KR20040009618A - 내후성 및 유연성이 우수한 역반사 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재귀반사 특성을 갖는 렌즈 매립형 역반사 시트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 렌즈 매립형 역반사 시트는 표면 필름층, 렌즈 고착용 수지층, 미소구 렌즈층, 초점 수지층, 금속 반사층, 점착제층 및 이형지를 포함하는 렌즈 매립형 역반사 시트에 있어서, 상기 표면 필름층과 초점 수지층이 열 경화성 아크릴계 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 렌즈 매립형 역반사 시트는 재귀반사 성능이 우수하면서 옥내외 내후성 및 곡면 시공성이 뛰어난 효과를 갖는다

Description

내후성 및 유연성이 우수한 역반사 시트 {Retroreflective sheet having the good weatherability as well as flexibility}

본 발명은 렌즈 매립형 역반사 시트에 관한 것으로서 좀더 상세하게는 위로부터 표면 필름층, 렌즈 고착용 수지층, 미소구 렌즈층, 초점 수지층, 금속 반사층, 점착제층 및 이형지를 포함하는 렌즈 매립형 역반사 시트에 있어서, 상기 표면 필름층과 초점 수지층이 열 경화 아크릴계 수지층인 것을 특징하는 렌즈 매립형 역 반사 시트에 관한 것이다.

최근 도로 교통 안전에 대한 인식의 증대에 따라 다양한 도로 교통 표지판이나 도로 교통 안전 표지판이 개발되어 사용되고 있다. 특히 이들 표지판들은 재귀반사 특성을 이용하여 야간에 차량 운전자의 안전을 확보해주는 역반사 시트가 그 주류를 이루고 있으며 그에 대한 수요가 지속적으로 증가되어 왔다. 역반사 시트는 주간과 야간에 모두 높은 시인성을 제공하기 때문에 도로교통 표지판이나 도로교통 안전표지판 외에도 공사 구간의 플라스틱 콘 그리고 각종 광고용 등에 널리 이용되고 있다.

종래에 이러한 용도의 각종 표지판으로서 표면층, 재귀반사층, 점착제층 및 이형지를 포함하는 시트 또는 재귀 반사체가 다수 공지되어 있다. 역반사 시트 또는 재귀 반사체는 빛의 입사경로와 반사경로가 평행한 재귀 반사(retroreflection) 특성을 이용한 것으로서 구비하고 있으며 크게는 프리즘 구조의 재귀반사층 (microsphers)과 렌즈 구조의 재귀층으로 구분할 수 있다. 상기 프리즘 구조의 구성의 큐브코너를 이용한 것을 들 수 있고, 렌즈 구조의 유리구슬과 같은 렌즈를 이용한 것으로서 미소구 렌즈에 금속을 직접 코팅하여 금속 박막을 형성한 재귀반사층과 미소구 렌즈에 금속을 직접 코팅하지 않고 별도의 금속 박막층을 형성한 재귀반사층이 있으며 재귀반사층이 미소구 렌즈 구조의 역 반사 시트는 미소구 렌즈가 합성수지에 매립되는 미소구 렌즈 매립형이 주류를 이루고 있다. 이와 같은 렌즈 매립형 역반사 시트는 일반적으로 표면 필름층, 렌즈 고착용 수지층, 미소구 렌즈층, 초점 수지층, 금속 반사층, 점착제층 및 이형지를 포함하는 구조로서 수지 상호간의 접착성을 중요시하여 표면 수지층과 초점 수지층을 우레탄 수지로 구성하거나 서로 다른 수지 성분으로 구성한 것이 대부분을 차지하고 있다.

이러한 구성을 가진 렌즈 매립형 역반사 시트로서 예를 들면 대한민국 특허 공개번호 제2000-0053351호에는 표면 수지층(투명층)이 우레탄 수지, 플로오르 수지등으로 이루어지고, 초점 수지층의 주성분으로 셀룰로즈 에스테르와 폴리비닐 부티랄 수지의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 매립형 역반사 시트가 개시되어 있다. 그러나 이러한 수지처방으로 역반사 시트를 제조할 경우, 옥외에서 장시간의 방치에 따른 제품 표면의 손상이나 색상이 바라는 등의 문제점을 방지하기 어려울 뿐만 아니라 신율 및 유연성이 만족스럽지 못하여 곡면 시공성이 떨어지는 결점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 렌즈 매립형 역반사 시트의 문제점을 개선하기 위한 것으로서 옥외에서 7년 이상의 장기간의 노출에도 제품표면의 손상이나 색상의 변색 등이 없고 신율 및 유연성이 우수하여 곡면 시공성이 뛰어난 렌즈 매립형 역반사 시트를 제공하려는 것이다.

본 발명의 상기 목적은 위로부터 차례로 표면 필름층, 렌즈 고착용 수지층, 미소구 렌즈층, 초점 수지층, 금속 반사층, 점착제층 및 이형지를 포함하는 렌즈 매립형 역반사 시트에 있어서, 상기 표면 필름층과 초점 수지층을 열경화성 아크릴계 수지로 구성 함으로써 달성할 수 있다.

제 1 도는 본 발명에 따른 렌즈 매립형 역반사 시트 완제품을 나타내는 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭 *

1: 표면 필름층2: 고착용 수지층

3: 미소구 렌즈층4: 초점 수지층

5: 금속반사층6: 점착제층

7: 이형지

본 발명의 렌즈 매립형 역반사 시트는 미소구 렌즈(3)가 투명한 렌즈 고착용 수지(2) 안에 매립되어 있는 구조의 역반사 시트로서, 위로부터 차례로 표면 필름층(1), 렌즈 고착용 수지층(2), 미소구 렌즈(3), 초점수지층(4), 금속반사층(5), 점착제층(6) 및 이형지(7)를 포함하는 통상적인 렌즈 매립형 역반사 시트에 있어서, 상기 표면 필름층(1) 및 초점수지층(4)을 열 경화성 아크릴계 수지로 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 렌즈 매립형 역반사 시트의 표면 필름층(1)은 완제품의 최외각 부분으로서 제품을 외부 환경으로부터 보호하고 제품 전체의 기계적 물성과 내후성에 지배적인 역할을 하게 된다. 이 표면 필름층(1)이 가져야 할 특성으로는 양호한 성형성, 우수한 빛 투과성과 내후성이며, 이러한 특성을 갖는 수지로는 여러 종류의 아크릴레이트 단량체로부터 중합된 아크릴계 수지를 경화제로 가교결합시킨 아크릴계 수지가 가장 적합하다. 바람직한 아크릴계 수지(polyacrylate)로는 메틸아크릴레이트(methyl acrylate), 에틸아크릴레이트(ethyl acrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), 하이드록시프로필 메타크릴레이트(hydroxypropylmetacrylate) 중에서 선택된 하나의 단량체(monomer)로 이루어지는 단독중합체(Homopolymer) 또는 2이상의 단량체로 이루어지는 공중합체(copolymer)가 있다. 상기 아크릴계수지는 통상의 중합방법에 따라 제조돨 수 있다.

상기 아크릴계 수지의 경화제로는 다 관능성의 이소시아네이트가 열경화에 적당하다.

렌즈 고착용 수지층(2)의 렌즈 고착용 수지는 미소구 렌즈(3)를 부분적으로매립하여 고정하는 역할을 하게 되는데 일반적으로 가교시키기 전에 10℃ 이하의 유리 전이온도(Tg)를 갖는 아크릴계 수지가 바람직하다. 본 발명에서 렌즈 고착용 수지는 상기 표면 필름층(1)을 형성하는 수지와 동일한 아크릴계 수지일 수 있다.

한편, 상기 미소구 렌즈 고착용 수지에 매립되는 미소구 렌즈는 광투과성의 유리 비드로서 단일층으로 분산되며 렌즈 전체 직경의 약 30~70%가 수지 층에 박히는 것이 적당하다. 미소구 렌즈는 그 직경은 20~100 마이크로미터(㎛)범위가 바람직하고 특히 50~80마이크로미터(㎛)의 분포 범위가 가장 바람직하며 굴절율은 2.21내외로서 이는 당업계에 잘 알려져 있다.

초점수지층(4)은 렌즈 매립형 역반사 시트에서 반사휘도에 가장 큰 영향을 미치게 되는데, 미소구 렌즈(3) 위에 콤마코팅 방식으로 박막 필름을 형성할 수 있다. 이 초점수지층은 미소구 렌즈를 통과해서 굴절된 빛의 초점이 맺히는 거리만큼의 두께로 적용될 때 가장 우수한 역반사 휘도를 나타내게 된다. 초점수지층(4)의 박막 두께는 미소구 렌즈 직경의 약 20~40%의 두께가 바람직하며, 특히 25~35%의 두께가 가장 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 초점수지층(4)의 소재로는 상기 표면 필름층(1)의 수지와 동일한 열 경화성 아크릴계 수지이다. 초점수지층(4)과 상기 표면 필름층(1)을 동일한 열 경화성 아크릴계 수지로 구성함으로써 투명성과 내후성에 기여하여 반사휘도 및 장기 옥외 내후성을 크게 향상시킬 수 있다.

초점수지층(4)의 이면에는 금속반사층(5)을 형성하게 되는데 이것은 미소구렌즈(3)를 통과하면서 굴절된 빛이 금속 반사층(5) 표면에 맺히고 다시 반사되도록하기 위해서이다. 이 금속 반사층(5)의 형성은 통상의 진공 증착법, 스퍼터링 증착법,전자빔 증착법 등이 가능하다. 이 때의 금속은 금, 은, 알루미늄, 백금, 니켈, 크롬 등을 사용할 수 있고, 그 증착 두께는 200~800Å이 적당하며 400~600Å이 가장 적당하다. 초점 수지층(4)과 금속 증착층(5)의 층간 접착이 가능토록, 초점수지 원료 내에 금속과 부착력을 증가시키는 별도의 첨가제를 사용할 수도 있다.

이때 사용되는 첨가제로는 무수마레인산을 함유한 폴리비닐클로라 이드 혹은 수산기를 함유한 폴리비닐클로라이드등이 적당하다.

점착제층(6)은 반사시트를 여러 종류의 기재에 자유로이 부착할 수 있게 하는 역할을 한다. 특히 굴곡면의 시공시에 점착력이 약할 경우 반사시트가 들뜨는 문제가 발생할 수 있으므로 점착력이 강한 점착제를 사용해야 한다. 바람직한 종류의 점착제로는 아크릴계, 고무계 점착제가 사용 가능하며 소량의 경화제와 같은 첨가제를 혼합시켜 점착 특성을 조정하여 사용한다. 그 점착제의 코팅 두께는 20~80㎛가 바람직하다.

이와 같은 구성의 본 발명에 따른 렌즈 매립형 역반사 시트의 제조는 다음과 같은 공정을 거쳐 제조할 수 있다.

표면수지층(1)은 두께5㎛ 내외의 박막 실리콘으로 처리된 종이를 케리어 웹(Carrier web)으로 사용하여 실리콘 박막위에 아크릴계 수지 조성물을 코팅시킨 후 가열, 경화시켜 건조 후 두께가 40㎛내외가 되도록 형성한다. 이때 코팅층에 기포나 오물이 들어가지 않도록 해야한다. 상기 아크릴계 수지 조성물은 수 평균분자량이 30만 내지50만인 아크릴계 수지를 용매에 용해시킨 것에 경화제로서 3개의 관능기를 가지는 이소시아네이트를 혼합하여 균일하게 혼합한 액상 조성물이다.

미소구 렌즈 고착용 수지층(2)은 상기 건조된 표면수지층(1) 위에 미소구 렌즈 고착용 수지 조성물을 건조 후 두께가 약 35㎛가 되도록 코팅하여 형성한다. 상기 렌즈 고착용 수지조성물은 아크릴계 수지를 용매에 용해시킨 것에 경화제를 혼합하여 균일하게 혼합한 액상 조성물이다.

유색 반사시트의 경우, 이 미소구 렌즈 고착용 수지조성물에 유색 안료나 염료 등을 첨가하여 다양한 색상을 부여할 수 있다.

이어 미소구 렌즈층(3)을 상기 렌즈 고착용 수지층(2)위에 미소구렌즈를 자유낙하시켜 미소구렌즈가 그 직경의 30~70%가 고착용 수지에 매립되도록 하고 미소구 렌즈 고착용 수지층을 경화,건조시켜 미소구렌즈가 고착되도록 형성한다. 미소구 렌즈의 직경은 평균 80㎛이며 굴절률은 2.21내외인 투명 유리비드이다.

다음 공정으로 초점수지층(4)을 미소구 렌즈층(3) 위에 아크릴계 수지 조성물을 코팅시킨 후 가열, 경화시켜 건조 후 두께가 20㎛ 내외가 되도록 형성한다. 상기 아크릴계 수지 조성물은 수 평균분자량이 30만 내지 50만인 아크릴계 수지를 용매에 용해시킨 것에 경화제로서 다관능성의 멜라민을 혼합하여 균일하게 혼합한 액상 조성물이다.

초점수지층(4)은 미소구렌즈층(3) 위에 당 업계에 공지된 통상의 방법으로 미소구렌즈의 곡면과 동일한 곡율반경으로 코팅, 건조시켜 형성할 수 있다. 초점 수지층(4)과 그 위에 형성되는 금속 반사층(5)의 층간 접착이 용이하도록 초점수지층(4)을 이루는 초점수지 조성물에 금속과 부착력을 증가시키는 별도의 첨가제를사용할 수도 있다. 이때 사용할 수 있는 첨가제로는 무수마레인산을 함유한 폴리비닐클로라이드 혹은 수산기를 함유한 폴리비닐클로라이드등이다.

금속반사층(5)은 건조된 초점수지층(4) 위에 알루미늄등의 금속을 공지의 진공 증착법에 의해 약 200Å 내지 800Å의 두께로 코팅한다. 이때 진공 압력은 통상 1.0 ×10^-4Torr 이하이다.

점착제층(6)은 양면 폴리에틸렌 처리된 이형지의 실리콘 처리된 일면에 점착제를 약 30㎛의 두께로 코팅한 후 상기 알루미늄등의 금속 증착공정에 의해 형성한 금속반사층(5)에 합판하여 형성한다. 이때 점착제층을 형성하는 점착제 조성물은 아크릴계 수지를 용매에 용해시켜 에폭시 경화제을 혼합하여 균일하게 혼합한 액상 조성물이다.

이형지의 재질은 중량 50~150g/m²종이 또는 두께 25~100㎛의 폴리에스테르 필름이나 폴리프로필렌 필름을 사용한다.

상기 합판공정으로서 본 발명에 따른 렌즈 매립형 역반사 시트의 제조공정이 완성된다. 상기 합판 공정후, 케리어 웹(Carrier web)으로 사용한 종이는 박리하거나 또는 그대로 하여 롤(Roll)상으로 제품화한다.

이와 같은 구조의 렌즈 매립형 역반사 시트는 각 층에 사용되는 소재의 물성에 따라 전체 제품의 물성이 크게 좌우되며, 특히 표면 필름층 및 초점렌즈층의 물성이 제품의 재귀반사 특성과 내후성 및 곡면 시공성에 가장 지배적인 영향을 미친다.

본 발명의 렌즈 매립형 역반사 시트는 표면 필름층과 초점 수지층을 아크릴계 수지로 구성함으로써 옥외내후성이 매우 뛰어나며 색상과 반사휘도의 보존 능력이 매우 우수할 뿐만 아니라 뛰어난 유연성을 바탕으로 다양한 기재에 시공할 수 있는 탁월한 곡면 시공성의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 위로부터 차례로 표면 필름층(1), 렌즈 고착용 수지층(2), 미소구 렌즈층(3), 초점수지층(4), 금속반사층(5), 점착제층(6) 및 이형지(7)를 포함하는 렌즈 매립형 역반사 시트에 있어서, 상기 표면필름층(1),및 초점수지층(4)이 아크릴계 수지를 경화시켜 형성된 것을 톡징으로하는 렌즈 매립형 역반사 시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 표면 필름층(1), 렌즈 고착용 수지층(2), 초점수지층(4), 및 점착제층(6)이 아크릴계 수지를 경화시켜 형성된 것을 톡징으로하는 렌즈 매립형 역반사 시트.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 아크릴계 수지가 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 하이드록시프로필타크 레이트 중에서 선택된 하나로 이루어지는 단독 중합수지 또는 2 이상의 공 중합 수지인 것을 톡징으로하는 렌즈 매립형 역반사 시트.
4. 제1항 또는 제 2항에 있어서, 표면필름층(1)을 형성하는 아크릴계 수지의 경화제가 3개의 관능기를 갖는 이소시아 네이트화합물인 것을 특징으로하는 렌즈 매립형 역반사 시트.
5. 제1항 또는 제 2항에 있어서, 초점수지층(4)을 형성하는 아크릴계 수지의 경화제가 에폭시화합물인 것을 특징으로하는 렌즈 매립형 역반사 시트.