본 연구에서는 마이크로프리즘 방식으로 재귀반사지를 제조하여 기존의 재귀반사 제조방법인 유리구슬을 사용한 캡슐렌즈형 재귀반사지와 특성을 비교하였다. 마이크로프리즘 방식을 이용하여 제조된 재귀반사는 프리즘이 정확하게 배열되어 있으며 깨끗하게 적층되어 있었다. 그러나 유리구슬을 사용한 캡슐렌즈형 재귀반사지는 큰 균열이나 부서짐 없이 뚜렷한 각층을 가지고 있으나 융착 단계에서 약간의 유리구슬이 이탈하는 현상이 발생하였고, 표면이 균일하지 못하였으며 PET층과의 틈이 발생하는 것을 알 수 있었다. 알루미늄 증착 공정, 코팅 공정 및 대량의 유리구슬을 사용하여 제조되는 유리구슬 재귀반사지는 생산단가와 다양한 설비를 요구하는 반면, 마이크로프리즘 재귀반사지는 제조하는 방법은 비슷하나 단순한 공정으로 구성되어 생산 시간 및 단가를 줄일 뿐만 아니라 유리구슬을 사용한 재귀반사지에 비해 뛰어난 휘도와 측면 휘도를 가지고 있어서 보다 선명한 도로표지용 재귀반사지를 제조할 수 있는 특성이 있다.
본 연구에서는 마이크로프리즘 방식으로 재귀반사지를 제조하여 기존의 재귀반사 제조방법인 유리구슬을 사용한 캡슐렌즈형 재귀반사지와 특성을 비교하였다. 마이크로프리즘 방식을 이용하여 제조된 재귀반사는 프리즘이 정확하게 배열되어 있으며 깨끗하게 적층되어 있었다. 그러나 유리구슬을 사용한 캡슐렌즈형 재귀반사지는 큰 균열이나 부서짐 없이 뚜렷한 각층을 가지고 있으나 융착 단계에서 약간의 유리구슬이 이탈하는 현상이 발생하였고, 표면이 균일하지 못하였으며 PET층과의 틈이 발생하는 것을 알 수 있었다. 알루미늄 증착 공정, 코팅 공정 및 대량의 유리구슬을 사용하여 제조되는 유리구슬 재귀반사지는 생산단가와 다양한 설비를 요구하는 반면, 마이크로프리즘 재귀반사지는 제조하는 방법은 비슷하나 단순한 공정으로 구성되어 생산 시간 및 단가를 줄일 뿐만 아니라 유리구슬을 사용한 재귀반사지에 비해 뛰어난 휘도와 측면 휘도를 가지고 있어서 보다 선명한 도로표지용 재귀반사지를 제조할 수 있는 특성이 있다.
Prismatic reflective sheets were prepared using microprisms, and their retroreflection and structural properties were investigated and compared with encapsulated lens type reflective sheets based on glass beads. As prepared, the prismatic reflective sheets show well arranged array of microprisms. Th...
Prismatic reflective sheets were prepared using microprisms, and their retroreflection and structural properties were investigated and compared with encapsulated lens type reflective sheets based on glass beads. As prepared, the prismatic reflective sheets show well arranged array of microprisms. The arrangement of glass beads in encapsulated lens type reflective sheets is also found to be uniform without any cracks. However, during the coating process of the PET layer, the beads are coming out and the gaps are formed due to the application of high pressure. Even though the preparation method for reflective sheets based on microprisms is similar to that of reflective sheets based on glass beads, the method is relatively simple and cost effective, and also needs less time. Prismatic reflective sheets show higher coefficient of retroreflection from all entrance angles compared to reflective sheets based on glass beads. The results prove that the prismatic reflective sheets can be used for preparing the traffic sign boards to secure a clear view.
Prismatic reflective sheets were prepared using microprisms, and their retroreflection and structural properties were investigated and compared with encapsulated lens type reflective sheets based on glass beads. As prepared, the prismatic reflective sheets show well arranged array of microprisms. The arrangement of glass beads in encapsulated lens type reflective sheets is also found to be uniform without any cracks. However, during the coating process of the PET layer, the beads are coming out and the gaps are formed due to the application of high pressure. Even though the preparation method for reflective sheets based on microprisms is similar to that of reflective sheets based on glass beads, the method is relatively simple and cost effective, and also needs less time. Prismatic reflective sheets show higher coefficient of retroreflection from all entrance angles compared to reflective sheets based on glass beads. The results prove that the prismatic reflective sheets can be used for preparing the traffic sign boards to secure a clear view.
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문제 정의
본 연구에서는 기존의 재귀반사 제조방법의 단조로운 상태에 무늬를 넣어 시각적인 효과를 높이는 동시에 원재료인 유리구슬을 사용하는 방식 대신 마이크로프리즘 방식으로 재귀반사지를 제조하고자 한다.2,3 마이크로프리즘을 사용하면 유리구슬을 위한 공정이 사라짐으로 제조 공정과 시간이 단축되어 제조 원가 절감과 반영구적인 연속제조가 가능하므로 전체 제조 공정 관리비가 감소하여 생산비 절감과 생산 효율 증가한다.
본 연구에서는 마이크로프리즘 재귀반사 시트의 제조 및 특성에 대하여 알아보았다. 현재 도로용으로 많이 쓰이는 유리구슬형 재귀반사 시트는 캡슐렌즈형인데 이는 내후성은 좋으나 휘도가 떨어지는 단점이 있다.
제안 방법
Figure 5에 나타낸 바와 같이 최종적으로 평균 320 ㎛ 이하의 두께를 갖는 다양한 색상의 마이크로프리즘 재귀반사지를 제조하고, 각각의 휘도를 측정하였다. 백색, 황색 및 청색 기준으로 마이크로프리즘 재귀반사지의 휘도가 각각 700, 450 및 320 cd/1x · m2으로 초고휘도급 재귀반사지를 마이크로프리즘 방식으로 제조할 수 있었다.
마이크로프리즘 방식의 재귀반사지의 제조공정을 Figure 1에 나타낸 바와 같이 프리즘 층과 PET 층을 따로 만들어서 융착시켜서 하나의 완성된 제품을 제조하였다. 첫 번째 부분으로 PET층에 액상 PU 내열성 수지로 Hot melt 코팅을 하여 일정시간 동안 건조를 시켜서 제조하며, 다른 하나의 부분은 PMMA층에 PVC를 균일하게 입힌 후 금형을 이용 엠보싱하여 프리즘을 형성시킨 뒤 프리즘을 보다 견고하게 하기 위해 UV 처리를 하였다.
백색, 황색 및 청색 기준으로 마이크로프리즘 재귀반사지의 휘도가 각각 700, 450 및 320 cd/1x · m2으로 초고휘도급 재귀반사지를 마이크로프리즘 방식으로 제조할 수 있었다.
첫 번째 부분으로 PET층에 액상 PU 내열성 수지로 Hot melt 코팅을 하여 일정시간 동안 건조를 시켜서 제조하며, 다른 하나의 부분은 PMMA층에 PVC를 균일하게 입힌 후 금형을 이용 엠보싱하여 프리즘을 형성시킨 뒤 프리즘을 보다 견고하게 하기 위해 UV 처리를 하였다. 첫 번째 부분과 두 번째 부분을 융착시키며 Hot press로 벌집무늬를 넣는 공정을 거쳐 제조하며 최종 제품으로 사용하기 위해서 PET층을 제거하고 그 부분에 점착제가 입혀진 이형지를 붙여서 최종 완제품으로 제조하였다.
마이크로프리즘 방식의 재귀반사지의 제조공정을 Figure 1에 나타낸 바와 같이 프리즘 층과 PET 층을 따로 만들어서 융착시켜서 하나의 완성된 제품을 제조하였다. 첫 번째 부분으로 PET층에 액상 PU 내열성 수지로 Hot melt 코팅을 하여 일정시간 동안 건조를 시켜서 제조하며, 다른 하나의 부분은 PMMA층에 PVC를 균일하게 입힌 후 금형을 이용 엠보싱하여 프리즘을 형성시킨 뒤 프리즘을 보다 견고하게 하기 위해 UV 처리를 하였다. 첫 번째 부분과 두 번째 부분을 융착시키며 Hot press로 벌집무늬를 넣는 공정을 거쳐 제조하며 최종 제품으로 사용하기 위해서 PET층을 제거하고 그 부분에 점착제가 입혀진 이형지를 붙여서 최종 완제품으로 제조하였다.
성능/효과
2,3 마이크로프리즘을 사용하면 유리구슬을 위한 공정이 사라짐으로 제조 공정과 시간이 단축되어 제조 원가 절감과 반영구적인 연속제조가 가능하므로 전체 제조 공정 관리비가 감소하여 생산비 절감과 생산 효율 증가한다.4 또한 일반 유리구슬을 사용한 재귀반사지에 비해 뛰어난 휘도와 측면 휘도를 가지는 마이크로프리즘 기반의 도로표지용 재귀반사지를 제조할 수 있어 가시거리가 보다 길어지고 안전 확보에 보다 유리하여 안전한 도로 만들기에 일조할 수가 있다.
2,3 마이크로프리즘을 사용하면 유리구슬을 위한 공정이 사라짐으로 제조 공정과 시간이 단축되어 제조 원가 절감과 반영구적인 연속제조가 가능하므로 전체 제조 공정 관리비가 감소하여 생산비 절감과 생산 효율 증가한다.4 또한 일반 유리구슬을 사용한 재귀반사지에 비해 뛰어난 휘도와 측면 휘도를 가지는 마이크로프리즘 기반의 도로표지용 재귀반사지를 제조할 수 있어 가시거리가 보다 길어지고 안전 확보에 보다 유리하여 안전한 도로 만들기에 일조할 수가 있다. 사용 수명기한 역시 연장됨으로 도로교통표지판의 유지보수가 이전보다 편리해지고 저렴하게 하는 부가적인 면도 있다.
5 두 제품 모두 최종 320 ㎛의 두께를 가지며, 두 제조 공정을 거쳐 만들어진 제품은 대체적으로 큰 균열이나 부서짐 없이 뚜렷한 각각의 층을 가지고 있는 것을 볼 수 있다. 마지막 제조 공정에서 압력을 가하여 융착시키는 단계에서 약간의 유리구슬이 이탈하는 현상이 발생한 것과 다양한 크기의 유리구슬을 사용하기 때문에 균일하지 못하고 PET층과의 틈이 발생한 것을 알 수 있다.
이것은 위의 제조 과정을 모두 거친 후 최종 완성된 제귀반사지로써 투명성이 우수한 PVC를 사용하여 마이크로프리즘을 이용하여 재귀반사시트를 제조한 후 벌집무늬를 넣어 보다 뚜렷하고 균일한 색상을 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 두 종류의 마이크로프리즘 재귀반사지에 새겨진 벌집무늬의 선 두께가 노란색의 경우 약간 두껍다는 것을 알 수 있다. 같은 색상이라도 벌집무늬의 선 두께를 두껍게 한 경우 휘도가 감소하고, 벌집무늬 선 두께를 얇게 한 경우 휘도는 높아졌으나 내후성이 감소하는 결과가 나왔다.
불량(오른쪽)으로 생각되는 마이크로프리즘의 경우 프리즘 끝이 전체적으로 조금씩 뭉개짐 현상이 발생하고 프리즘의 많은 부분이 크게 손상되어 나타났다. 실제 정상과 불량의 마이크로프리즘을 사용하여 제조된 재귀반사지의 휘도를 비교하면 불량 마이크로프리즘을 사용하는 경우에는 휘도가 현저히 떨어진다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 초고휘도반사지를 제조하기 위해서는 균일한 크기와 각도를 지님과 동시에 결함이 없는 마이크로프리즘을 제조하는 매우 중요하다.
불량 재귀반사지와 비교하여 정상 재귀반사지는 프리즘이 정확하게 배열되어 있으며 깨끗하게 적층되어 있다는 것을 알 수 있다. 최종적으로 융착하는 과정에서 약하게 형성된 마이크로프리즘이 완전히 붕괴되거나 융착 강도 및 온도 등 융착 조건이 맞지 않아 불량 반사지가 제조되는 경향이 있었다. 마이크로프리즘이 붕괴되는 경우에는 최종 재귀반사지의 휘도가 전혀 나타나지 않는다.
후속연구
백색, 황색 및 청색 기준으로 마이크로프리즘 재귀반사지의 휘도가 각각 700, 450 및 320 cd/1x · m2으로 초고휘도급 재귀반사지를 마이크로프리즘 방식으로 제조할 수 있었다. 6,7 이러한 고휘도급 마이크로프리즘 재귀반사지는 도로 표지용 뿐만 아니라 안전용, 광고용 등으로 활용이 가능하며 다양한 분야의 제품에 적용이 가능하다.
마이크로프리즘 재귀반사 시트에 벌집무늬를 넣을 때 온도와 필름이 금형을 지나가는 속도에 따라 벌집무늬선의 굵기 차이가 나는데 이는 매우 중요한 특성으로 굵기가 가늘면 면적당 마이크로프리즘이 많아져 휘도가 높지만 내후성이 감소하고 반대로 굵기가 굵어지면 휘도가 감소하나 hot-melt와 프리즘필름 사이에 압착면적이 넓어져서 내후성이 증가하였다. 벌집무늬를 넣을 때의 금형의 온도와 속도에 따라서 휘도 및 내후성의 관계에 대한 연구와 현재 사용되고 있는 hot-melt보다 마이크로프리즘 필름과 압착되는 면적이 작더라도 내후성을 높일 수 있는 고분자수지에 대한 추가 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
마이크로프리즘(microprism)을 사용한 재귀반사지에서는 어떤 방식으로 재귀반사가 일어나는가?
이러한 재귀반사지에는 유리구슬(glass bead)을 사용한 재귀반사지와 마이크로프리즘(microprism)을 사용한 재귀반사지가 있다. 마이크로프리즘 방식에는 유리구슬 대신에 삼각뿔 모양의 렌즈가 유리구슬과 똑같은 역할을 하며, 입사된 빛은 프리즘 내부의 경사면에서 차례로 굴절되어 광원과 평행한 빛으로 되돌아 나온다.
재귀반사지의 종류는 무엇이 있는가?
이러한 재귀반사지에는 유리구슬(glass bead)을 사용한 재귀반사지와 마이크로프리즘(microprism)을 사용한 재귀반사지가 있다. 마이크로프리즘 방식에는 유리구슬 대신에 삼각뿔 모양의 렌즈가 유리구슬과 똑같은 역할을 하며, 입사된 빛은 프리즘 내부의 경사면에서 차례로 굴절되어 광원과 평행한 빛으로 되돌아 나온다.
교통안전시설물의 설치 목적은 무엇인가?
그러한 사건과 사고들을 예방하고 안전한 도로를 만들고자 다양한 교통안전시설이 설치되고 있는 실정이다. 교통안전시설물이라 함은, 도로를 이용하는 사람들에게 각종 필요한 도로관련 정보들을 제공함으로써 교통안전과 원활한 소통을 도모하기 위한 목적으로 교통류의 흐름을 분리하여 차량의 상충으로 인한 충돌사고를 미연에 방지하고자 하는 목적으로 설치되어 있다. 최근 10년 동안 다양한 교통 안전 시설물이 기하급수적으로 설치가 되고 있으며 그 종류도 다양하고 많아지고 있다.
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).
H. Y. Lee, W. T. Kwon, H. K. Jung, and Y. T. Oh, "A study on the mechanism and design of reflective sheet", Tran. Korean Soc. Machine Tool Engineers, 17, 65 (2008).
W. S. Park, Y. K. Ryu, and H.S Cho, "Measurement of the 3-dimensional shapes of specular objects by using double pass retroreflection", J. Korean Soc. Prec. Eng., 13, 64 (1996).
H. E. Lee, "Analysis on glass-bead type retroreflector's optical characteristics", J. Korean Soc. Prec. Eng., 11, 165 (1994).
D. H. Lim, M. H. Lee, J. H. Ahn, J. W. Park, J. H. Yu, J. S. Kim, H. S. Ryu, H. J. Ahn, and I. H. Kim, "Structural and Physical Properties of Reflective Sheets Prepared by Using Glass Beads", Elastom. Compos., in press.
B. S. So, Y. H. Jung, and D. W. Lee, "A study on the shape of efficient retroreflective articles", J. Korean Soc. Prec. Eng., 19, 160 (2002).
W. J. Lee, H. J. Park, and M. H. Lee, "The refractive index measurement using total reflection", J. Korean Ophthalmic Optics Soc., 1, 103 (1996).
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