(57)【要約】【課題】透光層がセラミックスで構成されたミラーにおいて、反射性能を維持することができるミラーを提供する。【解決手段】本発明のミラー１０Ａは、セラミックスからなる第１透光層１１と、例えばＡｇからなる反射層１３との間に、アルミナからなる第２透光層１２を設けたため、第１透光層１１に所望の表面強度が得られた。特に、第１透光層１１の熱膨張係数および圧縮応力を、第２透光層１２の熱膨張係数および圧縮応力よりも大きくすることにより、第１透光層１１の表面に傷が生じても、傷そのものが第１透光層１１の表面１１２に留まる。このため、傷が、下層の第２透光層１２や反射層１３に凹みとして拡大せず、反射層１３をガラス製の支持基板１４の表面に設けた場合に、支持基板１４に影響しない。これにより、ミラー１０Ａの反射性能を維持することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなる第１透光層と、
前記第１透光層の裏面に設けられ、前記第１透光層の表面側から入射した光を透過するアルミナからなる第２透光層と、
前記第２透光層の裏面に設けられ、前記第２透光層の表面側から入射した光を反射する反射層と、前記反射層の裏面に支持基板とを備えるミラー。
【請求項２】
前記セラミックスはＳｉＣであることを特徴とする請求項1に記載のミラー。
【請求項３】
前記セラミックスはアモルファスのＳｉＣであることを特徴とする請求項２に記載のミラー。
【請求項４】
前記反射層と前記支持基板との間にアルミナからなる接着層を有することを特徴とする請求項１に記載のミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状セラミックスに反射層を設けたミラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、透光性セラミックスよりなる板状体の裏面に反射膜を被着したセラミックスミラーおよびセラミックスよりなる板状態の裏面に反射膜を被着したセラミックスミラーが記載されている。
反射膜を被着する板状体を強度が大きいセラミックスで構成することにより、ミラーを薄く形成して、軽量化を図ることができる。また、透光性セラミックスで形成される透光層を薄く形成することにより、複屈折による反射光のズレを小さくすることができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２５７１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した特許文献１には、単結晶アルミナセラミックスをはじめとする一部のセラミックスについて記載されているのみであり、それ以外のセラミック材料をミラーに適用することについては検討されていない。
【０００５】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、透光層がセラミックスで構成されたミラーにおいて、反射性能を維持できるミラーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明のミラーは、セラミックスからなる第１透光層と、前記第１透光層の裏面に設けられ、前記第１透光層の表面側から入射した光を透過するアルミナからなる第２透光層と、前記第２透光層の裏面に設けられ、前記第２透光層の表面側から入射した光を反射する反射層と、前記反射層の裏面に支持基板とを備える。
【０００７】
本発明のミラーによれば、セラミックスからなる第１透光層と、例えばＡｇからなる反射層との間に、アルミナからなる第２透光層を設けたため、第１透光層に所望の表面強度を有するセラミックを選定することができる。
特に、第１透光層の熱膨張係数および圧縮応力と、第２透光層の熱膨張係数および圧縮応力と、などを調整することにより、第１透光層に圧縮応力を生じさせ、第１透光層の表面に傷が生じても、傷そのものが第１透光層の表面に留まる。このため、傷が、下層の第２透光層や反射層に凹みとして拡大せず、反射層を例えばガラス製の支持基板の表面に設けた場合に、支持基板に影響しない。
また、第一透光層と第二透光層には界面がありクラックを拡大しにくくする事が出来る。
これにより、ミラーの反射性能を維持することができる。
【０００８】
さらに、本発明のミラーは、以下の態様であることが望ましい。
（１）前記セラミックスはＳｉＣである。
【０００９】
（２）前記セラミックスはアモルファスのＳｉＣである。
【００１０】
（３）前記反射層と前記支持基板との間にアルミナからなる接着層を有する。
反射層の裏面に、アルミナからなる接着層を設けたので、反射層を支持基板の表面に設ける際に、反射層と支持基板との間に接着層が介在することになる。
これにより、反射層と支持基板との間の接着性が向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、透光層がセラミックスで構成されたミラーにおいて、セラミックスからなる第１透光層と、例えばＡｇからなる反射層との間に、アルミナからなる第２透光層を設けたため、表面強度を増すことにより傷の発生を抑えて反射性能を維持できるという効果を有するミラーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るミラーを用いた太陽熱発電装置の全体図
【図２】本発明に係る第１実施形態のミラーの断面図
【図３】本発明に係る第２実施形態のミラーの断面図
【図４】本発明に係る第１実施形態のミラーおよび第２実施形態のミラーと比較例のミラーとを鉛筆硬度試験により生じた傷等を示す図
【図５】比較例のミラーの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のミラーについて説明する。
なお、以下の実施形態において表面とは、光が入射する側の面を指し、裏面とは表面に対して反対側の面を指す。
【００１４】
本発明のミラーは、セラミックスからなる第１透光層と、前記第１透光層の裏面に設けられ、前記第１透光層の表面側から入射した光を透過するアルミナからなる第２透光層と、前記第２透光層の裏面に設けられ、前記第２透光層の表面側から入射した光を反射する反射層と、前記反射層の裏面に支持基板とを備える。
【００１５】
本発明のミラーによれば、セラミックスからなる第１透光層と、例えばＡｇからなる反射層との間に、アルミナからなる第２透光層を設けたため、第１透光層に所望の表面強度を得ることができる。
特に、第１透光層の熱膨張係数および圧縮応力と、第２透光層の熱膨張係数および圧縮応力と、などを調整することにより、第１透光層に圧縮応力を生じさせ、第１透光層の表面に傷が生じても、傷そのものが第１透光層の表面に留まる。このため、傷が、下層の第２透光層や反射層に凹みとして拡大せず、反射層を例えばガラス製の支持基板の表面に設けた場合に、支持基板に影響しない。このため、傷が、下層の第２透光層や反射層に凹みとして拡大せず、反射層を支持基板の表面に設けた場合に、支持基板に影響しない。
これにより、ミラーの反射性能を維持できる。
【００１６】
さらに、本発明のミラーは、以下の態様であることが望ましい。
（１）前記セラミックスはＳｉＣである。
【００１７】
（２）前記セラミックスはアモルファスのＳｉＣである。
【００１８】
（３）前記反射層の裏面に設けられたアルミナからなる接着層を有する。
反射層の裏面に、アルミナからなる接着層を設けたので、反射層を支持基板の表面に設ける際に、反射層と支持基板との間に接着層が介在することになる。
これにより、反射層と支持基板との間の接着性が向上する。
【００１９】
図１には、本発明のミラー１０を用いた太陽熱発電装置２０が示されている。
太陽熱発電装置２０は、例えば中央に複数のタワー２１を有し、タワー２１の上端部に集光鏡２２が取り付けられている。集光鏡２２は、上に凸の楕円形等の曲面の反射面を有しており、反射面を下向き（地表向き）にして取り付けられている。集光鏡２２の下方には、集熱部２３が設けられている。
【００２０】
また、集光鏡２２の下方周囲には、前述した本発明のミラー１０が例えば中央のタワー２１を取り囲むように多数配置されている。ミラー１０は、地上に設けられている支柱２４の上端に傾斜角度（反射角度）および方向を調整可能に取り付けられており、常に太陽光ＢＭを集光鏡２２の反射面に向けて反射させるようになっている
従って、太陽光ＢＭがミラー１０に照射されると、ミラー１０で反射した光は、集光鏡２２に集中する。そして、集光鏡２２に注がれた光は、下方に反射して、集熱部２３に集中する。
集熱部２３は、太陽光ＢＭを熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーを利用して発電を行う。
【００２１】
次に、ミラー１０を具体的に説明する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態のミラー１０Ａについて、図面を用いて説明する。
図２に示すように、本発明に係る実施形態のミラー１０Ａは、セラミックスからなる第１透光層１１と、第１透光層１１の裏面１１１に設けられ第１透光層１１の表面１１２側から入射した光を透過させる第２透光層１２を有する。
第２透光層１２の裏面１２１には、第２透光層１２の表面１２２側から入射した光を反射する反射層１３が設けられている。反射層１３の裏面１３１側には、ガラス製の支持基板１４が設けられている。
なお、支持基板１４は、ガラス製に限定しない。
【００２２】
第１透光層１１は例えばＳｉＣで形成されており、厚さを約２０ｎｍとすることができる。第２透光層１２はアモルファス（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）であるアルミナ（Ａｌ２０３）で形成されており、厚さを例えば約１００ｎｍとすることができる。
第１透光層１１の熱膨張係数および圧縮強度は、第２透光層１２の熱膨張係数および圧縮強度よりも大きく設定されている。
また、反射層１３は例えばＡｇで形成することができ、厚さを約１１０ｎｍとすることができる。Ａｇは、高い太陽反射率を有するので、好ましい。
【００２３】
次に、本実施形態のミラー１０Ａの作用、効果について説明する。
本実施形態のミラー１０Ａによれば、セラミックスからなる第１透光層１１と、Ａｇからなる反射層１３との間に、アルミナからなる第２透光層１２を設けたため、第１透光層１１に所望の表面強度を得ることができる。
また、第１透光層１１の熱膨張係数および圧縮応力を、第２透光層１２の熱膨張係数および圧縮応力よりも大きく設定したので、このため、第１透光層１１の表面１１２に傷が生じても、傷そのものが第１透光層１１の表面１１２に留まる。このため、傷が、下層の第２透光層１２や反射層１３に凹みとして拡大せず、反射層１３を支持するガラス製の支持基板１４に影響しない。
これにより、ミラー１０Ａの反射性能を維持することができる。
【００２４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のミラー１０Ｂを説明する。
なお、前述した第１実施形態のミラー１０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
【００２５】
図３に示すように、第２実施形態のミラー１０Ｂは、セラミックスからなる第１透光層１１と、第１透光層１１の裏面１１１に設けられ第１透光層１１の表面１１２側から入射した光を透過させる第２透光層１２を有する。
第２透光層１２の裏面１２１には、第２透光層１２の表面１２２側から入射した光を反射する反射層１３が設けられている。
反射層１３の裏面１３１には、接着層１５が設けられており、接着層１５の裏面１５１はガラス製の支持基板１４に取り付けられている。
【００２６】
第１透光層１１は例えばＳｉＣで形成されており、厚さを約２０ｎｍとすることができる。第２透光層１２はアモルファス（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）であるアルミナ（Ａｌ２０３）で形成されており、厚さを例えば約１００ｎｍとすることができる。
反射層１３は例えばＡｇで形成することができ、厚さを約１１０ｎｍとすることができる。
【００２７】
ＳｉＣはアルミナよりも硬い皮膜であるので、より傷をつきにくくする事ができる。また、ＳｉＣは硬いアルミナの上（表面）に形成されているので、ＳｉＣの表面からのスクラッチがあったとき、圧力によるアルミナの凹みが抑制されるので、傷の形成を抑える事ができる。また、アルミナはＳｉＣより透明度が高いので、透光層全体での光の吸収を抑える事ができる。
ＳｉＣはアモルファスのＳｉＣである事が好ましい。アモルファスのＳｉＣは、例えばＰＶＤ法で形成することができる。アモルファスのＳｉＣは明確な結晶粒がないので、クラックの進みやすい粒界がなく、傷を付きにくくすることができる。
さらに、ＰＶＤ法で形成されるＳｉＣは高い温度を与えることなく形成できるので、基材に与えるダメージを小さくすることができる。
また、接着層１５はアモルファス（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）であるアルミナ（Ａｌ２０３）で形成されており、厚さを例えば約１００ｎｍとすることができる。
【００２８】
次に、本実施形態のミラー１０Ｂの作用、効果について説明する。
本実施形態のミラー１０Ｂによれば、反射層１３の裏面１３１にアルミナからなる接着層１５を設けた。
すなわち、反射層１３の裏面１３１に、アルミナからなる接着層１５を設けたので、反射層１３をガラス製の支持基板１４の表面１４１に設ける際に、反射層１３とガラス製の支持基板１４との間に接着層１５が介在することになる。
これにより、反射層１３とガラス製の支持基板１４との間の接着性を向上させることができる。
【００２９】
（各実施形態のミラーと従来のミラーとの比較）
図４には、第１実施形態のミラー１０Ａおよび第２実施形態のミラー１０Ｂを、比較例のミラー１０Ｃと比較した結果が示されている。
なお、比較例のミラー１０Ｃは、図５に示すように、サファイア基板１６の表面にＡｇからなる反射層１７を設け、反射層１７の表面に、アルミナ（Ａｌ２０３）を蒸着した透光層１８を有する。
【００３０】
比較は、ミラー１０Ａ、１０Ｂの表面である第１透光層１１の表面１１２およびミラー１０Ｃの表面である透光層１８の表面１８１を、鉛筆で引っ掻いて行った（ＪＩＳ５６００鉛筆硬度試験）。鉛筆は、鉛筆硬度が６Ｈと７Ｈのものを用いた。
その結果、比較例のミラー１０Ｃにおいては、６Ｈの鉛筆で引っ掻いた場合には、局所的なクラック、凹み等、不連続の傷が生じるＢ評価となり、７Ｈの鉛筆で引っ掻いた場合には、連続した傷が多数生じるＤ評価となった。
【００３１】
一方、第１実施形態（実施例１）のミラー１０Ａにおいては、６Ｈの鉛筆で引っ掻いた場合には、傷が生じないＡ評価となり、７Ｈの鉛筆で引っ掻いた場合には、連続した傷が生じるＣ評価となった。
また、第２実施形態（実施例２）のミラー１０Ｂにおいても、第１実施形態のミラー１０Ａの場合と同様に、６Ｈの鉛筆で引っ掻いた場合には、傷が生じないＡ評価となり、７Ｈの鉛筆で引っ掻いた場合には、連続した傷が生じるＣ評価となった。
これにより、第１実施形態のミラー１０Ａおよび第２実施形態のミラー１０Ｂは、比較例のミラー１０Ｃに比較して、表面の硬度が改善されたことがわかる。これに伴い、ミラー１０Ａ、１０Ｂの反射性能を維持することができる。
【００３２】
本発明のミラーは、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態においては、ガラス製の支持基板１４上にミラー１０Ａ、１０Ｂを形成する場合を例示したが、基板としてどんな種類の平面、例えばアルミニウムあるいは鋼のシート金属、プラスチック平板等を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のミラーは、例えば太陽熱発電装置等に用いられる板状セラミックスに反射層を設けたミラーに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  ミラー
１１  第１透光層
１１１  裏面
１１２  表面
１２  第２透光層
１２１  裏面
１２２  表面
１３  反射層
１３１  裏面
１５  接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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