, 예를 들면 은, 알루미늄, 니켈, 스테인리스 스틸(stainless steel) 또는 금일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 보통 반사막(34)은 은이다.
계속 도 2를 참조하면, 광선(36)으로 표시된 평행한 태양 에너지 광선이 오목면(30) 상에 입사한다. 광선(36)의 일부(37)가 오목면(30)으로부터 변환 장치(26)로 반사되고, 일부(38)는 오목면(30)과 성형 유리 기판(28)을 통과하며, 그리고 반사광(43)(도 2 참조)으로서 성형 유리 기판(28)을 통하여 다시 반사막(34)의 표면(42)으로부터 변환 장치(26)로 반사된다. 태양 에너지 광선은, 오목면(30) 상에 입사한 무한한 수의 평행한 태양 에너지 광선들 대신 간단 명료함을 위하여 두 개의 광선(36)으로 도 2에 도시된다. 추가로, 당업자가 인지하고 있는 바와 같이, 성형 유리 기판(28)의 오목면(30) 및 볼록면(32) 사이로 태양 광선이 반사되며; 그러나 투명 기판 상에 입사하고 그를 통과하는 태양 에너지 광선 의 투과, 흡수 및 반사에 관한 상세한 논의는 공지 기술에 잘 공지되어 있는 바 추가의 논의가 필요하지 않은 것으로 사료된다.
도 1 및 2에 도시된 실시예에서, 변환 장치(26)는 포물면형 거울 또는 1차 거울(22)의 초점과 관련하여 배치되는 성형 2차 거울(44), 그리고 1차 거울(44)의 초점 영역에 있는 광학 봉 또는 광 바(light bar)(46) (도 2에 명백히 도시)를 포함한다. 다중-접합 태양 전지(48)들은 광 바(46)의 단부(50)에 배치된다. 이 배열로 반사 광선(37 및 43) (도 2a 참조)은 2차 거울(44) 상에 입사하고; 2차 거울은 광선(37 및 43)을 광 바(46)(도 2에 명백히 도시)의 단부(52)로 반사시킨다. 광선(37 및 43)은 광 바(46)를 통과하여 광 바(46)의 단부(50)로 나가고, 그리고 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위하여 태양 전지(48) 상에 입사한다. 당업자에게 인지되어 있는 바와 같이, 태양 전지(48)는 2차 거울(44)을 제거하기 위하여 1차 거울(22)의 초점에 위치될 수 있다.
본 발명은 2차 거울의 형상을 제한하지 않는다. 더욱 특히, 본 발명의 실행에서 2차 거울은 바람직하게는 평면 반사면을 가진다. 본 발명의 실행에서, 2차 거울은 태양 반사 코팅면, 예를 들면 은 코팅면을 가지는 평면 유리의 원형편이었다. 그러나, 본 발명은 오목면 및 볼록면 및 그 표면들 중 적어도 하나, 예를 들면 볼록면 상에 반사 코팅을 가지는 성형 2차 거울을 사용하여 실행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 커버(60) (도 1의 왼쪽 상부 코너에 부분적으로 도시)가 태양열 집열기(20)의 포물면형 거울(22)의 오목면(30) 상에 먼지 및 물이 증착되는 것을 방지하기 위하여 태양열 집열기의 어레이 상부에 지지된다. 종래 기술에 공지된 바와 같이, 커버(60)는 전자기 스케일(scale)의 가시 및 IR 파장 범위에 대해 투과된다. 선택적으로 1차 거울(22)의 성형 유리 기판(28)은 광 바(46) 및 태양 전지(48)에 대한 접근성을 제공하기 위하여 성형 유리 기판(28)의 기저에 차단부(cut out)(64)(도 2에 명백히 도시)를 가진다."Description of The Availabl Technology(활용가능한 기술에 대한 설명)"라는 제목의 섹션에서 위에 논의된 바와 같이, 현재 활용가능한 태양열 집열기에 대한 제한은 1차 거울(22) 및 2차 거울(44)에 대하여 소다-석회 실리카 유리 기판을 사용한다는 것이다. 유리 기판은 보통 플로트 유리 공정(float glass process), 예를 들면 미국 특허 제 3,333,936호 및 4,402,722호에 기술된 유리 제조 공정에 의해 제조된 연속 유리 리본(ribbon)으로부터 절단된 절단 유리편들이며, 그 특허 전체가 여기에 참고 문헌으로 병합되어 있다. 종래 기술에서 잘 공지되어 있는 바와 같이, 소다-석회 실리카 유리는 나트륨 이온을 포함한다. 예를 들면 1차 거울(22)에 침투하는 태양 광선(36)에 대한 장시간 환경 노출은 성형 유리 기판(28)을 가열시키고, 포물면 성형 기판(28)을 형성하기 위한 유리의 가열은 나트륨 이온이 성형 유리 기판(28)으로부터 확산 또는 침출되도록 하는 에너지를 제공한다. 표면(30 및 32)에서 성형 유리 기판(28)으로부터 침출한 나트륨 이온은 대기중의 수분과 반응하고, 나트륨 이온을 나트륨 화합물, 예를 들면 수산화 나트륨 및 탄산 나트륨으로 변환시킨다. 나트륨 화합물은 성형 유리 기판(28)의 표면 상에 침전물로서 증착한다. 성형 유리 기판(28)의 오목면(30) 상의 나트륨 화합물 침전물은 성형 유리 기판(28)의 가시광 투과를 감소시키고, 나트륨 화합물 침전물을 가지는 오목면(30)의 부분들을 반사광선(37 및 43)이 1차 거울(22)의 초점으로부터 멀리 또는 2차 거울(44)로부터 멀리 향하게 하는 비-정반사 또는 확산면으로 만든다. 볼록면이 반사 코팅(34)과 그 반사 코팅 상부에 보호 플라스틱 코팅 또는 막(53)(도 2에만 도시)을 가지기 때문에, 1차 거울(22)의 볼록면(32) 상부에는 나트륨 화합물 침전물이, 있다 하더라도 아주 적게 있다. 종래 기술에서 공지된 바와 같이, 보호 코팅(53)은 환경으로부터 반사 코팅(34)을 보호하고, 본 발명의 실행에서, 보호 코팅(53)은 유리 기판(28)의 볼록면(32)에서의 나트륨 이온이 나트륨 화합물을 형성하기 위하여 환경과 반응하는 것을 제한한다. 반사 코팅(34) 용 보호 코팅(53)이 나트륨 화합물 침전물의 형성을 방지한다 하더라도, 본 발명은 유리 기판(28)의 볼록면(32) 상에서의 본 발명의 실행을 고려한다. 현재 인지될 수 있는 바와 같이, 소다-석회 실리카 유리로 제조된 2차 거울(44)은, 2차 거울 상의 나트륨 화합물 침전물이 1차 거울(22)로부터의 반사 광선을 광 봉(46)으로부터 멀리 향하게 한다는 점을 제외하고는 1차 거울(22)과 동일한 결점을 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 하나의 비-제한 실시예에서, 1차 거울(22)의 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)은 나트륨 장벽 코팅 또는 층 또는 막(66)을 가진다.
도 4를 참조하면, 나트륨 장벽 코팅(66)은 원형의 성형 평면 유리편(70) 표면(68) 상부에 그리고 바람직하게는 상에 가해진다. 유리편(70)의 표면(68)은 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)에 나타내어진다. 본 발명의 실행시, 장벽층(66)은 바람직하게는 전자기 파장의 가시 및 IR 스펙트럼의 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상, 가장 바람직하게는 100%를 투과시킨다. 장벽층(66)은 바람직하게는 유리의 성형 또는 벤딩 온도, 예를 들면 소다-석회 실리카 유리를 위하여 화씨 1220°("F") 보다 더 높은 온도를 이겨낼 수 있다. 추가로, 장벽층(66)은 바람직하게는 유리편(70)의 성형 중에 크랙(crack) 및/또는 버클(buckle)이 발생하지 않으며, 그 결과 알칼리 이온, 예를 들면 나트륨 이온이 장벽 코팅(66) 내의 크랙을 통하여 이동할 수 없게 되고, 버클링(buckling)이 광선(37 및 43)을 포물면형 거울(22)의 초점으로부터 상당히 멀리 편향시키지는 않는다. 장벽 코팅(66) 내의 크랙 및 장벽 코팅(66)의 버클링에 관한 논의가 이하에 더욱 상세히 주어진다.
본 발명의 하나의 비-제한 실시예에서, 원형의 평면 유리편(70)은 직경 18인치(45.72 센티미터("cm")) 및 두께 0.083인치(2.1 밀리미터("mm"))를 가진다. 85 원자퍼센트 실리콘 및 15 원자퍼센트 알루미늄의 산화물의 800 옹스트롬(angstrom) 두께의 장벽 코팅(66)이 MSVD 코팅 공정에 의하여 유리편(70)의 표면(68) (성형 유리 기판(28)의 오목면(30)인 것으로 나타내어짐) 상에 증착되었다. 성형 유리 기판(28)의 볼록면(32)인 것으로 나타내어진 코팅 유리편의 표면(72)은 진공-성형 몰드(76)(도 5a 참조)의 개방 단부(74) 상에 배치되었다. 유리편(70) 및 몰드(76)가 로(미도시) 내에서 가열되어 유리편이 1220℉ (섭씨(C) 660°)의 온도로 가열되었다. 코팅 유리편(70) 및 진공-몰드(76)는 임의의 보통 방식으로 균일하게 가열되었다. 코팅 유리편(70) 및 진공-몰드(76)가 1220℉ (660℃)로 가열된 후, 코팅(66)(도 5b )을 가지는 성형 유리 기판(28)을 제공하기 위하여, 가열된 유리편(70)이 진공 몰드(76)의 내부(78)로 힘을 받도록 간격형성된 홀들(77)에 의하여 공기가 몰드(76)의 내부(78)로부터 배출되었다. 가열된 성형 유리 기판은 성형 유리 기판을 어닐(anneal)하기 위하여 냉각 조절되었다. 인지될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 유리편(70) 및 진공 몰드(76)를 별개로 가열하고, 그 후 진공 몰드(76)의 개방 단부(74) 상에 유리편(70)을 배치하며, 그리고 그 유리편(70)을 상술한 바와 같이 성형하는 것을 고려하였다. 유리를 가열하고 진공 몰드 내에서 유리를 성형하고, 유리 및 코팅 유리를 어닐링하기 위한 공정 및 장비는 종래의 기술에 잘 공지되어 있고 상세한 논의가 필요치 않은 것으로 사료된다.
성형 공정 동안, 평면 유리편(70)(도 4 참조)이 진공 몰드(76)의 내부(78)로 기울거나 당겨질 때, 평면 유리편(70)의 중앙부(79)가 스트레치된다. 스트레칭의 결과, 성형 유리 기판(28)의 기저 영역(80)에서의 두께는(도 5b 참조)(도 3에서의 홀(64) 및 도 4에서의 유리편(70)의 중앙부(79)에 대응하여) 평면 유리편(70)(도 4 참조)의 중앙부(79) 두께의 80%이고, 성형 유리 기판(28)의 마진 에지(marginal edge)(81) 두께는(도 5b 참조) 평면 유리편(70)의 마진 에지(82) 두께의 105%이다(도 4 참조). 인지될 수 있는 바와 같이, 성형 유리 기판(28)의 마진 에지(81)는 강하게 당겨지고 광 왜곡(optical distortion)을 가진다. 본 발명의 실행에서, 그에 제한되지는 않으나, 성형 유리 기판(28)의 세그먼트(83)(도 5b 참조)가 강하게 당겨지고 광 왜곡된 유리의 일부분들을 제거하기 위하여 그리고 어레이(18)에서 도시된 바와 같이 성형 태양 거울(20)의 인접한 것들의 측부(33)를 서로 대향하게 위치시키기 위하여 절단되었다(도 1 참조). 본 발명의 실행에서, 그에 제한되지는 않으나, 성형 유리 기판의 주변 에지(84)로부터 기저(80) 쪽으로 측정된 약 2인치의 섹션(80)(도 5b 참조)이 절단되었다. 성형 유리 기판(28)의 주변 에지의 추가 부분들이 성형 유리 기판(28)의 측부(33)(도 3 참조)를 제공하기 위하여 제거되었다. 컷 아웃 또는 홀(64)(도 3 참조)이 성형 유리 기판(28)의 기저 영역(80)(도 5b 참조)에서 절단되었다. 그 다음, 반사 코팅, 예를 들면 은 층(34)이 성형 유리 기판(28)의 볼록면(32) 상부에 가해졌고(도 3 참조), 보호 막(53)(도 2 참조)이 반사 코팅(34) 상에 가해졌다.
인지된 바와 같이, 본 발명은 성형 유리 기판(28)의 기저 영역(80)(도 5b 참조) 내의 홀(64)을 절단하고, 성형 유리 기판의 주변 에지(24)를 절단하는 공정에, 또는 성형 유리 기판(28)의 볼록면(32) 상부에 반사 코팅(34) 및 보호 코팅(53)을 가하는 코팅 공정에 제한되어서는 안되며, 종래 기술에서 공지된 임의의 컷팅 및/또는 코팅 기술이 본 발명의 실행시 사용될 수 있다.
1200°-1300℉ (649 -704℃)의 범위 내의 온도에서, 유리편(70)은 열연화성 또는 점성이고; 다른 한편, 본 발명의 장벽 코팅(66), 예를 들면 산화 알루미늄 및 실리콘은 내열성 물질이며 1200°-1300℉ (649°-704℃)의 범위 내의 온도에서 치수상 계속 안정적이다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "치수상 안정적"은 유리편의 가열 동안 및/또는 후 코팅의 물리적 치수가 ±5% 이상, 바람직하게는 ±2% 이상 변하지 않는다는 것을 의미한다. 평면 유리편(70)을 성형 유리 기판(28)으로 성형하는 동안, 도 6-8에 도시된 스트레인 패턴은 성형 유리 기판(28) 내에서 성장한다. 도 6-8을 참조하면, 필요에 따라, 숫자(90)에 의해 도시된 반경 방향 인장 스트레인이 성형 유리 기판(28)의 기저부에 존재하며(도 8 참조), 숫자(92)에 의해 도시된 원주 방향 압축 스트레인이 성형 유리 기판(28)의 주변부(84)에 존재한다. 장벽 코팅(66)은 유리 기판의 오목면에 점착됨으로 인하여 스크레스를 겪는다. 성형 유리 기판(28)의 주변부(84)로부터의 거리가 성형 유리 기판(28)의 기저 영역(80)을 향한 방향으로 증가할 때(도 7 참조), 반경 방향 인장 스트레인(90)은 일반적으로 계속 동일하며, 그리고 숫자(102)로 나타내어진 원주 방향 압축 스트레인(도 8 참조)이 유리에서 시작하고 반경 방향 인장 스트레인(도 8 참조)이 유리에 존재하는 도 7에서, 원주 방향 압축 스트레인(92)은 "전이 선"으로 나타내어지고 숫자(94)로 확인되는 위치까지 감소한다. 논의 중인 성형 유리 기판(28), 예를 들면 직경 18인치(45.72cm) 및 두께 0.083인치(2.1mm)를 가지는 평면 유리편(70)으로 제조된 성형 유리 기판(28)에 대하여, 전이 선(94)은 평면 유리편(70)의 중심으로부터, 즉 중앙부(79)의 중심으로부터 약 3인치(7.6cm) 평면 유리편(70)의 위치에 대응하는 성형 유리 기판(28) 상의 위치에 있다. 성형 유리 기판(28)의 기저 영역(80)을 향한 방향에서 전이 선(94)으로부터의 거리가 증가할 때, 성형 유리 기판은 숫자(102)로 나타내어진 증가하는 원주 방향 인장 스트레인을 가지고 방경 방향 인장 스트레인(90)을 가진다(도 8 참조).
당업자에게 인지된 바와 같이, 성형 유리 기판(28) 내의 스트레인은 임의의 편리한 방법으로 측정될 수 있다. 본 발명의 실행에서, 논의 중인 성형 유리 기판(28)의 스트레인은 ANSYS 유한 요소 컴퓨터 프로그램을 사용하여 계산되었다.
성형 유리 기판(28)의 원주 방향 압축 영역(103) 내의 나트륨 장벽 코팅(66), 즉 성형 유리 기판(28)의 주변부(84) 및 전이 선(94) 사이의 영역(도 7 참조)은 유리에서 압축 스트레인에 수직한 반경 방향으로 버클링을 가지는 것으로 관측되었다. 전이 선(94)의 위치에서, 장벽 코팅(66)이 반경 방향 크랙들의 영역을 가지는 것으로 관측되었다. 성형 유리 기판(28)의 원주 방향 인장 영역(104), 즉 성형 유리 기판(28)의 전이 선(94) 및 기저 영역(80) 사이의 영역에서(도 7 참조), 장벽 코팅(66)이 작은 무작위 균열 또는 크랙들을 가지는 것으로 관측되었다.
위에서 논의된 바와 같이, 최대 압축 스트레스는 성형 유리 기판(28)의 마진 에지부(81)에 있고(도 5b 및 7 참조), 장벽 코팅(68)의 최대 버클링은 마진 에지부(81)에 존재할 것임이 예기된다. 초기 성형 유리 기판(28)의 마진 에지부(81) 상에 침투한 태양 광선이 성형 유리 기판(28)의 초점 또는 초점 영역으로 거의 향하지 못하고 있는 것이 또한 관측되었다. 전술한 점에 비추어, 초기 성형 유리 기판(28)의 마진 에지부(81) 상에 침투한 태양 광선이 성형 유리 기판(28)의 초점 또는 초점 영역으로 거의 향하지 못하고 있는 것이 또한 관측되었다. 초기 성형 유리 기판의 주변 에지(84)로부터 기저 영역(80)의 중심까지 측정된 거리의 10-15%와 동일한 성형 유리 기판(28)의 주변 에지(84)로부터의 거리를 연장시킨 초기 성형 유리 기판(28)의 마진 에지부(81)가 제거되었다. 본 발명의 하나의 비-제한 실시예에서, 직경 18인치(45.72cm)를 가지는 평면 유리편(70)으로부터 성형된 성형 유리 기판(28)에 대하여, 성형 유리 기판의 주변 에지(84)로부터 기저(80)(도 5b 참조) 쪽으로 측정된 약 2인치(5.08cm)의 섹션(80)이 높은 스트레인과 광 왜곡된 유리 부분들을 제거하기 위하여 절단되었다. 성형 유리 기판의 주변 에지의 부가 부분들이 성형 유리 기판(28)의 측부(33)를 제공하기 위하여 제거되었다.
이제, 장벽 코팅(66)에서의 균열 및/또는 크랙에 의해 발생되는 관측 및/또는 예기되는 결함들, 및 장벽 코팅의 버클링에 의해 발생되는 관측 및/또는 예기되는 결함들로 논의가 향할 것이다. 장벽 코팅(66)의 두께를 통하여 연장된 크랙 또는 균열은 장벽 코팅(66)의 표면(108) 상에(도 7 참조) 그리고/또는 성형 유리 기판(28) 상의 오목면(30)과 장벽 코팅(66) 사이에 증착될 수 있는 나트륨 화합물 침전물을 형성하기 위하여 서로 다른 것과 상호작용하는 유리로부터 침출된 나트륨 이온 및 대기 중에서의 습기에 대한 통로를 제공할 것으로 기대된다. 장벽 코팅(66)의 표면(108) 상의 나트륨 화합물은 장벽 코팅(66)의 정반사 표면을 비-정반사 또는 확산면으로 변화시킬 수 있고, 장벽 코팅(66) 및 볼록면(30) 사이의 나트륨 화합물 침전물은 장벽 코팅(66)의 분리를 야기시킬 수 있다.
버클링 결함은 장벽 코팅(66)의 표면(108)을 정반사면으로부터 비-정반사 또는 확산면으로 변화시킬 수 있고, 강한 버클링의 경우에는, 추가로 장벽 코팅에서의 크랙의 원인이 된다. 이하의 논의는 장벽 코팅(66)으로 향하며, 그밖에 다르게 표시되지 않는 한, 논의는 장벽 코팅의 스크래치 저항 특성(위에서 논의됨)에 적용 가능하다.
필요에 따라 도 9a-9c를 참조하면, 원주 방향 압축(103) 영역(도 7 참조) 내에 있도록 기대되는 유리편(70) 세그먼트(110) 상의 장벽 코팅(66)(도 9a)은 측부(112 및 113) 사이에서 측정된 길이 및 측부(116 및 117) 사이에서 측정된 폭을 가진다. 유리편(70)이 성형 유리 기판(28) 내로 성형된 후, 평면 유리편(70)의 세크먼트(110)는 성형 유리 기판(28)의 세크먼트에 대응한다. 성형 유리 기판(28) 세그먼트(118)의 볼록면(32)은 평면 유리편(70) 세그먼트(110)의 측부(112 및 113) 사이에서 측정된 길이보다 약간 더 큰 세그먼트(118)의 측부(112 및 113) 사이에서 측정된 길이를 가지고, 성형 유리 기판(28) 세그먼트(118)의 볼록면(32)은 세그먼트(118)의 측부(116 및 117) 사이에서 측정된 평면 유리편(70)의 세크먼트(110)의 폭보다 더 작은 세그먼트(118)의 측부(116 및 117) 사이에서 측정된 폭을 가진다. 성형 유리 기판(28) 세그먼트(110)의 오목면(30)은 평면 유리편(70) 세그먼트(110)의 측부(112 및 113) 사이에서 측정된 길이보다 약간 더 큰 세그먼트(118)의 측부(112 및 113) 사이에서 측정된 길이를 가지고, 성형 유리 기판(28) 세그먼트(118)의 오목면(30)은 세그먼트(118)의 측부(116 및 117) 사이에서 측정된 평면 유리편(70)의 폭보다 더 작은 세그먼트(118)의 측부(116 및 117) 사이에서 측정된 폭을 가진다.
세그먼트(118)의 측부(112 및 113) 사이에서 측정된 볼록면(32)의 길이와 오목면(30)의 길이 사이의 증가 차가 작다. 세그먼트(118)의 측부(116 및 117) 사이에서 측정된 오목면(30)의 폭 사이의 감소 차는 세그먼트(118)의 오목측 및 볼록측의 길이 사이의 차보다 더 크다. 실예로서 본 발명을 한정하지는 않으나, 세그먼트(110)의 측부(112 및 113) 및 세그먼트(118)의 측부(112 및 113) 사이에서 측정된 팽창은 볼록측 및 오목측 양자 모두에 대하여 2-6%였다. 성형 유리 기판(28)의 둘레에서 측정된 세그먼트(110)의 측부(116 및 118) 및 세그먼트(118)의 측부(116 및 118) 사이의 수축은 13% 수축을 가지는 볼록측(32) 및 14%의 수축을 가지는 오목측(30)과 함께 14%였다. 성형 유리 기판(28)의 기저(80)에서 볼록측 및 오목측에 대한 신장은 각각 5% 및 4%였다.
장벽 코팅(66)의 길이 및 폭은, 다른 한편, 동일하게 계속 유지되고 보통 스트레인으로서 언급되는 평면 유리편(70)의 대응하는 폭과 비교된 성형 유리 기판(28)의 오목 및 볼록면의 폭의 감소로 인하여 버클 형성된다. 더욱 특히, 유리는 성형 공정 동안 점성이 있고, 장벽 코팅(66)의 버클링은, 평면 유리편(70) 표면(72)의 폭에서의 감소를 수용하기 위하여 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)의 윤곽을 주름부(120), 예를 들면 파형면(도 9b 참조)을 가지는 표면으로 바꾼다. 주름부(120)는 성형 유리 기판(28)의 오목면(30) 및 장벽 코팅(66)의 표면(108)을 도 9a에서의 정반사면으로부터 도 9b에서의 비-정반사 또는 확산면으로 바꾼다. 첫째 경우에 (도 9b), 평면 유리편 폭의 수축량이 동일하게 유지되는 한편, 장벽 코팅(66)의 두께가 증가할 때, 예를 들면 장벽 코팅이 160 나노미터("nm")의 두께로 증가할 때, 주름부(120)의 수 및 주름부(120)의 높이가 증가하고, 확산된 반사 태양 광선(37 및 43)의 퍼센트를 증가시킨다(도 2 및 도 2a 참조). 둘째 경우에(도 9c), 평면 유리편(70) 폭의 수축량이 동일하게 유지되는 한편, 장벽 코팅(66)의 두께가 감소할 때, 예를 들면 장벽 코팅(66)이 60 nm의 두께로 감소할 때, 둘째 경우(도 9c)에 주름부(120)의 수 및 주름부의 높이가 첫째 경우(도 9b 참조)의 주름부(120)의 수 및 주름부(120)의 높이보다 더 작고, 확산된 반사 태양 광선(37 및 43)의 퍼센트를 감소시킨다(도 2 및 2a 참조). 상술된 바와 같이, 원주 방향 압축 영역(103)(도 7 참조)은, 성형 유리 기판(28)의 주변부(84)로부터의 거리가 증가할 때 감소하고; 그렇기 때문에 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)의 원주 방향 폭의 퍼센트 수축은 성형 유리 기판(28)의 주변부(84)로부터의 거리가 증가할 때 감소하며, 그리고 장벽 코팅(66)의 두께는 주름부(120)의 수 및 주름부(120)의 진폭의 증가 없이 증가할 수도 있다(도 9b 및 9c 참조).
본 발명의 한 비-제한 실시예에서, 장벽 코팅(66)의 두께는 나트륨 장벽 특성을 가지도록 그리고 버클링을 최소화시키도록 선택된다. 더욱 특히, 장벽 코팅(66)의 최소 두께는, 나트륨 이온이 대기 중의 습기와 반응하여 나트륨 이온이 나트륨 화합물 침전물로 변환되는 것을 방지하도록 그리고 버클링을 최소화시키도록 선택된다. 당업자에게 인지되는 바와 같이, 유리로부터 이동하여 나오는 나트륨 이온의 메커니즘은 확산 공정이며 본 발명의 목적을 위하여 관심 있는 파라미터는 유리에 존재하는 나트륨 이온의 양이다. 확산률, 알칼리 이온, 예를 들면 나트륨 이온의 크기, 그리고 나트륨 이온을 성형 유리 기판(28)의 표면으로 유도하는 에너지는 태양 거울의 사용이 장시간 사용, 예를 들면 30년이기 때문에 본 논의와 관련하여서는 고려되지 않는다.
전술한 내용을 기초로 하여, 유리에서 알칼리 이온 또는 나트륨 이온의 양이 유리편 두께 및 유리 구성의 함수인 바, 예를 들면 유리편(70) 또는 성형 유리 기판(28)의 두께가 증가할 때, 유리편의 나트륨 이온의 수가 증가되며, 바람직하게는 장벽 코팅의 두께 및/또는 밀도가 증가된다. 소다-석회-실리카 유리에 대하여 나트륨 농도는 일반적으로 14 중량 퍼센트이다. 본 발명의 한 비-제한 실시예에서, 포물면형 거울(22)은 0.083인치(2.1 밀리미터) 두께를 가지는 유리 기판으로 제조된다. 본 발명의 한 비-제한 실시예에서, 장벽 코팅은 85 원자 퍼센트 실리콘과 15 원자 퍼센트 알루미늄 산화물의 MSVD 코팅이다. 나트륨 이온을 나트륨 화합물 침전물로 변환시키는 환경에서 나트륨 이온이 습기와 반응하는 것을 방지하는 최소 코팅 두께는 40nm이다. 인지된 바와 같이, 최소 두께 이상의 임의의 두께는 나트륨 이온이 환경에서 습기와 반응하는 것을 방지한다; 그러나, 장벽 코팅(66)의 두께가 증가할 때, 강한 버클링이 증가한다. 본 발명의 실행에서, 원주 방향 인장 영역(104)에서의 장벽 코팅(66)(도 7 참조)은 바람직하게는 40-100nm 범위에 있고, 더욱 바람직하게는 60-100nm 범위에 있고, 가장 바람직하게는 60-80nm 범위에 있다. 40-100nm 범위 내의 코팅 두께를 가지는 동일한 코팅 구성은 기계적 및 화학적 공격 및/또는 손상에 대한 보호 코팅을 제공한다.
위에서 논의된 바와 같이, 평면 유리편(70)은 진공 몰드(76)(도 5a 및 5b 참조)를 이용하여 성형된다. 평면 유리편(70)이 성형된 후, 성형 유리 기판은 유리가 치수상 안정되고 어닐될 때 몰드(76)로부터 제거된다. 본 발명의 목적을 위하여, 유리는 성형 유리가 형태의 변화 없이 그 자체의 중량을 지지할 수 있을 때 치수상 안정된 것으로 고려된다. 2008년 11월 21일 제출된 미국 특허 출원 제 12/275,264호 및 미국 특허 제 5,030,594호에 개시된 유리에 대하여, 유리는 1050℉의 온도에서 치수상 안정적이다. 어닐링 공정은, 장벽 코팅 및 성형 유리 기판(28)이 기판(28)을 부수거나 장벽 코팅을 파열시킴 없이 절단될 수 있도록 하기 위하여 장벽 코팅(66) 및 성형 유리 기판(28)에서의 내재 스트레스를 감소시켜 잔여 스트레스를 최소화한다. 어닐링 장비 및 평면 유리 기판(28)이 어닐링되는 속도는 본 발명에 제한되지 않으며, 종래 기술에서 공지된 임의의 어닐링 장비, 및 방법 및 속도가 본 발명의 실행에서 사용될 수 있다. 코팅 및 비코팅 유리 제품을 어닐링하는 것은 종래 기술에 잘 공지되어 있고, 추가의 논의가 필요치 않은 것으로 사료된다.
본 발명은 유리편(70)의 두께에 제한되지 않고, 유리편은 임의의 두께일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실행에서, 유리편(70)은 바람직하게는 경-중량 성형 유리 기판(28)을 제공하기 위하여 얇다. 얇은 유리가 바람직하다 하더라도, 유리 두께는 구조적 안정성을 가지기 위하여 충분히 두꺼울 필요가 있다. 여기 사용된 바와 같은 용어 "구조적 안정성"은, 유리가 최소 유리 파손의 가압 몰드 또는 진공 몰드를 사용하여 평면 유리편(70)(도 4 참조)으로부터 포물면형 거울(22)(도 3참조)로 공정 처리될 필요가 있다는 것을 의미한다. 본 발명의 실행에서, 유리 두께는 바람직하게는 0.075-0.126인치(1.9-3.2mm) 범위에 있고, 더욱 바람직하게는 0.078-0.110인치(2.0-2.8mm) 범위에 있고, 가장 바람직하게는 0.083-0.091인치(2.1-2.3mm) 범위에 있다.
본 발명의 바람직한 실행에서, 장벽 코팅(66)은 15 원자 퍼센트 알루미늄과 85 원자 퍼센트 실리콘의 산화물이다. 알루미늄의 원자 퍼센트를 증가시키면 코팅을 더욱 강화시킨다. 강화 코팅은 버클링을 감소시키지만, 크래킹이 더욱 쉬워진다. 코팅 내의 크랙은 나트륨 이온과 반응하는 분위기에서 습기가 나트륨 이온을 나트륨 화합물로 변환하도록 할 수 있다. 알루미늄 및 실리콘 산화물의 장벽 코팅에 대하여, 코팅은 바람직하게는 30-100 원자 퍼센트 실리콘 및 0-70 원자 퍼센트 알루미늄을 포함하고, 더욱 바람직하게는 50-95 원자 퍼센트 실리콘 및 5-50 원자 퍼센트 알루미늄, 예를 들면 30 내지 100 미만 원자 퍼센트 실리콘 및 0 초과 내지 70 원자 퍼센트 알루미늄을 포함하고, 가장 바람직하게는 60-90 원자 퍼센트 실리콘 및 10-40 원자 퍼센트 알루미늄을 포함한다. 인지할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 알루미늄 및 실리콘 산화물의 장벽 코팅 또는 막에 제한되지 않으며, 공지 기술에서 알려진 형태의 임의의 나트륨 장벽 막이 본 발명의 실행에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실행에서 사용될 수 있는 장벽 코팅의 형태는 미국 공개 제 2007/0275253A1 호에 개시된 코팅 또는 막을 포함하나 이에 제한되지 않으며, 그 서류는 전체로서 여기에 참조 문헌으로 병합된다.
MSVD 코팅 분야의 당업자가 인지하는 바와 같이, 증착 파라미터는 코팅 장벽막 내의 내재 스트레스를 감소시키기 위하여 변경될 수 있고; 그러나 위에 논의된바와 같이, 장벽 코팅 막 및 성형 유리 기판은 동시에 어닐링되어 내재 스트레스를 최소화시킬 수 있게 되고, 그리하여 상기 성형 유리 기판(28)이 기판(28)을 부수는 것 없이 절단될 수 있게 된다. 그렇기 때문에, 코팅의 증착 동안 장벽 코팅에서의 내재 스트레스를 감소시키는 것은 선택적이며 본 발명에 대해 제한하는 것은 아니다.
본 발명은 유리편(70)을 성형 유리 기판(28)(도 5b참조) 내로 성형하는 시간을 감소시킴으로써 성형 유리 기판(28) 내의 스트레인을 감소시키는 것을 고려한다. 인지될 수 있는 바와 같이, 유리편(70)의 온도가 증가할 때, 유리의 점성이 감소하며, 그리고 코팅이 그 전 범위까지 버클(buckle)될 시간을 가지고 유리는 코팅 평면에서 흐를 시간을 가지기 때문에, 예를 들면 유리가 장벽 코팅(60 또는 120)의 주름부 내로 흐를 시간을 가지기 때문에, 장벽 코팅(66)의 버클링의 진폭이 증가하게 된다(도 9c참조). 추가로, 성형 시간, 즉 유리편(70)을 성형 몰드(76)의 공동 내로 당기는데 걸리는 시간을 증가시키는 것은, 코팅(66)이 전 범위로 버클링될 시간을 가지고 유리는 장벽 코팅(66)(도 4참조) 또는 (120)(도 9c참조)의 주름부 내로 흐를 시간을 가지기 때문에, 장벽 코팅(66)의 버클링 진폭을 증가시키게 된다.
본 발명의 실행에서, 유리편(70)이 진공 몰드(76) 내로 끌어 당겨질 때, 유리편(70)은 형성시 바람직하게는 1.00×107. 8포아즈(poise) 내지 5.36×109포아즈 범위의 점도를 가진다. 이 점도 범위에서, 성형 시간이 3초일 때 장벽 코팅(66)의 버클링이 최소로 발생하는 것을 알았고, 성형 시간이 25초일 때 장벽 코팅(66)의 버클링이 최대로 발생하는 것을 알았다. 전술한 사항을 기초로, 1.00×107. 6포아즈 내지 5.36×109포아즈 점도 범위의 유리에 대하여 장벽 코팅(66)의 최소 버클링은 0보다는 크고 5초까지, 바람직하게는 3초이고, 장벽 코팅(66)의 최대 버클링은 25초 이상임이 예상된다.
당업자에게 인지되는 바와 같이, 유리에 대한 온도 대 점도 곡선은 유리 구성에 의존한다. 등록 상표 STARPHIRE 하에서 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)에 의하여 판매된 형태의 소다-석회-실리카 유리는 1200°내지 1300℉ 범위의 온도에서, 1.00×107. 8포아즈 내지 5.36×109포아즈 범위의 점도를 가지는 것으로 결정되었다. 본 발명의 실행에서, STARPHIRE 유리편(70)은 1220℉의 기대온도로 유리편(70)을 가열하기 위하여 1300℉로 설정된 로에서 가열되었다. 유리는 2.60×109포아즈의 점도를 가지고, 성형 시간이 3초일 때 장벽 코팅(66)의 버클링이 최소로 발생하는 것을 알았고, 성형 시간이 25초일 때 장벽 코팅(66)의 버클링이 최대로 발생하는 것을 알았다.
이제 당업자에게 인지될 수 있는 바와 같이, 성형 유리 기판(28)의 볼록면에 대한 스트레인 패턴은 성형 유리편(28)의 오목면에 대한 스트레인 패턴과 유사하다.
도 10-13을 참조하면, 필요에 따라, 본 발명은 또한, 평면 유리 시트로부터 세그먼트를 절단함으로써 성형 유리 기판(28)에서의 스트레인을 감소시키고, 그 세그먼트들을 성형하고 그리고 성형 유리 기판(28)과 형상이 유사한 성형 유리 기판을 제공하기 위하여 그 성형된 세그먼트들을 함께 결합시키는 것을 고려한다(도 3참조). 본 발명의 한 비-제한 실시예에서, 평면 유리 시트(126)의 표면(124)은 장벽 코팅(66)으로 코팅된다(도 10참조). 유리 시트(126)의 표면(124)은 성형 유리 기판(130)의 오목면(128)인 것으로 예상된다(도 12 및 13참조). 4개의 평면 세그먼트(132-135)가 유리 시트(126)로부터 절단된다. 각 평면 세그먼트들(132-135)은 측부들(138 및 140)을 결합시키는 반경형성된 코너(136); 측부(144 및 146)를 결합시키는 평면 단부(142)를 포함하며; 측(138)은 코너(148)에서 측(144)에 연결되고; 측(140)은 코너(149)에서 측(146)에 연결된다.
각 세그먼트들(132-135)은, 아래에 논의되는 바와 같이 세그먼트들(132-135)을 성형하는 것이 성형 유리 기판(130)(도 12 및 13참조)의 1/4을 제공하고, 그리하여 이하에 논의된 방식으로 성형 세그먼트들(132-135)을 함께 결합하는 것이 성형 유리 기판(28)(도 3참조)과 유사한 성형 유리 기판(130)을 형성할 수 있도록 그렇게 크기가 정해진다.
본 발명은 세그먼트들(132-135)이 유리 시트(126)로부터 절단되는 방식에 제한되지 않으며, 공지 기술에서 알려진 임의의 컷팅 또는 스코어링(scoring) 기술이 본 발명의 실행에서 사용될 수 있다. 세그먼트들(132-135)의 에지들은 안전을 위하여 공지 기술에서 알려진 바와 같이 이어질 수 있다. 각 평면 세그먼트들(132-135)은 공지 기술에서 알려진 임의의 프레싱 방법 및 장비를 사용하여 임의의 편리한 방법으로 성형되며, 예를 들면, 특허 전체가 참고 문헌으로 여기에 병합되어 있는 미국 특허 제 7,240,519호 및 제 7,437,892호에 개시된 바와 같이, 성형면을 가지는 고체 상부 몰드와 가요성 지지면을 가지는 하부 몰드; 성형면을 가지는 고체 상부 몰드와 하부 링 몰드, 및 성형면을 가지는 진공 상부 몰드를 사용하는 프레스 벤딩에 제한되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실행에서, 세그먼트들(132-135)은 성형면을 가지는 상부 진공 몰드를 사용하여 성형된다. 도 11을 참조하면, 세그먼트들(132-135) 중의 하나, 예를 들면 세그먼트(132)는 1.00×107. 8포아즈 내지 5.36×109포아즈 범위의 점도로 가열되어 하부 지지 부재(157)의 곡면(156) 상에 제공된다. 성형면을 가지는 상부 진공 성형 몰드(158) 및 지지 부재(157)는 서로 상대적으로 이동되는 바, 예를 들면, 상부 몰드(158)가 세그먼트(132)를 성형면(159)과 접촉되도록 하기 위하여 하부 지지 부재(157)를 향하여 이동된다. 진공은 세그먼트(132)를 성형하기 위하여 상부 몰드(158)의 성형면(159)을 통하여 당겨진다. 4개의 성형 세그먼트들(160-163)을 제공하기 위하여 3개의 잔여 세그먼트들(133-135)을 성형하는 공정이 반복된다. 선택적으로, 4개의 세그먼트들은 성형 몰드에 4개의 성형 영역을 제공함으로써 동시에 성형될 수 있다.
반사 코팅(34) 및 보호 코팅(53)(도 2참조)이 성형 세그먼트들(160-163)의 볼록면에 가해진다.
본 발명의 바람직한 실행에서, 장벽 코팅(66)은 세그먼트들(132-135)이 유리 시트(126)로부터 잘리기 전에 평면 유리 시트(126)의 표면(124)에 가해진다. 그러나, 본 발명은 평면 세그먼트들(132-135) 또는 성형 세그먼트들(160-163)에 장벽 코팅(66)을 가하는 것을 고려한다. 본 발명의 실행에서, 반사 코팅(34) 및 보호 코팅(54)이 성형 세그먼트들(160-163)의 볼록면에 가해진다; 그러나, 본 발명은 유리 시트의 표면(124)에 대향하여 유리 시트(126)의 표면에 반사 코팅(34) 및 보호 코팅(53)을 가하는 것을 고려한다. 인지될 수 있는 바와 같이, 만약 반사 코팅(34) 및 보호 코팅(54)이 세그먼트들(132-135)이 성형되기 전에 가해진다면, 반사 코팅(34) 및 보호 코팅(54)은 유리 세그먼트들(132-135)이 성형되는 온도를 견뎌야 한다. 선택적으로 보호 코팅(54)은 세그먼트들이 성형된 후 가해질 수도 있다.
본 발명은 성형 유리 기판(130)을 만들기 위하여 결합된 세그먼트들(132-135)의 숫자에 제한되지 않고, 성형 유리 기판(130)은 2,3,4,5 또는 그 이상의 세그먼트들을 결합시킴으로써 형성될 수 있다. 이제 인지될 수 있는 바와 같이, 성형 유리 기판(130)을 형성하기 위하여 결합된 성형 세그먼트들의 수가 더 클수록, 성형 유리 기판(28 또는 130) 내의 스크레인은 더욱 감소할 것이다.
도 12 및 13을 참조하면, 성형 유리 세그먼트들(160-163)은 임의의 편리한 방법으로 함께 결합된다. 본 발명의 하나의 비-제한 실시예에서, 세그먼트들(160-163)은 성형 유리 기판(130)을 형성하기 위하여 함께 배치되고, 한 쌍의 링(166 및 168)(도 12에만 도시)은 접착제에 의하여 반사 코팅(34)에 고착된다. 본 발명의 또 다른 비-제한 실시예에서, 링(166 및 168)은 성형 유리 기판의 볼록면(32)에 결합된다. 그 다음, 결합된 성형 세그먼트들(160-163) 및 링들(166 및 168)의 볼록면은 임의의 방식으로 반사 코팅(34) 및 보호 코팅(53)으로 코팅된다. 본 발명의 또 다른 비-제한 실시예에서, 성형 세그먼트들의 측부는 접착제에 의하여 함께 결합되는데, 예를 들면 도 12에 도시된 바와 같이 접착제는 성형 세그먼트들 중 인접한 것들의 측부(140)를 함께, 그리고 성형 세그먼트들 중 인접한 것들의 측부들(138)을 결합시킨다. 도 10 및 13에 보여지는 바와 같이, 반경형성된 코너(136)는 성형 기판(130)의 컷 아웃(64)을 형성한다.
본 발명은 평면 세그먼트들(132-135)의 치수가 유도되는 방식에 제한되지 않는다. 예를 들면, 이는 본 발명을 제한하지는 않는데, 평면 세그먼트들의 치수가 컴퓨터 프로그램으로부터, 그리고 성형 포물면형 기판을 구성하는 것, 성형 기판을 원하는 수치의 세그먼트들로 자르는 것, 그리고 세그먼트의 측부들을 측정하는 것으로부터 유도될 수 있다.
이제 인지될 수 있는 바와 같이, 상기의 기술을 적용하면 유리 내의 스트레인을 감소시킬 것이고 장벽 코팅(66)의 버클링 및 파열을 감소시킬 것이다; 그러나 스트레인이 유리에 남아 있는 한 장벽 코팅(66)은 버클링 및 크래킹 정도를 가질 것이다. 전술한 점에 비추어, 본 발명은 성형 유리 기판(28)(도 3참조) 및 성형 유리 기판(126)(도 13참조)의 오목면(30)인 것으로 표시된 평면 유리편(70)의 선택적 표면부 상부에 서로 다른 두께의 장벽 코팅(66)을 제공함으로써 장벽 코팅(66)의 파열 및 버클링을 추가로 감소시키는 것을 고려한다. 이하의 논의에서, 본 발명의 실시예는 평면 유리편(70)으로부터 성형된 성형 유리 기판(28)을 제공하기 위하여 평면 유리편(70) 상에서 실행된다. 그러나, 그밖에 다르게 나타나지 않는다면, 논의는 유리 세그먼트들(132-135) 또는 성형 유리 세그먼트들(160-163)에 장벽 코팅(66)을 가하는 것에 적용할 수 있다.
본 발명의 제 1 비-제한 실시예에서, 장벽 코팅(66)은 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)인 것으로 나타내어진 평면 유리편(70)(도 4참조)의 표면(68) 상부에서 일정 두께(constant thickness)를 가진다(이하에 "코팅 기술 1번 (Coating Technique No. 1)"으로 언급됨). 본 발명의 제 2 비-제한 실시예에서, 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)에서의 원주 방향 스트레인의 변화는 변화하는 두께, 예를 들면 원형의 평면 유리편(70)(도 4 참조)의 외주(150)로부터의 거리가 평면 유리편(70)의 중앙부(79)를 향한 방향에서 증가할 때 증가하는 두께를 가지는 장벽 코팅 또는 층(66)을 가하거나 증착시킴으로써 보상된다(이하에 "코팅 기술 2번 (Coating Technique No. 2)"으로 언급됨). 제 3 비-제한 실시예에서, 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)에서의 원주 방향 스트레인의 변화는 유리편(70)의 외주(150)로부터 전이 선(94)(도 7참조)의 예상 위치까지의 제 1 일정 두께, 그리고 전이 선(94)으로부터 평면 유리편(70)의 중앙부(79)까지의 제 2 일정 두께를 가지는 장벽층(66)을 가하거나 증착시킴으로써 보상되며, 장벽 코팅의 제 2 두께는 장벽 코팅의 제 1 두께보다 더 두껍다(이하에 "코팅 기술 3번 (Coating Technique No. 3)"으로 언급됨).
성형 유리 기판(28)을 제조하기 위한 코팅 두께의 변화는 (도 3 및 5b참조) 박막의 코팅을 가지는 평면편(70)의 영역을 마스킹함으로써, 예를 들면 평면 유리편(70)의 중앙부(79)가 코팅될 때 원주 방향 압축 영역(103)(도 7참조) 내에 있는 것으로 예상되는 유리편(70)의 표면을 덮는 차폐부(170)(도 14참조)를 이용함으로써 달성될 수 있다.
코팅 기술 1번은 시트에서 세그먼트들(132-136)의 윤곽을 절단하기 전, 또는 후, 평면 유리 시트(126)의 표면(124)을 코팅함으로써 세그먼트들(160-163)을 제공하는 것으로 실행된다. 코팅 기술 2번은 세그먼트들(132-136)이 평면 유리 시트(126)에서 절단선에 의하여 윤곽형성된 후 또는 세그먼트들(132-136)이 유리 시트로부터 제거된 후, 세그먼트들을 코팅함으로써 세그먼트들(160-163)을 제공하는 것으로 실행된다. 코팅 기술 2번에 대한 코팅(66)의 두께는 평면 단(142)으로부터의 거리(도 10참조)가 반경형성된 코너(136)를 향하는 방향에서 증가할 때 증가한다. 코팅 기술 3번은 세그먼트들(132-136)이 평면 유리 시트(126)에서 절단선에 의하여 윤곽형성된 후 또는 세그먼트들(132-136)이 유리 시트로부터 제거된 후, 세그먼트들을 코팅함으로써 세그먼트들(160-163)을 제공하는 것으로 실행된다. 코팅 기술 3번에 대한 코팅(66)은 평면 세그먼트들(132-136)의 측부들(144 및 146)로부터 전이 선(94)(도 7참조)의 예상 위치까지의 제 1 일정 두께, 그리고 전이 선(94)으로부터 세그먼트들(132-136)의 반경형성된 단(136)까지의 제 2 일정 두께를 가지도록 세그먼트들(132-135)에 가해진다.
코팅 기술 1번에 대한 장벽 코팅(66)은 40-100nm 범위, 또는 80-100nm 범위의 일정 두께를 가진다. 본 발명의 하나의 비-제한 실시예에서, 장벽 코팅(66)은 85 원자 퍼센트 실리콘과 15 원자 퍼센트 알루미늄의 산화물을 포함하였다. 80nm의 두께를 가지는 장벽 코팅(66)은 평면편 유리(70)의 표면(72) 상에 MSVD에 의하여 증착되었다. 그 유리는 2008년 11월 21일 제출된 미국 특허 출원 제 12/275,264호 또는 미국 특허 제 5,030,594호에 개시된 형대의 것이다. 평면 유리편(70)은 17.75인치 직경을 가지고; 0.020 중량 퍼센트 보다작은 총 철 함량, 전자기 스펙트럼의 가시 범위, 및 IR 범위에서 90%투과율, 가시 범위 및 IR 범위에서 2% 미만의 흡수율을 가지는 유리 원형편이었다. 평면 유리편(70)은 성형 유리 기판(28)을 제공하기 위하여 진공 몰드 내에서, 예를 들면 25초 미만의 벤딩(bending) 시간 성형되었다. 성형 유리 기판이 냉각된 후 성형 유리 기판(28)의 주변부는 그 성형 유리 기판(28)에 측부(33) 및 중앙홀(28)을 제공하기 위하여 상술된 바와 같이 성형되었다(도 3참조). 반사 은 코팅(34)이 포물면의 성형 거울(22)을 제공하기 위하여 성형 유리 기판(28)의 볼록면(32) 상부에 가해졌다.
코팅 기술 2번은 평면 유리편(70)의 주변부로부터 중앙부(79)를 향한 거리가 증가할 때 두께가 증가하는 장벽 코팅(66)을 제공하는 바, 예를 들면 장벽 코팅(66)은, 바람직하게는, 본 발명을 제한하지는 않으며, 평면 유리편(70)의 주변부(172)에서 40nm의 두께부터 평면 유리편(70)의 중앙부(79)에서 80nm의 두께까지 증가한다. 이러한 방식에서, 장벽 코팅(66)의 두께는 유리 내의 원주 방향 스트레인이 감소할 때 중가하고 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)의 %폭 수축이 감소하여 버클링이 줄어들게 된다. 성형 유리 기판(28)의 중앙부(80)를 향하여 전이 선(94)을 통과시키면, 장벽 코팅(66)의 두께는 원주 방향 인장이 증가할 때 증가한다. 도 15를 참조하면, 원주 방향 인장 영역(104)에서의 성형 유리 기판(28)의 단면이 도시되어 있고, 그것은 전이 선(94) 및 중앙 영역(80) 사이에 있다(도 7 및 15참조). 장벽 코팅(66)은 균열(174)을 가지나, 장벽 코팅(66)은 균열(154)이 장벽 코팅(66)의 표면(108)까지 연장되지는 않을 정도로 충분히 두꺼운 바, 예를 들면 80nm이다.
코팅 기술 3번에 대한 장벽 코팅(66)은 평면 유리편(70)의 주변부(172)로부터 성형 유리 기판(28)의 전이 선(94)의 예상 위치까지의 제 1 일정 두께, 그리고 전이 선(94)으로부터 유리편(70)의 중앙부(79)까지의 제 2 일정 두께를 가지며, 장벽 코팅(66)의 제 1 두께는 장벽 코팅(66)의 제 2 두께보다 더 얇다. 본 발명의 한 비-제한 실시예에서, 장벽 코팅(66)의 제 1 일정 두께는 40-60nm 범위에 있고, 더욱 바람직하게는 40-50nm 범위에 있으며, 제 2 일정 두께는 60보다 크고 100nm까지의 범위에 있고, 더욱 바람직하게는 60-80nm 범위에 있다. 이 배열을 사용하면, 장벽 코팅(66)의 버클링은 원주 방향 압축 영역(103)에서 최소화되고, 장벽 코팅(66)의 두께는 균열(174)이 장벽 코팅(66)의 표면(108)까지 연장되지는 않을 정도로 원주 방향 인장 영역(104)에서 충분히 두껍다. 추가로 이 배열을 사용하면, 장벽 코팅(66)의 두께는 주변 에지(84) 및 전이 선(94) 사이에서, 즉 장벽 코팅(66)의 버클링을 감소시키기 위하여 증가된 유리 두께 영역에서 더 얇고, 장벽 코팅(66)의 두께는 전이 선(94) 및 성형 유리 기판(28)의 기저 영역(80) 사이에서, 즉 버클링이 원주 방향 압축 영역(103)에서만큼 심하지는 않은 더 얇은 유리 영역에서 더 두꺼우며, 그리고 균열(174)이 관심사이다. 인지될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 전이 선(94) 영역에서의 코팅 두께 변화에 제한되지 않고, 코팅 두께 변화는 점진적 변화, 또는 단계적 변화일 수 있다.
이제 인지될 수 있는 바와 같이, 2차 거울(44)이 성형 기판을 포함하는 경우에, 장벽 코팅(66)의 버클링 방지 기술이 성형 2차 거울을 제조하는데 실행될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시예는:
1. 성형 유리 기판(28)의 오목면(30)으로 나타내어진 평면 유리편(70) 표면(68) 상부에 장벽층(66) 및/또는 스크래치 저항 코팅을, 그리고 볼록면으로 나타내어진 평면 유리편(70) 표면(72) 상부에 장벽층(66)을 가하고(도 16참조), 그리고 그 평면 유리 시트(70)를 성형 유리 기판(28)으로 성형하는 것을 포함한다. 그 후 반사층(34) 및 선택적으로 보호 코팅(53)이 그 성형 유리 기판(28)의 볼록면(32) 상의 장벽층(66) 상부에 가해진다;
2. 성형 유리 기판(28)의 오목면으로 나타내어진 평면 유리편(70) 표면(68) 상부에 장벽층(66) 및/또는 스크래치 저항 코팅을, 그리고 평면 유리편(70)의 볼록면으로 나타내어진 평면 유리편(70) 표면(72) 상부에 장벽층(66)을 가하고, 그리고 표면(72) 상의 장벽층(66) 상부에 반사 코팅층(34)을 가하고(도 17참조), 그리고 그 후 그 평면 유리 시트(70)를 성형 유리 기판(28)으로 성형하고;
3. 평면 유리편(70)을 포물면형 성형 유리 기판 표면(28)으로 성형하고, 그리고 포물면형 성형 유리 기판(28)의 오목면(30) 상부에 장벽층(66) 및/또는 스크래치 저항 코팅을, 그리고 볼록면(32) 상부에 반사 코팅(34)을 가하고(도 18참조); 그리고
4. 평면 유리편(70)을 성형 유리 기판(28)으로 성형하고, 그리고 성형 유리 기판(28)의 볼록면(32) 상부에 장벽층(66)을, 그리고 성형 유리 기판(28)의 오목면(30) 상부에 장벽층 및/또는 스크래치 저항 코팅을 가하고, 그리고 볼록면(32) 상부 또는 상에 장벽층(66) 상부 또는 상에 반사 코팅(34)를 가하는 것(도 19참조);
을 포함하며, 이에 제한되지는 않는다.
인지될 수 있는 바와 같이, 반사층(34) 및/또는 장벽층(66) 및/또는 스크래치 저항 코팅이 평면 유리편(70)에 가해지고, 코팅된 평면 유리가, 예를 들면 상술된 바와 같이, 본 발명의 비-제한 실시예의 실행에서 가열되고 성형될 때, 반사층(34) 및 장벽층(66) 및/또는 스크래치 저항 코팅은 상승된 성형 온도, 예를 들면 1200℉ 이상을 견뎌낼 수 있어야 한다. 상승된 온도를 견뎌낼 수 있는 반사 코팅은 종래 기술에 공지되어 있는 바, 예를 들면 여기서 그 전체가 참조 문헌으로 병합된 미국 특허 제 7,329,433호참조. 그 특허는 고온 공정 동안 반사층을 보호하기 위하여 반사층 상에 증착된 초벌 막을 개시하고 있다.
본 발명의 바람직한 실행에서, 장벽층(66)은 MSVD 장비를 사용하여 가해진다. 당업자에게 인지되는 바와 같이, MSVD 코팅에 대한 음극은 도전성이어야 한다. 도전성의 실리콘 음극을 제공하기 위하여, 알루미늄이 실리콘에, 예를 들면 5중량 퍼센트 이상 추가되어야 한다. 그러나 본 발명은 장벽층의 MSVD 적용에 제한되지 않으며, 장벽층을 가하기 위한 임의의 공지된 코팅 공정이 본 발명의 실행에 사용될 수 있다. 추가로, 본 발명은 균질의 장벽층을 가지는 것에 제한되지 않으며, 본 발명은 실리콘 및 알루미늄 산화물의 구성을 변화시킨 장벽층을 고려한다. 예를 들면 본 발명의 하나의 비-제한 실시예에서, 60 원자 중량 퍼센트 알루미늄과 40 원자 중량 퍼센트 실리콘의 산화물로 된 제 1 장벽층이 유리 표면에 가해지고 그리고 85 원자 중량 퍼센트 알루미늄과 15 원자 중량 퍼센트 실리콘의 산화물로 된 제 2 장벽층이 제 1 장벽층 상에 가해진다.
이제 인지될 수 있는 바와 같이, 본 발명의 장벽층(66)은 나트륨 이온이 광기전 소자의 도전층들을 손상시키는 것을 방지하도록 사용될 수 있다. 더욱 특히, 도 20을 참조하면, 본 발명의 장벽층(66) 상부에 도전성 코팅(186)을 가지는 광기전 소자(184)가 도시되어 있다. 장벽층(66)이 유리 시트(190)의 표면(188)에 가해진다. 장벽층(66)은 나트륨 이온이 광기전 셀(184)의 도전성 코팅(186)을 공격하고 손상시키는 나트륨 화합물 침전물을 형성하는 것을 방지한다.
위에 상세히 논의된 바와 같이, 나트륨 이온이 유리로부터 이동하여 나오는 것을 방지하기 위한 장벽을 제공하는 것에 추가하여 산화 실리콘 및 알루미늄의 장벽층은 또한 유리 표면에 대한 기계적 및 화학적 손상을 방지하기 위하여 유리에 대한 보호층을 제공한다.
본 발명의 비-제한 실시예에 대한 변형예가 전술한 기술에 개시된 개념으로부터 벗어남 없이 만들어질 수 있음이 당업자에게 쉽게 인지될 것이다. 따라서, 여기 상세히 기술된 본 발명의 특별한 비-제한 실시예는 단지 설명을 위한 것이고 본 발명의 범위를 제한하지는 않으며, 그것은 수반되는 청구범위의 전 범위 및 등가물 전체에 주어져야 한다.

Claims (19)

  1. 굴곡 반사면을 가지는 태양 반사 거울에 있어서,
    볼록면 및 대향의 오목면을 가지는 투명 기판, 그리고
    볼록면 상의 반사 코팅 및 오목면 상의 알칼리 장벽층을 포함하며:
    여기서 반사 코팅은 전자기 스펙트럼의 선택된 파장들을 반사시키는,
    굴곡 반사면을 가지는 태양 반사 거울.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알칼리 장벽층은 기계적 및 화학적 보호 특성을 가지는,
    태양 반사 거울.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 장벽층은 기판의 오목면 상에 있고 실리콘 및 알루미늄의 산화물을 포함하는,
    태양 반사 거울.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 장벽층은 알루미늄의 중량 퍼센트보다 더 큰 실리콘 중량 퍼센트를 가지는,
    태양 반사 거울.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 장벽층은 15 원자 퍼센트 알루미늄 및 85 원자 퍼센트 실리콘을 포함하며, 상기 막은 마그네트론 스퍼터링 진공 증착에 의해 증착되는,
    태양 반사 거울.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 장벽층은 700-950 나노미터 범위의 두께를 가지는,
    태양 반사 거울.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 투명 기판은 초점 영역을 가지는 소다-석회 실리카 성형 유리 기판이며 그리고 장벽층은 나트륨 이온 장벽층인,
    태양 반사 거울.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 장벽층은 제 1 표면 및 대향의 제 2 표면을 가지고, 상기 장벽층의 제 1 표면은 성형 유리 기판의 오목면과 면 접촉 상태에 있고 상기 장벽층의 제 2 표면은 성형 유리 기판의 오목면으로부터 떨어져 면하고 있는,
    태양 반사 거울.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 장벽층은 실리콘 및 알루미늄 산화물을 포함하며, 상기 장벽층의 제 1 표면은 제 1 중량 퍼센트의 실리콘을 가지고 상기 장벽층의 제 2 표면은 제 2 중량 퍼센트의 실리콘을 가지며, 여기서 제 1 중량 퍼센트의 실리콘은 제 2 중량 퍼센트의 실리콘과 다른,
    태양 반사 거울.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 성형 유리 기판은 성형 유리 기판을 제공하기 위하여 함께 유지되는 적어도 2개의 성형 유리 세그먼트를 포함하는,
    태양 반사 거울.
  11. 제 10 항에 있어서,
    각 세그먼트는 포물면형 성형 유리 기판의 (1/(포물면형 성형 유리 기판의 전체 세그먼트들))부를 포함하는,
    태양 반사 거울.
  12. 제 7 항에 있어서,
    성형 유리 기판의 둘레는 4개의 코너 및 4개의 측부를 포함하는,
    태양 반사 거울.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 성형 유리 기판은 성형 유리 기판의 기저 영역에서의 반경 방향 인장 스트레인과, 성형 유리 기판의 주변부에 원주 방향 압축 스트레인을 포함하는 스트레인 패턴을 가지며;
    여기서 성형 유리 기판의 주변부로부터의 거리가 성형 유리 기판의 기저 영역을 향한 방향에서 증가할 때, 원주 방향 압축 스트레인은 원주 방향 인장 스트레인 및 반경 방향 인장 스트레인이 그 유리 내에 존재하는 "전이 선"으로 나타내어진 영역까지 감소하고, 전이 선으로부터 성형 유리 기판의 기저 영역을 향한 방향으로의 거리가 증가할 때, 원주 방향 인장 스트레인은 증가하는,
    태양 반사 거울.
  14. 제 13 항에 있어서,
    장벽 코팅은 유리 성형 기판의 오목면을 덮으며, 일정한 두께를 가지는,
    태양 반사 거울.
  15. 제 14 항에 있어서,
    장벽층은 60 내지 100 나노미터 범위 내의 두께를 가지며, 실리콘 및 알루미늄 산화물을 포함하는 조성물을 가지고, 반사 코팅은 은 코팅인,
    태양 반사 거울.
  16. 제 13 항에 있어서,
    장벽 코팅은 성형 유리 기판의 주변부로부터 성형 유리 기판의 기저 영역을 향하여 거리가 증가함에 따라 그 두께가 증가하는,
    태양 반사 거울.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 장벽 코팅은 40 내지 100 나노미터의 두께 범위에 있는,
    태양 반사 거울.
  18. 제 13 항에 있어서,
    장벽 코팅은, 성형 유리 기판의 둘레로부터 성형 유리 기판의 전이 선까지의 제 1 일정 두께, 및 성형 유리 기판의 전이 선으로부터 성형 유리 기판의 기저 영역까지의 제 2 일정 두께를 가지며, 여기서 제 1 일정 두께는 제 2 일정 두께와 다른,
    태양 반사 거울.
  19. 제 18 항에 있어서,
    장벽 코팅의 제 1 일정 두께는 40 내지 60 나노미터 범위에 있고, 제 2 일정 두께는 60 나노미터 보다는 크고 100 나노미터까지 범위에 있는,
    태양 반사 거울.
KR1020117025359A 2009-03-27 2010-03-17 보호 코팅을 가지는 태양 반사 거울 및 그 제조 방법 KR101393907B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16404709P 2009-03-27 2009-03-27
US61/164,047 2009-03-27
US12/709,045 2010-02-19
US12/709,091 2010-02-19
US12/709,091 US8467124B2 (en) 2010-02-19 2010-02-19 Solar reflecting mirror and method of making same
US12/709,045 US20100242953A1 (en) 2009-03-27 2010-02-19 Solar reflecting mirror having a protective coating and method of making same
PCT/US2010/027556 WO2010111075A1 (en) 2009-03-27 2010-03-17 Solar reflecting mirror having a protective coating and method of making same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110132469A true KR20110132469A (ko) 2011-12-07
KR101393907B1 KR101393907B1 (ko) 2014-05-12

Family

ID=44837036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117025359A KR101393907B1 (ko) 2009-03-27 2010-03-17 보호 코팅을 가지는 태양 반사 거울 및 그 제조 방법

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP2411849A1 (ko)
JP (1) JP5602828B2 (ko)
KR (1) KR101393907B1 (ko)
CN (1) CN102422182B (ko)
BR (1) BRPI1010263A2 (ko)
CL (1) CL2011002390A1 (ko)
IL (1) IL215367A (ko)
MA (1) MA33141B1 (ko)
MX (1) MX2011010130A (ko)
TW (1) TWI469376B (ko)
WO (1) WO2010111075A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8557099B2 (en) * 2010-10-25 2013-10-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrocurtain coating process for coating solar mirrors
ITTO20130687A1 (it) * 2013-08-12 2015-02-13 Istituto Naz Di Astrofisica Processo per la produzione di un elemento ottico mediante formatura a caldo di una lastra di vetro
EP3149846B1 (en) * 2014-05-29 2020-04-15 1930106 Ontario Limited Solar concentrator

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3333936A (en) 1965-10-15 1967-08-01 Libbey Owens Ford Glass Co Cooler compensating heater for temperature control in glass making
JPS54150418A (en) 1978-05-19 1979-11-26 Hitachi Ltd Production of liquid crystal display element
JPS5826052A (ja) * 1981-08-06 1983-02-16 Asahi Glass Co Ltd アルカリ拡散防止酸化ケイ素膜付ガラス体
GB2104238B (en) * 1981-08-21 1985-01-30 Glaverbel Composite mirror panels
US4402722A (en) 1982-02-01 1983-09-06 Ppg Industries, Inc. Cooling arrangement and method for forming float glass
JPS6136703A (ja) * 1984-07-20 1986-02-21 アメリカ合衆国 金属被覆鏡およびその製造方法
JPH01147407A (ja) * 1987-12-03 1989-06-09 Mitsubishi Electric Corp 反射鏡
JPH0649597B2 (ja) * 1989-08-24 1994-06-29 トヨタ自動車株式会社 撥水性ガラス
US5030594A (en) 1990-06-29 1991-07-09 Ppg Industries, Inc. Highly transparent, edge colored glass
US5270615A (en) 1991-11-22 1993-12-14 General Electric Company Multi-layer oxide coating for high intensity metal halide discharge lamps
JPH06220453A (ja) * 1992-11-20 1994-08-09 Afuiniteii Kk 液晶及び積層体とそれを使用した窓
JPH07157339A (ja) * 1993-12-01 1995-06-20 Affinity Kk 積層体及びそれを使用した窓
US6352755B1 (en) * 1994-10-04 2002-03-05 Ppg Industries Ohio, Inc. Alkali metal diffusion barrier layer
US5830252A (en) 1994-10-04 1998-11-03 Ppg Industries, Inc. Alkali metal diffusion barrier layer
CA2157948C (en) * 1994-10-04 2000-01-11 James J. Finley Alkali metal diffusion barrier layer
FR2730990B1 (fr) * 1995-02-23 1997-04-04 Saint Gobain Vitrage Substrat transparent a revetement anti-reflets
US6027766A (en) 1997-03-14 2000-02-22 Ppg Industries Ohio, Inc. Photocatalytically-activated self-cleaning article and method of making same
US6899953B1 (en) 1998-05-08 2005-05-31 Ppg Industries Ohio, Inc. Shippable heat-treatable sputter coated article and zinc cathode sputtering target containing low amounts of tin
JP3440230B2 (ja) * 1999-05-18 2003-08-25 カーディナル・シージー・カンパニー ガラス基材の低放射率防汚性コーティング
CZ306231B6 (cs) * 2002-04-25 2016-09-07 Ppg Ind Ohio Výrobky s ochranným povlakem a katodové terče pro výrobu předmětů s povlakem
US7240519B2 (en) 2002-11-18 2007-07-10 Ppg Industries Ohio, Inc. Apparatus and method for bending glass sheets
WO2004108618A2 (en) 2003-05-30 2004-12-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Appliance with coated transparency
JP2005189498A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Nippon Electric Glass Co Ltd ディスプレー用ガラス基板
JP2005311292A (ja) * 2004-03-25 2005-11-04 Kaneka Corp 薄膜太陽電池用基板、及びその製造方法、並びにそれを用いた薄膜太陽電池
US7437892B2 (en) 2004-04-21 2008-10-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Apparatus having vacuum applying facilities and method of using vacuum to bend and/or shape one or more sheets
US7678459B2 (en) * 2004-09-21 2010-03-16 Guardian Industries Corp. First surface mirror with silicon-metal oxide nucleation layer
JP5270345B2 (ja) * 2005-08-30 2013-08-21 ピルキントン グループ リミテッド 太陽電池に用いられる光線透過率を最適化する被覆されたガラス物品及びその製造方法
CN2911720Y (zh) * 2006-03-09 2007-06-13 周大志 看视荧光屏用的防护眼镜片
US7871664B2 (en) * 2006-03-23 2011-01-18 Guardian Industries Corp. Parabolic trough or dish reflector for use in concentrating solar power apparatus and method of making same
JP4857290B2 (ja) * 2007-01-22 2012-01-18 キヤノン株式会社 光学部材及び光学部材の製造方法
US7914857B2 (en) * 2007-01-29 2011-03-29 Guardian Industries Corp. Method of making heat treated coated article using diamond-like carbon (DLC) coating and protective film with oxygen content of protective film based on bending characteristics of coated article
JP5135520B2 (ja) * 2007-06-26 2013-02-06 国立大学法人九州工業大学 色素増感太陽電池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010111075A1 (en) 2010-09-30
JP5602828B2 (ja) 2014-10-08
KR101393907B1 (ko) 2014-05-12
CN102422182B (zh) 2014-09-17
IL215367A0 (en) 2011-12-29
TW201101521A (en) 2011-01-01
MA33141B1 (fr) 2012-03-01
IL215367A (en) 2017-05-29
EP2411849A1 (en) 2012-02-01
BRPI1010263A2 (pt) 2016-03-22
CL2011002390A1 (es) 2012-01-20
JP2012522265A (ja) 2012-09-20
CN102422182A (zh) 2012-04-18
TWI469376B (zh) 2015-01-11
MX2011010130A (es) 2011-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100242953A1 (en) Solar reflecting mirror having a protective coating and method of making same
ES2663677T3 (es) Método de fabricación de artículos recubiertos y artículos recubiertos fabricados de este modo
CA2642372C (en) Method of making reflector for solar collector or the like and corresponding product
JP4344744B2 (ja) 被覆物品製造方法及びそれにより製造された被覆物品
US8467124B2 (en) Solar reflecting mirror and method of making same
JP4395265B2 (ja) 透明積層品
US6916542B2 (en) Coated articles having a protective coating and cathode targets for making the coated articles
ES2661324T3 (es) Método para la fabricación de artículos revestidos que tienen un revestimiento de barrera al oxígeno y artículos revestidos fabricados de este modo
US8303124B2 (en) Parabolic trough or dish reflector for use in concentrating solar power apparatus and method of making same
US20070291384A1 (en) Method of making reflector for solar collector or the like, and corresponding product, including reflective coating designed for improved adherence to laminating layer
US20020172775A1 (en) Method of making coated articles and coated articles made thereby
US8815402B2 (en) Mirror having reflective coatings on a first surface and an opposite second surface
KR101393907B1 (ko) 보호 코팅을 가지는 태양 반사 거울 및 그 제조 방법
JPH02248349A (ja) 複数の層からなる積層安全ガラスの製法、この方法によって製造された積層安全ガラスおよびこの方法を実施するための装置
RU2286964C2 (ru) Способ изготовления изделий с покрытием и изделия с покрытием
GB2243490A (en) Dish antenna

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee