KR20150033256A

KR20150033256A - 재귀반사체 마스터 금형 제조방법

Info

Publication number: KR20150033256A
Application number: KR20130113017A
Authority: KR
Inventors: 김현식
Original assignee: 김현식
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2015-04-01

Abstract

본 발명은 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법에 관한 것으로, 양면이 평행한 복수 개의 박판들을 소정의 각도로 비스듬히 기울인 채로 겹쳐 결합하는 제1박판조립단계; 제1박판조립단계에서 결합된 박판조립체의 상면에 박판들을 가로지르는 방향으로 코너각이 약 90도인 반사코너들을 형성하는 반사코너 가공단계; 상기 박판조립체를 분해하고 짝수나 홀수 순번의 박판들을 뒤집은 뒤 박판들을 수직으로 세워 재결합하는 제2박판조립단계; 그리고, 상기 제2박판조립단계 후 상기 박판조립체의 상면에 형성되는 산부를 따라 그 양 측면이 상기 반사코너의 각 모서리와 약 90도로 접하는 V자 홈을 형성하는 홈가공단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명의 제조방법에 따르면, 상하방향의 굴곡구조를 가진 재귀반사체 마스터 금형 제조가 가능하여 재귀반사효율이 매우 높고 재귀반사영역도 대폭 확대된 스텝 프리즘형 재귀반사체를 용이하게 양산할 수 있다.

Description

재귀반사체 마스터 금형 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING MASTER MOLD FOR PRODUCTION RETRO-REFLECTOR}

본 발명은 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상하 방향의 굴곡으로 인해 직선 절삭 가공이 불가능하였던 금형을 제조할 수 있는 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법에 관한 것이다.

각종 교통표지, 표지병, 델리네이터, 삼각대 등과 같은 각종 교통안전시설물이나 안전복, 자동차, 자전거, 모자, 신발 등 야간에 가시성 확보가 긴요한 물품에는 전방으로부터 입사되는 빛을 그 빛을 투사한 광원 쪽으로 재귀반사함으로써 야간에 이들 물품의 시인성을 높일 수 있는 재귀반사체가 설치되거나 부착된다.

종래 위와 같은 물품들에 적용되는 재귀반사체는 글래스비드(glass bead)를 이용한 재귀반사체와 큐브코너(cube corner)을 구비한 재귀반사체로 분류되는데, 이 종래 재귀반사체들은 입사광의 입사각에 따라 재귀반사특성이 달라 서로 다른 장단점들을 가지고 있었다. 예를 들어 글래스 비드를 이용한 재귀반사체는 재귀반사효율이 입사각에 관계없이 고르지만 전반적으로 재귀반사효율이 낮고 표면에 물이 묻는 경우 반사기능을 상실하는 단점이 있었다. 반면 큐브 코너를 이용한 종래 재귀반사체의 경우는 정면측에서 입사되는 정면광에 대해서는 재귀반사율이 매우 높지만, 비스듬히 입사되는 입사각이 큰 측면광에 대해서는 재귀반사율이 매우 낮아 재귀반사가 가능한 입사각의 범위 즉 재귀반사시계(再歸反射視界)가 매우 협소하다는 단점이 있었다. 또한 큐브코너형 재귀반사체는 재귀반사시계의 방향을 바꾸기도 매우 어려워 입사각이 큰 광에 대해서는 사실상 재귀반사가 불가능하였다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 출원인은 서로 직교하는 두 반사면 중 어느 한 쪽 반사면에 반사코너열 즉 서로 직교하는 반사면을 가진 반사코너들이 배열된 복합 전반사프리즘식의 재귀반사구조를 보유함으로써 정면광에 대하여 이론적으로 전량 재귀반사가 가능하여 재귀반사효율이 매우 높고 입사각이 큰 광에 대해서도 일정 수준 이상의 재귀반사가 가능하여 광각성도 획기적으로 향상된 스텝 프리즘형 재귀반사체(대한민국 특허출원 제2012-47771호, 발명의 명칭 : 광각성이 개선된 스텝 프리즘형 재귀반사체)를 창안하였다.

그런데, 위 스텝 프리즘형 재귀반사체 경우 배면의 재귀반사구조가 상하방향의 굴곡을 가지고 있어서 직선 절삭만 가능한 기존의 방식으로는 마스터 금형의 가공이 불가능하여 실용화에 어려움이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 스텝 프리즘형 재귀반사체와 같이 상하방향의 굴곡 구조로 가진 물품이라 하더라도 직선방향의 절삭 가공만으로도 금형의 제조가 가능한 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법은 복수 개의 박판들을 제1각도로 비스듬히 기울인 채로 서로 평행하게 겹쳐 결합하는 제1박판조립단계; 제1박판조립단계에서 결합된 박판조립체의 상면에 상기 박판들을 가로지르는 방향으로 코너각이 약 90도인 반사코너들을 형성하는 반사코너 형성단계; 상기 박판조립체를 분해한 뒤 상기 박판들을 상기 제1박판조립단계와 반대방향의 제2각도로 비스듬히 기울인 채로 서로 평행하게 겹쳐 재결합하는 제2박판조립단계; 상기 박판조립체의 상면에 기하학적으로 단일 평면 상에 위치하는 반사면을 형성하는 반사면 형성단계; 그리고, 상기 박판조립체를 분해하여 짝수 또는 홀수 순번의 박판들을 선택적으로 뒤집은 뒤 수직으로 세워 재결합하는 제3박판조립단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상의 구성에 있어서, 상기 제1박판조립단계에서 상기 박판들의 기울기인 제1각도는 수직선에 대하여 45도 이하인 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법에 따르면 상하방향의 굴곡구조를 가진 재귀반사체라 하더라도 용이하게 마스터 금형을 제조할 수 있다. 따라서 정면광에 대한 재귀반사효율이 매우 높고 입사각이 큰 입사광에 대해서도 일정 수준 이상의 유효한 재귀반사효율을 보유하여 재귀반사영역도 대폭 확대된 스텝 프리즘형 재귀반사체를 용이하게 양산할 수 있다.

도 1은 스텝 프리즘형 재귀반사체의 사시도.
도 2는 스텝 프리즘형 재귀반사체 제조용 마스터 금형 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법에 사용되는 박판 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법에 사용되는 박판 정면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법의 제1박판조립단계 공정도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법의 반사코너 가공단계 공정도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법의 제2박판조립단계 및 반사면 형성단계 공정도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법의 제3박판조립단계 공정도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법으로 제작된 단위 마스터 금형 사시도.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 배면에 일정한 패턴의 재귀반사구조(1a)를 가진 재귀반사체(1)를 제조하기 위한 마스터 금형 제조방법으로서, 특히 수 십 내지 수 백장의 얇은 금속제의 박판을 이용하여 도 2에 도시된 바와 같이 재귀반사구조(1a) 성형을 위한 상하 방향의 굴곡 구조(2a)를 갖는 재귀반사체 제조용 마스터 금형(2)을 제조할 수 있는 마스터 금형 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법에 사용되는 박판(10)은 도 3과 4에 도시된 바와 같이 종단면으로 볼 때 양 측면 사이 중심을 연결한 종심선(L)을 기준으로 양 측면이 서로 선대칭을 이루는 두께가 500㎛ 이하인 얇은 직사각형 금속제 판재로서, 상부에 두께에 의한 가공면(10a)이 형성된다. 그리고 양 측면에는 도 5에 도시된 바와 같이 서로 겹쳐졌을 때 간극 없이 밀착될 수 있도록 평활하고 매끈하게 가공된 결합면(10b,10c)이 형성된다

본 발명의 일 실시예에 따른 재귀반사체 제조용 마스터 금형 제조방법은 위와 같은 박판을 이용한 방법으로, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 복수 개의 박판(10)들을 제1각도(θ₁)로 비스듬히 기울인 채로 서로 평행하게 겹쳐 결합하는 제1박판조립단계(도 5), 제1박판조립단계에서 결합된 박판조립체(100)의 상면에 상기 박판(10)들을 가로지르는 방향으로 코너각이 대략 90도(α)인 반사코너(11)들을 형성하는 반사코너 형성단계(도 6), 상기 박판조립체(100)를 분해한 뒤 상기 박판(10)들을 상기 제1박판조립단계와 반대방향의 제2각도(θ₂)로 비스듬히 기울인 채로 서로 평행하게 겹쳐 재결합하는 제2박판조립단계(도 7의 (4)), 상기 박판조립체(100)의 상면에 반사면(12)을 형성하는 반사면 형성단계(도 7의 (5)), 그리고, 상기 박판조립체(100)를 분해하여 짝수 또는 홀수 순번의 박판(10)들을 선택적으로 뒤집은 뒤 수직으로 세워 재결합하는 제3박판조립단계 등으로 이루어져 있다(도 8).

상기 제1박판조립단계는 박판(10)들의 가공면(10a)에 어느 한 쪽으로 경사진 반사코너(도 9의 부호 11 참조)들을 가공하기 위한 준비단계로서, 이 단계에서는 도 5에 도시된 바와 같이 박판(10)들을 수평면에 대하여 25 내지 65도의 각도 범위의 제1각도(θ₁)로 비스듬히 기울인 상태로 서로 단단히 밀착 결합하여 기울어진 박판조립체(100)를 조립하게 된다. 박판(10)들의 기울기인 제1각도(θ₁)는 재귀반사체의 광각성 설계에 따라 후술하는 제2각도(θ₂)와의 합(θ₁+θ₂)이 대략 90가 되도록 적당한 각도로 조정할 수 있다.

반사코너 가공단계는 박판(10)의 가공면(10a)에 반사코너(도 9의 부호 11 참조)를 형성하는 단계로서, 도 6에 도시된 바와 같이 이 단계에서는 제1박판조립단계에서 조립된 박판조립체(100)의 상면에 즉 V자형 단면의 홈인 반사코너(11)들을 박판(10)을 가로지르는 방향으로 절삭 가공한다. 상기 반사코너(11)들은 도 9의 단면확대도에 도시된 바와 같이 그 양 측면(11a)(11b)사이의 면각(α)이 대략 90도 바람직하게는 89.9도 내지 90.1도의 각도가 되도록 가공하는데, 모두 동일 규격으로 가공할 수도 있고 필요에 따라 면각(α)의 크기나 코너향 등을 다르게 하여 가공할 수도 있다. 여기서 코너향은 반사코너(11)의 방향 즉 입사광을 전량 코너반사할 수 있는 방향을 일컫는 용어로, 횡단면으로 볼 때 반사코너(11) 모서리에서 양측면 (11a)(11b) 끝단 사이의 중점을 연결한 선으로 정의된다.

제2박판조립단계는 반사코너(11)가 형성된 박판(10)들을 분해한 뒤 재조립하는 단계로서 기울어진 박판조립체(100)를 분해하여 도 7의 (4)에 도시된 바와 같이 제1박판조립단계와는 반대방향으로 제2각도(θ₂)로 비스듬히 기울인 상태로 서로 단단히 밀착 결합하여 박판조립체(100)를 재조립하게 된다. 이 때 박판(10)들의 기울기인 제2각도(θ₂)는 앞서 제1박판조립체의 기울기인 제1각도(θ₁)와 합이 대략 90도 구체적으로는 89.9도 내지 90.1도의 범위 내의 각도가 되도록 조정된다.

반사면 형성단계는 도 7의 (5)에 도시된 바와 같이 상기 제2박판조립단계에서 조립된 박판조립체(100) 상에 기하학적으로 단일 평면 상에 위치하는 반사면(12)을 가공하는 단계로서, 이 때 각 박판(10)에 형성되는 반사면(12)들은 가공된 반사코너(11)의 모서리(11c)에 대하여 대략 90도로 접함으로써 각 반사코너(11)와 더불어 전반사프리즘형 재귀반사구조(도 1의 부호 1a 참조)를 형성한다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이 이 반사면(12)이 공유반사면이 되면서 이와 직교하는 반사코너(11)를 이루는 코너반사면(11a)(11b)들과 더불어 재귀반사소자(E)의 구조(도 2의 부호 2a 참조)를 형성하게 된다. 이 반사면 형성단계는 공정 상의 필요에 따라 상기 반사코너 가공단계와 바꿀 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1박판조립단계 후 먼저 제2각도로 기울어진 반사면을 형성한 다음, 제2박판조립단계를 거쳐 제1각도로 기울어진 반사코너를 형성하는 순서로 공정을 바꿀수도 있다.

마지막으로 제3박판조립단계는 상기 박판조립체(100)를 분해한 뒤 짝수 순번이나 홀수 순번의 박판들을 선택적으로 뒤집어 서로 반사코너들이 서로 맞주대하도록 배열한 다음 수직으로 세워 재결합하는 단계로서 이 단계를 거치면서 박판조립체는 비로소 재귀반사소자들이 패턴형으로 배열된 재귀반사체의 형상을 갖게 된다.

이상과 같은 과정을 모두 완료하면 수 십 내지 수 백개의 박판들이 밀착 결합된 박판조립체로서 일정한 패턴의 재귀반사소자(E)들을 밀집 배열되어 스텝 프리즘형 재귀반사체의 형상을 온전히 갖춘 마스터 금형(도 2의 부호 2 참조)을 완성하게 된다. 이에 상기 마스터 금형으로부터 복제한 복제 금형을 이용하여 스텝 프리즘형 제귀반사체를 비교적 용이하게 양산할 수 있다.

1 : 스텝 프리즘형 재귀반사체 2 : 마스터 금형
10 : 박판 11 : 반사코너
11a, 11b : 코너반사면 12 : 반사면
100 : 박판조립체

Claims

복수 개의 박판들을 제1각도로 비스듬히 기울인 채로 서로 평행하게 겹쳐 결합하는 제1박판조립단계;
제1박판조립단계에서 결합된 박판조립체의 상면에 상기 박판들을 가로지르는 방향으로 코너각이 약 90도인 반사코너들을 형성하는 반사코너 형성단계;
상기 박판조립체를 분해한 뒤 상기 박판들을 상기 제1박판조립단계와 반대방향의 제2각도로 비스듬히 기울인 채로 서로 평행하게 겹쳐 재결합하는 제2박판조립단계;
상기 박판조립체의 상면에 상기 반사코너 모서리와 직교하는 방향으로 반사면을 형성하는 반사면 형성단계;
상기 박판조립체를 분해하여 짝수 또는 홀수 순번의 박판들을 선택적으로 뒤집은 뒤 수직으로 세워 재결합하는 제3박판조립단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 재귀반사체 마스터 금형 제조방법.
복수 개의 박판들을 제1각도로 비스듬히 기울인 채로 서로 평행하게 겹쳐 결합하는 제1박판조립단계;
제1박판조립단계에서 결합된 박판조립체의 상면에 기하학적으로 단일 평면인 반사면을 형성하는 반사면 형성단계;
상기 박판조립체를 분해한 뒤 상기 박판들을 상기 제1박판조립단계와 반대방향의 제2각도로 비스듬히 기울인 채로 서로 평행하게 겹쳐 재결합하는 제2박판조립단계;
제1박판조립단계에서 결합된 박판조립체의 상면에 상기 반사면에 직교하면서 상기 박판들을 가로지르는 방향으로 코너각이 약 90도인 반사코너들을 형성하는 반사코너 형성단계;
상기 박판조립체를 분해한 뒤 짝수 또는 홀수 순번의 박판들을 선택적으로 뒤집은 뒤 수직으로 세워 재결합하는 제3박판조립단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 재귀반사체 마스터 금형 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 박판은 두께가 500㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 재귀반사체 마스터 금형 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1각도는 45도 이하인 것을 특징으로 하는 재귀반사체 마스터 금형 제조방법.