KR20130092608A - 곡면 반사경 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 유리구조체（6）, 중간 접착층（7）과 평면 유리경(8）을 포함하는 곡면 반사경(2）에 관한 것이다. 중간 접착층(7)은 평면 유리구조체(6)와 평면 유리경(8）의 중간에 위치한다. 기계적 방식에 의해 평면 유리구조체（6）, 중간 접착층（7）과 평면 유리경(8）을 금형의 지지하에서 만곡 변형시킨다. 그 다음 가열 및/또는 자외선 조사 및／또는 상온 고화 방식에 의해 만곡 변형된 평면 유리구조체（6）, 중간 접착층(7）과 평면 유리경(8）을 고화시키고 결합시켜서 하나의 복합 곡면 구조체를 형성한다. 또한 본 발명은 곡면 반사경의 제조방법도 제공한다. 곡면 반사경은 태양 에너지가 집열, 집광하고 태양 에너지로 열발전하는 영역에 광범위하게 적용될 수 있다.

Description

곡면 반사경 및 그 제조방법{CURVED REFLECTIVE MIRROR AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}

본 발명은 유리 제품 및 그의 가공분야에 관한 것으로서, 특히 태양 에너지 분야에 적용되는 곡면 반사경 및 그 제조방법에 관한 것이다.

현재 많은 공업 장치, 특히 태양 에너지 집광 시스템에서 다른 형상을 가지는 다양한 집광 반사경이 사용되고 있다. 집광 반사경은 주로 파라볼릭 트로프 반사경, 파라볼릭 곡면 반사경, 구형의 곡면반사경 등으로 분류된다.

태양 에너지의 집광을 적용할 때 반사경에 대한 광학 성능 요구가 일반 광학 렌즈 보다 낮으므로 태양 에너지 반사경을 제조할 때에는 제조 원가를 낮추기 위하여 전통적인 거울면 연마법을 사용하지 않는다.

현재의 곡면경은 일반적으로 수공업식 접착법을 사용하여 다수의 작고 얇은 유리 렌즈들을 큰 곡면 유리에 접착한 것이다. 이러한 작고 얇은 유리 조각들을 접착 구조체의 곡면경에 분산시킴으로써 제작된 곡면경은 집광 성능이 나쁘고 거울 반사 정밀도가 낮으며 작고 얇은 유리 조각들과 접착제 사이에 기포가 존재하여 내후성 및 내부식 성능도 나빠지면서 수명에 영향을 끼치게 된다. 또한 이런 구조를 가지고 있는 곡면경을 제조할 때에는 먼저 크고 얇은 유리경을 다수의 작은 조각들로 절단한 후 상기 작은 유리 조각들을 큰 곡면 유리 시트에 접착하기 때문에 공정이 많고 복잡하여 많은 노동력 및 시간을 필요로 하고 수공업 작업이 번잡하여 제품의 낮은 생산량을 초래하고 제조 원가가 높기 때문에 대규모의 순차 생산에 적합하지 않다. 그리고 접착제가 균일하게 적용되지 않으면 반사경 표면의 모양이 나빠질 수도 있고 이에 따라 반사 정밀도가 낮아지고 높은 집광비에 도달하지 못하여 제품의 품질을 보증할 수 없게 된다.

일반적인 경우에 곡면 반사경은 평면 거울 또는 평면 유리를 변형시킴으로써 획득하게 된다. 곡면 반사경을 성형하는 공정은 고온 열변형 제조법과 기계적 냉변형 제조법 두 가지로 나눈다.

고온 열변형 제조법은 먼저 유리를 연화 상태로 가열한 후 금형에서 성형하고, 성형이 완성된 후 유리 반가공품에 반사층을 코팅하고 그 위에 보호층을 분무하는 것이다. 이런 공정의 제조 원가가 매우 높다.

기계적 냉변형 제조법은 기계 압출방식을 통해 평면 유리경을 곡면 홀더에 밀착시켜 유리경이 홀더의 곡면 형상에 따라 기계 변형하게 하는 것인데 거울과 홀더 사이는 접착제 또는 기계에 의해 고정되어 곡면 반사경을 형성하는 것이다. 이런 방식으로 제조된 곡면 반사경의 곡면은 고온 변형법보다 원가가 낮으나 홀더와 곡면 반사경이 일치한 온도 팽창 계수를 가지고 있지 않는다. 그리고 이런 기계적 냉변형 제조법으로 제조된 곡면 반사경은 접착제 또는 기계를 사용하여 고정한 것이기 때문에 거울 배면의 보호 페인트가 대기에 노출되게 된다. 야외에서 이런 반사경을 장기간 사용하면 반사층이 부식되는 현상이 발생되어 반사경의 수명을 감소시킨다.

출원번호가 200810105690.1이고 발명의 명칭이 고도 경면 반사경을 가지고 있는 곡면 반사경 및 그 제조방법인 중국 특허 출원에서는 한 층의 곡면 유리와 한 층의 얇은 평면 유리경으로 이루어진 곡면유리를 개시하였다. 그러나 이 방법에서 사용한 곡면 유리는 여전히 고온 굽힘 기술을 이용하여 얻은 것이기 때문에 원가가 매우 높다.

출원번호가 200910302460.9이고 발명의 명칭이 태양 에너지 헬리오스탯에 사용하는 곡면 반사경의 제조방법인 중국 특허 출원에서는 곡면 반사경을 제조하는 방법을 개시하였다. 이 특허 출원에서 각각의 반사경은 평면 반사경과 홀더로 이루어지고 고온 가열을 통해 이들을 고정시키는데 홀더와 곡면 반사경의 팽창계수가 불일치하기 때문에 냉각 후 수축이 불일치하여 고화 효과가 떨어지고 이런 반사경을 사용하는 과정에서 또한 접착제가 탈락하는 현상도 일어날 수 있다. 또한 이런 방법은 곡면 반사경을 제조하는 과정에서 고진공 압력을 적용해야 하므로 홀더구조의 강도에 대한 요구가 아주 높고, 그렇지 않은 경우에는 곡면 정밀도에 영향을 미치게 된다. 반사경마다 강도가 높고 정밀도가 높은 거울 홀더를 필요로 하므로 대규모 생산에 불리하고 원가를 쉽게 제어하지 못한다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결할 수 있는 곡면 반사경 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

제1측면에서, 본 발명은 곡면 반사경을 제공한다. 상기 곡면 반사경은 평면 유리구조체, 중간 접착층, 및 평면 유리경을 포함한다. 상기 중간 접착층은 상기 평면 유리구조체와 상기 평면 유리경의 중간에 위치하고 기계적 방식에 의해 금형의 지지하에서 만곡 변형된 후 가열 및/또는 자외선 조사 및/또는 상온에서의 고화 방식에 의해, 상기 만곡 변형된 평면 유리구조체, 중간 접착층, 및 평면 유리경을 고화시키고 함께 결합시켜서 하나의 복합 곡면 구조체를 형성한다.

나아가 상기 자외선 조사방식은 자외선 램프 조사방식 또는 태양광 조사방식이다.

나아가, 상기 중간 접착층은 보강 정형물을 포함한다.

나아가, 상기 중간 접착층은 핫 멜트 접착시트이고 상기 핫 멜트 접착시트는 에틸렌초산비닐 공중합체 또는 폴리비닐부티랄인 것이 바람직하다.

나아가, 상기 중간 접착층은 핫 멜트 접착시트와 보강 정형물을 포함하고 상기 핫 멜트 접착시트는 상기 보강 정형물 위에 위치한다.

나아가, 상기 중간 접착층은 액상광 고화접착제와 보강 정형물을 포함하고 상기 액상광 고화접착제는 상기 보강 정형물에 코팅된다. 상기 액상광 고화접착제는 UV 바인더인 것이 바람직하다.

나아가, 상기 중간 접착층은 폴리염화비닐(PVC)과 일반적인 화학 접착제로 이루어진 접착층이다.

나아가, 상기 중간 접착층은 일반적인 화학 접착제와 보강 정형물을 포함하고 상기 화학 접착제는 상기 보강 정형물에 코팅된다.

나아가, 상기 일반적인 화학 접착제는 단일 성분, 2개 성분 또는 다수 성분 접착제이고 가열 또는 자연 방식을 통해서 고화된다.

나아가, 상기 평면 유리구조체는 강화 유리이고 상기 평면 유리경은 강화 유리경이다. 상기 평면 유리구조체의 두께는 2mm 내지 5mm이고 상기 평면 유리경의 두께는 0.5mm 내지 3.2mm인데 상기 평면 유리의 두께는 3mm인 것이 바람직하고 상기 평면 유리경의 두께는 2mm인 것이 바람직하다.

나아가, 상기 평면 유리구조체는 비강화 유리이고 상기 평면 유리경은 비강화 유리경이다.

나아가, 중간 접착층의 두께는 0.1mm 내지 2mm이다.

나아가, 상기 곡면 반사경의 테두리 또는 전부를 홀더에 안착시키고 상기 홀더는 상기 곡면 반사경을 고정하여 상기 곡면 반사경의 성형 정밀도를 확보한다.

나아가, 상기 곡면 반사경은 오목경 또는 볼록경이다.

나아가, 상기 평면 유리구조체는 다층 평면 유리이고 상기 다층 평면 유리는 연속적이고 큰 사이즈의 접착층에 의해 고정되고 성형된다.

나아가, 상기 평면 유리구조체는 이중층 평면 유리이고 제1평면 유리는 상기 평면 유리경에 근접 그 아래에 배치된 상기 제2평면 유리의 사이즈는 상기 제1평면 유리보다 크다.

나아가, 상기 평면 유리경과 상기 제1평면 유리는 축방향에서 어긋난 배열로 상기 제2평면 유리 위에 배치되어 큰 사이즈의 곡면 반사경을 형성한다.

나아가, 상기 제2평면 유리, 제1평면 유리, 상기 평면 유리경의 사이즈는 일치하며 축방향에서 엇갈리게 배치하고 고화시켜서 성형한다.

제2측면에서, 본 발명은 곡면 반사경의 제조방법을 제공한다. 상기 방법은 먼저 평면 유리경, 중간 접착층, 평면 유리를 차례로 곡면 지지장치에 배치한 후 기계적 방식에 의해 금형의 지지하에 만곡 변형시키고 그 다음 가열 및/또는 자외선 조사 및/또는 상온 고화 방식을 사용하여 만곡 변형된 평면 유리구조체, 중간 접착층, 평면 유리경을 고화시키고 압착(pressed)하여 복합 곡면 반사경을 형성하는 것이다.

나아가, 상기 고화 및 압착 단계를 수행하기 전에 상기 평면 유리경의 탄력성을 이용하여 상기 평면 유리경, 평면 유리를 예비적으로 상기 곡면 지지장치에 압착시키는 단계를 더 포함한다.

나아가, 상기 곡면 지지장치는 받침대와 곡면 지지부재를 포함하며 상기 곡면 반사경이 제조된 후의 탄성 회복력을 보충하도록 상기 곡면 지지부재의 곡률은 목적하는 곡면 반사경의 곡률보다 커야 하며, 즉 만곡 곡률 반경이 목적하는 곡면 반사경의 곡률반경보다 작고 이 곡률의 수정량은 곡선의 각 위치마다 다르다.

나아가, 고화 및 압착 단계를 수행한 후에 고화되고 함께 눌려져서 형성된 기기를 다듬고 검사한 다음 상기 다듬어지고 검사완료된 곡면 반사경을 거울 홀더에 고정시킨다.

나아가, 상기 기계방식은 상기 금형을 진공 처리하거나 또는 상기 금형내의 평면 유리구조체, 상기 중간 접착층, 상기 평면 유리경에 압력을 가하는 것이다.

본 발명은 기존 기술과 비해 아래와 같은 장점을 가지고 있다.

(1) 평면 유리구조체와 평면 유리경을 사용하여 성형하기에 고온 굽힘 공정이 필요 없고 완전히 일치한 열팽창계수를 가지고 있어 구조가 안정하고 양자의 결합이 긴밀하고 균일하며 거울의 집광 성능이 우수하고 거울 반사 정밀도가 높아 최대 한도로 난반사를 저감할 수 있으며 지정된 일정한 곡률을 가진 거울 반사경을 얻을 수 있다.

(2) 보강 정형물이 이중층 평면 유리구조체의 중간에 고정되어 있기에 접착제층의 유동성을 감소시켰고 평면 유리구조체의 탄성 회복력을 감소하였으며 중간 접착층의 두께를 확보함으로써, 곡면 반사경을 제조하는 정밀도를 더 쉽게 제어할 수 있고, 보강 정형물이 평면 반사경을 지지하여 기계적 성능을 향상시키고 손상율을 줄이는데, 즉 곡면 반사경이 파손될 때 보강 정형물이 유리 조각을 접착시켜서 작업자와 근처의 곡면 반사경에 대한 위해를 감소시켰다.

(3) 평면 유리구조체를 곡면 반사경의 지지부재로 하여 고온 굽힘 기술에 의해 변형되는 곡면 유리의 원가가 낮아지고 대규모 순차 생산이 쉬워지며 생산된 제품의 품질과 정밀도가 모두 높다.

(4) 반사경의 금속 반사층이 완전히 밀봉되어 공기를 차단할 수 있으므로 내후능이 우수하고 쉽게 부식되지 않으며 야외 등 각종 복잡한 환경에서 장기간 사용할 수 있다.

(5) 곡면 반사경의 테두리 또는 전부를 거울 홀더에 장착하는데, 거울 홀더가 목적하는 곡면 반사경의 곡률과 사이즈를 가지고 있으므로 곡면 반사경의 기계적 강도와 정밀도를 더 확보할 수 있고 이에 따라 곡면 반사경의 수명이 연장된다.

(6) 반사경의 구조가 안정하여 변형없이 영구적으로 사용할 수 있으며 장착이 간편하여 각종 태양 에너지의 집열, 집광과 태양 에너지의 열발전 분야에 광범위하게 적용할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 더 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 반사경의 횡단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 전체 구조의 개략적인 입체사시 도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 반사경에 필요한 구성을 나타내는 개략적인 분해도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 곡면 반사경 구조의 개략적인 입체사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 전체 구조의 제조공정 흐름도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 지지장치의 개략적인 구조도이다

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 반사경의 횡단면도이다. 도 1에서 상기 곡면 반사경(2)은 평면 유리(6), 중간 접착층(7)과 평면 유리경(8)을 고화시켜서 성형하여 복합 구조의 곡면 반사경을 형성한 것이다.

구체적으로 상기 평면 유리경(8)은 양질의 플로트(float) 평면 유리경 본체를 선택하여 사용할 수 있는데 두께가 2mm인 강화 유리가 바람직하다. 상기 평면 유리(6)의 두께는 3mm인 것이 바람직하다. 상기 중간 접착층(7)으로서 양질의 에틸렌초산비닐 공중합체（EVA） 시트, 폴리비닐부티랄（PVB） 시트가 사용될 수 있다. 또는 상기 중간 접착층(7)으로서 양질의 EVA 시트, PVB 시트와 보강 정형물로 이루어진 접착층이 사용될 수도 있다. 또는 상기 중간 접착층(7)으로서 액상광 고화접착제와 보강 정형물로 이루어진 접착층이 사용될 수도 있는데 일예로서 상기 액상광 고화접착제로서 UV 바인더를 사용할 수 있다. 또는 상기 중간 접착층(7)으로서 폴리염화비닐（PVC）와 같은 플라스틱 박막, 일반적인 화학 접착제로 이루어진 접착층이 사용될 수 있다. 또는 상기 중간 접착층(7)으로서 일반적인 화학 접착제와 보강 정형물로 이루어진 접착층을 사용할 수 있다. 또는 상기 중간 접착층(7)으로서 일반적인 화학 접착제를 직접 사용할 수 있다. 그 중에 상기 일반적인 화학 접착제는 단일 성분, 2개 성분 또는 다수 성분으로 된 접착제일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 평면 유리(6)와 평면 유리경(8)은 비강화 유리이다. 중간 접착층의 두께는 0.1mm 내지 2mm인 것이 바람직하다. 바람직하게, 다듬어지지 않은 모서리를 갖는 비강화 일반 유리가 곡면 반사경 구조를 제조하는데 사용될 수 있다. 비강화 유리를 사용함으로써, 강화하기 전의 과정에서 모서리 연마의 어려움을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 비용면에서도 비강화 유리가 사용되어 원가가 낮아지고 환경을 보호하게 된다. 비강화 유리를 사용하면 또한 곡면 반사경의 성형성이 좋아서 더 높은 정밀도와 더 가벼운 곡면 반사경을 확보할 수 있다.

본 실시예의 곡면 반사경은 이중층 유리 평면 구조를 사용하여 압착하여 형성된 것이므로 이렇게 제조된 곡면 반사경은 일정한 탄성 회복력을 가지고 있음을 특히 주의하여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 아래와 같은 해결방안을 취할 수 있다.

(1) 곡면 반사경이 성형된 후의 탄성 회복력을 보충하도록 제조된 곡면 반사경은 곡률 및 사이즈 모두가 목적하는 곡면 반사경보다 약간 커야 한다.

(2) 중간 접착층은 보강 정형물을 접착제층의 지지 구조로서 사용함으로써, 상기 곡면 반사경이 작업과정에서 양호한 열안정 성능을 가지도록 평면 유리, 평면 유리경, 중간 접착층이 일치된 파라미터들을 가지게 된다. 상기 보강 정형물은 또한 평면 유리와 중간 접착층 간의, 또한 평면 유리경과 중간 접착층 간의 접착과 지지 작용을 향상시키며 평면 유리와 평면 유리경이 탄성 회복하여 변형되는 것에 저항하는 능력을 높였고 곡면 반사경의 제조된 후의 탄성 회복력을 감소시켜 곡면 반사경의 안정성을 향상시키고 제품의 수명을 연장하였다.

본 발명의 일실시예에서, 보강 정형물이 두 개의 평면 유리 사이에 고정되는 것이 바람직하는데 이것은 보강 정형물이 흡착성능을 가지고 있어 접착제층의 유동성을 감소시키고 접착제층의 균일성을 확보할 수 있기 때문이다. 전통적인 평면 유리를 성형하는 과정에서 평면 복합 유리 접착제는 두 유리층 사이에서 균일하게 분포될 수 있다. 그러나 곡면 성형 가공의 경우, 접착제의 유동성 때문에 일반적인 방법으로는 접착제를 균일하게 분포시킬 수 없다. 그러므로 본 실시예에서는, 보강 정형물을 중간 접착층에 추가하여 접착제를 흡수하도록 하였고, 이에 따라 접착제가 곡면을 따라 두 개의 유리층 사이에서 균일하게 분포되어서 접착제가 균일하게 분포되는 목적을 달성한다. 보강 정형물이 두 평면 유리 사이에 배치되어 있으므로 두 개의 평면 유리층과 접착제가 성형된 후에도 일체를 이루어 접착과 지지 작용을 높이고 평면 유리와 평면 유리경이 탄성 회복하는 것을 저지하는 능력이 향상되며 곡면 반사경이 제조된 후의 탄성 회복력을 감소시킨다.

곡면 반사경를 제조하는 과정에서 곡면 반사경의 곡률은 곡면 지지장치, 평면 유리, 중간 접착층, 평면 유리경의 두께와 직접적인 관계를 가지고 있기 때문에 중간 접착층의 두께를 확보하는 것이 아주 중요하다. 보강 정형물은 곡면 반사경의 제조 정밀도를 제어하기 위하여 중간 접착층의 두께를 효과적으로 제어할 수 있다. 이 밖에도 보강 정형물은 또한 평면 반사경을 지지하여 곡면 반사경의 기계적 성능을 높일 수 있다. 그리고 보강 정형물을 두 평면 사이에 배치하여 제품의 손상율을 감소시켰다. 곡면 반사경이 파손되더라도 보강 정형물이 유리 조각들에 접착되어 있기 때문에 작업자와 근처에 있는 곡면 반사경에 대한 위해를 감소시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 전체 구조의 사시도인데 곡면 반사경(2)의 성형 정밀도를 보다 더 확보하기 위하여 상기 곡면 반사경(2)을 거울 홀더(1) 내부에 고정하여 반사경 전체 구조를 형성하였다.

도 2에서 상기 반사경 전체 구조는 홀더(1), 곡면 반사경(2)（구체적인 구조는 도 1을 참조）, 곡면 지지대(3)를 포함한다. 상기 홀더(1)가 곡면 반사경(2)에 근접하는 면은 곡면이고 상기 곡면의 곡률과 사이즈는 목적하는 곡면 반사경(2)의 후면부 곡면의 곡률과 일치한다. 또한 상기 곡면 반사경(2)의 테두리 또는 전부를 상기 홀더(1)에 안착하고 상기 곡면 지지대(3)에 의해 지지하고 고정한다. 홀더의 곡률과 사이즈가 목적하는 곡면 반사경과 같고 상기 곡면 반사경을 지지하고 고정할 수 있기 때문에 곡면 반사경에 더 높은 기계적 강도를 제공하여 곡면 반사경의 수명을 연장할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 반사경에 필요한 구성을 나타내는 개략적인 분해도이다. 개구（호형 두 끝점 사이의 직선거리）가 1.2m, 길이가 2.4m, 아치 길이가 1.22m인 곡면 반사경을 예로 하여 도 3을 상세하게 설명한다.

도 3에서 상기 곡면 반사경은 곡면 지지대(3), 홀더(1), 평면 유리(6), 중간 접착층(7), 평면 유리경(8) 등의 구성요소가 필요하다.

상기 곡면 지지대(3)의 곡률, 사이즈는 상기 곡면 반사경(2) 배면의 곡률, 사이즈와 일치하다. 상기 곡면 지지대(3)의 개구는 상기 곡면 반사경의 개구보다 약간 크다. 즉 상기 곡면 지지대(3)의 개구가 1.2m보다 약간 크고 인접하는 두 곡면 지지대의 중심거리가 2.4m이다.

상기 평면 유리(6)의 사이즈는 길이가 1.22m, 너비가 2.4m, 두께가 3mm이고 상기 평면 유리(6)의 재질은 강화 유리이다.

상기 중간 접착층(7)은 내후성이 좋은 양질의 에틸렌초산비닐 공중합체（EVA）, 폴리비닐부티랄（PVB）을 사용한 핫 멜트 접착시트일 수 있다. 그리고 상기 핫 멜트 접착시트의 사이즈는 상기 평면 유리(6)의 사이즈보다 약간 큰데 예를 들어 상기 핫 멜트 접착시트의 사이즈가 1.25m×2.5m이다.

상기 중간 접착층(7)은 핫 멜트 접착시트와 보강 정형물일 수도 있는데 상기 핫 멜트 접착시트는 상기 보강 정형물 위에 배치되어 있다. 그리고 상기 보강 정형물의 사이즈는 상기 평면 유리(6)의 사이즈보다 약간 큰데 예를 들어 상기 보강 정형물의 사이즈는 1.25m×2.5m이고 상기 보강 정형물 재질은 유리섬유천 또는 부직포이다.

상기 중간 접착층(7)은 또한 액상광 고화접착제（예를 들어 액상 UV 바인더）를 보강 정형물에 코팅함으로써 형성할 수 있다. 그리고 상기 보강 정형물의 사이즈는 평면 유리(6)의 사이즈보다 약간 크며 예를 들어 상기 보강 정형물의 사이즈는 1.25m×2.5m이다.

상기 중간 접착층(7)은 일반적인 화학 접착제를 사용할 수 있는데 상기 일반적인 화학 접착제는 단일 성분, 2개 성분 또는 다수 성분을 갖는 접착제일 수 있다. 또한 상기 중간 접착층(7)은 상기 평면 유리경(8)과 상기 평면 유리(6)가 완전히 접착되고 긴밀 또한 균일하게 일체로 결합되도록 일반적인 화학 접착제와 보강 정형물을 포함할 수 있다. 이러한 일반적인 화학 접착제를 사용한 중간 접착층은 원가가 낮고 작업이 간편하나 효과가 가장 이상적인 것은 아니다.

상기 평면 유리경(8)의 사이즈, 두께는 상기 평면 유리(6)의 사이즈, 두께보다 약간 작은데 예를 들어 상기 평면 유리경(8)의 사이즈는 1.2m×2.4m이고 두께는 2mm이다.

도 3에서 상기 홀더(1)의 곡면은 위로 향하고 상기 평면 유리경(8)의 거울(반사층이 코팅되어 있는 면）은 아래로 향하며 중간 접착층(7)과 인접한다. 이러한 반사층이 코팅되어 있는 반사면을 내부에 설치하는 방식은 코팅층이 마모되고 파손되는 것을 대폭 감소시켰다.

상기 도 1 내지 도 3의 평면 유리는 한 층의 평면 유리구조체다. 실제로 상기 평면 유리는 한 층의 평면 유리구조체로 한정되지 않고 다층 평면 유리구조체일 수 있다. 이하 도 4는 평면 유리구조체가 이중층 평면 유리로 이루어지는 것을 예로 하여 다층 평면 유리구조체에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 곡면 반사경 구조의 사시 도이다. 상기 곡면 반사경은 평면 유리경(8), 중간 접착층(7)과 평면 유리구조체를 포함한다. 그 중에 상기 평면 유리구조체는 제1평면 유리(13), 접착층(20), 제2평면 유리(12)를 포함한다.

상기 평면 유리구조체는 도 4에서 도시한 2층 구조에 한정되지 않는데 본 발명은 제1평면 유리(13), 제2평면 유리(12)만 포함하는 것에 한정되지 않고 다층 평면 유리를 포함하여 다층 평면 유리구조체를 형성할 수도 있다.

도 4에서 평면 유리구조체는 접착층(20)이 곡면을 형성한 후 2층의 평면 유리（즉 제1평면 유리(13), 제2평면 유리(12)）로 고정하는 것인데 상기 접착층의 구체적인 구조, 작업원리는 위에서 설명한 중간 접착층(7)의 구조 및 작업원리와 같다.

도 4에서 상기 평면 유리구조체（제1평면 유리(13), 접착층(20), 제2평면 유리(12)를 포함함）는 상기 평면 유리경(8) 아래에 위치한다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 2층의 평면 유리의 사이즈가 다르며 아래에 위치하는 제2평면 유리(12)의 사이즈가 위에 위치하는 제1평면 유리(13)의 사이즈보다 크다. 그리고 상기 제1평면 유리(13)는 규칙적으로 상기 제2평면 유리(12) 위에 배치되어 있고 압력을 받아 성형된 후 연속적이고 큰 사이즈의 접착층(20)에 의해 고화시켜서 곡면 이중층 평면 유리구조체를 형성하게 된다. 상기 제1평면 유리(13)의 사이즈와 비슷한 상기 평면 유리경(8)은 길이방향（즉 축방향）을 따라 서로 어긋나게 배열하는 방식으로 상기 이중층 평면 유리구조체에 배치되며 그 다음 연속적이고 큰 사이즈의 접착층(20)에 의해 고화시켜서 곡면 반사경을 형성하게 된다.

본 발명의 또 다른 하나의 실시예에서（도 4에 도시되지 않았음） 이중층 평면 유리구조체의 제2평면 유리(12)와 제1평면 유리(13)의 사이즈는 상기 평면 유리경(8)의 사이즈와 같다. 3장의 유리（즉 제2평면 유리(12), 제1평면 유리(13), 평면 유리경(8)）가 축방향에서 서로 어긋나게 배치되고 압착되고 성형된 후 곡면 사이마다 연속적이고 큰 사이즈의 접착층(20)에 의해 고화시켜서 곡면 반사경을 형성한다. 상기 다층 평면 유리구조체의 곡면 반사경은 동일한 과정에서 큰 사이즈의 곡면을 고화시키고 성형할 수 있다.

이와 같이 다층 평면 유리구조체를 가지고 있는 곡면 반사경의 곡면 정밀도가 더 높으며 더 얇은 단일 시트의 평면 유리와 평면 유리경을 사용하여 만곡시켜서 더 높은 곡률을 획득할 수 있으며 동시에 높은 기계적 강도를 획득할 수 있다. 그리고 엇갈리게 배열하고 접착하는 방식에 의해 작은 사이즈의 유리로 조립하고 접착하여 하나의 큰 사이즈의 곡면경을 형성할 수 있으므로 적용 범위를 확장할 수 있다.

또한 다층 평면 유리를 가지고 있는 상기 곡면 반사경은 동일한 과정에서 곡면을 고화시켜서 성형한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사경 전체 구조의 제조 공정 흐름도이다.

단계(510)에서는 재료를 제조, 사용하고 해당 준비 작업을 수행하는데 곡면 지지장치 제조 및 평면 유리(6), 중간 접착층(7), 평면 유리경(8)의 선택과 준비를 포함한다.

여기서, 상기 곡면 지지장치는 곡면 반사경을 형성하는 과정에서 상기 곡면 반사경을 저장하고 고정하며 제조하는 장치이고 앞에서 설명한 곡면 지지대(3)는 상기 곡면 반사경을 성형한 후 그 작업과정에서 상기 곡면 반사경을 고정하고 지지하는 장치이다.

상기 곡면 지지장치의 형상, 작업원리, 제조방식은 도 6 및 그에 상응한 설명 부분에 기술되어 있다. 상기 반사경 전체 구조를 제조하는 과정에서 상기 재료의 선택과 제조는 평면 유리, 중간 접착층, 평면 유리경의 선택 및 제조도 포함하는데 아래에 상세하게 설명한다.

상기 평면 유리(6)는 두께가 2mm 내지 5mm 사이인 평평한 강화 평면 유리를 사용할 수 있는데 두께가 3mm인 것이 바람직하다. 상기 중간 접착층(7)의 재료는 핫 멜트 접착시트, 핫 멜트 접착시트와 보강 정형물, 액상광 고화접착제（예를 들어 UV 바인더）와 보강 정형물, 일반적인 화학 접착제, 또는 일반적인 화학 접착제와 보강 정형물을 사용할 수 있다.

상기 중간 접착층(7)이 핫 멜트 접착시트인 경우 상기 중간 접착층은 에틸렌초산비닐 공중합체（EVA）일 수 있고 상기 중간 접착층의 용해 온도는 120℃ ∼ 140℃이다. 상기 중간 접착층(7)이 사용한 재료가 핫 멜트 접착시트와 보강 정형물인 경우 상기 보강 정형물을 상기 핫 멜트 접착시트 아래에 설치하여야 한다.

상기 중간 접착층(7)이 사용한 재료가 액상광 고화접착제（예를 들어 UV 바인더）와 보강 정형물인 경우 상기 액상광 고화접착제（예를 들어 UV 바인더）를 상기 보강 정형물에 균일하게 코팅하여야 한다.

상기 중간 접착층(7)이 사용한 재료가 일반적인 화학 접착제인 경우 상기 곡면 반사경의 성형방법은 두 가지가 있다. 한 방법은 한 층의 PVC（폴리염화 비닐）와 같은 플라스틱 박막을 가열하거나 또는 냉가압하여 상기 평면 반사경(8)의 배면（코팅층이 있는 면）에 접착하고 다른 한 층의 PVC를 가열하여 상기 평면 유리(6)의 접착하고자 하는 면에 접착하며 그 다음 상기 일반적인 화학 접착제로 상기 2층의 PVC를 고정하고 접착제가 마른 후 상기 곡면 반사경을 형성하는 것이다. 다른 한 방법은 상기 일반적인 화학 접착제를 직접 코팅하고자 하는 두 평면 유리（평면 반사경(8)과 평면 반사경(6)）의 양면에 코팅한 다음 상기 두 평면 유리를 곡면 압착하고 상기 일반적인 화학 접착제를 사용하여 고화시킨 후 곡면 반사경을 형성하는 것이다.

상기 평면 유리경(8)은 코팅으로 제조된 거울 제조레벨의 평평하고 양질의 평면을 가지고 있는 플로트 평면 유리경을 사용할 수 있는데 재질이 강화 유리이고 두께가 0.5mm ∼ 3.2mm이며 두께가 2mm인 것이 바람직하다. 그리고 상기 평면 유리경(8)의 사이즈는 상기 평면 유리(6)의 사이즈보다 약간 작아야 한다.

단계(520)에서는 상기 평면 유리(6), 중간 접착층(7), 평면 유리경(8)을 상기 곡면 지지장치와 중첩한다.

구체적으로, 상기 평면 유리경(8), 중간 접착층(7), 평면 유리(6)를 순차적으로 상기 곡면 지지장치에 배치하여 상기 네 개의 요소들이 아래에서부터 위로 차례로 중첩된 층상 구조를 형성한다. 그런 다음 상기 평면 유리(6)와 상기 평면 유리경(8)이 상기 곡면 지지장치의 볼록면（또는 오목면）을 따라 밀접하게 하여 배치되도록 상기 평면 유리경(8)의 탄력성을 이용하여 예비적으로 압착하고 고정한다. 그리고 상기 중간 접착층(7)의 외형 사이즈는 상기 평면 유리(6)의 사이즈보다 약간 크다.

단계(521)에서는 기계적 방식에 의해 예비적으로 압착시켜 고정된 상기 평면 유리경, 중간 접착층, 평면 유리를 만곡 변형시킨다. 한 기계방식은 상기 곡면 지지장치를 진공 처리하여 대기압의 작용하에서 상기 평면 유리경, 중간 접착층, 평면 유리를 만곡 변형시키는 것이다. 다른 하나의 기계방식은 직접 상기 평면 유리경, 중간 접착층, 평면 유리에 압력을 가하여 만곡 변형시키는 것이다. 단계(530)에서는 가열, 자외선 조사 또는 상온에서의 자연 고화 방식을 통해 중첩된 상기 평면 유리(6), 중간 접착층(7), 평면 유리경(8)을 고화시키고 압착시킨다.

구체적으로 상기 중간 접착층(7)이 핫 멜트 접착시트인 경우 고압 승온방식에 의해 상기 중간 접착층(7), 상기 평면 유리경(8), 평면 유리(6)를 완전히 접착시켜 긴밀하고 균일하게 일체로 결합하게 한다. 그 중에 상기 핫 멜트 접착시트의 공정 파라미터는 (1) 승온과 승압을 동시에 진행하고; （2）20℃ 내지 50℃의 온도로 20분간 동안 예비적으로 가열하고; （3）가열온도는 50℃ 내지 120℃이고 가열시간은 1시간이며; （4）그루백(glue bag) 내의 온도를 50℃로 내리며; (5）전체 가열과정에서의 진공도는 10000Pa보다 작게 유지한다.

상기 중간 접착층(7)이 액상광 고화접착제（예를 들어 UV 바인더）와 보강 정형물로 이루지는 경우 자외선 램프 조사 또는 태양광 조사 방식으로 고화시키는데 1 ∼ 5분 동안 예비적으로 고화시키고 20 ∼ 100분 동안 접착시켜서 형성할 수 있다. 그리고 상기 자외선 램프 또는 태양광 조사 과정에서 진공도는 10000Pa보다 작다. 또한 태양광 조사에 의해 곡면 반사경을 고화시키는 것은 전체 공정에서 에너지를 절약할 수 있고 효율적이다.

상기 중간 접착층(7)이 폴리염화 비닐（PVC） 등 플라스틱 박막과 일반적인 화학 접착제로 이루지는 경우 저온 또는 상온에서의 자연 고화 방식을 통해서 중간 접착층(7), 상기 평면 유리경(8), 평면 유리(6)를 완전히 접착시켜 긴밀하고 균일하게 일체로 결합하게 한다.

상기 중간 접착층(7)이 일반적인 접착제인 경우, 직접 저온 또는 상온에서의 자연 고화 방식에 의해 중간 접착층(7), 상기 평면 유리경(8), 평면 유리(6)를 완전히 접착시켜 긴밀하고 균일하게 일체로 결합하게 한다.

상기 중간 접착층(7)이 일반적인 화학 접착제와 보강 정형물로 이루어지는 경우 저온 또는 상온 자연에서의 고화 방식으로 중간 접착층(7), 상기 평면 유리경(8), 평면 유리(6)를 완전히 접착시켜 긴밀하고 균일하게 일체로 결합하게 한다.

특히, 상기 곡면 반사경은 또한 기계적 방식에 의해 평면 유리와 평면 유리경을 함께 눌러서 곡면을 형성하고, 두 평면 거울 사이에 배치된 중간 접착층을 상기 곡면과 함께 고화시킴으로써, 평면 유리, 평면 유리경, 및 중간 접착층이 새로운 일체형 곡면을 형성하도록 한다. 두 평면 거울 사이의 중간 접착층이 곡면 반사경이 평면 상태로 회복되는 것을 막기 때문에 목적하는 곡면 구조를 유지한다.

단계(540)에서는 상기 평면 유리(6), 중간 접착층(7), 및 평면 유리경(8)을 함께 고화시키고 압착시켜서 형성된 일체형 몸체를 다듬고 검사하여 상기 곡면 반사경(2)을 형성한다.

구체적으로 먼저 상기 중간 접착층(7)의 외부로 빠져나온 부분을 잘라내고 일체형 몸체에 기포, 불순물, 파손, 접착제 탈락 등의 문제가 있는지 여부를 검사하며 상기 검사 결과에 따라 그에 맞는 수선을 함으로써 양질의 곡면 반사경을 형성한다.

단계(550)에서는 형성된 상기 곡면 반사경을 거울 홀더(1)에 안착한다.

구체적으로 T형과 L형 눌림기를 사용하여 상기 곡면 반사경(2)을 홀더(1)에 고정하여 양호한 강도를 확보하며 기타 시스템에 장착되는 것을 편리하게 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면 지지장치 구조 예시도이다. 상기 곡면 지지장치(9)는 받침대(10)와, 등간격으로 배치된 다수의 곡면 지지부재(11)로 이루어진다. 그러므로 상기 곡면 지지장치(9)를 제조하는 과정이 바로 상기 받침대(10), 상기 곡면 지지부재(11)를 제조하고 상기 곡면 지지부재(11)를 상기 받침대(10)에 고정하는 과정이다.

상기 곡면 지지장치(9)는 상기 곡면 반사경(2)을 가공하는 과정에서 상기 평면 유리(6)와 평면 유리경(8)을 지지하여 상기 평면 유리(6)와 상기 평면 유리경(8)을 고정시키고 곡면 형상으로 성형하도록 한다. 그러므로 상기 곡면 지지부재(11)의 곡면의 곡률 및 사이즈는 상기 곡면 반사경(2)의 후면부(back portion)의 곡률 및 사이즈와 근사이며, 상기 곡면 반사경이 제조된 후의 탄성 회복력을 고려할 때 상기 곡면 반사경(2)이 제조된 후의 탄성 회복력이 보충되도록 상기 곡면 지지부재(11)의 곡면의 곡률은 목적하는 곡면 반사경(2)의 곡률보다 약간 커야 하고 그의 곡률 반경은 목적하는 곡면 반사경(2)의 곡률 반경보다 약간 작아야 한다.

또한 상기 곡면 반사경(2)의 탄성 회복력을 극복하고 감소시키기 위하여 중간 접착층(7)을 선택하는 과정에서 보강 정형물을 접착제층의 지지구조로 사용하고 상기 평면 유리, 평면 유리경, 보강 정형물, 중간 접착층이 일치된 파라미터들을 가지게 하여 상기 곡면 반사경이 작업과정에서 양호한 열안정성을 갖도록 한다. 그리고 상기 보강 정형물은 또한 상기 평면 유리, 평면 유리경, 중간 접착층 사이의 접착 및 지지 작용을 보강하여 곡면 반사경의 안정성을 향상시키고 제품의 수명을 연장하였다.

본 발명의 출원인은 특히 본 발명의 곡면 반사경 구조는 파라볼릭형, 원기둥면형 또는 복합 파라볼릭형과 같은 오목면형 구조일 수도 있고 볼록면형 구조일 수도 있음을 제시하였다. 그리고 본 발명은 태양 에너지 광발전 시스템과 태양 에너지 광열 시스템 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.

상기 설명한 본 발명은 본 발명의 진정한 정신과 범주를 벗어나지 않는 한도내에서 많은 변경이 이루어질 수 있음은 명백하다. 따라서 본 기술분야의 기술자가 쉽게 이해할 수 있는 모든 변경은 본 특허 청구범위가 포함하는 범위에 속한다. 다만 본 발명이 보호를 요구하는 범위는 하기 특허 청구범위에 한정된다.

Claims (29)

1. 평면 유리구조체, 중간 접착층, 및 평면 유리경을 포함하고, 상기 중간 접착층은 기계적 방식에 의해 금형의 지지하에서 만곡 변형되도록 상기 평면 유리구조체와 상기 평면 유리경의 중간에 위치하며 가열 및/또는 자외선 조사 및/또는 상온 고화 방식에 의해 만곡 변형된 상기 평면 유리구조체, 중간 접착층, 및 평면 유리경을 고화시키고 결합시켜서 복합 곡면 구조로 접착하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
2. 제1항에 있어서, 상기 자외선 조사방식은 자외선 램프 조사 방식 또는 태양광 조사 방식인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
3. 제1항에 있어서, 상기 중간 접착층은 보강 정형물을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
4. 제1항에 있어서, 상기 중간 접착층은 핫 멜트 접착시트인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
5. 제4항에 있어서, 상기 핫 멜트 접착시트는 에틸렌초산비닐 공중합체 또는 폴리비닐부티랄인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
6. 제1항에 있어서, 상기 중간 접착층은 핫 멜트 접착시트와 보강 정형물을 포함하고 상기 핫 멜트 접착시트는 상기 보강 정형물 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
7. 제1항에 있어서, 상기 중간 접착층은 액상광 고화접착제와 보강 정형물을 포함하고 상기 액상광 고화접착제는 상기 보강 정형물 위에 코팅되는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
8. 제7항에 있어서, 상기 액상광 고화접착제는 UV 바인더인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
9. 제1항에 있어서, 상기 중간 접착층은 일반적인 화학 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
10. 제1항에 있어서, 상기 중간 접착층은 일반적인 화학 접착제와 보강 정형물을 포함하고 상기 화학 접착제는 상기 보강 정형물 위에 코팅되는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 일반적인 화학 접착제는 단일 성분, 2개 성분 또는 다수 성분으로 된 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
12. 제3항, 제6항, 제7항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 정형물은 유리섬유천 또는 부직포인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
13. 제1항에 있어서, 곡면 반사경의 테두리 또는 곡면 반사경 전부를 상기 곡면 반사경을 고정하기 위한 거울 홀더에 안착시키는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
14. 제1항에 있어서, 상기 평면 유리구조체는 강화 유리이고 상기 평면 유리경은 강화 유리경인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
15. 제1항에 있어서, 상기 평면 유리구조체는 비강화 유리이고 상기 평면 유리경은 비강화 유리경인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
16. 제15항에 있어서, 상기 중간 접착층의 두께는 0.1mm 내지 2mm인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
17. 제1항에 있어서, 상기 평면 유리구조체의 두께는 2mm 내지 5mm이고 상기 평면 유리경의 두께는 0.5mm 내지 3.2mm인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
18. 제1항에 있어서, 상기 곡면 반사경은 오목경 또는 볼록경인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
19. 제1항에 있어서, 상기 평면 유리구조체는 다층 평면 유리이고 상기 다층 평면 유리는 연속적이고 큰 사이즈의 접착층에 의해 고정되고 성형되는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
20. 제1항에 있어서, 상기 평면 유리구조체는 이중층 평면 유리이며 제1평면 유리는 상기 평면 유리경에 근접하고 그 아래에 배치되는 제2평면 유리의 사이즈는 상기 제1평면 유리보다 큰 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
21. 제1항에 있어서, 상기 평면 유리경과 상기 제1평면 유리는 축방향에서 어긋난 배열로 상기 제2평면 유리에 배치되어 큰 사이즈의 곡면 반사경을 형성하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
22. 제1항에 있어서, 상기 제2평면 유리, 제1평면 유리는 상기 평면 유리경의 사이즈와 일치하고 축방향에서 엇갈리게 배치하고 고화시켜서 성형되는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경.
23. 평면 유리경, 중간 접착층, 평면 유리구조체를 차례로 곡면 지지장치에 배치하는 단계; 기계방식으로 금형의 지지하에서 만곡 변형시키는 단계; 가열 및/또는 자외선 조사 및/또는 상온 고화 방식에 의해 만곡 변형된 상기 평면 유리구조체, 중간 접착층, 및 평면 유리경을 고화시키고 압착하여 복합 곡면 반사경을 형성하는 단계;를 포함하는 곡면 반사경의 제조방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 고화 및 압착 단계를 수행하기 전에, 상기 평면 유리경의 탄력성을 이용하여 상기 평면 유리경, 평면 유리구조체를 예비적으로 상기 곡면 지지장치에 압착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경의 제조방법.
25. 제23항에 있어서, 평면 유리경, 중간 접착층, 및 평면 유리구조체를 차례로 곡면 지지장치에 배치하는 단계를 수행하기 전에, 상기 곡면 지지장치를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경의 제조방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 곡면 지지장치는 받침대와 곡면 지지부재를 포함하고, 상기 곡면 반사경이 제조된 후의 탄성 회복량이 보충되도록 상기 곡면 지지부재의 곡률이 목적하는 곡면 반사경의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 곡면 반사경의 제조방법.
27. 제23항에 있어서, 상기 고화 및 압착 단계를 수행한 후에, 상기 고화 및 압착 단계 후에 형성된 기기를 다듬고 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경의 제조방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 다듬고 검사하는 단계를 수행한 후에, 상기 형성된 곡면 반사경을 거울 홀더에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경의 제조방법.
29. 제27항에 있어서, 상기 기계적 방식은 금형을 진공 처리하거나 또는 상기 금형내의 평면 유리구조체, 상기 중간 접착층, 및 상기 평면 유리경에 압력을 가하는 것임을 특징으로 하는 곡면 반사경의 제조방법.
    
    

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