透光玻璃的表面处理方法和用该方法处理后的透光玻璃的制作方法

透光玻璃的表面处理方法和用该方法处理后的透光玻璃的制作方法
【专利摘要】本发明公开了透光玻璃的表面处理方法和用该方法处理后的透光玻璃。为了在不会降低透光量的前提下赋予防眩光性能，本发明的透光玻璃的表面处理方法包括：喷吹步骤，用于向作为处理对象的具有透光性能的所述玻璃的受光表面上喷射诸如WA(白刚玉：高纯度氧化铝)等磨料颗粒以在所述玻璃的所述受光表面中形成凹凸部，所述磨料颗粒的粒度为#800至#3000(平均粒子直径14μm至4μm)，且所述磨料颗粒的硬度高于所述玻璃的硬度；以及氢氟酸处理步骤，它跟在所述喷吹步骤之后，用于将所述玻璃的所述受光表面浸入10％至20％浓度的氢氟酸溶液中30秒至600秒，由此增加所述透光玻璃的所述受光表面中的凹凸部的高度(幅度)。
【专利说明】透光玻璃的表面处理方法和用该方法处理后的透光玻璃

【技术领域】
[0001] 本发明涉及透光玻璃的表面处理方法和经过利用该方法的表面处理之后的透光 玻璃，而且更具体地，涉及能够抑制在透光玻璃的表面处发生的镜面反射的表面处理方法 和用该方法处理后的透光玻璃（换句话说，经过了利用该方法的表面处理之后的玻璃）。

【背景技术】
[0002] 目前，社会上对于环境问题的忧虑正在日益增多，并且被称作"自然能源"或"可再 生能源"（诸如具有低环境负荷的水力发电、风力发电、地热发电、波浪发电和阳光等）的能 源的利用引起了人们的兴趣。
[0003] 作为这样的自然能源的利用的一部分，现今广泛使用的是通过利用太阳能来执行 发电的光伏发电（所谓的太阳能发电），并且该光伏发电中所使用的光伏模块变得越来越 普及。
[0004] 这些光伏模块具有如下的构造：其中，所需数量的光伏电池被串联或并联地连接 起来并且并排地布置着，然后被诸如钢化玻璃（tempered glass)等防护玻璃覆盖，由此形 成封装组件。
[0005] 于是，在防护玻璃具有平整表面的情况下，因为在该表面上反射的反射光进入人 们的视野，所以人们会遭受讨厌的眩光。因此，从顾及到周边居民的观点来看，并且从诸如 港口、机场、道路等设施附近的安全性的观点来看，借助于经过防眩光处理的防护玻璃而被 赋予了防眩光规格的光伏模块就变得普及。
[0006] 作为针对光伏模块的防护玻璃的这种防眩光处理的示例，已经提出了被设计成能 够减弱眩光的很多种技术，例如下列这样的技术：一种技术是，通过将在其上形成有凹凸部 的光扩散板（light-diffusing sheet)贴装至防护玻璃的表面来使反射光扩散，由此将防 眩光性能赋予给防护玻璃（日本未经审查的专利申请公开No. 2001-189479,下文中被称作 专利文献'479);另一种技术是，通过在防护玻璃的表面中直接地形成凹凸部来产生漫反 射（日本未经审查的专利申请公开No.HEIll-298030,下文中被称作专利文献'030);或又 一种技术是，通过在防护玻璃的表面中形成多个平行沟槽来防止反射光集中于某一方向上 (日本未经审查的专利申请公开No. 2003-188399,下文中被称作专利文献' 399)。
[0007] 从具有未经过防眩光处理的平整表面的防护玻璃会遭受眩光的原因是：在该防护 玻璃的平整表面上发生的反射是如图6A所示的镜面反射（specular reflection)。
[0008] 换句话说，因为镜面反射光被反射出来使得其像阳光一样以准直光束的形式集中 于某一方向上，所以由于该反射光以集中的方式进入某人的视野而导致该人遭受讨厌的眩 光。
[0009] 于是，在如上面引用的专利文献'479中所公开的将表面中形成有凹凸部的光扩 散板接合至防护罩的表面从而使反射光扩散的情况下，或者在如上面引用的专利文献' 030 和专利文献' 399中所公开的在防护罩的表面中直接地形成凹凸部或沟槽从而致使反射光 扩散的情况下，因为如图6B所示，能够避免反射光集中于某一方向上，所以即使在反射光 的一部分进入视野中的情况下所遭受的眩光也被大大减弱了，且结果是，通过这些方法中 的任一种就能够赋予防护玻璃有效的防眩光效果。
[0010] 然而，在任何一种情况下，即，在如上面引用的专利文献'479中所说明的将光扩 散板接合至防护玻璃的表面的情况下或者如专利文献' 030和专利文献' 399中所公开的在 防护玻璃的表面中直接地形成凹凸部的情况下，将设置有经过这样的防眩光处理后的防护 玻璃的光伏模块与设置有未经过处理的防护玻璃（对该防护玻璃没有执行防眩光处理）的 光伏模块相比，发现前者的发电效率被降低了。
[0011] 人们认为发生了这样的发电量的降低是因为入射到被设置于防护玻璃下面的层 中的光伏电池上的光量减少了，而该减少是由于使防护玻璃经过上述防眩光处理从而使得 减少了穿过防护玻璃的光量所造成的，并且增加了为周边居民等着想的功能（即防眩光性 能）的代价是，牺牲了作为光伏模块的基本需求的发电性能。
[0012] 上述说明中已经给出的是以光伏模块的防护玻璃作为经过防眩光处理后的物品 的示例；然而，不仅在光伏模块的防护玻璃中，而且在被设置于各种其他类型的设备和装置 中的经过防眩光处理后的透光玻璃（例如，利用太阳热的热水器的防护玻璃、用于农业用 途和园艺用途的温室等中的透明面板，等等）中，都会以类似方式出现如下的问题：由于如 上所述地执行了防眩光处理，其结果是透光量减少了，且因此造成性能降低。
[0013] 因而，本发明被构思出来以消除上述传统技术中的不足，并且本发明的一个目的 是提供如下的一种透光玻璃表面处理方法：该方法在赋予了透光玻璃防眩光性能的同时， 不仅避免了穿过透光玻璃的光量的减少，还相反地能够使该光量增加；此外，本发明的一个 目的是提供一种拥有防眩光性能和高透光性能的透光玻璃，该防眩光性能和该高透光性能 是通过利用所述方法的表面处理来实现的。


【发明内容】

[0014] 为了实现上述目的，本发明的透光玻璃的表面处理方法包括如下的工艺，该工艺 包括：
[0015] 喷吹步骤（blasting step)，用于向作为处理对象的具有透光性能的所述玻璃的 受光表面上喷射诸如WA(白刚玉：高纯度氧化铝）等磨料颗粒以在所述玻璃的所述受光表 面中形成凹凸部，所述磨料颗粒具有#800至#3000的粒度（平均粒子直径14 μ m至4 μ m)， 且所述磨料颗粒的硬度高于所述玻璃的硬度；以及
[0016] 氢氟酸处理步骤，它跟在所述喷吹步骤之后，用于将所述玻璃的所述受光表面浸 入10%至20%浓度的氢氟酸溶液中30秒至600秒。
[0017] 在上面的方法中，执行所述喷吹步骤和所述氢氟酸处理步骤以使得：针对经过所 述氢氟酸处理之后形成于所述玻璃的所述受光表面中的所述凹凸部，在通过将所述玻璃的 所述受光表面划分为分别具有规定尺寸的微小部分（例如，〇. 2913μπι正方形部分）并且测 量各个所述微小部分中的所述凹凸部的谷中从最低部到最高部的高度而获得的数值群之 中，4μπι至9μπι的数值部分占据了 90%以上。
[0018] 在通过对经过所述氢氟酸处理之后形成于所述玻璃的所述受光表面中的所述凹 凸部的粗糙度曲线进行傅里叶变换而获得的功率谱的分析中，在所述氢氟酸处理之后的所 述粗糙度曲线中波长为500nm至1333nm的波形分量的所述功率谱相对于在所述喷吹之后 且所述氢氟酸处理之前的所述粗糙度曲线中而言增大了。
[0019] 本发明的透光玻璃是通过喷吹步骤和所述喷吹步骤之后的表面处理步骤而获得 的，在所述喷吹步骤中，磨料颗粒被喷射到具有透光性能的所述玻璃的受光表面上，并且在 所述表面处理中，所述玻璃被浸入氢氟酸溶液中。
[0020] 在本发明的上述透光玻璃中，针对浸入所述氢氟酸溶液中之后在所述玻璃的所述 受光表面中形成的凹凸部，在通过将所述玻璃的所述受光表面划分为分别具有规定尺寸的 微小部分并且测量各个所述微小部分中的所述凹凸部的谷中从最低部到最高部的高度而 获得的数值群之中，4 μ m至9 μ m的数值部分占据了 90 %以上。
[0021] 对于上述透光玻璃，其中，在通过对浸入所述氢氟酸溶液中之后所述受光表面的 粗糙度曲线进行傅里叶变换而获得的功率谱的分析中，波长为500nm至1333nm的所述功率 谱是0. 1 μ m2以上。
[0022] 在本发明的利用上述方法经过表面处理之后的透光玻璃中，在凭借形成于该透光 玻璃的表面中的所述凹凸部而赋予了防眩光性能的同时，能够获得比未经过处理的透光玻 璃的透光性能高的透光性能。
[0023] 结果，当本发明的透光玻璃被用作光伏模块的防护玻璃时，例如，与其上安装有未 经过处理的防护玻璃的光伏模块相比而言，能够实现发电性能的最多超过3%的改善。因 此，可以提供既能够实现防眩光性能又能够实现透光量的增加的表面处理方法和透光玻 3? 〇

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 根据下文中的与附图相结合而提供的本发明优选实施例的详细说明，本发明的目 的和优点将会变得明显。附图中：
[0025] 图1是示出了通过将透光玻璃的受光表面划分为微小部分而获得的各个部分的 所测出高度的分布的直方图；
[0026] 图2示出了在未经过处理的状态下、在喷吹之后、以及在跟着喷吹步骤的氢氟酸 处理之后的透光玻璃的受光表面的粗糙度曲线；
[0027] 图3是示出了通过对在喷吹之后的粗糙度曲线和在跟着喷吹步骤的氢氟酸处理 之后的粗糙度曲线进行傅里叶变换而获得的波长与功率谱之间的关系的图；
[0028] 图4A和图4B是用于解释透光量的变化的原理（预测的）的图，其中图4A是针对 本发明的，且图4B是针对比较例的；
[0029] 图5是用于解释透过防护玻璃而传播的光的束缚的原理（预测的）的图；以及
[0030] 图6A和图6B是用于解释在受光表面处的反射的图，其中图6A是用于解释镜面反 射的图，并且图6B是用于解释漫反射的图。

【具体实施方式】
[0031] 本发明的表面处理方法包括喷吹步骤和氢氟酸处理步骤，该喷吹步骤是在作为处 理对象的透光玻璃的受光表面上执行喷吹，该氢氟酸处理步骤是在上述喷吹步骤之后将待 处理的该表面浸入氢氟酸中。
[0032] 能够用本发明的表面处理方法进行处理的透光玻璃没有特别地限制，并且除了 可以使用诸如浮法玻璃（float glass)等普通玻璃之外，也可以使用例如像钢化玻璃一 样经过特殊处理的玻璃。此外，关于材料，可以使用各种不同类型的已知玻璃作为处理 对象，例如钠1丐玻璃（soda lime glass)、无碱玻璃（non-alkaline glass)、错娃酸盐玻 璃（aluminosilicate glass)、石英玻璃、硼娃酸盐玻璃（borosilicate glass)、秘基玻璃 (bismuth-based glass)等，且也可以使用有色玻璃。
[0033] 如上所述，在作为处理对象的透光玻璃的受光表面上执行喷吹。该喷吹是通过如 下方式来执行的：向透光玻璃的受光表面上喷射磨料颗粒，使得磨料颗粒与该受光表面碰 撞，因此形成凹凸部。通过以这种方式在透光玻璃的待处理表面上预先形成凹凸部，就控制 了通过稍后说明的由氢氟酸处理进行的蚀刻而最终形成的表面凹凸部的轮廓（profile)。 [0034] 上述喷吹中所使用的磨料颗粒必须在作为处理对象的透光玻璃上展现出切削能 力，并且使用了硬度比作为处理对象的玻璃的硬度高的磨料颗粒（约4. 5至6. 5的新莫氏 硬度）。
[0035] 作为这样的磨料颗粒，可以使用具有网格形状的陶瓷系（ceramic-based)磨料颗 粒，例如氧化铝（新莫氏硬度：12)、碳化硅（新莫氏硬度：13)、锆石（新莫氏硬度：9)等，并 且使用了粒度在#800至#3000范围内（平均粒子直径为14 μ m至4 μ m)的那些颗粒。
[0036] 可以通过使用已知的喷吹装置，来将磨料颗粒与诸如压缩空气等压缩气体一起喷 射出去。
[0037] 能够使用的喷吹装置除了可以是别的类型之外尤其包括直压型 (direct-pressure type)和吸扬型（suction type)，在上述直压型中，注入至加压罐中的磨 料颗粒被加压然后与压缩气体一起被喷射出来，而在上述吸扬型中，磨料颗粒与压缩气体 的气流混合然后被喷射出来，并且可以使用任一种方法。
[0038] 关于喷射条件，可以在一般喷吹处理中所采用的条件的范围内执行该喷射；例如， 能够按照喷射压力为〇. 3MPa至0. 5MPa和喷射时间为约500s/m2至600s/m2来执行喷射。
[0039] 在透光玻璃的受光表面经过了上面的喷吹步骤之后，它被浸入氢氟酸溶液中，以 便增大通过上述喷吹步骤而在受光表面中形成的凹凸部中的起伏（幅度）。
[0040] 10%至20%溶液被用作在氢氟酸处理中所使用的氢氟酸溶液，并且该处理被执行 介于30秒至600秒范围内的浸入时间。
[0041] 1.用于确认处理条件的实验
[0042] 实验目的
[0043] 为了确认能够在不减少透光量的前提下赋予防眩光性能的喷吹条件和氢氟酸处 理条件。
[0044] 实验方法
[0045] 通过使用喷射压力为0· 5MPa且喷嘴距离被设定为60mm的直压型喷吹装置来在光 伏模块的90mmX90mm防护玻璃的受光表面上执行喷吹，接着利用氢氟酸处理来蚀刻该防 护玻璃的受光表面，由此执行了表面处理，然后测量出其上安装有经过该表面处理之后的 防护玻璃的光伏模块的短路电流。
[0046] 用两个处理时间，即6. 72秒和13. 44秒，在一个防护玻璃（90mmX 90mm)上执行喷 吹，其包括重叠部分（50mmX90mm)。
[0047] 在上述的表面处理的期间内，下列的处理条件（1)至（5)是变化的：
[0048] (1)该喷吹中所使用的磨料颗粒的粒度，
[0049] (2)该喷吹所用的处理时间，
[0050] (3)该喷吹中所使用的磨料颗粒的材料，
[0051] (4)氢氟酸处理中的氟化氢浓度，以及
[0052] (5)氢氟酸处理中的浸入时间；
[0053] 并且与安装有未经过处理的防护玻璃的光伏模块的短路电流（比较例1)相比较， 测量出短路电流是如何变化的。
[0054] 此外，作为比较例2至比较例5,还测量出了如下光伏模块的短路电流：该光伏模 块上安装有仅经过喷吹但是未经过随后的氢氟酸处理的防护玻璃。
[0055] 实验结果
[0056] 下文中，表1和表2示出了上述各实验的结果。
[0057] 表 1
[0058] 用于确认处理条件（喷吹条件的变化）的实验的结果
[0059]

【权利要求】
1. 透光玻璃的表面处理方法，所述方法包含如下工艺，该工艺包括： 喷吹步骤，用于向作为处理对象的具有透光性能的所述玻璃的受光表面上喷射磨料颗 粒以在所述玻璃的所述受光表面中形成凹凸部，所述磨料颗粒的粒度为#800至#3000,且 所述磨料颗粒的硬度高于所述玻璃的硬度；以及 氢氟酸处理步骤，它跟在所述喷吹步骤之后，用于将所述玻璃的所述受光表面浸入 10%至20%浓度的氢氟酸溶液中30秒至600秒。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述喷吹步骤和所述氢氟酸处理步骤以 使得：针对经过所述氢氟酸处理之后形成于所述玻璃的所述受光表面中的所述凹凸部，在 通过将所述玻璃的所述受光表面划分为分别具有规定尺寸的微小部分并且测量各个所述 微小部分中的所述凹凸部的谷中从最低部到最高部的高度而获得的数值群之中，4μπι至 9μπι的数值部分占据了 90%以上。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中在通过对经过所述氢氟酸处理之后形成于所 述玻璃的所述受光表面中的所述凹凸部的粗糙度曲线进行傅里叶变换而获得的功率谱的 分析中，在所述氢氟酸处理之后的所述粗糙度曲线中波长为500nm至1333nm的波形分量的 所述功率谱相对于在所述喷吹之后且所述氢氟酸处理之前的所述粗糙度曲线中而言增大 了。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述磨料颗粒是白刚玉磨料颗粒或绿色金刚 砂磨料颗粒。
5. 透光玻璃，所述透光玻璃是通过喷吹步骤和所述喷吹步骤之后的表面处理步骤而获 得的，在所述喷吹步骤中，向具有透光性能的所述玻璃的受光表面上喷射磨料颗粒，并且在 所述表面处理中，所述玻璃被浸入氢氟酸溶液中， 其中，针对浸入所述氢氟酸溶液中之后在所述玻璃的所述受光表面中形成的凹凸部， 在通过将所述玻璃的所述受光表面划分为分别具有规定尺寸的微小部分并且测量各个所 述微小部分中的所述凹凸部的谷中从最低部到最高部的高度而获得的数值群之中，4μπι至 9μπι的数值部分占据了 90%以上。
6. 根据权利要求5所述的透光玻璃，其中在通过对浸入所述氢氟酸溶液中之后所述玻 璃的所述受光表面的粗糙度曲线进行傅里叶变换而获得的功率谱的分析中，波长为500nm 至1333nm的所述功率谱是0· 1 μ m2以上。
7. 根据权利要求5或6所述的透光玻璃，其中所述磨料颗粒是白刚玉磨料颗粒或绿色 金刚砂磨料颗粒。
【文档编号】B24C1/00GK104230172SQ201410250384
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2013年6月6日
【发明者】间瀬惠二, 月田盛夫 申请人:株式会社不二制作所