KR101237521B1 - 고분자 확산 반사판 및 이 반사판 제작을 위한 고분자 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
고분자 확산 반사판 및 이 반사판 제조를 위한 고분자 수지 조성물을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 고분자 확산 반사판은, 결정성 수지로 이루어진 고분자 수지를 기반으로 하며, 블로우 성형법을 이용해 상기 고분자 수지를 2차원 평면 또는 3차원 입체형상으로 가공 형성됨을 요지로 하며, 이를 제조하기 위한 고분자 수지 조성물은, 결정성 수지 86 ~ 99.9 중량%; 티타늄 디옥사이드(TiO2) 0.1 ~ 14 중량%;로 이루어지는 것을 요지로 한다.
Description
본 발명은 광을 확산 반사시키는 반사판에 관한 것으로, 상세하게는 고분자 수지를 소재로 블로우 성형하여 형성된 고분자 확산 반사판 및 이 반사판 제조를 위한 고분자 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 조명등은 광원이 발산되는 램프와, 램프로부터 발산되는 빛을 반사 확산시켜 원하는 위치로 조사하는 반사판을 포함한다. 그 중 반사판은 통상적으로 램프의 후방으로 발산되는 빛을 전방으로 반사시키기 위해 일반적으로, 광 출입구 측으로 갈수록 단면이 확장되는 원추형상의 반사판이 널리 채택되고 있다.
종래의 반사판은 광원의 손실을 차단하는 기능만을 하게 됨에 따라 램프의 조사율이 반사판에 의해 많이 증가하지 못하고, 이에 따라 근거리 조도는 높은 반면에 유효 조도범위가 좁아 대형공장, 실내체육관, 운동경기장, 터널, 다리 등에 원거리용으로 설치됨에 있어서는 자체 광량이 높은 고전력 램프를 채택함으로써 조사율을 향상시키고 있다.
그러나 이와 같이 고전력 램프를 사용하거나 저전력 램프의 갯수를 증가시키는 것은 과다한 전력소비로 이어져 시설 유지 관리 비용 증가의 원인이 되며, 또한 종래에는 금속소재로 된 모재의 반사면에 스퍼터링(sputtering)과 같은 증착기술을 이용하여 반사물질을 증착시키는 형태로 반사판이 제작됨에 따라, 제작상 다수의 공정이 요구되는 것과 같이 제작상의 어려움이 있고, 무게 또한 무겁다는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 광의 확산 반사율이 높은 고분자 확산 반사판 및 이 반사판 제조를 위한 고분자 수지 조성물을 제공하고자 한다.
또한 고분자 수지를 소재로 함에 따라 블로우 성형이 가능하고, 이에 따라 대량 생산에 유리한 고분자 확산 반사판 및 이 반사판 제조를 위한 고분자 수지 조성물을 제공하고자 한다.
또한 고분자 수지를 소재로 하여 제작됨으로써, 가벼우면서도 설치 후 설치 대상면에 가해지는 부하를 최소화 할 수 있도록 하고자 한다.
과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면, 결정성 수지로 이루어진 고분자 수지를 기반으로 하며, 상기 고분자 수지를 블로우 성형법을 이용해 2차원 평면 또는 3차원 입체형상으로 가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고분자 확산 반사판이 제공된다.
이때 상기 고분자 수지는, 결정성 수지에 티타늄 디옥사이드(TiO2)가 일정량 혼합되어 이루어진 것일 수 있다.
구체적으로 상기 고분자 수지는, 결정성 수지 86 ~ 99.9 중량%; 티타늄 디옥사이드(TiO2) 0.1 ~ 14 중량%;로 이루어진 고분자 수지일 수 있다.
본 실시예에서 상기 결정성 수지로는, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀 계열의 수지가 채택될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 상기 고분자 수지는, 상기 고분자 수지는, UV 안정제 또는 내열성 강화 첨가제 중 적어도 하나 이상의 기능성 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이외에도 특정기능의 부가를 위하여 다양한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 반사판 제조를 위한 합성수지 조성물로서, 결정성 수지에 티타늄 디옥사이드(TiO2)를 일정량 혼합한 반사판 제작을 위한 고분자 수지 조성물이 제공된다.
이때 상기 고분자 수지는, 결정성 수지 86 ~ 99.9 중량%; 티타늄 디옥사이드(TiO2) 0.1 ~ 14 중량%;로 이루어진 고분자 수지일 수 있다.
그리고 상기 결정성 수지는, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀 계열의 수지일 수 있다.
또한 상기 결정성 수지는, 이 결정성 수지 100 중량%를 기준으로, 에틸렌 함량이 20% 이하인 수지가 채택될 수 있다.
또한 상기 결정성 수지는, 용융지수(Melt index)가 0.2 ~ 2g/10min인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지일 수 있다.
이 경우 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지는, 공중합체 고무의 입자크기가 15μm 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 반사판 제조를 위한 합성수지 조성물로서, 결정성 수지 76 ~ 99.8 중량%; 티타늄 디옥사이드(TiO2) 0.1 ~ 14 중량%; 기능성 첨가제 0.1 ~ 10 중량% 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사판 제작을 위한 고분자 수지 조성물이 제공될 수 있다.
여기서 상기 결정성 수지는, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀 계열의 수지일 수 있다.
또한 상기 결정성 수지는, 이 결정성 수지 100 중량%를 기준으로, 에틸렌 함량이 20% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지일 수 있다.
또한 상기 결정성 수지는, 용융지수(Melt index)가 0.2 ~ 2g/10min인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지일 수 있다.
이 경우 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지는, 공중합체 고무의 입자크기가 15μm 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지일 수 있다.
그리고 본 실시예에서 상기 기능성 첨가제는, UV 안정제, 내열성 강화 첨가제 중 적어도 하나 이상을 포함하는 첨가제일 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 결정성 수지에 티타늄 디옥사이드(TiO2)를 적정 비율로 혼합시킨 고분자 수지로서 반사판이 구현됨으로써, 광의 확산 반사율이 매우 높아 유효 조도범위가 넓고, 광 반사율이 높기 때문에 종래와 같이 조도 확보를 위한 고전력 광원이 요구되지 않으며, 이에 따라 장치 유지 관리 비용 또한 크게 절감시킬 수 있다.
또한, 고분자 합성수지를 소재로 채택함으로써 블로우 성형이 가능하며, 이처럼 블로우 성형법을 적용하면 2차원 평면 또는 3차원 입체 형상과 같이 다양한 형상의 반사판을 형상에 구애 받지 않 고 제작이 가능하다는 이점이 발현된다.
또한, 블로우 성형을 통해 반사판을 제작할 수 있게 됨으로써, 대량 생산에 유리하다는 장점이 있으며, 고분자 합성수지를 소재로 함에 따라 전체적으로 가볍고, 이 경우 본 발명에 따른 반사판이 적용되는 제품의 경량화를 구현시킬 수 있는 이점 또한 발현될 수 있다..
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 실시예 별로 상세히 설명하기로 한다.
고분자 확산 반사판
먼저 본 발명의 일 측면에 따른 고분자 확산 반사판에 대해 살펴보면, 본 실시예에 따른 반사판은 결정성 수지로 이루어진 고분자 수지를 소재로 하여 제작된다. 상기 고분자 수지는, 결정성 수지에 티타늄 디옥사이드(TiO2)를 일정한 비율로 혼합시켜 이루어진 것일 수 있다.
바람직하게 상기 고분자 수지는, 결정성 수지 86 ~ 99.9 중량%에 티타늄 디옥사이드(TiO2) 0.1 ~ 14 중량% 첨가된 고분자 수지일 수 있다.
상기 티타늄 디옥사이드는 확산 반사율을 향상시킬 목적으로 첨가되며, 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 상기 티타늄 디옥사이드가 15% 이상 첨가되면, 반사판의 확산 반사율에는 크게 변화가 없으나 다량이 첨가됨으로써 제조단가가 상승하는 문제가 있고, 15% 이상 첨가되면, 고분자 수지의 전체적인 비중이 증가됨으로써 무거워지고, 후술되는 블로우 성형 시 그 성형성이 떨어질 우려가 있다.
본 실시예에서 상기 결정성 수지로는, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀 계열의 수지가 채택될 수 있다. 이와 같은 결정성 수지를 기반으로 하는 고분자 수지에는, 광에 의한 변색, 표면 갈라짐, 기계적 물성 저하를 방지하거나 광의 복사열과 같은 고온의 외부 환경에 대한 제품의 안정성을 강화하기 위한 기능성 첨가제가 더 첨가될 수 있다.
위와 같은 목적으로 첨가되는 상기 기능성 첨가제로는 예들 들어, UV 안정제(UV stabilizer), 내열성 강화 첨가제를 단독으로 하거나 또는 이들을 상호 혼합한 첨가제 일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 반사판의 확산 반사율에 영향을 주지 않는 범위 내에서 반사판의 내구성이나 기타 다른 기능성을 추가하기 위한 첨가제 역시 추가로 적용될 수 있다.
상기와 같은 고분자 수지를 기반으로 하는 본 실시예에 따른 반사판은, 중력(gravity) 또는 블로우(blow)에 의해 발생하는 연신 또는 인장 특성을 활용하여 제품을 성형하는 블로우 성형법을 통해 2차원 평면 또는 3차원 입체형상으로 가공 형성될 수 있다. 이러한 블로우 성형법은 이미 일반적으로 공지된 기계 가공법 중 하나이며, 따라서 본 실시예에서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 결정성 수지에 티타늄 디옥사이드(TiO2)를 적정 비율로 혼합시킨 고분자 수지로서 반사판을 구현하고 있다. 이에 따라, 광의 확산 반사율이 매우 높아 유효 조도범위가 넓고, 광 반사율이 높기 때문에 종래와 같이 조도 확보를 위한 고전력 광원이 요구되지 않으며, 이에 따라 장치 유지 관리 비용 또한 크게 절감시킬 수 있다.
또한, 고분자 합성수지를 소재로 채택함으로써 블로우 성형이 가능하며, 이처럼 블로우 성형법을 적용하면 2차원 평면 또는 3차원 입체 형상과 같이 다양한 형상의 반사판을 형상에 구애 받지 않고 제작이 가능하다는 이점이 발현된다.
또한, 블로우 성형을 통해 반사판을 제작할 수 있게 됨으로써, 대량 생산에 유리하며, 고분자 합성수지를 소재로 함에 따라 전체적으로 가볍고, 이 경우 본 발명에 따른 반사판이 적용되는 제품의 경량화를 구현시킬 수 있는 이점 또한 발현된다.
다음은 상기한 고분자 확산 반사판 제작에 사용되는 고분자 수지 조성물에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
고분자 수지 조성물 1
본 발명의 다른 측면에 따른 고분자 수지 조성물은, 전술한 반사판 제조를 위한 합성수지 조성물로서, 결정성 수지와 티타늄 디옥사이드(TiO2)를 일정한 비율로 혼합시킨 조성으로 이루어진다.
상기 고분자 수지를 조성하는 조성물 중 상기 결정성 수지는, 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 86 ~ 99.9 중량% 가 바람직하며, 첨가 조성물에 해당하는 상기 티타늄 디옥사이드(TiO2)는 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 0.1 ~ 14 중량%로 첨가될 수 있다.
이때 상기 티타늄 디옥사이드는 확산 반사율을 향상시킬 목적으로 첨가되며, 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 15% 이상 첨가되면, 광이 조사됐을 때 확산 반사율에는 크게 변화가 없으나 다량이 첨가됨으로 인하여 제조단가가 상승하는 문제와 함께, 고분자 수지의 전체적인 비중이 증가됨으로써 무거워질 수 있다.
본 실시예에 따른 조성물을 구성하는 상기 결정성 수지로는, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀 계열의 수지가 채택될 수 있으며, 이 경우 상기 결정성 수지는, 이 결정성 수지 100 중량%를 기준으로, 에틸렌 함량이 20% 이하 이며, 용융지수(Melt index)가 0.2 ~ 2g/10min 이고, 공중합체 고무의 입자크기가 15μm 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
결정성 수지에 포함되는 상기한 에틸렌 함량, 용융지수, 소재 크기 등의 위와 같은 구체적 수치 한정에 대한 이유는 아래 다양한 실시예를 통해 확산 반사율을 비교 분석한 <표 1>과 <표 2>를 통해 명확해 질 수 있다.
아래 첨부된 <표 1> 및 <표 2>는 본 실시예의 고분자 수지 조성물을 구성하는 조성물 중 상기 결정성 수지의 에틸렌 함량, 용융지수 및 소재 크기 변화에 따른 확산 반사율 측정 결과를 나타낸다.
상기 <표 1> 및 <표 2>를 통해 측정된 확산 반사율 결과를 보면, 에틸렌 함량, 소재 크기, 용융지수가 본 실시예를 통해 한정된 수치 영역의 실시예 1 내지 실시예 10에서는 대략 96% 이상의 높은 확산 반사율을 보이는 것을 알 수 있다.
반면, <표 1> 및 <표 2>에서 본 실시예를 통해 한정된 수치 영역을 벗어난 비교예를 보면, 그 확산 반사율 측정 결과가 전술한 실시예 1 내지 실시예 10에 비해 현저히 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
고분자 수지 조성물 2
본 발명의 또 다른 측면에 따른 고분자 수지 조성물은, 결정성 수지와 티타늄 디옥사이드(TiO2)를 일정한 비율로 혼합시킨 전술한 고분자 수지 조성물에 UV 안정제, 내열성 강화 첨가제와 같은 기능성 첨가제를 더 포함하는 조성으로 이루어진다.
바람직한 예로서 본 실시예에서는, 상기 고분자 수지를 조성하는 조성물 중, 상기 결정성 수지는 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 76 ~ 99.8 중량% 가 첨가될 수 있으며, 첨가 조성물에 해당하는 상기 티타늄 디옥사이드(TiO2)는 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 0.1 ~ 14 중량%, 그리고 기능성 첨가제는 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 0.1 ~ 10 중량%로 첨가될 수 있다.
본 실시예에서 상기 티타늄 디옥사이드의 첨가 수치 한정의 이유는 전술한 실시예에 기재된 것과 동일하며, 본 실시예에에 따른 조성물을 구성하는 상기 결정성 수지의 구체적인 소재 및 첨가물에 대한 조성 역시 전술한 실시예에 기재된 것과 동일하다. 그러므로 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략하기로 하며, 기능성 첨가제에 대해서만 간단하게 설명한다.
본 실시예에 적용되는 상기 기능성 첨가제는, 광에 의한 변색, 표면 갈라짐, 기계적 물성 저하를 방지할 목적으로 첨가되는 상기 UV 안정제(UV stabilizer)는 그리고 상기 내열성 강화 첨가제는 광에 의한 복사열과 같은 고온의 외부 환경에 대한 제품의 안정성 강화를 목적으로 첨가되는 첨가제 일 수 있다.
위와 같은 목적으로 첨가되는 상기 기능성 첨가제로는 예들 들어, UV 안정제(UV stabilizer), 내열성 강화 첨가제를 단독으로 하거나 또는 이들을 상호 혼합한 첨가제 일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 반사판의 확산 반사율에 영향을 주지 않는 범위 내에서 반사판의 내구성이나 기타 다른 기능성을 추가하기 위한 첨가제 역시 추가로 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
상기 기능성 첨가제를 첨가함에 있어서는, 위와 같이 그 첨가량이 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 10 중량%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 기능성 첨가제의 첨가량이 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 10 중량%를 초과하면, 불 필요하게 많은 함량으로 인해 제품 단가가 상승될 우려가 있기 때문이다.
특히 기능성 첨가제의 첨가량이 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 10 중량%를 초과하는 경우, 이와 같은 조성으로 된 고분자 수지 조성물을 블로우 성형법을 이용해 다양한 형상으로 반사판을 제조함에 있어서 소재의 연신 또는 인장 특성이 저하될 수 있고, 이에 따라 가공성이 떨어질 우려가 있다.
따라서 본 실시예에서 상기 기능성 첨가제는 고분자 수지 전체 100 중량%에 대해 0.1 ~ 10 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (17)
- 광을 확산 반사시키는 반사판에 있어서,
상기 반사판은 블로우 성형법을 이용해 2차원 평면 또는 3차원 입체형상으로 연신 가공되는 결정성 수지 86 ~ 99.9 중량%와 티타늄 디옥사이드(TiO2) 0.1 ~ 14 중량% 함량의 고분자 수지만으로 형성된 것을 특징으로 하는 고분자 확산 반사판.
- 삭제
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- 제 1 항에 있어서,
상기 결정성 수지는, 폴리에스테르 또는 폴리올레핀 계열의 수지인 것을 특징으로 하는 고분자 확산 반사판.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 수지는, UV 안정제 또는 내열성 강화 첨가제 중 적어도 하나 이상의 기능성 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 확산 반사판.
- 삭제
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- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 결정성 수지는, 이 결정성 수지 100 중량%를 기준으로, 에틸렌 함량이 20% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 고분자 확산 반사판.
- 제 9 항에 있어서
상기 결정성 수지는, 용융지수(Melt index)가 0.2 ~ 2g/10min인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 고분자 확산 반사판.
- 제 10 항에 있어서,
상기 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지는, 공중합체 고무의 입자크기가 15μm 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 고분자 확산 반사판.
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