KR101257030B1 - 장잔광 축광체를 이용한 광고판 - Google Patents

장잔광 축광체를 이용한 광고판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빛이 차단된 어두운 환경이나 야간에 전력소모가 큰 조명기구 대신 사용이 가능한 광고 조명용 장잔광 축광체 제조방법 및 그 장잔광 축광체와 상기 장잔광 축광체를 이용한 광고판에 관한 것이다.
이를 위해, 축광이 요구되어 광고판에 조성된 축광영역에 축광반죽 또는 축광시트로 이루어진 장잔광 축광체를 두어 건조 형성하되, 상기 축광반죽 또는 축광시트는 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율로 혼합하여 제조한 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따라, 축광체 분말, 플라스틱수지, 경화제를 혼합하여 축광체를 제조하고, 이를 광고판에 적용하여 조명에 필요한 에너지를 크게 절약할 수 있는 효과가 있다.

Description

장잔광 축광체를 이용한 광고판{Billboard coated on long phosphorescence phosphor}
본 발명은 높은 발광휘도 및 장잔광 특성이 우수한 축광체 재료를 사용하여 빛이 차단된 어두운 환경이나 야간에 전력소모가 큰 조명기구 대신 사용이 가능한 광고 조명용 장잔광 축광체 제조방법 및 그 장잔광 축광체와 상기 장잔광 축광체를 이용한 광고판에 관한 것이다.
어두운 환경에서 빛을 낼 수 있는 발광체는 발광을 위한 에너지의 공급이 중단된 후 발광 유지시간의 길이에 따라 형광(fluorescence)과 인광(phosphorescence)으로 나뉜다.
통상 직접전이(direct transition)에 의해 발광이 생성되는 것으로서 발광 유지시간이 10-8 초 이하로 짧은 것을 형광이라 하고, 그 이상의 긴 것을 인광으로 구분한다.
인광체의 잔광시간은 최소 10-7 초부터 수천 분까지 지속되는 것도 있으며, 특히 잔광시간이 긴 것을 축광성 형광체(long phosphorescence phosphor) 혹은 축광체라고 하며, 태양광이나 전등과 같은 빛의 자극을 받아 에너지를 흡수한 후, 이를 가시광으로 환원하여 어두운 곳에서 장시간 발광하는 특징을 갖고 있다.
이러한, 장잔광 특성을 지닌 축광체의 대표적인 응용 분야들은 고속도로, 철도 및 지하철, 항공, 항만 및 빌딩 등에 각종 야광표지판이나 야광페인트로서 사용될 뿐만 아니라 야광장식, 야광시계, 전자기기 표시소자, 백라이트 광원 등 다양한 용도의 기능성 소재로서 널리 활용되고 있다.
한편, 최근에는 천연자원의 고갈과 급변하는 국내외 정세로 인한 에너지 가격폭등 및 에너지수급차질 등 에너지위기에 대응하기 위해 기업과 아파트, 대형마트, 유흥업소 등 민간 부문의 야간 조명을 소등 및 제한하는 정책이 일부에서 시행되고 있어, 축광체에 대한 관심이 갈수록 고조되고 있다.
도 1은 상기한 축광체에 대한 종래기술로 국내 공개특허공보 공개번호 제2006-0006302호의 "광고 간판용 축광 베너원단 및 그의 제조방법"에 대한 것으로, 하부로부터 축광층(1), 투명PVC 시트층(3), 유리섬유시트층(2), 투명PVC시트층(3)이 적층되어 구성된다.
그러나, 상기한 종래기술은 광고 간판이 여러 겹의 수지층이 적층되어 구성되므로, 광고 간판 제조 공정이 복잡하고, 소모되는 수지원료의 양이 증가하여, 간판 제조비용이 높아지는 문제가 있고, 특히 축광층 위에 여러 수지층이 적층되는 바, 축광층에 의한 발광 효율이 크게 저하되어 축광 성능을 떨어뜨리는 치명적인 문제점이 발생되었다.
국내 공개특허공보 공개번호 제2006-0006302호
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 높은 발광휘도 및 장잔광 특성이 우수한 축광체 재료를 사용하여 빛이 차단된 어두운 환경이나 야간에 전력소모가 큰 조명기구 대신 사용이 가능한 광고 조명용 장잔광 축광체 제조방법 및 그 장잔광 축광체와 상기 장잔광 축광체를 이용한 광고판을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장잔광 축광체 제조방법은, 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율로 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계와; 혼합된 슬러리를 1~3분 균일하게 교반하여 축광반죽을 제조하는 단계와; 교반된 축광반죽을 축광이 요구되는 광고판의 축광영역에 두어 건조시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 장잔광 축광체 제조방법은, 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율로 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계와; 혼합된 슬러리를 1~3분 균일하게 교반하여 축광반죽을 제조하는 단계와; 교반된 축광반죽을 정해진 금형 내에 투입하는 단계와; 금형에 투입된 축광반죽을 70~80℃의 온도에서 1~3시간 건조시키는 단계와; 상온에서 냉각시킨 후, 금형 내에서 축광시트를 취출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장잔광 축광체 제조방법에 의해 제조된 축광체는 축광반죽 형태이거나 축광시트 형태인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 광고판은, 축광이 요구되어 광고판에 조성된 축광영역에 축광반죽으로 이루어진 장잔광 축광체를 두어 건조 형성하되, 상기 축광반죽은 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율로 혼합하여 제조한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 광고판은, 축광이 요구되어 광고판에 조성된 축광영역에 축광시트로 이루어진 장잔광 축광체를 부착하여 형성하되, 상기 축광시트는 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율로 혼합하여 제조한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 축광영역의 축광체 표면과, 상기 축광영역 외측에 조성된 비축광영역 표면에 렌티큘러렌즈부 또는 프레넬렌즈부 중 어느 하나를 형성하여 구성된다.
그리고, 상기 렌티큘러렌즈부와 프레넬렌즈부는 필름 형태로 부착하거나 필름 제조에 사용되는 폴리머 아크릴수지를 직접 코팅 형성하여 구성된다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 축광체 분말 시료를 플라스틱수지 및 경화제와 혼합하여 축광 기능의 반죽 및 시트를 제조하고, LED램프를 통해 낮은 전력 소모의 광고 조명이 가능한 광고판에 적용함으로써, 햇빛이 차단된 지하공간이나 암시야 환경, 야간에서 광고 디자인 및 간판이나 야광표시 사인등에 적합하게 사용할 수 있어, 에너지를 크게 절약할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 광고 간판용 축광 베너원단의 단면도,
도 2의 (a)(b)(c)는 본 발명에 의한 장잔광 축광체가 적용된 광고판의 사시도,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 의한 축광영역의 형태에 따라 장잔광 축광체를 적용한 광고판의 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 장잔광 축광체의 잔광 및 축광 성능시험결과를 나타낸 그래프선도.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 장잔광 축광체를 이용한 광고판(10)에 대해 도시한 것으로, 광고판(10)의 축광영역(11)에 축광반죽 또는 축광시트 형태의 장잔광 축광체(20)(20')를 두어 구성한다.
먼저, 축광반죽이 적용되는 광고판(10)에 대해 살펴보면, 축광이 요구되는 광고판(10)의 축광영역(11)에 축광반죽으로 이루어진 장잔광 축광체(20)를 두어 건조 형성한다. 여기서, 도 3a 내지 도 3c와 같이 상기한 광고판(10)의 축광영역(11)은 통상 광고에 필요한 문자, 문양, 도형 등이 위치되는 부분으로, 음각 또는 양각의 형태로 형성되거나, 혹은 축광영역(11)을 구분하기 위한 경계선 형태로 조성될 수 있다.
아울러, 상기 축광반죽 형태의 축광체(20)는 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율을 혼합하여 이루어지고, 적절하게는 2 : 1 : 0.6의 중량비율로 혼합될 수 있다.
한편, 축광시트가 적용되는 광고판(10)에 대해 설명하면, 축광이 요구되는 광고판(10)의 축광영역(11)에 축광시트로 이루어진 장잔광 축광체(20')를 부착 고정한다. 여기서, 도 3a 내지 도 3c와 같이 상기한 광고판(10)의 축광영역(11)은 통상 광고에 필요한 문자, 문양, 도형 등이 위치되는 부분으로, 음각 또는 양각의 형태로 형성되거나, 혹은 축광영역(11)을 구분하기 위한 경계선 형태로 조성될 수 있다.
아울러, 상기 축광시트 형태의 축광체(20')는 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율을 혼합하여 이루어지고, 적절하게는 2 : 1 : 0.6의 중량비율로 혼합될 수 있다.
그리고, 상기한 광고판(10) 모두에는 축광영역(11)에 입혀진 축광체(20)(20') 표면과, 상기 축광영역(11) 외측에 조성된 비축광영역(12) 표면 모두에 표면이 미세한 다수의 볼록렌즈 형태로 형성된 렌티큘러렌즈부(21)를 규칙적으로 배열 형성하거나, 표면이 미세한 다수의 오목렌즈 형태로 형성된 프레넬렌즈부(22)를 규칙적으로 배열 형성하여 축광영역(11)에 형성된 축광체(20)(20')의 조도와 시준을 높이는 역할을 한다.
여기서, 상기 렌티큘러렌즈부(21)와 프레넬렌즈부(22)는 필름 형태로 이루어져 축광체(20)(20') 표면과 비축광영역(12) 표면에 부착 형성하거나, 또는 필름 제조에 사용되는 폴리머 아크릴수지를 상기 축광체(20)(20') 표면과 비축광영역(12) 표면에 직접 묻혀 코팅 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 광고판(10)은 여기 이후에 발광되는 빛에 의해 조명을 하는 축광체(20)(20')의 특성상, 광고판(10) 내부에 전기에 의해 발광되는 조명등(15)이 설치되고, 상기 조명등(15)으로는 전력소모가 매우 적은 LED 어레이 램프가 사용되는 것이 적절하며, 또한 축광반죽 및 축광시트의 여기 및 잔광시간을 고려한 타임클럭 조명장치를 설계 제조하여 사용할 수 있다.
그리고, Sr-Al-O계 축광체 분말은 고상반응법, 연소반응법 등을 통해 제조되는 것으로, SrCO3, Al2O3, Sr(NO3)2, Al(NO3)3·9H2O 등의 출발원료를 적정하고 조성하고, Eu2O3, Dy2O3 등의 부활제 및 공부활제를 적정량 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 축광체 분말은 그린, 블루 등과 같이 다양한 발광 색상을 갖도록 제조할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 2 : 1 : 0.6의 중량 비율로 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 혼합된 슬러리를 교반기에 넣어 약 1~3분 동안 교반하여 축광반죽을 제조한다.
이 후, 교반된 축광반죽을 축광이 요구되는 광고판(10)의 축광영역(11)에 두어 자연 건조함으로써, 도 2의 (a)(b)(c)와 같이 광고판(10)에 다양한 도안의 장잔광 축광체(20)를 형성할 수 있다.
여기서, 축광영역(11)이 음각 형태로 이루어진 경우에는 상기 축광영역(11)에 축광반죽을 붓고 건조시켜 원하는 두께만큼 축광체(20)를 형성할 수 있다. 또한, 축광영역(11)이 양각 형태 또는 평면상에 경계선으로 구분 조성되는 경우에는 상기 축광영역(11)에 축광반죽을 평평하게 묻히고 건조시켜, 축광체(20)를 코팅 형성할 수 있다.
실시예 2
경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 2 : 1 : 0.6의 중량 비율로 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 혼합된 슬러리를 교반기에 넣어 약 1~3분 동안 교반하여 축광반죽을 제조한다.
이 후, 교반된 축광반죽을 일정 규격을 갖는 금형 내에 소정의 두께로 부어 담은 후에, 금형 내부에 담겨진 축광반죽을 건조기에 투입하여 약 70~80℃의 온도에서 1~3시간 정도 건조시킨다.
그리고, 건조기에서 건조된 축광반죽을 금형과 함께 꺼내어 이를 상온에서 냉각시킨 후, 상기 금형 내에서 건조된 축광반죽을 취출하게 됨으로써, 축광시트를 제조할 수 있게 된다.
이 후, 상기 축광시트를 축광이 요구되는 광고판(10)의 축광영역(11)에 부착 및 고정시키게 됨으로써, 도 2의 (a)(b)(c)와 같이 광고판(10)에 다양한 도안의 장잔광 축광체(20')를 형성할 수 있다.
여기서, 축광영역(11)이 음각 형태이거나, 양각 형태, 혹은 평면상에 경계선으로 구분 조성되는 경우 모두 상기 축광영역(11)에 맞추어 적절하게 축광시트를 절단한 후, 절단된 축광시트를 접착제 등을 이용하여 부착할 수 있다.
아울러, 상기한 실시예1과 실시예2 모두에서 축광영역(11)에 입혀진 축광체(20)(20') 표면과 비축광영역(12) 표면에 렌티큘러렌즈부(21) 또는 프레넬렌즈부(22)를 조성한다. 이때, 상기 렌티큘러렌즈부(21) 또는 프레넬렌즈부(22)는 필름 형태로써 비축광영역(12)에 간편하게 부착 형성할 수 있으나, 필름 제조에 사용되는 폴리머 아크릴수지를 직접 비축광영역(12)에 코팅하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 렌티큘러렌즈부(21) 또는 프레넬렌즈부(22)는 축광영역(11)에 축광반죽 또는 축광시트를 형성하기에 앞서, 축광영역(11)과 비축광영역(12) 모두에 형성한 후, 상기 축광영역(11)에 축광반죽 또는 축광시트를 덧붙여 고정 형성할 수도 있다.
도 4는 상기와 같이 제조된 축광반죽 또는 축광시트를 광고판(10)에 적용한 실험 결과로써, 여기에 필요한 조명으로 전력과 전압이 13W, 120V의 UV램프를 사용하였고, 여기시간은 5~10분을 적용하였으며, 시료는 아래와 같은 4가지의 서로 다른 Sr-Al-O계 축광체 분말 성분을 갖는 장잔광 축광체(20)(20')를 사용하였다.
(a) SrO-Al2O3+Dy2O3
(b) Sr4Al14O25;E4,Dy
(c) SrAl2O4;Eu2Dy3
(d) (Sr,Mg)3(PO4)2Sn
실험 결과, 4가지 모두에서 우수한 장잔광 특성을 발휘하고 있어, 여기시간을 더 길게 하고, 축광체(20)(20')를 더 많이 사용하게 되면 수시간 이상의 발광시간을 발휘할 수 있어, 각종 야간 광고판(10)이나 안내용 표지판 및 사인등에 전원이 차단되거나 태양광이 없어진 후에라도 표지판을 쉽게 식별하고 광고할 수 있게 된다.
또한, 미세한 렌즈 형상의 렌티큘러렌즈부(21) 또는 프레넬렌즈부(22)를 비축광영역(12)에 설계함으로써, 축광영역(11)에 배치된 축광반죽 및 축광시트의 조도를 높이고, 시준(視準)을 보다 집중시켜 안내 표지의 휘도를 높일 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 광고판 11 : 축광영역
12 : 비축광영역 20, 20' : 축광체
21 : 렌티큘러렌즈부 22 : 프레넬렌즈부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 축광이 요구되어 광고판(10)에 조성된 축광영역(11)에 축광반죽으로 이루어진 장잔광 축광체(20)를 두어 건조 형성하되, 상기 축광반죽은 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율로 혼합하여 제조하고;
    상기 축광영역(11)의 축광체(20)(20') 표면과, 상기 축광영역(11) 외측에 조성된 비축광영역(12) 표면에 렌티큘러렌즈부(21) 또는 프레넬렌즈부(22) 중 어느 하나를 형성한 것을 특징으로 하는 장잔광 축광체를 이용한 광고판.
  6. 축광이 요구되어 광고판(10)에 조성된 축광영역(11)에 축광시트로 이루어진 장잔광 축광체(20')를 부착하여 형성하되, 상기 축광시트는 경질의 에폭시수지와, 경화제와, Sr-Al-O계 축광체 분말을 1~3 : 0.5~2 : 0.3~1의 중량 비율로 혼합하여 제조하고;
    상기 축광영역(11)의 축광체(20)(20') 표면과, 상기 축광영역(11) 외측에 조성된 비축광영역(12) 표면에 렌티큘러렌즈부(21) 또는 프레넬렌즈부(22) 중 어느 하나를 형성한 것을 특징으로 하는 장잔광 축광체를 이용한 광고판.
  7. 삭제
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 렌티큘러렌즈부(21)와 프레넬렌즈부(22)는 필름 형태로 부착하거나 필름 제조에 사용되는 폴리머 아크릴수지를 직접 코팅 형성하는 것을 특징으로 하는 장잔광 축광체를 이용한 광고판.
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