透光玻璃的表面處理方法和用該方法處理后的透光玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了透光玻璃的表面處理方法和用該方法處理后的透光玻璃。為了在不會降低透光量的前提下賦予防眩光性能，本發(fā)明的透光玻璃的表面處理方法包括：噴吹步驟，用于向作為處理對象的具有透光性能的所述玻璃的受光表面上噴射諸如WA(白剛玉：高純度氧化鋁)等磨料顆粒以在所述玻璃的所述受光表面中形成凹凸部，所述磨料顆粒的粒度為#800至#3000(平均粒子直徑14μm至4μm)，且所述磨料顆粒的硬度高于所述玻璃的硬度；以及氫氟酸處理步驟，它跟在所述噴吹步驟之后，用于將所述玻璃的所述受光表面浸入10％至20％濃度的氫氟酸溶液中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)。
【專利說明】透光玻璃的表面處理方法和用該方法處理后的透光玻璃

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及透光玻璃的表面處理方法和經(jīng)過利用該方法的表面處理之后的透光 玻璃，而且更具體地，涉及能夠抑制在透光玻璃的表面處發(fā)生的鏡面反射的表面處理方法 和用該方法處理后的透光玻璃（換句話說，經(jīng)過了利用該方法的表面處理之后的玻璃）。

【背景技術】
[0002] 目前，社會上對于環(huán)境問題的憂慮正在日益增多，并且被稱作"自然能源"或"可再 生能源"（諸如具有低環(huán)境負荷的水力發(fā)電、風力發(fā)電、地熱發(fā)電、波浪發(fā)電和陽光等）的能 源的利用引起了人們的興趣。
[0003] 作為這樣的自然能源的利用的一部分，現(xiàn)今廣泛使用的是通過利用太陽能來執(zhí)行 發(fā)電的光伏發(fā)電（所謂的太陽能發(fā)電），并且該光伏發(fā)電中所使用的光伏模塊變得越來越 普及。
[0004] 這些光伏模塊具有如下的構造：其中，所需數(shù)量的光伏電池被串聯(lián)或并聯(lián)地連接 起來并且并排地布置著，然后被諸如鋼化玻璃（tempered glass)等防護玻璃覆蓋，由此形 成封裝組件。
[0005] 于是，在防護玻璃具有平整表面的情況下，因為在該表面上反射的反射光進入人 們的視野，所以人們會遭受討厭的眩光。因此，從顧及到周邊居民的觀點來看，并且從諸如 港口、機場、道路等設施附近的安全性的觀點來看，借助于經(jīng)過防眩光處理的防護玻璃而被 賦予了防眩光規(guī)格的光伏模塊就變得普及。
[0006] 作為針對光伏模塊的防護玻璃的這種防眩光處理的示例，已經(jīng)提出了被設計成能 夠減弱眩光的很多種技術，例如下列這樣的技術：一種技術是，通過將在其上形成有凹凸部 的光擴散板（light-diffusing sheet)貼裝至防護玻璃的表面來使反射光擴散，由此將防 眩光性能賦予給防護玻璃（日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2001-189479,下文中被稱作 專利文獻'479);另一種技術是，通過在防護玻璃的表面中直接地形成凹凸部來產(chǎn)生漫反 射（日本未經(jīng)審查的專利申請公開No.HEIll-298030,下文中被稱作專利文獻'030);或又 一種技術是，通過在防護玻璃的表面中形成多個平行溝槽來防止反射光集中于某一方向上 (日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2003-188399,下文中被稱作專利文獻' 399)。
[0007] 從具有未經(jīng)過防眩光處理的平整表面的防護玻璃會遭受眩光的原因是：在該防護 玻璃的平整表面上發(fā)生的反射是如圖6A所示的鏡面反射（specular reflection)。
[0008] 換句話說，因為鏡面反射光被反射出來使得其像陽光一樣以準直光束的形式集中 于某一方向上，所以由于該反射光以集中的方式進入某人的視野而導致該人遭受討厭的眩 光。
[0009] 于是，在如上面引用的專利文獻'479中所公開的將表面中形成有凹凸部的光擴 散板接合至防護罩的表面從而使反射光擴散的情況下，或者在如上面引用的專利文獻' 030 和專利文獻' 399中所公開的在防護罩的表面中直接地形成凹凸部或溝槽從而致使反射光 擴散的情況下，因為如圖6B所示，能夠避免反射光集中于某一方向上，所以即使在反射光 的一部分進入視野中的情況下所遭受的眩光也被大大減弱了，且結果是，通過這些方法中 的任一種就能夠賦予防護玻璃有效的防眩光效果。
[0010] 然而，在任何一種情況下，即，在如上面引用的專利文獻'479中所說明的將光擴 散板接合至防護玻璃的表面的情況下或者如專利文獻' 030和專利文獻' 399中所公開的在 防護玻璃的表面中直接地形成凹凸部的情況下，將設置有經(jīng)過這樣的防眩光處理后的防護 玻璃的光伏模塊與設置有未經(jīng)過處理的防護玻璃（對該防護玻璃沒有執(zhí)行防眩光處理）的 光伏模塊相比，發(fā)現(xiàn)前者的發(fā)電效率被降低了。
[0011] 人們認為發(fā)生了這樣的發(fā)電量的降低是因為入射到被設置于防護玻璃下面的層 中的光伏電池上的光量減少了，而該減少是由于使防護玻璃經(jīng)過上述防眩光處理從而使得 減少了穿過防護玻璃的光量所造成的，并且增加了為周邊居民等著想的功能（即防眩光性 能）的代價是，犧牲了作為光伏模塊的基本需求的發(fā)電性能。
[0012] 上述說明中已經(jīng)給出的是以光伏模塊的防護玻璃作為經(jīng)過防眩光處理后的物品 的示例；然而，不僅在光伏模塊的防護玻璃中，而且在被設置于各種其他類型的設備和裝置 中的經(jīng)過防眩光處理后的透光玻璃（例如，利用太陽熱的熱水器的防護玻璃、用于農(nóng)業(yè)用 途和園藝用途的溫室等中的透明面板，等等）中，都會以類似方式出現(xiàn)如下的問題：由于如 上所述地執(zhí)行了防眩光處理，其結果是透光量減少了，且因此造成性能降低。
[0013] 因而，本發(fā)明被構思出來以消除上述傳統(tǒng)技術中的不足，并且本發(fā)明的一個目的 是提供如下的一種透光玻璃表面處理方法：該方法在賦予了透光玻璃防眩光性能的同時， 不僅避免了穿過透光玻璃的光量的減少，還相反地能夠使該光量增加；此外，本發(fā)明的一個 目的是提供一種擁有防眩光性能和高透光性能的透光玻璃，該防眩光性能和該高透光性能 是通過利用所述方法的表面處理來實現(xiàn)的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的透光玻璃的表面處理方法包括如下的工藝，該工藝 包括：
[0015] 噴吹步驟（blasting step)，用于向作為處理對象的具有透光性能的所述玻璃的 受光表面上噴射諸如WA(白剛玉：高純度氧化鋁）等磨料顆粒以在所述玻璃的所述受光表 面中形成凹凸部，所述磨料顆粒具有#800至#3000的粒度（平均粒子直徑14 μ m至4 μ m)， 且所述磨料顆粒的硬度高于所述玻璃的硬度；以及
[0016] 氫氟酸處理步驟，它跟在所述噴吹步驟之后，用于將所述玻璃的所述受光表面浸 入10%至20%濃度的氫氟酸溶液中30秒至600秒。
[0017] 在上面的方法中，執(zhí)行所述噴吹步驟和所述氫氟酸處理步驟以使得：針對經(jīng)過所 述氫氟酸處理之后形成于所述玻璃的所述受光表面中的所述凹凸部，在通過將所述玻璃的 所述受光表面劃分為分別具有規(guī)定尺寸的微小部分（例如，〇. 2913μπι正方形部分）并且測 量各個所述微小部分中的所述凹凸部的谷中從最低部到最高部的高度而獲得的數(shù)值群之 中，4μπι至9μπι的數(shù)值部分占據(jù)了 90%以上。
[0018] 在通過對經(jīng)過所述氫氟酸處理之后形成于所述玻璃的所述受光表面中的所述凹 凸部的粗糙度曲線進行傅里葉變換而獲得的功率譜的分析中，在所述氫氟酸處理之后的所 述粗糙度曲線中波長為500nm至1333nm的波形分量的所述功率譜相對于在所述噴吹之后 且所述氫氟酸處理之前的所述粗糙度曲線中而言增大了。
[0019] 本發(fā)明的透光玻璃是通過噴吹步驟和所述噴吹步驟之后的表面處理步驟而獲得 的，在所述噴吹步驟中，磨料顆粒被噴射到具有透光性能的所述玻璃的受光表面上，并且在 所述表面處理中，所述玻璃被浸入氫氟酸溶液中。
[0020] 在本發(fā)明的上述透光玻璃中，針對浸入所述氫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，在通過將所述玻璃的所述受光表面劃分為分別具有規(guī)定尺寸的 微小部分并且測量各個所述微小部分中的所述凹凸部的谷中從最低部到最高部的高度而 獲得的數(shù)值群之中，4 μ m至9 μ m的數(shù)值部分占據(jù)了 90 %以上。
[0021] 對于上述透光玻璃，其中，在通過對浸入所述氫氟酸溶液中之后所述受光表面的 粗糙度曲線進行傅里葉變換而獲得的功率譜的分析中，波長為500nm至1333nm的所述功率 譜是0. 1 μ m2以上。
[0022] 在本發(fā)明的利用上述方法經(jīng)過表面處理之后的透光玻璃中，在憑借形成于該透光 玻璃的表面中的所述凹凸部而賦予了防眩光性能的同時，能夠獲得比未經(jīng)過處理的透光玻 璃的透光性能高的透光性能。
[0023] 結果，當本發(fā)明的透光玻璃被用作光伏模塊的防護玻璃時，例如，與其上安裝有未 經(jīng)過處理的防護玻璃的光伏模塊相比而言，能夠實現(xiàn)發(fā)電性能的最多超過3%的改善。因 此，可以提供既能夠實現(xiàn)防眩光性能又能夠實現(xiàn)透光量的增加的表面處理方法和透光玻 3? 〇

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 根據(jù)下文中的與附圖相結合而提供的本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細說明，本發(fā)明的目 的和優(yōu)點將會變得明顯。附圖中：
[0025] 圖1是示出了通過將透光玻璃的受光表面劃分為微小部分而獲得的各個部分的 所測出高度的分布的直方圖；
[0026] 圖2示出了在未經(jīng)過處理的狀態(tài)下、在噴吹之后、以及在跟著噴吹步驟的氫氟酸 處理之后的透光玻璃的受光表面的粗糙度曲線；
[0027] 圖3是示出了通過對在噴吹之后的粗糙度曲線和在跟著噴吹步驟的氫氟酸處理 之后的粗糙度曲線進行傅里葉變換而獲得的波長與功率譜之間的關系的圖；
[0028] 圖4A和圖4B是用于解釋透光量的變化的原理（預測的）的圖，其中圖4A是針對 本發(fā)明的，且圖4B是針對比較例的；
[0029] 圖5是用于解釋透過防護玻璃而傳播的光的束縛的原理（預測的）的圖；以及
[0030] 圖6A和圖6B是用于解釋在受光表面處的反射的圖，其中圖6A是用于解釋鏡面反 射的圖，并且圖6B是用于解釋漫反射的圖。

【具體實施方式】
[0031] 本發(fā)明的表面處理方法包括噴吹步驟和氫氟酸處理步驟，該噴吹步驟是在作為處 理對象的透光玻璃的受光表面上執(zhí)行噴吹，該氫氟酸處理步驟是在上述噴吹步驟之后將待 處理的該表面浸入氫氟酸中。
[0032] 能夠用本發(fā)明的表面處理方法進行處理的透光玻璃沒有特別地限制，并且除了 可以使用諸如浮法玻璃（float glass)等普通玻璃之外，也可以使用例如像鋼化玻璃一 樣經(jīng)過特殊處理的玻璃。此外，關于材料，可以使用各種不同類型的已知玻璃作為處理 對象，例如鈉1丐玻璃（soda lime glass)、無堿玻璃（non-alkaline glass)、錯娃酸鹽玻 璃（aluminosilicate glass)、石英玻璃、硼娃酸鹽玻璃（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，在作為處理對象的透光玻璃的受光表面上執(zhí)行噴吹。該噴吹是通過如 下方式來執(zhí)行的：向透光玻璃的受光表面上噴射磨料顆粒，使得磨料顆粒與該受光表面碰 撞，因此形成凹凸部。通過以這種方式在透光玻璃的待處理表面上預先形成凹凸部，就控制 了通過稍后說明的由氫氟酸處理進行的蝕刻而最終形成的表面凹凸部的輪廓（profile)。 [0034] 上述噴吹中所使用的磨料顆粒必須在作為處理對象的透光玻璃上展現(xiàn)出切削能 力，并且使用了硬度比作為處理對象的玻璃的硬度高的磨料顆粒（約4. 5至6. 5的新莫氏 硬度）。
[0035] 作為這樣的磨料顆粒，可以使用具有網(wǎng)格形狀的陶瓷系（ceramic-based)磨料顆 粒，例如氧化鋁（新莫氏硬度：12)、碳化硅（新莫氏硬度：13)、鋯石（新莫氏硬度：9)等，并 且使用了粒度在#800至#3000范圍內(nèi)（平均粒子直徑為14 μ m至4 μ m)的那些顆粒。
[0036] 可以通過使用已知的噴吹裝置，來將磨料顆粒與諸如壓縮空氣等壓縮氣體一起噴 射出去。
[0037] 能夠使用的噴吹裝置除了可以是別的類型之外尤其包括直壓型 (direct-pressure type)和吸揚型（suction type)，在上述直壓型中，注入至加壓罐中的磨 料顆粒被加壓然后與壓縮氣體一起被噴射出來，而在上述吸揚型中，磨料顆粒與壓縮氣體 的氣流混合然后被噴射出來，并且可以使用任一種方法。
[0038] 關于噴射條件，可以在一般噴吹處理中所采用的條件的范圍內(nèi)執(zhí)行該噴射；例如， 能夠按照噴射壓力為〇. 3MPa至0. 5MPa和噴射時間為約500s/m2至600s/m2來執(zhí)行噴射。
[0039] 在透光玻璃的受光表面經(jīng)過了上面的噴吹步驟之后，它被浸入氫氟酸溶液中，以 便增大通過上述噴吹步驟而在受光表面中形成的凹凸部中的起伏（幅度）。
[0040] 10%至20%溶液被用作在氫氟酸處理中所使用的氫氟酸溶液，并且該處理被執(zhí)行 介于30秒至600秒范圍內(nèi)的浸入時間。
[0041] 1.用于確認處理條件的實驗
[0042] 實驗目的
[0043] 為了確認能夠在不減少透光量的前提下賦予防眩光性能的噴吹條件和氫氟酸處 理條件。
[0044] 實驗方法
[0045] 通過使用噴射壓力為0· 5MPa且噴嘴距離被設定為60mm的直壓型噴吹裝置來在光 伏模塊的90mmX90mm防護玻璃的受光表面上執(zhí)行噴吹，接著利用氫氟酸處理來蝕刻該防 護玻璃的受光表面，由此執(zhí)行了表面處理，然后測量出其上安裝有經(jīng)過該表面處理之后的 防護玻璃的光伏模塊的短路電流。
[0046] 用兩個處理時間，即6. 72秒和13. 44秒，在一個防護玻璃（90mmX 90mm)上執(zhí)行噴 吹，其包括重疊部分（50mmX90mm)。
[0047] 在上述的表面處理的期間內(nèi)，下列的處理條件（1)至（5)是變化的：
[0048] (1)該噴吹中所使用的磨料顆粒的粒度，
[0049] (2)該噴吹所用的處理時間，
[0050] (3)該噴吹中所使用的磨料顆粒的材料，
[0051] (4)氫氟酸處理中的氟化氫濃度，以及
[0052] (5)氫氟酸處理中的浸入時間；
[0053] 并且與安裝有未經(jīng)過處理的防護玻璃的光伏模塊的短路電流（比較例1)相比較， 測量出短路電流是如何變化的。
[0054] 此外，作為比較例2至比較例5,還測量出了如下光伏模塊的短路電流：該光伏模 塊上安裝有僅經(jīng)過噴吹但是未經(jīng)過隨后的氫氟酸處理的防護玻璃。
[0055] 實驗結果
[0056] 下文中，表1和表2示出了上述各實驗的結果。
[0057] 表 1
[0058] 用于確認處理條件（噴吹條件的變化）的實驗的結果
[0059]

【權利要求】
1. 透光玻璃的表面處理方法，所述方法包含如下工藝，該工藝包括： 噴吹步驟，用于向作為處理對象的具有透光性能的所述玻璃的受光表面上噴射磨料顆 粒以在所述玻璃的所述受光表面中形成凹凸部，所述磨料顆粒的粒度為#800至#3000,且 所述磨料顆粒的硬度高于所述玻璃的硬度；以及 氫氟酸處理步驟，它跟在所述噴吹步驟之后，用于將所述玻璃的所述受光表面浸入 10%至20%濃度的氫氟酸溶液中30秒至600秒。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行所述噴吹步驟和所述氫氟酸處理步驟以 使得：針對經(jīng)過所述氫氟酸處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 通過將所述玻璃的所述受光表面劃分為分別具有規(guī)定尺寸的微小部分并且測量各個所述 微小部分中的所述凹凸部的谷中從最低部到最高部的高度而獲得的數(shù)值群之中，4μπι至 9μπι的數(shù)值部分占據(jù)了 90%以上。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中在通過對經(jīng)過所述氫氟酸處理之后形成于所 述玻璃的所述受光表面中的所述凹凸部的粗糙度曲線進行傅里葉變換而獲得的功率譜的 分析中，在所述氫氟酸處理之后的所述粗糙度曲線中波長為500nm至1333nm的波形分量的 所述功率譜相對于在所述噴吹之后且所述氫氟酸處理之前的所述粗糙度曲線中而言增大 了。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中所述磨料顆粒是白剛玉磨料顆?；蚓G色金剛 砂磨料顆粒。
5. 透光玻璃，所述透光玻璃是通過噴吹步驟和所述噴吹步驟之后的表面處理步驟而獲 得的，在所述噴吹步驟中，向具有透光性能的所述玻璃的受光表面上噴射磨料顆粒，并且在 所述表面處理中，所述玻璃被浸入氫氟酸溶液中， 其中，針對浸入所述氫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， 在通過將所述玻璃的所述受光表面劃分為分別具有規(guī)定尺寸的微小部分并且測量各個所 述微小部分中的所述凹凸部的谷中從最低部到最高部的高度而獲得的數(shù)值群之中，4μπι至 9μπι的數(shù)值部分占據(jù)了 90%以上。
6. 根據(jù)權利要求5所述的透光玻璃，其中在通過對浸入所述氫氟酸溶液中之后所述玻 璃的所述受光表面的粗糙度曲線進行傅里葉變換而獲得的功率譜的分析中，波長為500nm 至1333nm的所述功率譜是0· 1 μ m2以上。
7. 根據(jù)權利要求5或6所述的透光玻璃，其中所述磨料顆粒是白剛玉磨料顆?；蚓G色 金剛砂磨料顆粒。
【文檔編號】B24C1/00GK104230172SQ201410250384
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權日:2013年6月6日
【發(fā)明者】間瀬惠二, 月田盛夫 申請人:株式會社不二制作所