KR20030087815A

KR20030087815A - 곡면 반사형 영사스크린의 제조방법 및 그 제조방법에의해 제조된 영사스크린

Info

Publication number: KR20030087815A
Application number: KR1020020025756A
Authority: KR
Inventors: 이인환
Original assignee: 주식회사 지.비라이트
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-11-15
Also published as: KR100500001B1

Abstract

본 발명은 곡면 반사형 영사스크린의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 영사스크린에 관한 것으로, 종래의 평면식(일반형) 반사형 영사스크린에 비하여 측면에서도 선명한 화질을 감상할 수 있고, 스크린 위의 동일한 구간내의 관측 면적이 증가함에 따라 선명도와 해상도가 크게 상승하는 특징을 가진다.

Description

곡면 반사형 영사스크린의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 영사스크린{METHOD OF MANUFACTURING WAVE SURFACE-REFLECTIVE PROJECTION SCREEN AND PROJECTION SCREEN MANUFACTURED THEREBY}

재래식의 영사스크린은, 암색(暗色)의 시트상에 백색의 폴리염화비닐 필름을 코팅한 것인데, 이는 환경친화적이지 못함은 물론 반사율이 불량하고 영상이 어두우면서 확산성이 낮아서 저급함을 면할 수 없었다. 이에 반사율과 확산성을 높이고 영상을 밝게 하기 위하여 미크론 단위의 직경을 가지는 수많은 글래스 비드가 표면에 접착된 영사스크린이 수십 년 전에 개발된 바 있으나, 글래스 비드의 증착(고정) 기술이 미비함에 따라 글래스 비드의 탈리 현상이 발생되어 크게 확산되지 못하였다. 그 후 글래스 비드의 이러한 단점을 해결하기 위하여 백색의 폴리염화비닐 필름상에 금속증착층을 반사층으로 형성시키고, 그 위에 펄(pearl) 안료를 함유하는 반투명의 폴리염화비닐 필름을 형성시키며, 다시 그 위에 요철을 형성시킨 영사스크린이 제안된 바 있다(일본국 실개소 64(1989)-40835호). 그러나 이것은 반사율이 지나치게 높고 경면반사 성분이 많으며 할레이션(halation) 현상을 일으켜 영상의 질이 불량한 등 다수의 문제가 발견되었다.

그 이후 상술한 종래 영사스크린의 단점과 문제점을 해결하기 위하여 글래스 비드가 증착된 재귀반사 필름을 이용한 영사스크린의 개발이 추진되었으나, 이 역시 기술의 미비함으로 인하여 고품질의 제품을 제작하지는 못하였다. 이에 재귀반사 필름을 사용하지 않고 빛 확산층의 표면에 요철을 형성시킨 영사스크린이 제안된 바 있다(국제출원번호 : PCT/JP 92/00715호). 이는 암색의 플라스틱 시트인 빛 흡수층의 표면에 유리섬유를 고정시키고 그 위에 백색의 불투명한 플라스틱의 기재(基材)시트를 고정시키며 다시 그 위에 반투명이고 유연한 플라스틱의 빛 확산층을 형성시킨 것인데, 상기 빛 확산층의 표면에는 요철이 형성되어 있어서 종래 영사스크린의 글래스 비드의 작용을 모방하고 있다. 한편, 글래스 비드의 내구성이 불량하고 또한 금속의 반사층을 가지는 영사스크린의 단점들을 해결하기 위하여 제안되었던 가장 후자의 영사스크린 역시 제조단가에 비하여 빛의 확산성과 반사율이 그다지 양호하지 못하고 측면에서 선명한 화질을 감상할 수 없으며 영상이 다소 어두운 등의 문제가 발견되었다. 이를 미루어본다면, 경제성과 기능성 등을 만족시키는 영사스크린은 재귀반사필름을 이용하여 제작하는 것이 가장 바람직한 것이라는 결론에 도달할 수 있을 것으로 사료되는 바, 근래에 이르러 글래스 비드의 증착 기술이 고도로 발전함에 따라 글래스 비드의 탈리 현상 등이 크게 개선되어 내구성을 만족시키므로 도 7과 같은 재귀반사 필름을 이용한 영사스크린이 개발되어 시판되고 있다. 즉, 도 7의 사진을 도면으로 나타낸 것이 도1이며 도1a는 도1의 응용예에 해당하지만 거의 유사한 구성을 가지고 있다.

이를 자세히 살펴보면, 블랙 폴리염화비닐층(140) 위에 글래스 화이버 원단(100)을 고정시키고 그 위에 화이트 차단막(120)을 코팅시킨 기재에, 상기 화이트 차단막(120)의 위로 화이트 반사수지층(240)을 형성시키고 그 위에 글래스 비드(230)가 고정되도록 한 구성을 가지고 있으며, 도 1a의 예는 글래스 화이버 원단(100)과 블랙 폴리염화비닐층(140) 사이에 화이트 차단막(120)을 한 층 더 형성시킨 차이만 있다. 이와 같은 영사 스크린이 현재 가장 일반적으로 사용되고 있는데, 이들은 첫째 환경친화적이지 못한 폴리염화비닐을 사용하고 있어 현재 세계적으로 그 사용이 불가능한 상태에 처해져 있으며, 빛의 확산성과 반사율 그리고 측면에서의 영상 식별성 등의 기능적인 면과 단가적인 경제성 등으로 볼 때 일반화가 될 수 있었다고 가정할 수 있지만 사실상 기능적인 면에 있어서는 양호하지 못한 문제가 있다.

도 1과 1a를 살펴보면, 자체적으로 요철이 형성되어 있는 글래스 화이버 원단(100)의 위로 화이트 차단막(120)을 형성시킬 때 그 두께(d, d')가 상이함을 알 수 있다. 다시 말해서, 화이트 차단막(120)의 표면은 도면과 같이 수평을 유지하고 있기 때문에 글래스 화이버 원단(100)을 기준한 두께(d, d')는 서로 다를 수밖에 없는 것이다. 그 위로 반사수지층(240)이 형성되고 다시 그 위로 글래스 비드(230)가 고정되기 때문에 결국 글래스 비드(230)와 글래스 화이버 원단(100)과의 거리(D, D')도 차이가 날 수밖에 없는 것이다. 따라서 빛의 확산성이 균일하지 못하고 불량하며 반사율 또한 균일하지 못하여 좋지 못한 것이다. 즉, 도 1과 1a 및 도 7을 살펴보면, 글래스 비드(230)는 수평적으로 고정되어 있음을 알 수 있는데, 결론적으로 영사 스크린의 표면 전체가 수평적인 구성을 가지고 있는 것이다. 이는 도 3과 같이 광원(light)으로부터 스크린에 전달된 빛이 광원 쪽으로 양호하게 재귀반사가 되지 못하고 퍼져버리는 문제가 노출되어 식별성과 반사율, 확산성, 영상의 밝기 등에 좋지 못한 영향을 미친다. 그리고 도 5를 살펴보면, 위에서 설명한 바와 같이 스크린의 표면이 수평(평면)을 이루고 있기 때문에 측면에서 영상을 감상할 때 선명도와 해상도가 낮아짐은 당연한 이치인 것이다.

따라서 본 발명은, 글래스 화이버 원단(10)의 굴곡에 비례하는 곡률을 따라 글래스 비드가 형성하는 굴곡이 스크린의 표면에서 사방으로 형성되도록 하여 스크린상에서 수많은 곡면 반사가 되도록 함으로서 종래의 재귀반사 필름을 이용한 영사스크린에서 비롯된 단점을 해결코저 한다.

또한 본 발명은 환경친화적인 우레탄수지와 우레탄안료를 사용하는 영사스크린을 제공코저 한다.

이를 위하여 본 발명은 화이트 글래스 화이버 원단(10)의 상하면에 화이트 우레탄 수지층(12, 12')을 형성시키되 글래스 화이버 원단의 곡률에 따라 요철이 형성되도록 하는 과정; 하면의 화이트 우레탄 수지층(12')의 표면에는 그 곡률에 따라 블랙 우레탄 안료층(14)을 형성시키는 과정을 통해 기재(5)를 제조하는 과정, 그리고; 폴리에틸렌필름(21)의 위에 폴리에틸렌수지가 형성되며 그 위로 글래스 비드(23)가 고정되고 다시 그 위로 반사수지층(24)이 형성되고 그 위로 핫 멜트 우레탄 접착제(25)가 형성된 재귀반사 필름(20)에 있어서, 핫 멜트 우레탄 접착제(25)와 상기 기재(5)의 화이트 우레탄 수지층(12)이 열접합 되도록 하여 서로 일체화시키는 과정; 상기 과정이 종료된 후 폴리에틸렌필름(21)과 폴리에틴렌수지(22)를 글래스 비드(23)로부터 탈리시켜 글래스 비드가 화이트 우레탄 수지층(12)의 곡률에 따라 반복적이고 일률적인 곡면을 이루면서 노출되도록 하는 과정을 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 1a는 글래스 비드를 이용한 종래 영사스크린을 나타낸 참고도.

도 2 및 도 2a는 본 발명의 제조공정을 나타낸 참고도.

도 3은 상기 종래 영사스크린의 반사작용을 나타낸 참고도.

도 4는 본 발명의 반사작용을 나타낸 참고도.

도 5는 상기 종래 영사스크린의 영상 관찰상태를 나타낸 참고도.

도 6은 본 발명의 영상 관찰상태를 나타낸 참고도.

도 7은 상기 종래 영사스크린의 단면구조를 촬영한 사진.

도 8은 본 발명의 단면구조를 촬영한 사진.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 화이트 글래스 화이버 원단12, 12': 화이트 우레탄 수지층

14: 블랙 우레탄 안료층20: 재귀반사 필름

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 본 발명은, 환경친화적이고 동시에 본 발명의 특징인 연속 곡면이 스크린의 표면에 형성되는 기재(5)를 제작하는 것이 가장 중요한 부분이다. 본 발명에 사용되는 화이트 화이버 글래스 원단(10)은 두께가 0.18mm 내외의 것을 사용하며 사양 : 67TEX g/1,000m, 밀도 : 경사가 42±2수/inch, 위사가 32±2수/inch, 중량 : 208±12 g/m²의 조건을 만족하는 것을 사용하였으나 반드시 여기서 제시한 사양과 밀도, 중량에 국한되는 것은 아님은 당연한 이치이다.

상기 화이트 글래스 화이버 원단(10)을 화이트 우레탄 수지에 디핑(dipping)하여(함침온도조건 : 100∼120℃) 도 2와 같이 화이트 글래스 화이버 원단(10)의 상면과 저면에 화이트 우레탄 수지층(12, 12')이 형성되도록 하는데, 그 두께는 0.01mm 내외가 된다. 물론 화이트 우레탄 수지층의 두께는 가감될 수 있으나 필요 이상으로 두껍게 형성시켜도 영사스크린의 기능을 향상시키는데 기여하지 못하며 비경제적인 문제를 초래한다. 반대로 그 두께가 0.01mm에 비하여 크게 감소될 경우에는 영사스크린의 반사율과 빛의 확산성, 영상의 밝기 등에 영향을 미칠 수 있기 때문에 유의하여야 한다. 본 발명의 실험에 의하면 화이트 우레탄 수지층(12, 12')의 형성 두께는 0.01mm 내외가 적당하였다.

한편, 저면의 화이트 우레탄 수지층(12')은 후술하는 블랙 우레탄 안료층(14)의 블랙 우레탄 안료가 화이트 화이버 글래스 원단으로 침투하는 것을 방지함과 아울러 스크린의 강도를 상승시켜 결국 표면의 반사층의 내구성을 상승시키게 된다. 다음, 화이트 우레탄 수지층(12')의 저면으로는 난연 처리를 가하고 무광 처리를 하여 탈색 및 황변현상을 예방함과 아울러 스크린의 표면에 투사된 빛(광원)에 대하여 기재(5) 이면의 은폐력을 상승시키기 위한 목적으로 블랙 우레탄 안료층(14)을 코팅시킨다. 이때 코팅의 두께는 0.035mm 정도가 적당하며 그 이상의 두께를 형성하는 것은 별 의미가 없고, 대폭 그 이하의 두께를 형성하는 것은 위에서 설명한 바와 같은 자신의 기능이 감소되어 좋지 못하다. 따라서 본 발명의 실험에 의하면 블랙 우레탄 안료층의 두께는 0.035mm 내외가 적당하였다.

이상과 같이 기재(5)가 제조되는데, 여기서 주목하여야 할 것은 화이트 우레탄 수지층(12, 12')과 블랙 우레탄 안료층(14)이 형성될 때 각 도면 및 사진(도 8)과 같이 글래스 화이버 원단(10)의 굴곡(곡률)에 따라 자연스러운 굴곡을 이루면서 형성이 된다는 것이다. 즉, 도 1과 도 1a에 나타난 바와 같이 종래의 영사스크린의 화이버 글래스 원단 표면에 화이트 차단막(120)과 블랙 폴리염화비닐층(140)을 형성시키는 기술과 근본적으로 상이한 기술을 적용하고 있는 것인데, 결국 도 2a와 같이 본 발명의 화이트 글래스 화이버 원단(10)의 상하면에 형성되는 화이트 우레탄 수지층(12, 12')의 형성 두께(d'')는 일률적으로 형성된다는 것이다. 따라서 블랙 우레탄 안료층(14) 역시 동일한 요령에 의하여 굴곡을 이루면서 형성이 된다.

다음, 전술한 재귀반사 필름(20)을 기재(5)와 결합시켜 도 2a와 같이 완성시키게 되는데, 화이트 우레탄 수지층(12)과 핫 멜트 우레탄 접착제(25)는 열접합에 의하여 견고히 일체화가 된다. 한편, 근래에 제조된 재귀반사 필름(20)은 글래스 비드의 품질이 탁월하게 향상되고 동시에 글래스 비드의 고정 성능을 탁월하게 향상시킬 수 있는 접착제의 개발, 그리고 열접합 기술의 획기적인 진보 및 장치의 발달 등으로 인하여 글래스 비드의 탈리 현상 또는 불량 현상 등이 거의 소멸될 수 있다는 점을 간과하여서는 아니 될 것이다. 위의 설명에 이어서 화이트 우레탄 수지층(12)과 핫 멜트 우레탄 접착제(25)는 열접합에 의하여 견고히 일체화가 되도록 한 다음, 폴리에틸렌필름(21)을 분리시키면 글래스 비드(23)를 잡고 있던 폴리에틸렌수지(22)까지 글래스 비드로부터 깨끗이 분리되면서 글래스 비드는 노출이 된다. 여기서, 상술한 재귀반사 필름은 핫 프레스 또는 이와 유사한 장치에 의하여 열과 압력을 받으면서 기재(5)와 접합되기 때문에 글래스 비드(23)는 도 2a와 같이 화이트 우레탄 수지층(12)의 곡률에 따라 곡면을 이루면서 형성이 되도록 하는 것이다.

위의 결과에 따라 도 2a를 살펴보면, 화이트 우레탄 수지층(12)과 글래스 비드(23) 층들과의 거리(D'')는 종래의 것과는 달리 거의 일정하게 유지되면서 글래스 비드는 곡면을 이룬 채 형성되어 있는 것이다.

따라서 본 발명은, 도 8을 기준하여 곡면을 이루는 구간 하나를 "P"라고 할 때 도4와 같이 광원으로부터 투사된 빛은 광원 쪽으로 양호하게 재귀반사가 되고상기 곡면(P)은 사방으로 연속 형성이 되어 있기 때문에 결국 식별성, 반사율이 상승됨은 물론 영상이 밝고 빛의 확산성이 상승되는 결과를 낳게 된다. 나아가, 도 6과 같이 본 발명의 스크린을 곡면(P)을 기준하여 중앙과 측면에서 관찰할 때 종래(도 5)와 비교하여 동일한 관찰거리에서 L'〈 l'가 되고 특히 측면에서 관측각도가 커지기 때문에(θ〈 θ') 동일한 구간 즉 "P"에서 관측 면적이 종래에 비하여 넓어지는 결과가 발생된다. 따라서 선명도와 해상도가 상승됨은 물론 측면에서의 식별성이 크게 향상되고 반사율, 빛 확산성 등이 양호하여 질 수밖에 없는 것이다.

이상과 같은 본 발명은, 재귀반사 필름을 이용하여 영사스크린을 제조하는 방법을 제시하고 있는데, 종래의 제조방법에서 간과하였던 것을 포착하고 이를 기술적으로 해결 및 완성시킴에 따라 경제성과 기능성 모두를 만족시킴은 물론 특히 측면에서의 식별성이 탁월하고 전체적으로 빛 확산성과 반사율이 상승되면서 영상의 밝기 또는 탁월한 등의 다수 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

화이트 글래스 화이버 원단(10)의 상하면에 화이트 우레탄 수지층(12, 12')을 형성시키되 글래스 화이버 원단의 곡률에 따라 요철이 형성되도록 하는 과정;

하면의 화이트 우레탄 수지층(12')의 표면에는 그 곡률에 따라 블랙 우레탄안료층(14)을 형성시키는 과정을 통해 기재(5)를 제조하는 과정, 그리고;

폴리에틸렌필름(21)의 위에 폴리에틸렌수지가 형성되며 그 위로 글래스 비드(23)가 고정되고 다시 그 위로 반사수지층(24)이 형성되고 그 위로 핫 멜트 우레탄 접착제(25)가 형성된 재귀반사 필름(20)에 있어서, 핫 멜트 우레탄 접착제(25)와 상기 기재(5)의 화이트 우레탄 수지층(12)이 열접합 되도록 하여 서로 일체화시키는 과정;

상기 과정이 종료된 후 폴리에틸렌필름(21)과 폴리에틴렌수지(22)를 글래스 비드(23)로부터 탈리시켜 글래스 비드가 화이트 우레탄 수지층(12)의 곡률에 따라 반복적이고 일률적인 곡면을 이루면서 노출되도록 하는 과정을 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 곡면 반사형 영사스크린의 제조방법 및 그 제조방법.
상기 제1항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 곡면 반사형 영사스크린.