KR102537453B1 - 자율주행자동차의 차선 인식용 형광비드 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
자율주행자동차의 차선 인식용 형광비드 및 이를 제조하는 방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 폐유리를 이용하여 글래스 비드를 제조하는 방법에 있어서, 폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정과 체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 획득과정과 상기 획득과정에서 획득한 폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자를 기 설정된 비율로 혼합하는 혼합과정 및 상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 가열하는 가열과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 비드 제조방법을 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 폐유리를 이용하여 글래스 비드를 제조하는 방법에 있어서, 폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정과 체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 획득과정과 상기 획득과정에서 획득한 폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자를 기 설정된 비율로 혼합하는 혼합과정 및 상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 가열하는 가열과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 비드 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 자율주행자동차의 차선 인식용 형광비드 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 반사 시트는 빛을 되반사하는 기능을 갖는 것으로 글래스 비드(glass bead)를 이용하여 제조된다. 저굴절의 글래스 비드는 야간 시인성을 위한 노면 표지용으로 사용된다. 1.9 ~ 2.6 인덱스(Index)의 고굴절 글래스 비드는 주로 반사지 가공용으로 사용되어 안내표지판, 지시표지, 위험 표지 등의 도로 안전 표지판, 차량의 번호판, 싸인보드 등에 활용된다.
재귀반사 기능을 이용하는 글래스 비드는 빛이 어느 방향에서 어느 각도로 들어오더라도 광원의 방향으로 빛을 반사하기 때문에 야간이나 어두운 곳에서도 우수한 시인성을 나타낸다는 장점이 있다. 국내 모든 차선에는 도로 교통의 안전과 야간 시인성 확보를 위해 재귀 반사체인 글래스 비드를 살포하여 도로의 표면에 고착시키도록 되어 있다.
야간에는 주간에 비해 통행량이 적어 운전자의 법규 위반이 상대적으로 많아지고, 음주운전과 운전자의 피로도가 증가하며, 시인성 감소 등의 야간 도로교통환경이 악화되어 교통사고의 위험성이 급격히 증가하게 된다. 따라서, 야간 운전자의 교통사고 감소를 위해 도로 차선의 시인성 향상이 필요하고, 야간이나 우천시 운전자들의 불편을 해소하고, 교통사고방지 및 안전성 확보를 위해 노면 휘도를 현재보다 밝게해야할 필요가 있고, 횡단보도 표면에 재귀반사도가 높은 도료를 사용하여 야간 운전중에도 멀리서 횡단보도임을 인지할 수 있어야 한다.
그러나 종래의 글래스 비드는 충분한 재귀반사도를 확보하지 못하여, 야간에 충분한 발광량을 제공하지 못하는 상황이었다. 이에 따라, 야간에 특히, 운전자들에게 충분한 도로 차선의 시인성을 제공하지 못해왔다.
본 발명의 일 실시예는, 폐유리를 재활용하여 재귀 반사율을 향상시킨 글래스 비드 및 그의 제조방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 폐유리를 이용하여 글래스 비드를 제조하는 방법에 있어서, 폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정과 체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 획득과정과 상기 획득과정에서 획득한 폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자를 기 설정된 비율로 혼합하는 혼합과정 및 상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 가열하는 가열과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 비드 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 특성 재료는 산화 붕소(B2O3). 산화 바륨(BaO), 산화 아연(ZnO), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 나트륨(Na2O) 및 오산화 인(P2O5) 중 일부 또는 전부를 포함하는 것을 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 형광체 입자는 Y3Al5O12: Ce3+ 형광체로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 형광체 입자는 제조된 글래스 비드가 외부로부터 광을 입사받아 백색 파장대역의 광으로 출력할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 형광체 입자는 Lu3Al5O12: Ce3+ 형광체로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 형광체 입자는 제조된 글래스 비드가 외부로부터 광을 입사받아 백색 파장대역의 광으로 출력할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 비율은 폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자 각각이 22.5 내지 89.1 중량% : 0.9 내지 7.5 중량% : 10 내지 70 중량% 만큼 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제조방법에 의해 제조되는 글래스 비드를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 글래스 비드를 제조함에 있어, 폐유리를 활용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 폐유리를 활용하여 제조한 글래스 비드가 우수한 재귀 반사율을 가질 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 비드 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 입자 코팅방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 비드를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 입자 코팅방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 비드를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 비드 제조방법을 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 비드를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 비드(300)는 형광체 입자(310) 및 비드 입자(320)를 포함한다.
글래스 비드는 입사하는 가시광을 수광하여 반사광을 출력하는 성분이다. 이러한 성분이 도료 등에 포함되고 도로의 차선 등 다양한 용도로 도포되며, 운전자 등의 시인성을 향상시킨다.
형광체 입자(310)는 기 설정된 발광 파장 대역의 광을 방출하기 위해 축광 기능을 가지는 도펀트를 형광체에 포함하고, 외부 자극에 의해 활성화되어 발광한다. 형광체 입자(310)는 도핑되는 도펀트에 따라 발광하는 파장대역이 결정되고, 가시광 파장 대역 중 백색 또는 황색 중 어느 하나의 파장 대역의 광을 발광하게 된다.
형광체 입자(310)는 Y3Al5O12: Ce3+ 형광체로 구현되어, 외부로부터 광을 입사받아 백색 파장대역의 광으로 출력할 수 있다. 또는, 형광체 입자(310)는 Lu3Al5O12: Ce3+ 형광체로 구현되어, 황색 파장대역의 광으로 출력할 수 있다.
비드 입자(320)는 유리로 구성되며, 높은 굴절률을 갖는다. 특히, 비드 입자(320)는 후술할 과정을 거치며 제조됨에 따라 높은 굴절률을 갖고, 높은 굴절률을 이용하여 외부로부터 입사되는 입사광을 굴절시킴으로서, 글래스 비드(300)가 광을 다시 외부로 출력시키도록 한다.
폐유리를 분쇄하고 그라인딩한다(S110). 본 발명의 일 실시예에 따르 제조되는 형광체의 원료로서 폐유리가 포함된다. 폐유리는 분쇄되며 그라인딩된다. 폐유리의 성분은 이산화 규소(SiO2), 탄산 칼슘(CaCO3) 및 알루미나(Al2O3)를 포함한다.
체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득한다(S120). 그라인딩된 분말에 체질을 수행하여, 불순물을 제거한 폐유리 분말만을 획득한다.
폐유리 분말에 특성 재료 및 형광체 입자를 기 설정된 비율로 혼합한다(S130). 전술한 과정을 거치며 획득한 폐유리 분말에, 특성 재료를 혼합한다. 특성 재료는 최종적으로 제조될 형광체의 굴절률을 향상시키기 위해 포함되는 재료로서, 특성 재료가 첨가되며 최종적으로 제조될 글래스 비드의 굴절률이 적어도 1.65 이상이 될 수 있다. 특성 재료는 산화 붕소(B2O3). 산화 바륨(BaO), 산화 아연(ZnO), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 나트륨(Na2O) 및 오산화 인(P2O5) 중 일부 또는 전부가 포함될 수 있다. 최종적으로 제조될 글래스 비드의 굴절률이 적어도 1.65 이상이 됨에 따라, 우수한 재귀 반사도를 확보할 수 있다.
한편, 전술한 형광체 입자가 함께 혼합된다. 최종적으로 제조될 글래스 비드가 백색 또는 황색 파장대역의 광을 발광(반사)할 수 있도록, Y3Al5O12: Ce3+ 형광체 입자 또는 Lu3Al5O12: Ce3+ 형광체 입자가 혼합된다.
폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자는 기 설정된 비율로 혼합된다. 폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자 각각은 22.5 내지 89.1 중량% : 0.9 내지 7.5 중량% : 10 내지 70 중량% 만큼 포함될 수 있다.
혼합한 혼합물을 가열시켜 글래스 비드를 획득한다(S140), 폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자는 기 설정된 비율로 혼합된 혼합물을 가열한다. 혼합물에 급격한 열이 가해질 경우, 혼합물은 글래스 비드 형태로 형성된다.
특히, 혼합물을 가열함에 있어, 하방에서 가열된 공기를 유입시켜 혼합물을 가열하는 경우, 혼합물은 열을 받으며 글래스 비드 형태로 형성되고, 형성된 글래스 비드가 분리될 수 있다.
폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자는 기 설정된 비율로 일괄적으로 혼합된 후, 가열되며 글래스 비드로 생성될 경우 다음과 같은 장점을 가질 수 있다.
먼저, 폐유리 분말을 획득할 경우, 후속 공정에서 별도로 특정 혼합물의 분말을 획득할 필요없이 바로 글래스 비드를 획득할 수 있다. 이에 따라, 공정이 상당히 간소화될 수 있다.
또한, 각 성분들이 모두 혼합되어 가열되기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이 최종적으로 제조된 글래스 비드 내 형광체 입자가 균일하게 분포할 수 있다.
한편, S130 과정에서 혼합되는 형광체 입자는 도 2에 도시된 바와 같이 표면에 이산화 규소(SiO2)가 코팅될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광체 입자 코팅방법을 도시한 순서도이다.
형광체 입자가 프릿 분말과 혼합된 후 소결되는 과정에서, 형광체 입자와 프릿 분말 사이에 기공이 발생할 수 있다. 형광체에 소결 조제로서 SiO2가 코팅됨으로써 이를 방지할 수 있으며, 내구성도 향상될 수 있다.
형광체 입자 및 SiO2를 혼합한다(S210). 형광체 입자 및 소결 조제로서 SiO2가 혼합됨에 따라, SiO2는 형광체 입자 주변에 골고루 분산되어 부착된다.
혼합물을 소결한다(S220), SiO2가 혼합된 형광체 입자를 소결한다. 소결에 따라, SiO2는 목 성장(Neck Growth)되며, 형광체 입자와 프릿 분말 간의 반응성을 향상시키 양자 사이에 형성된 기공을 폐쇄시킨다.
이러한 과정을 거치며 표면에 이산화 규소가 코팅된 형광체 성분이 형광체의 제조에 포함될 수 있다. 이에 따라, 형광체의 내구성은 보다 우수해질 수 있다.
도 1 및 2에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각 도면에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 1 및 2는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 1 및 2에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (7)
- 폐유리를 이용하여 글래스 비드를 제조하는 방법에 있어서,
폐유리를 분쇄하고 그라인딩하는 그라인딩과정;
체질(Sieving)을 거치며 폐유리 분말만을 획득하는 획득과정;
상기 획득과정에서 획득한 폐유리 분말, 특성 재료 및 형광체 입자를 기 설정된 비율로 혼합하는 혼합과정; 및
상기 혼합과정에서 혼합된 혼합물을 가열하는 가열과정을 포함하며,
상기 폐유리는 이산화 규소(SiO2), 탄산 칼슘(CaCO3) 및 알루미나(Al2O3)를 포함하고,
상기 특성 재료는 산화 붕소(B2O3). 산화 바륨(BaO), 산화 아연(ZnO), 산화 니오븀(Nb2O5), 산화 나트륨(Na2O) 및 오산화 인(P2O5) 중 일부 또는 전부를 포함하고,
상기 폐유리 분말, 상기 특성 재료 및 상기 형광체 입자는 각각 22.5 내지 89.1 중량% : 0.9 내지 7.5 중량% : 10 내지 70 중량% 만큼 포함되고,
상기 혼합과정에서 혼합되는 형광체 입자는 프릿 분말과 혼합된 후 소결되는 과정에서 형광체 입자와 프릿 분말 사이에서 기공이 발생하는 것을 방지하기 위해, 형광체 입자와 이산화 규소(SiO2)를 혼합하여 형광체 입자 주변에 이산화 규소를 분산시켜 부착시키며, 이산화 규소가 혼합된 형광체 입자를 소결하여, 형광체 입자와 프릿 분말 간의 반응성을 향상시키 양자 사이에 형성된 기공을 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 글래스 비드 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 형광체 입자는,
Y3Al5O12: Ce3+ 형광체로 구현되는 것을 특징으로 하는 글래스 비드 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 형광체 입자는,
제조된 글래스 비드가 외부로부터 광을 입사받아 백색 파장대역의 광으로 출력할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 글래스 비드 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 형광체 입자는,
Lu3Al5O12: Ce3+ 형광체로 구현되는 것을 특징으로 하는 글래스 비드 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 형광체 입자는,
제조된 글래스 비드가 외부로부터 광을 입사받아 백색 파장대역의 광으로 출력할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 글래스 비드 제조방법. - 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 글래스 비드.
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| KR1020220155257A KR102537453B1 (ko) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 자율주행자동차의 차선 인식용 형광비드 및 이를 제조하는 방법 |
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| KR102537453B1 true KR102537453B1 (ko) | 2023-05-30 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101594869B1 (ko) * | 2015-08-26 | 2016-02-17 | (주) 지비테크 | 유리조각을 매용제로 활용한 굴절률을 가지는 유리알 조성물 및 유리 조성물을 조분화한 유리가루를 이용한 굴절률을 가지는 유리알 |
| KR102216616B1 (ko) * | 2019-10-22 | 2021-02-17 | 한국광기술원 | 기공이 저감된 형광체 글래스 비드 및 그의 제조방법 |
| KR20220033361A (ko) * | 2020-09-09 | 2022-03-16 | 대주전자재료 주식회사 | 발광 장치 및 발광 장치의 제조방법 |
-
2022
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