KR20100049992A - 영사막 겸용 유리칠판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영사막 겸용 유리칠판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면 유리기판의 전면에는 판서(板書)를 할 수 있는 저반사 요철면이 형성되어 있고, 그 배면에는 프로젝터(Projector)로부터 영상을 투영(投映)할 수 있는 스크린층이 도포되어 있어서 판서용으로는 물론 영사막으로도 편리하게 사용할 수 있는 유리칠판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

유리칠판, 영사막, 펄 분말

Description

영사막 겸용 유리칠판 및 그 제조방법{Glass plate useful both as writing board and projection screen and its manufacturing process}

본 발명은 영사막 겸용 유리칠판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면 유리기판의 전면에는 판서(板書)를 할 수 있는 저반사 요철면이 형성되어 있고, 그 배면에는 프로젝터(Projector)로부터 영상을 투영(投映)할 수 있는 스크린층이 도포되어 있어서 판서용으로는 물론 영사막으로도 편리하게 사용할 수 있는 유리칠판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래 학교나 사무실에서 분필을 사용하는 칠판의 경우, 분필 가루의 비산으로 인해 주변 사람들의 건강을 해칠 우려가 있다. 그래서 얼마 전부터 분필을 사용하지 않고 수성펜과 같은 전용 필기도구를 사용하는 화이트보드(White-board)가 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 화이트보드는 바탕 색상이 흰색인데다 표면 광택도가 높기 때문에 이를 장시간 주시하게 되면, 눈이 쉽게 피로를 느끼는 단점이 있고, 또한 그 표면이 통상 합성수지로 도포되어 있기 때문에 쉽게 마모되고 필기내 용이 잘 지워지지 않는 단점이 있다.

최근에는 화이트보드의 문제점을 보완하기 위하여 유리기판을 이용한 칠판도 개발되어 있다. 이러한 유리칠판은 화이트보드와 마찬가지로 전용 필기도구를 사용하기 때문에 분필가루가 날릴 우려가 없고, 바탕 색상을 다양하게 구성할 수 있으며, 내구성이 강한 장점이 있다. 그러나, 유리 표면의 광택도가 너무 높기 때문에 필기내용이 잘 보이지 않는 사각지대가 생기기도 하고, 눈이 쉽게 피로해지는 문제점은 여전히 해결할 수가 없었다. 그래서 유리 표면에 미세한 요철을 형성하여 반사광을 난반사 시키려는 노력이 시도되어 왔다.

이처럼 유리 표면을 저반사 처리하는 방법으로는 예컨대, 불산 등과 같은 산성 에칭(Etching)용액으로 유리 표면을 부식시키는 산 부식법이나, 작은 모래입자를 고압, 고속으로 유리표면에 분사하여 미세 요철을 형성하는 샌드블라스팅(Sandblasting)법, 그리고 유리 표면에 유리보다 굴절율이 높거나 낮은 박막, 예컨대 굴절율이 1.5 정도인 이산화규소(SiO₂)와 굴절율이 2.2 이상인 이산화티타늄(TiO₂) 등을 순차 적층하는 방법 등이 알려져 있다.

한편, 최근 컴퓨터 산업의 발달과 함께 빔 프로젝터나 오에치피(OHP)와 같은 영사장치의 사용이 확대되면서 회의실이나 사무실 등에서 영사막(Projection screen)을 사용하는 경우가 일반화되고 있다. 그래서 영사막과 칠판이 따로 구비되지 못한 경우에는 상기 화이트보드나 유리칠판을 영사막 대용으로 사용하기도 하고, 필요에 따라서는 상기 영사막에 판서를 하기도 한다.

그러나 종래의 영사막은 통상 플라스틱 판재를 무반사 처리한 다음, 프로젝터에서 투영된 영상물의 휘도를 높여주는 처리를 한 것이 대부분이기 때문에 그 위에 판서를 할 경우, 잘 써지고 잘 지워지는 특성, 즉 필기성과 자움성이 불량하고, 나아가 장기적으로는 영사막으로서의 기능을 저해하는 문제가 발생하게 된다. 또한, 종래의 화이트보드나 유리칠판을 영사막 대용으로 사용할 경우에는 영상물의 해상도가 불량하거나 색상이 변질되는 등의 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 철판에 법랑(Porcelain enamel)을 입힌 칠판 겸용 영사막 제품도 소개되어 있으나, 이 경우에는 철판과 법랑의 접합력 및 표면 처리의 문제, 즉 철판에 법랑질을 입히고 열처리 하는 과정, 즉 소부 과정에서 표면이 유리화 되어 표면 조도가 낮아지고, 반사율은 높아지는 문제가 발생하게 되며, 더욱이 제조단가가 너무 높은 단점이 있다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 판서용으로는 물론, 영사막으로도 사용할 수 있는 복합기능을 가지되, 판서용으로 사용할 경우에는 필기성과 지움성 및 내마모성이 우수하고, 영사막으로 사용할 경우에는 해상도와 휘도가 높아서 선명한 영상을 제공하며, 나아가 보는 사람의 시선을 자극하거나 사각 지역이 생기지 않는 영사막 겸용 유리칠판을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 영사막 겸용 유리칠판은 두께가 2~10 mm인 유리기판으로 이루어지되, 그 전면에는 광택도가 5~60 이고, 표면 거칠기가 0.05~1.0 ㎛인 저반사 요철면이 형성되어 있고, 그 배면에는 펄(Pearl) 분말이 5~30 중량% 포함된 도료용 합성수지로 이루어진 스크린(Screen)층이 도포된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 영사막 겸용 유리칠판의 제조방법은 두께가 2~10 mm인 유리기판의 전면을 입도가 200~1500 메쉬인 모래 또는 금강사로 샌드블라스팅(Sandblasting)한 다음, 산 용액으로 1~3회 부식처리 하여 광택도가 5~60 이고, 표면 거칠기가 0.05~1.0 ㎛인 저반사 요철면을 형성하는 단계와; 상기 유리기판의 배면에 펄(Pearl) 분말의 함량이 5~30 중량% 포함된 도료용 합성수지를 30~60 ㎛의 두께로 도포하여 스크린층(Screen)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 영사막 겸용 유리칠판은 회의실이나 사무실, 세미나실 등에서 판서용으로는 물론, 영사막으로도 사용할 수 있는 복합기능을 갖는다.

그리고, 판서용으로 사용할 경우에는 필기성과 지움성 및 내마모성이 우수하고, 영사막으로 사용할 경우에는 해상도와 휘도가 높아서 선명한 영상을 제공하며, 나아가 보는 사람의 시선을 자극하거나 사각 지역이 생기지 않게 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 영사막 겸용 유리칠판은 두께가 2~10 mm인 유리기판으로 이루어진다. 상기 유리기판으로는 통상적인 투명 또는 반투명 유리를 사용하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 회색이나, 녹색, 청색 등의 착색유리를 사용할 수도 있다. 그리고 만일 상기 유리기판의 두께가 2 mm 이하이면, 강도가 너무 약해서 쉽게 파손될 우려가 있고, 반대로 10 mm 이상이면 프로젝터에서 투영되는 영상이 이중으로 겹쳐 보이거나 선명도가 떨어져서 좋지 않다.

상기 유리기판의 전면에는 광택도가 5~60 이고, 표면 거칠기가 0.05~1.0 ㎛인 저반사 요철면이 형성되어 있다. 상기 저반사 요철면은 장차 판서용으로 사용 되는데, 만일 상기 광택도가 60 이상이고 표면 거칠기가 0.05 ㎛ 이하이면, 보는 사람의 시선을 피로하게 하거나 글씨가 잘 보이지 않는 사각지대가 생길 가능성이 있고, 반대로 상기 광택도가 5 이하이고 표면 거칠기가 1.0 ㎛ 이상이면, 요철면에 필기구의 색소가 침착하여 필기내용이 잘 지워지지 않는 문제가 발생할 수 있다.

상기 광택도는 통상적인 광택계(Glossimeter)를 이용하여 측정할 수 있고, 표면 거칠기는 통상적인 표면 거칠기 측정기(Surface roughness tester)로 측정할 수 있다.

상기 유리기판의 배면에는 장차 프로젝터에서 투영되는 영사물이 나타나는 스크린층이 도포되어 있는데, 상기 스크린층은 펄(Pearl) 분말이 5~30 중량% 포함된 도료용 합성수지로 이루어진다.

본 발명자가 연구한 바에 따르면, 유리기판을 영사막으로 사용할 경우, 프로젝터로부터 빛이 들어오는 유리기판의 전면은 빛을 거의 반사하지 않는 저반사성이어야 하고, 영상물이 나타나는 배면의 스크린층은 고휘도를 나타내야 한다. 그런데 상기 배면 스크린층의 색상이 백색일 경우에는 휘도가 너무 낮아 선명한 영상을 나타낼 수 없다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 펄 분말(인조펄, 운모 등에 이산화티타늄 등이 입혀진 미세입자)이 포함된 도료용 합성수지로 상기 스크린층을 형성하였다.

이때, 상기 스크린층에 포함된 펄 분말의 함량이 합성수지 전체 중량에 대하여 5 중량% 이하이면, 휘도가 낮아 영사물의 대비효과와 선명도가 낮아지는 문제가 있고, 반대로 30 중량% 이상이면 도포면의 균질도가 나빠져 반사영상의 선명도가 저하되는 문제가 있다.

또한, 상기 펄 분말의 크기에 따라서도 영상물의 해상도가 달라지는데, 만일 펄 분말의 입경이 2 ㎛ 이하이면, 스크린층에서 원하는 휘도를 얻을 수 없고, 반대로 25 ㎛ 이상이면, 펄 분말의 입자 때문에 영상물의 촛점이 흔들리는 현상, 즉 대비효과 및 선명도가 저하되는 문제가 발생하여 선명한 영상을 볼 수가 없게 된다. 펄 분말의 색상은 은색 계통을 사용하는 것이 영사막으로 사용하기에 가장 적합하다. 백색 계통의 펄 분말을 사용하면, 스크린층의 백색도가 너무 높아서 영상물의 대비 효과가 다소 떨어지는 현상이 나타난다. 그러나, 판서용으로 사용할 경우에는 백색 계통의 펄 분말을 사용했을 때 오히려 더 선명한 식별력을 제공한다.

본 발명에서는 상기 스크린층 위에 추가적으로 유리기판의 강도를 보강하고 파손시 유리파편의 비산을 방지해 주는 보강필름을 적층할 수 있다. 상기 보강필름으로는 통상적인 강화유리에 사용되는 보강필름, 예컨대 폴리에스테르(PET), 폴리에틸렌(PE), PVC 필름 등을 사용할 수 있고, 통상적인 접착제를 사용하여 상온 롤 압착이나 열간 압착방법으로 부착할 수 있다. 또한, 상기 보강필름 대신에 스크린층 위에다 동일한 목적으로 실리콘이나 폴리우레탄 또는 고무재질의 보강층을 롤 코팅 또는 스프레이 코팅방법에 의해 형성할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 영사막 겸용 유리기판을 제조하기 위해서는 먼저 두께가 2~10 mm인 유리기판의 전면에 광택도가 5~60 이고, 표면 거칠기가 0.05~1.0 ㎛ 인 저반사 요철면을 형성한다.

본 발명에서 상기 저반사 요철면을 형성하는 방법으로는 공지된 방법들 중에서 어느 방법을 사용해도 좋으나, 바람직하기로는 입도가 200~1500 메쉬인 모래 또는 금강사를 5 Kg/Cm₂ 이상의 압력으로 샌드블라스팅(Sandblasting)한 다음, 산 용액으로 1~3회 부식처리 하는 방법으로 상기 저반사 요철면을 형성할 수 있다.

이때, 상기 입도가 200 메쉬인 경우에는 유리기판 내부로 미세 크랙이 형성되어 부드러운 요철면을 형성시킬 수 없어 산세 후에도 원하는 거칠기를 얻을 수 없고, 반대로 1500 메쉬 이상이면, 유리기판 표면의 요철이 너무 작게 되어 광택도가 증가하는 문제가 발생한다. 본 발명에 명기됨 범위의 입도를 사용하여 샌드블라스팅에 의해 형성된 요철면은 매우 거친 상태이지만, 이를 산 용액으로 부식처리하게 되면 부드러운 요철면을 형성하며, 그 결과 유리기판 표면의 필기성과 지움성을 향상시키고, 보다 부드러운 산란광을 반사하게 된다.

상기한 방법 이외에도 저반사 요철면을 형성하는 방법에는 산 용액만을 이용하는 산 처리방법; 1 단계로 산 처리, 샌드블라스팅, 연마 등을 통해 유리기판의 표면을 거칠게 한 다음, 2 단계로 산 용액에 침지시켜 표면 거칠기를 조절하는 방법; 1 단계로 연마제를 이용하여 연마한 후, 2 단계로 산 용액에 적신 내산성 연마포로 유리기판 표면을 문질러 줌으로써 표면 거칠기를 조절하는 방법; 유리보다 굴절율이 높거나 낮은 박막, 예컨대 굴절율이 1.5 정도인 이산화규소(SiO₂)와 굴절율이 2.2 이상인 이산화티타늄(TiO₂) 등을 순차 적층하는 방법; 등을 사용할 수 있다.

이어 상기 유리기판의 배면에 펄(Pearl)분말이 5~30 중량% 포함된 도료용 합성수지를 30~60 ㎛의 두께로 도포한다. 상기 도료용 합성수지로는 아크릴계, 우레탄계, 실리콘계, 멜라민계, 에폭시계 도료 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 스프레이분사, 커튼코팅 방법 또는 실크스크린 인쇄 등 통상적인 방법으로 코팅할 수 있다.

이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

[실시예 1]

두께가 5 mm인 유리기판의 전면에 입도가 400 메쉬인 금강사를 5 kg/cm² 의압력으로 분사시켜 미세 요철을 형성하고, 이를 수세하여 요철면에 부착된 금강사를 제거한 다음, 불화수소(HF) 15 중량%, 황산(H₂SO₄) 5 중량%, 글리세롤 5 중량%, H₂O 75 중량%로 구성된 저농도의 에칭용액으로 부식처리 하였다. 이때, 상기 에칭용액의 온도는 20℃, 처리시간은 2분이었다. 그 결과 유리기판 전면에는 광택도가 약 27, 표면 거칠기가 0.4 ㎛ 정도로서, 산란광이 부드럽고 해상력이 우수한 저반사 요철면이 형성되었다. 이때, 상기 광택도는 KSM ISO 2813 방법에 따라 측정한 값이고, 상기 표면 거칠기는 KS B0161 방법에 따라 측정한 값이다.

[실시예 2]

두께가 5 mm인 유리기판의 전면에 입도가 400 메쉬인 금강사를 5 kg/cm² 의압력으로 분사시켜 미세 요철을 형성하고, 이를 수세하여 요철면에 부착된 금강사를 제거한 다음, 불화암모늄(NH₄HF₂) 30 중량%, 인산(H₂SO₄) 10중량%, 붕산(H₃BO₃) 5 중량%, 계면활성제(H₂O+글리세린) 55 중량% 로 이루어진 에칭용액으로 부식처리 하였다. 이때, 상기 에칭용액의 온도는 20℃, 처리시간은 2분 이었다. 그 결과 유리기판 전면에는 광택도가 약 37, 표면 거칠기가 0.3 ㎛ 정도로서, 산란광이 부드럽고 해상력이 우수한 저반사 요철면이 형성되었다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에 따라 형성된 저반사 요철면을 실시예 1과 동일한 조건에서 동일한 에칭용액으로 한번 더 2분간 부식시켰다. 그 결과, 유리기판 전면의 광택도가 35로 낮아졌고, 필기성과 지움성은 더욱 향상된 것으로 나타났다.

[실시예 4]

상기 실시예 2에 따라 저반사 요철면이 형성된 유리기판의 배면에 입도가 10um내외인 펄 분말의 함량이 15 중량%인 아크릴-멜라민계의 메탈실버 페인트(상품명; 아크레탄 메탈릭실버, 건설화학주식회사)를 20 ㎛의 두께로 도포하여 스크린층을 형성하였다. 이때 상기 페인트는 열경화성 도료로서, 주제와 경화제를 4 : 1의 부피비로 혼합한 다음, 실온에서 스프레이 분사방법으로 스크린층을 형성하고, 100~150℃ 에서 10~30분간 경화하였다.

[실시예 5]

상기 실시예 4에 따라 제조된 스크린층 위에다 비산방지용 보강필름으로써 두께가 150 ㎛인 폴리에스테르(PET)필름을 접착하여 영사막 겸용 유리칠판을 제조하였다.

상기 실시예 5에 따라 제조된 영사막 겸용 유리칠판을 사용하여 그 전면에 수성펜으로 판서해 본 결과, 필기성 및 지움성이 매우 우수하고, 보는 사람의 시선도 매우 편안한 것으로 확인되었다. 또한, 상기 유리칠판에 빔 프로젝트를 사용하여 영상물을 투영해 본 결과, 색상이 원색에 가깝고, 해상도 높은 선명한 영상을 볼 수 있었다.

Claims (4)

1. 두께가 2~10 mm인 유리기판으로 이루어지되, 그 전면에는 광택도가 5~60 이고, 표면 거칠기가 0.05~0.1 ㎛인 저반사 요철면이 형성되어 있고, 그 배면에는 펄(Pearl) 분말이 5~30 중량% 포함된 도료용 합성수지로 이루어진 스크린(Screen)층이 도포된 것을 특징으로 하는 영사막 겸용 유리칠판.
2. 제1항에 있어서, 상기 스크린층 위에는 추가적으로 유리기판의 강도를 보강해 주는 보강필름이 접착된 것을 특징으로 하는 영사막 겸용 유리칠판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스크린층의 두께는 30~60 ㎛이고, 그 속에 포함된 펄 분말은 입경이 2~25 ㎛인 것을 특징으로 하는 영사막 겸용 유리칠판.
4. 두께가 2~10 mm인 유리기판의 전면을 입도가 200~1500 메쉬인 모래 또는 금강사로 샌드블라스팅(Sandblasting)한 다음, 산 용액으로 1~3회 부식처리 하여 광택도가 5~60 이고, 표면 거칠기가 0.05~1.0 ㎛인 저반사 요철면을 형성하는 단계와; 상기 유리기판의 배면에 펄(Pearl) 분말의 함량이 5~30 중량% 포함된 도료용 합성수지를 30~60 ㎛의 두께로 도포하여 스크린층(Screen)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영사막 겸용 유리칠판의 제조방법.