본 연구에서는 유리구슬을 사용하여 일반반사지 및 고휘도 반사지를 제조하여 그들의 반사성능과 물리적 특성을 조사하였다. 유리구슬형 재귀반사 시트의 제조 방법에는 봉입렌즈형과 캡슐렌즈형의 두 가지로 구분될 수 있는데 유리구슬이 공기에 노출되는지 그렇지 않은지를 통해서 구분한다. 유리구슬 위를 덮고 있는 층이 있는 봉입렌즈형은 유리구슬 위의 한 개의 층으로 된 캡슐렌즈형에 비해 악천 후에도 휘도 변화가 거의 없다. 유리구슬의 도포량에 따라 휘도가 달라지므로 최적의 도포량을 조사하였고, 다양한 색상을 지니는 유리구슬 형태의 봉입렌즈형 재귀반사 시트와 캡슐렌즈형 재귀반사 시트를 제조하여 입사각과 관찰각에 따른 재귀반사 시트의 휘도를 조사하여 비교하였다. 공기에 노출되는 캡슐렌즈형 백색 재귀반사 시트의 휘도가 $210.4cd/1x{\cdot}m^2$으로 봉입렌즈형의 $74cd/1x{\cdot}m^2$ 보다 높은 것으로 나타났다. 그리고 세탁전과 후의 휘도변화를 통하여 재귀반사 시트의 세탁력과 점착성능을 분석하였는데, 캡슐렌즈형은 세탁 후 유리구슬의 수가 줄었고 또한 알루미늄 증착면이 훼손되어 증착된 부분이 일어난 것을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 유리구슬을 사용하여 일반반사지 및 고휘도 반사지를 제조하여 그들의 반사성능과 물리적 특성을 조사하였다. 유리구슬형 재귀반사 시트의 제조 방법에는 봉입렌즈형과 캡슐렌즈형의 두 가지로 구분될 수 있는데 유리구슬이 공기에 노출되는지 그렇지 않은지를 통해서 구분한다. 유리구슬 위를 덮고 있는 층이 있는 봉입렌즈형은 유리구슬 위의 한 개의 층으로 된 캡슐렌즈형에 비해 악천 후에도 휘도 변화가 거의 없다. 유리구슬의 도포량에 따라 휘도가 달라지므로 최적의 도포량을 조사하였고, 다양한 색상을 지니는 유리구슬 형태의 봉입렌즈형 재귀반사 시트와 캡슐렌즈형 재귀반사 시트를 제조하여 입사각과 관찰각에 따른 재귀반사 시트의 휘도를 조사하여 비교하였다. 공기에 노출되는 캡슐렌즈형 백색 재귀반사 시트의 휘도가 $210.4cd/1x{\cdot}m^2$으로 봉입렌즈형의 $74cd/1x{\cdot}m^2$ 보다 높은 것으로 나타났다. 그리고 세탁전과 후의 휘도변화를 통하여 재귀반사 시트의 세탁력과 점착성능을 분석하였는데, 캡슐렌즈형은 세탁 후 유리구슬의 수가 줄었고 또한 알루미늄 증착면이 훼손되어 증착된 부분이 일어난 것을 확인할 수 있었다.
In this study, engineering grade and high intensity reflective sheets were prepared with glass beads and their reflection performance and physical properties were investigated. The reflective sheets prepared by using glass beads are divided into enclosed or encapsulated lens type, depending on wheth...
In this study, engineering grade and high intensity reflective sheets were prepared with glass beads and their reflection performance and physical properties were investigated. The reflective sheets prepared by using glass beads are divided into enclosed or encapsulated lens type, depending on whether the glass beads are open in air or not. Because of an extra layer on the glass bead surface, the enclosed lens type reflective sheets show very little change in the properties by bad weather conditions, compared to encapsulated lens type reflective sheets. Optimization of the amount of glass beads on the surface was carried out, which determines the retroreflective properties. Enclosed and encapsulated lens type reflective sheets with various colors were prepared and their coefficients of retroreflection were determined. The encapsulated type reflective sheet with white color shows a coefficient of retroreflection of $210.4cd/1x{\cdot}m^2$, which is higher than the enclosed type ($74cd/1x{\cdot}m^2$). Effect of washing on the reflective property and adhesive power of the reflective sheets was investigated, and it is found that the number of glass beads decreased with washing and the aluminum layer deposited was damaged extensively in the encapsulated lens type reflective sheets.
In this study, engineering grade and high intensity reflective sheets were prepared with glass beads and their reflection performance and physical properties were investigated. The reflective sheets prepared by using glass beads are divided into enclosed or encapsulated lens type, depending on whether the glass beads are open in air or not. Because of an extra layer on the glass bead surface, the enclosed lens type reflective sheets show very little change in the properties by bad weather conditions, compared to encapsulated lens type reflective sheets. Optimization of the amount of glass beads on the surface was carried out, which determines the retroreflective properties. Enclosed and encapsulated lens type reflective sheets with various colors were prepared and their coefficients of retroreflection were determined. The encapsulated type reflective sheet with white color shows a coefficient of retroreflection of $210.4cd/1x{\cdot}m^2$, which is higher than the enclosed type ($74cd/1x{\cdot}m^2$). Effect of washing on the reflective property and adhesive power of the reflective sheets was investigated, and it is found that the number of glass beads decreased with washing and the aluminum layer deposited was damaged extensively in the encapsulated lens type reflective sheets.
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문제 정의
)에 따라 재귀반사지는 일반반사지(Engineering grade reflective sheet), 고휘도반사지(High intensity reflective sheet), 초고휘도반사지(Diamond grade reflective sheet)로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 유리구슬을 사용하여 일반반사지 및 고휘도반사지를 제조하고, 그들의 반사성능과 물리적 특성을 조사하였다. 일반반사지는 봉입렌즈형(Enclosed lens type) 구조로 옥외광고, 차량안전표시, 건물번호판 및 각종 스티커 등에 광범위하게 적용되고 있다.
본 연구에서는 유리구슬형의 재귀반사 시트의 제조와 특성 평가를 하였다. 유리구슬형 재귀반사를 캡슐렌즈형과 봉입렌즈형의 두 가지 형태로 제조하였다.
제안 방법
이 휘도 변화를 통해 재귀반사 시트의 세탁력과 점착성능을 알 수 있다. 본 연구에서는 연속으로 50회 세탁 후의 제품을 세탁 전의 제품과 비교하는 방법을 사용하였다. 유리구슬이 공기에 노출되어 있는 캡슐렌즈형 재귀반사 시트를 50회 연속 세탁을 한 제품과 세탁하지 않은 제품의 표면과 단면을 주사전자현미경을 사용하여 분석한 결과를 Figure 7에 나타내었다.
열가소성 폴리에틸렌(PE)이 입혀진 PET층 위에 유리구슬을 고온(PE 녹는점 이상)에서 고르게 도포한다. 알루미늄 증착이 잘되게 하기 위해서 전처리제(Primer)를 사용하여 전처리를 한 후 알루미늄 증착을 균일한 조건에서 실시하며, 폴리우레탄 접착제를 균일한 두께로 도포하고 원단을 붙인 후 PET층을 제거하여 제조한다. 용도에 따라 원단을 붙이기도 하고 원단 없이 제조하기도 한다.
본 연구에서는 유리구슬형의 재귀반사 시트의 제조와 특성 평가를 하였다. 유리구슬형 재귀반사를 캡슐렌즈형과 봉입렌즈형의 두 가지 형태로 제조하였다. 유리구슬 위를 덮고 있는 층이 있는 봉입렌즈형은 유리구슬 위에 한 개의 층이 더 있어 악천후에 휘도 변화가 거의 없지만 캡슐렌즈형에 비해 휘도가 떨어졌다.
대상 데이터
유리구슬의 크기에 따른 사전 연구에 의하면 유리구슬의 크기가 커질수록 그 휘도는 커지나 크기가 커질수록 표면이 거칠어지기 때문에 마모성이 생길 수 있으므로 적절한 휘도를 가지면서 적절한 크기를 갖는 유리구슬이 필요하다. 본 연구에서는 표면이 매끄럽고 마모성이 적은 40-70 ㎛ 정도의 크기를 갖는 유리구슬을 사용하였다.
Figure 2에 나타낸 제조방법에 따라 제조된 캡슐렌즈형 재귀반사 시트의 제조공정 순서에 따른 각각의 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 것을 Figure 5에 나타내었다. 캡슐렌즈형 재귀반사 시트는 봉입렌즈형 시트에서 PE및 skin층을 만드는 두개 공정이 추가 되었으며, 약 320 ㎛의 두께를 갖는 캡슐렌즈형 재귀반사 시트를 제조하였다. 알루미늄을 증착한 후 원단을 붙이고 맨 위 층의 PET를 제거한 완제품을 마지막에 나타내었고 완제품에서 맨 아래 층은 원단을 나타내었다.
성능/효과
9 cd/1x ․ m2으로 가장 우수하게 나타났다. 공기에 노출되는 캡슐렌즈형 백색 재귀반사 시트의 휘도가 210.4 cd/1x․m2으로 봉입렌즈형 시트보다 휘도가 매우 높은 것으로 나타났다. 그러나 공기에 노출 되어 있으므로 이물질이나 물이 묻었을 경우 휘도가 떨어지는 현상이 나타났고, 백색 재귀반사 시트를 50회 연속 세탁 할 경우 휘도가 40 cd/1x․m2 으로 현저히 감소하였다.
4 cd/1x․m2으로 봉입렌즈형 시트보다 휘도가 매우 높은 것으로 나타났다. 그러나 공기에 노출 되어 있으므로 이물질이나 물이 묻었을 경우 휘도가 떨어지는 현상이 나타났고, 백색 재귀반사 시트를 50회 연속 세탁 할 경우 휘도가 40 cd/1x․m2 으로 현저히 감소하였다.
유리구슬 위를 덮고 있는 층이 있는 봉입렌즈형은 유리구슬 위에 한 개의 층이 더 있어 악천후에 휘도 변화가 거의 없지만 캡슐렌즈형에 비해 휘도가 떨어졌다. 그리고 유리구슬의 도포량에 따라 휘도가 달라지므로 최적의 도포량을 찾기 위해 실험을 한 결과 도포량이150 g/m2일 경우 황색 재귀반사 시트의 휘도가 47.9 cd/1x ․ m2으로 가장 우수하게 나타났다. 공기에 노출되는 캡슐렌즈형 백색 재귀반사 시트의 휘도가 210.
표면과 단면을 각각 관찰한 결과, 세탁하지 않은 제품의 경우(왼쪽) 단위 면적당 유리구슬의 수가 많으며 바인더 층에 균일하게 잘 부착되어 있는 것을 알 수 있고 50회 연속 세탁을 한 제품의 경우(오른쪽)에는 단위 면적당 유리구슬의 수가 줄었고 일부 유리구슬이 떨어져 나가서 듬성듬성 비어있는 모습이 관찰되었다. 또한 알루미늄 증착면이 훼손되어 증착된 부분이 일어난 것을 확인할 수 있었다. 백색 재귀반사 시트의 경우 휘도가 세탁 전 210.
유리구슬 형태의 황색 재귀반사 시트의 경우 입사각 +5, 관찰각 0.33 조건에서 유리구슬 도포량에 따른 휘도를 측정한 결과에서 단위 면적당 도포량이 150 g/m2 일 경우가 가장 높은 휘도인 47.9 cd/1x·m2를 나타내어 다른 색상에서도 모두 도포량은 150 g/m2로 고정하였다.
유리구슬이 공기에 노출되어 있는 캡슐렌즈형 재귀반사 시트를 50회 연속 세탁을 한 제품과 세탁하지 않은 제품의 표면과 단면을 주사전자현미경을 사용하여 분석한 결과를 Figure 7에 나타내었다. 표면과 단면을 각각 관찰한 결과, 세탁하지 않은 제품의 경우(왼쪽) 단위 면적당 유리구슬의 수가 많으며 바인더 층에 균일하게 잘 부착되어 있는 것을 알 수 있고 50회 연속 세탁을 한 제품의 경우(오른쪽)에는 단위 면적당 유리구슬의 수가 줄었고 일부 유리구슬이 떨어져 나가서 듬성듬성 비어있는 모습이 관찰되었다. 또한 알루미늄 증착면이 훼손되어 증착된 부분이 일어난 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
4 cd/1x·m2에서 세탁 후 40 cd/1x·m2으로 현저히 감소하였다. 이는 유리구슬과 바인더 층의 접착성 부족과 약한 코팅 층의 결과로 이 부분을 해결하기 위해서 접착성능이 우수한 고분자수지를 위한 추가적인 연구가 더욱 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
재귀반사지는 재귀반사율에 따라 어떻게 구분되는가?
일정 면적의 반사소재에 광원으로부터 일정양의 조도를 줄 경우 반사되는 빛의 세기 즉 재귀반사율(Retroreflectivity: cd/lx․m2)에 따라 재귀반사지는 일반반사지(Engineering grade reflective sheet), 고휘도반사지(High intensity reflective sheet), 초고휘도반사지(Diamond grade reflective sheet)로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 유리구슬을 사용하여 일반반사지 및 고휘도반사지를 제조하고, 그들의 반사성능과 물리적 특성을 조사 하였다.
유리구슬에 의한 재귀반사 원리는 어떤 원리인가?
유리구슬에 의한 재귀반사 원리는 미세한 유리구슬을 원단이나 필름 위에 균일하게 도포하여 입사광을 광원의 방향으로 똑바로 되돌리는 원리다. 특히 재귀반사 성능을 향상시키기 위해 유리구슬의 뒷면에 특수 코팅 처리를 하여 반사 성능을 향상시킨다.
유리구슬의 뒷면에 특수 코팅 처리를 하면 어떠한 현상이 발생하는가?
특히 재귀반사 성능을 향상시키기 위해 유리구슬의 뒷면에 특수 코팅 처리를 하여 반사 성능을 향상시킨다. 각각의 유리구슬 표면에 입사된 빛은 구슬 뒷면에서 굴절된 후 빛이 들어 온 방향과 같은 방향으로 반사되어 나간다.3 마이크로프리즘에 의한 재귀반사 원리는 삼각뿔 모양의 렌즈가 유리구슬과 똑같은 역할을 하며, 입사된 빛은 프리즘 내부의 경사면에서 차례로 굴절되어 광원과 평행한 빛으로 되돌아 나온다. Figure 1에 각각에 대한 재귀반사 원리를 나타내었다.
참고문헌 (7)
J. H. Ahn, I. H. Kim, H. S. Ryu, J. S. Kim, M. Y. Heo, J. W. Park, J. H. Ji, D. H. Back, C. R. Shin, H. J. Ahn, and J. W. Choi, "Retro-reflection sheet, and retro-reflection object, outdoor display apparatus thereof", Korean Patent 10-0934468 (2009).
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