KR20040096749A - 코너큐브형과 유리구슬에 의한 상호 보완적인재귀반사성을 갖는 반사원단과 이의 제작방법 및 제작장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반사지에 관한 것으로서, 특히 코너큐브(Corner Cube)형 반사요소를 이용한 반사지와 유리구슬 반사지를 병합하여 상호 보완성을 갖는 반사지를 다양한 제품으로 상용화 할 수 있도록 원단과 합지하여 제공하는 반사원단의 공정방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 상기의 반사원단은 코너큐브형 반사지의 코너큐브 배면에 유리구슬 반사지를 접착하여 두 종류의 반사원리를 병합한 코너큐브형과 유리구슬에 의한 상호 보완적인 재귀반사성을 갖는 반사지와 바탕원단을 일정한 방법으로 접착처리하여 제작된다.

본 발명에 의한 반사원단은 어떠한 조건에서도 높은 재귀반사성을 유지할 수 있으며 특히 상기 병합된 반사지가 바탕원단과 일체화되어 생산됨에 따라 제조공정이 간단하고 이용이 편리하여, 상기 반사원단은 안전이 요구되는 상황에서 다양한 형태로 폭 넓게 활용될 수 있다.

Description

코너큐브형과 유리구슬에 의한 상호 보완적인 재귀반사성을 갖는 반사원단과 이의 제작방법 및 제작장치 { Retro-Reflective Cloth with better Reflectivity from Polymerizing Corner-cube and Glass Beads, and Its producing Process and Machine}

본 발명은 반사지에 관한 것으로서, 자세하게는, 코너큐브(Corner Cube)형 반사요소를 이용한 반사지와 유리구슬 반사지를 병합하여 상호 보완성을 갖는 반사지를 다양한 제품으로 상용화 할 수 있도록 원단과 합지하여 제공하는 반사원단의 공정방법 및 장치에 관한 것이다.

당해 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이 코너큐브 반사요소(도 1)는 한 코너에서 만나는 3개의 상호 수직한 측면을 지니는 삼면 구조이다. 통상적으로 코너큐브형 반사요소에 의해 이루어지는 역반사는 전내부 반사의 원리(Principle of Total Internal Reflection)를 통해 이루어지며 다양한 각도로 입사광을 수용하여 이를 동일한 방향으로 반사한다(도 3). 그러나 코너큐브 요소는 빛을 역반사하는 각도가 너무 좁은 단점이 있으며, 이는 재귀반사 성능이 떨어지는 요인이 된다. 반면에 코너큐브형은 역반사를 일으키는 소자의 면들이 배면에 배열되어 있어서 표면에 물이나 습기가 묻는 상황, 예를 들어 우천시나 수중에서도 들어오는 빛이 소실되지 않고, 역반사를 시킬 수 있다는 장점이 있다.

유리구슬형 반사지(도4)의 경우, 재귀반사 성능을 비교해 볼때 코너큐브형 보다 4배 가량 우수하다. 예를 들어 정면각(관측각-0.2, 입사각 -5)의 값이 같다고(630cd/lux*sq.m) 볼 때, 입사각 40도에서는 코너큐브형이 150cd/lux*sq.m정도인 반면에 유리구슬형은 600cd/lux*sq.m정도의 재귀반사값을 갖고 있다. 반면에 유리구슬은 도면 5에서 보는 바와 같이 표면에 노출되어 있으므로 물이 묻거나, 물속에서는 역반사를 전혀 일으키지 못한다.

그러나 기존의 제품은 코너큐브형의 코너큐브나 유리구슬형의 미세한 유리구슬의 역반사원리를 단독적으로 채용함으로써, 반사지 원단을 제품화했을때, 상기의 단점들을 그대로 내재한 채 이용되어 왔기 때문에 역반사의 각도가 너무 좁거나, 물속에서 역반사를 일으키지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 반사지를 제품에 활용함에 있어서는 필요한 만큼의 일정 면적에 상기의 반사지를 덧붙여 제품화하는 것이 일반적이다. 예를 들어서 통상의 안전의류(조끼, 자켓등)를 제작하는 경우에 바탕원단의 일부분에 상기 반사지를 규격, 용도 및기타 필요에 따라 별도의 작업으로 봉제하여 하나의 완제품을 만들고 있으므로 공정이 복잡하며, 제작에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술이 갖는 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 어떠한 조건에서도 재귀반사성을 유지할 수 있도록 코너큐브형의 코너큐브와 미세한 유리구슬의 역반사원리를 병합하여 각 반사지의 단점을 보완한 반사지를 제품에 적용함에 있어서 바탕이 되는 원단과 동 반사지가 일체형으로 제작된 반사원단을 제공하는데 있다.

아울러, 상기 코너큐브형과 유리구슬을 병합한 반사지와 상기 반사원단의 제작을 자동으로 수행하는 제작 장치 및 방법을 제공한다.

도 1은 코너큐브 소자의 예시도

도 2는 코너큐브가 쌍을 이루어 일정한 간격으로 배열되어 있는 예시도

도 3은 입사된 빛이 서로 직각을 이루며 입사되는 면(1)을 공통면으로 갖는 세면(2,3,4)에서 차례로 정반사되는 과정을 나타낸 예시도

도 4는 미세한 유리구슬의 역반사과정을 나타낸 예시도

도 5는 미세한 유리구슬들의 연속적인 배열상태를 나타낸 예시도

도 6은 미세한 유리구슬이 적용된 반사면과 코너큐브가 적용된 반사면의 결합 형태를 나타낸 구조도

도 7a는 지지대를 이용하여 원단을 접착한 상태를 나타낸 예시도

도 7b는 진공증착을 이용하여 원단을 접착한 상태를 나타낸 예시도

도 7c는 초음파 또는 초음파와 열.압력을 동시에 가하여 원단을 접착한 상태를 나타낸 예시도

도 8은 코너큐브의 성형과 유리구슬을 접착하는 공정과 원단을 합지하는 일체의 구성도

도 9는 본 발명을 의류원단에 적용한 실시예

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 유리 구슬 반사지 11 : 코너큐브 반사면

12 : 지지대 13 : 방수층

14 : 원단 15 : 금속 증착층

18 : 필름공급수단 19 : 방사선 경화성수지

20 : 가열 및 냉각 롤러 21 : 방사선 발광기

23 : 유리구슬 접착롤러 24 : 사용자 문양 성형수단

25 : 원단 합지수단 26 : 필름제거 수단

27 : 유리구슬 어셈블리 공급수단 28 : PET 필름 공급수단

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 코너큐브형의 코너큐브과 미세한 유리구슬의 역반사 원리를 병합하여 각 반사지의 단점을 보완한 반사지 및 이 반사지와 바탕원단을 접착처리하여 제작되는 반사원단을 제공한다.

상기 반사지는 기재가 되는 필름에 코너큐브가 형성된 코너큐브 반사지 배면의 일부분에, 마이크로 유리구슬이 무수히 부착형성된 유리구슬 반사지를 접착시켜 제작된다.

상기 반사원단은 상기 반사지의 코너큐브면과 바탕원단을 접착처리하여 제작된다.

상기 반사원단을 제작하는 장치 및 방법은 반사지의 연속 성형장치에 있어서, 유리구슬 어셈블리를 코너큐브 반사지에 접착하는 수단과 이와 같이 제작된 반사지에 바탕원단을 합지하는 수단을 결합하여 얻어진다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작(작용)의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

코너큐브 반사지와 유리구슬 반사지의 접착방식은 그 필름이 갖는 성질에 의해 접착제에 의하거나 열접착에 의해 가능하고, 그 부착형상은 도 6의 도시와 같이 코너큐브 반사지(11)의 길이 방향을 따라 중앙에 접착하거나, 또는 불특정 모양이나 형상등 어떠한 방법이라도 유리구슬반사지(10)가 코너큐브 반사지(11)의 일부분만을 차지하여 유리구슬반사지(10)와 코너큐브 반사지(11)를 함께 상부표면으로 노출시켜 유리구슬반사면과 코너큐브 반사면이 노출 면적을 분할 공유하면 되는 것이다.

이렇게 분할공유된 코너큐브 반사지(11)와 유리구슬반사지(10)는 동시에 한 광원에 대하여 동일한 방향으로 재귀반사되는 것이다.

그러므로 정방향은 물론, 타방향에서 관측범위가 넓게 형성되고 휘도가 상승하면서도 우천시 또는 수중에서 반사지의 표면에 물이 묻는 경우에도 휘도가 저하되지 않고 반사효율을 그대로 유지할 수 있다.

상기와 같이 제작된 반사지를 원단과 접착시켜서 반사원단을 제작할 수 있는형상으로서 도 7a, 도 7b, 도 7c에 도시한 바와 같은 실시예가 가능하다.

도 7a는 코너큐브면의 일정한 부분에 지지대(12)층 , 방수층(13a)및 직조된 부드러운 천(14a)을 합지 시켜 만든 재귀 반사성을 갖는 원단이며,

도 7b는 코너큐브면을 금속 증착층(15), 접착제(16), 방수처리(13b)된 부드러운 천(14b)을 라미네이팅 시켜 만든 재귀 반사성을 갖는 원단이며,

도 7c는 초음파에 의해서 반사지와 원단(14c)이 접착되어 재귀 반사성을 갖는 원단이다.

이하에서는, 도 8을 중심으로 상기의 반사원단을 제작하기 위한 공정을 하나의 자동 공정으로 처리할 수 있는 제작방법 및 장치에 대해서 상세히 설명한다.

도 2와 같이 일정한 배열로 구성된 코너큐브형을 갖는 금형은 V자형의 다이아몬드 칼로 새겨서 만들어 진다. 이 금형은 도 8에서와 같이 원통형(17)으로 주조되고 필름공급장치(18), 우레탄계 아크릴 수지(19), 가열 및 냉각롤러(20), 방사선 발광기(21) 및 구동모터(미도시)를 구비하여 반사지 연속성형장치를 이룬다.

도 4및 도 5에 나타낸 바와 같이, 유리구슬이 일정하게 배열된 형태는 폴리에스테르 필름(9)(PET FILM)위에 열가소성을 지닌 필름이나 수지(7)를 입히고 유리구슬을 일정하게 도포시킨 후, 열과 압력을 가해 구슬이 박히도록 한 후에 금속 진공증착(6) 가공후, 코너큐브가 놓이게 되는 기재 필름에 잘 달라 붙도록 우레탄이나 아크릴계 수지(8)를 증착면에 처리한다.

코너큐브 성형용 기재로 쓰이는 필름은 연질의 폴리염화비닐(PVC)나 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체수지(EVA)등 투명한 포리머를 사용하며, 기재위로 방사선에 의해 가교 결합시켜 광개시제를 포함한 방사선 경화성수지(19)를 코너큐브의 체적과 동일하게 코팅 한다. 이후 가열 및 냉각롤러(20)가 연동하게 되고, 본체 일측에 설치된 필름 롤러(18)로부터 필름이 공급되며, 가열 및 냉각롤러(20)의 외주면에 삽입된 밸트의 회전 및 압압에 의해 필름의 상측면에 코너큐브 요철면이 형성되는 것이다. 따라서, 상측면에 코너큐브 요철면이 형성된 반사지는 타측의 권취롤러(미도시)에 의해 롤형태로 권취되어 일반사용자에게 공급될 수도 있다. 곧 바로 방사선 발광기(21)에서 나오는 방사선 파장에 의해서 기재에 코팅된 방사선 경화성 수지는 코너큐브 형상을 그대로 유지한 채, 변형 되지 않고 단단해진다.

이때 PET 필름공급수단(28)에 의해서 공급되는 폴리에스테르 필름(PET FILM)위에 배열된 유리구슬 어셈블리(22)는 롤러(27)에 의해서 공급되고, 기재의 평평한 면 즉, 코너큐브와는 반대면에 압과 열을 동시에 가하는 유리구슬 접착 롤러(23)에 의해 접착되고, 폴리에스테르 필름(PET FILM)은 롤러(26)에 의해서 분리,제거된다.

코너큐브면을 형성하기 위한 롤러(20)부분과 유리구슬 어셈블리를 접착하기 위한 롤러(23)부분의 작업은 동시에 이루어질 수도 있고, 순차적으로 수행될 수도 있다. 코너큐브가 이형되기전에 폴리에스테르 필름(PET FILM)을 제거하며, 유리구슬이 접착되지 않은 면에는 별도의 로고나 엠보 등을 성형(24)할 수 있다. 이는 기재가 갖는 열 가소성 원리를 응용하여 별도의 상표나 사용자의 의도가 담긴 형상을 성형하는데 있어서, 재귀반사성을 현저히 저하 시키지 않는 범위내에서 작업공정이 이루어져야 한다.

이어서 상기에서 생산된 반사지를 원단과 결합시키는 공정은 원단 합지수단(25)에 의해서 달성될 수 있는 것으로 그 작업공정을 도 7a, 도 7b, 도 7c의 실시예를 통해 설명하면 아래와 같다.

도 7a의 실시예에 따른 반사원단은, 코너큐브면에 물이나 습기, 기타 이물질이 유입되지 않도록 커버를 만들어야 하는데, 이때 일정한 부분에만 지지대층(12)을 형성하거나 방사선 경화성 수지나 실크스크린을 이용하여 형성한다. 여기에 방수층(13a)을 포함하는 직조된 부드러운 천(14a)을 열,압력 또는 광개시제를 이용하여 결합시켜서 만들어 진다. 특히, 크로스 연결이 요구되는 재료사용에 있어서 방사선을 가하여 결합시킨다.

도 7b의 실시예에 따른 반사원단은, 코너큐브 3면을 금속 증착 처리(15)로써 진공증착후, 접착제(16)를 고르게 도포하며, 방수처리(13b)된 부드러운 천(14b)을 라미네이팅 시킴으로써 생산할 수 있다.

도 7c의 실시예에 따른 반사원단은, 초음파 진동에너지를 이용하여 재귀반사층과 방수층을 원하는 두께와 형상으로 가공한 후, 상기의 반사지와 원단(14c)을 결합시킴으로써 생산할 수 있다.

도 9는 상기 코너큐브형(11)과 유리 구슬형(10)이 병합된 반사지와 원단이 합지된 상기의 반사원단을 이용하여 제품으로 완성한 실시예이며, 본 발명에 의해 제작된 원단은 의복, 가방, 신발, 모자, 각종 커버등 다양하게 응용할 수 있는바, 그 활용범위가 매우 넓다고 하겠다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예(들)를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명에 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 코너큐브형의 반사지와 유리구슬 형의 반사지를 한 면에 병합시켜 2중으로 형성함으로써 두 반사지의 단점이 보완되며, 관측범위가 넓어지고 휘도가 상승하면서도 표면에 물이 묻는 경우에도 휘도가 저하되지 않아 보다 더 효과적인 재귀반사성을 유지함으로써 안전복, 안전띠, 교통표지판 또는 의류 부자재 등에 사용할 경우, 그 식별력이 향상되기 때문에 안전사고 예방 등에 도움을 줄 수 있다.

또한 상기 병합된 반사지와 바탕원단이 일체화된 반사원단을 제공하고 이를 하나의 공정으로 생산할 수 있어서, 제품이 정밀하면서도 제조공정이 간편하여 이용에 편리함을 줄뿐아니라, 대량생산에 따른 원가 절감이 가능하기 때문에 상기 반사원단은 안전이 요구되는 분야에서 더욱 다양한 형태로 폭 넓게 활용될 수 있다.

Claims (5)

1. 코너큐브형 반사지의 코너큐브 배면에 유리구슬 반사지를 접착하여 두 종류의 반사원리를 병합한 코너큐브형과 유리구슬에 의한 상호 보완적인 재귀반사성을 갖는 반사지와 바탕원단을 접착처리하여 제작된 반사원단.
2. 코너큐브형 반사지 연속 성형장치와

   유리구슬이 접착된 유리구슬 어셈블리(22)를 코너큐브 성형배면에 접착시키기 위해 상기 어셈블리(22)를 공급하는 유리구슬 어셈블리 공급수단(27)과

   상기 유리구슬 어셈블리 공급수단과 함께 폴리에스테르 필름을 공급하는 PET 필름 공급수단(28)과

   상기 유리구슬 어셈블리를 코너큐브의 배면에 접착하기 위한 유리구슬 접착롤러(23)와

   상기 유리구슬 어셈블리의 고정틀 역할을 했던 폴리에스테르 필름(PET FILM)을 제거하기 위한 필름제거수단(26)과

   상기 병합된 반사지와 바탕원단을 합지하기 위한 원단 합지수단(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 코너큐브형과 유리구슬에 의한 상호 보완적인 재귀반사성을 갖는 반사원단 제작 장치.
3. 제 2항에 있어서, 유리구슬 어셈블리의 폴리에스테르 필름(PET FILM)이 필름제거 수단(26)에 의해서 제거된 후에 유리구슬이 부착되지 않은 코너큐브의 배면에 사용자가 원하는 형상을 재귀반사성이 훼손되지 않는 범위에서 성형할 수 있는 수단(24)을 포함 하는 것을 특징으로 하는 코너큐브형과 유리구슬에 의한 상호 보완적인 재귀반사성을 갖는 반사원단 제작 장치.
4. a) 코너큐브형 반사지를 연속 성형하는 단계;

   b) 유리구슬이 접착된 유리구슬 어셈블리를 코너큐브 성형배면에 접착시키기 위해 상기 유리구슬 어셈블리를 운반하는 단계;

   c) 상기 유리구슬 어셈블리를 코너큐브의 배면에 접착하는 단계;

   d) 상기 유리구슬 어셈블리의 고정틀 역할을 했던 폴리에스테르 필름(PET FILM)을 제거하는 단계;

   e) 상기의 병합된 반사지와 바탕원단을 합지하기 위해서 코너큐브형의 코너큐브면과 원단을 접착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 코너큐브형과 유리구슬에 의한 상호 보완적인 재귀반사성을 갖는 반사원단 제작 방법.
5. 제 4항 에 있어서, 상기 d) 단계 수행 후에 유리구슬이 부착되지 않은 코너큐브의 배면에 사용자가 원하는 형상을 재귀반사성이 훼손되지 않는 범위에서 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코너큐브형과 유리구슬에 의한 상호 보완적인 재귀반사성을 갖는 반사원단 제작 방법.