KR20190079775A - 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물 및 빔 프로젝터용 스크린 - Google Patents

빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물 및 빔 프로젝터용 스크린 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물 및 이를 이용하여 제조된 빔 프로젝터용 스크린에 관한 것이다. 본 발명의 빔 프로젝터 스크린 용 도료 조성물은, 다양한 종류 및 형태를 가지는 기재 상에 단순히 도포하고, 건조하는 과정만을 통해, 쉽게, 즉석에서, 빔 프로젝터 스크린을 설치할 수 있으며, 이에 따라, 각종 프리젠테이션 부재, 혹은 옥외 광고판 등, 많은 분야로의 응용이 가능하다.

Description

빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물 및 빔 프로젝터용 스크린{PAINT COMPOSITION FOR PREPARING BEAM PROJECTOR SCREEN AND BEAM PROJECTOR SCREEN}
본 발명은 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물 및 이를 이용하여 제조된 빔 프로젝터용 스크린에 관한 것이다.
교실, 사무실, 학원, 가정 등에서는 교육, 회의, 등 다양한 목적으로 프리젠테이션이 행해지게 된다.
이 때 청자의 이해를 돕고, 집중력을 높이기 위해, 다양한 형태의 프리젠테이션 부재가 사용된다.
과거에는 각종 도표나 정리된 요약 내용을 직접 지면에 표기한 차트 등을 가지고 프리젠테이션을 진행하거나, 칠판에 직접 판서를 하면서 프리젠테이션을 진행하는 경우가 많았으나, 최근에는 디지털 미디어 및 기기의 발달로, 스프레트시트 형태의 컴퓨터 파일이나, 문서 형태의 컴퓨터 파일로 자료를 준비하고, 이를 화상으로 구현하여 프리젠테이션을 진행하는 경우가 많다.
이 때 화상 구현을 위한 장치로는, 대형 LCD 디스플레이 등이 많이 사용되어 왔으며, 이러한 화상 구현 장치들은, 프리젠테이션 뿐 아니라, 옥외 광고판 등의 다양한 용도로 많이 사용되고 있다.
그러나, 이러한 LCD, LED 등의 디스플레이 장치는, 가격이 매우 비싸고, 이동성에 제약이 많으며, 특히, 사용자가 이용하고자 하는 화면의 크기가 커질수록 그 가격 및 이동성의 제약이 비약적으로 상승하기 때문에, 이를 대체하여 빔 프로젝터 및 이를 투사하기 위한 스크린 등을 이용하는 방법이 많이 사용된다.
빔 프로젝터용 스크린으로는, 예로부터 극장 등에 사용되던, 흰색 천 형태의 스크린이 가장 많다. 빔 프로젝터 및 천 스크린을 이용하는 방법은, 위 LCD 혹은 LED 디스플레이 장치를 사용하는 것에 비해 비용 측면에서 매우 저렴하고, 간이 스크린 등을 사용할 수 있어, 이동성 역시 매우 우수하다.
그러나, 이러한 천 스크린은, 빔 프로젝터 투사 시 일정한 조도 확보를 위해, 비 사용 시에도 꾸준한 관리가 요구되는데, 사용하지 않을 경우, 보관 및 관리에 신경쓰기가 쉽지 않고, 이동식 스크린을 이용한다 하더라도, 설치할 수 있는 장소가 제한적이며, 특히 옥외 광고판 등의 용도로는 활용하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 쉽고 빠른 도포 및 건조 과정에 의해, 사용자가 원하는 위치에, 즉석에서 빔 프로젝터 스크린을 설치할 수 있는, 빔 프로젝터 스크린 용 도료 조성물 및 이를 이용하여 제조된 빔 프로젝터용 스크린을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
A) 친수성 바인더;
B) 평균 입경(D50)이 0.03 내지 0.1㎛인, 금속 산화물 미립자물 미립자;
C) 중공 실리카 입자; 및
D) 용매를 포함하며;
C)상기 중공 실리카 입자는,
c1) 평균 입경(D50)이 25 내지 35㎛인, 제1 중공 실리카 입자; 및
c2) 평균 입경(D50)이 1 내지 15㎛인, 제2 중공 실리카 입자를 포함하는,
빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물을 제공한다.
이 때, 상기 친수성 바인더는, 실리콘-아크릴레이트계 바인더, 실리카졸계 바인더, 비닐아세테이트계 바인더, 폴리비닐알코올계 바인더, 우레탄계 바인더, 및 실리콘계 유-무기 하이브리드 바인더로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
그리고, 상기 금속 산화물 미립자는, 예를 들어, 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 바나듐(V), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 및 안티몬(Sb)으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 산화물 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 산화물 미립자는, 상기 친수성 바인더 100중량부에 대하여, 약 30 내지 약 60중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 중공 실리카 미립자는, 상기 친수성 바인더 100중량부에 대하여, 약 50 내지 약 75중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
이 때, 상기 중공 실리카 미립자 중, 상술한 c1) 제1 중공 실리카 입자 및 c2) 제2 중공 실리카 입자는 약 5:5 내지 약 1:9의 중량 비율로 포함되어, 상대적으로 입경이 작은 입자와 상대적으로 입경이 큰 입자가 동량으로 포함되거나, 상대적으로 입경이 작은 입자가 더 많이 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명은,
투명 기재; 및
상기 기재의 적어도 1면에 상술한 조성물에 의해 형성되는, 반투명층을 포함하는;
빔 프로젝터용 스크린을 제공한다.
상기 반투명층은, ASTM D 3359에 따라 측정한, 기재에 대한 접착력이 4B 이상이며,
반투명층에 친수성 용매 접촉시킨 후, ASTM D 3359에 따라 측정한, 기재에 대한 접착력이 0B 이하인 것일 수 있다.
그리고, 상기 반투명층과, 반투명층의 친수성 바인더 성분 내에 분산된 형태로 포함된 중공 실리카 입자는, 하기 식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
[식 1]
Figure pat00001
상기 식에서,
d1은 상기 제1 중공 실리카 입자의 평균 입경(D50)이고,
T는 상기 반투명층의 건조 두께이고,
d2는 상기 제2 중공 실리카 입자의 평균 입경(D50)이다.
그리고, 이 때, 상기 반투명층과, 상기 반투명층의 상부로 돌출되는 상기 제1 중공 실리카 입자는, 하기 식 2를 만족하는 것이 바람직하다.
[식 2]
Figure pat00002
상기 식에서, A1은, 상기 제1 중공 실리카 입자의 최대 단면적이고, A2는, 상기 반투명층 상으로 노출된 상기 제1 중공 실리카 입자의 단면적이다.
상기와 같은 특징으로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, 빔 프로젝터용 스크린은, JIS K 7136 기준에 따른 헤이즈(Haze) 값이 약 90 내지 약 97일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 빔 프로젝터용 스크린은, JIS K 7361 기준에 따른 전광선 투과율 값이 약 85 내지 약 90%일 수 있다.
그리고, 상기 빔 프로젝터용 스크린은, JIS K 7361 기준에 따른 확산 투과율 값이 약 80 내지 약 85이고, 평행 투과율 값이 약 1 내지 약 5일 수 있다.
본 발명의 빔 프로젝터 스크린 용 도료 조성물은, 다양한 종류 및 형태를 가지는 기재 상에 단순히 도포하고, 건조하는 과정만을 통해, 쉽게, 즉석에서, 빔 프로젝터 스크린을 설치할 수 있으며, 또한, 브라이트 스팟의 발생을 효과적으로 줄여, 시인성을 향상되는 등, 우수한 광학적 물성을 구현할 수 있어, 각종 프리젠테이션 부재, 혹은 옥외 광고판 등, 많은 분야로의 응용이 가능하다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 빔 프로젝터 스크린의 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 빔 프로젝터 스크린에 대해, 광학 현미경을 통해 표면을 관찰한 이미지이다.
도 3은, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 빔 프로젝터 스크린에 대해, 후면에서 빔 프로젝터의 테스트 화면을 투사하였을 때, 전면에서 관찰한 사진이다.
본 발명의 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물은,
A) 친수성 바인더;
B) 평균 입경(D50)이 0.03 내지 0.1㎛인, 금속 산화물 미립자물 미립자;
C) 중공 실리카 입자; 및
D) 용매를 포함하며;
C)상기 중공 실리카 입자는,
c1) 평균 입경(D50)이 25 내지 35㎛인, 제1 중공 실리카 입자; 및
c2) 평균 입경(D50)이 1 내지 15㎛인, 제2 중공 실리카 입자를 포함한다.
또한, 본 발명은, 빔 프로젝터용 스크린은,
투명 기재; 및
상기 기재의 적어도 1면에 상술한 조성물에 의해 형성되는, 반투명층을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다.
본 명세서의 빔 프로젝터용 스크린은, 바람직하게는, 스크린을 기준으로, 시청자의 반대 방향에서, 빔 프로젝터 광원이 조사되는, 후면 조사형 스크린일 수 있다(rear screen).
따라서, 본 명세서에서, 스크린의 구조를 설명할 때, 상부라 함은, 빔 프로젝터용 스크린에서, 광원이 조사되는 빔 프로젝터쪽 방향, 즉, 시청자의 시점에서 관찰하였을 때, 스크린의 후면을 의미한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물은, A) 친수성 바인더; B) 평균 입경(D50)이 0.03 내지 0.1㎛인, 금속 산화물 미립자물 미립자; C) 중공 실리카 입자; 및 D) 용매를 포함하며;
C)상기 중공 실리카 입자는, c1) 평균 입경(D50)이 25 내지 35㎛인, 제1 중공 실리카 입자; 및 c2) 평균 입경(D50)이 1 내지 15㎛인, 제2 중공 실리카 입자를 포함한다.
상기 친수성 바인더 성분은, 조성물 내에서 각종 성분을 균일하게 혼합할 수 있게 하고, 도포성 및 가공성을 좋게 해주면, 기재 상에 도포 및 건조 시, 막의 형태를 견고하게 유지하여, 제조되는 빔 프로젝터 스크린의 내구성을 확보하는 역할을 한다.
이러한 친수성 바인더는, 구체적으로 예를 들면, 실리콘-아크릴레이트계 바인더, 실리카졸계 바인더, 비닐아세테이트계 바인더, 폴리비닐알코올계 바인더, 우레탄계 바인더, 및 실리콘계 유-무기 하이브리드 바인더로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상술한 바인더 성분은, 특히 친수성을 가지고 있어서, 기재 상에 도포 및 건조된 그 상태에서는, 견고하게 막의 특성을 유지할 수 있지만, 물 등의 친수성 용매를 접촉시키는 경우, 쉽게 기재에서 이탈하는 특징을 가지고 있다. 이러한 특징으로 인하여, 본 발명의 일 측면에 따라 제조되는 빔 프로젝터용 스크린은, 매우 쉽고 단순한 방법에 의해 제작할 수 있으며, 또한 매우 용이하게 제거하는 것이 가능하다.
그리고 상기 금속 산화물 미립자는, 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 바나듐(V), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 및 안티몬(Sb)으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 산화물 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
이러한 금속 산화물 미립자들은, 근-가시광선 및 비-가시광선 영역의 반사광을 효과적으로 차단하고, 가시광선의 투과 및 반사율을 적절한 수준으로 유지하여, 빔 프로젝터 조사 시, 스크린의 시인성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 금속 산화물 미립자는, 평균 입경이 약 0.03 내지 약 0.1㎛ 인 것이 바람직할 수 있다.
평균 입경이 상기 범위 내에 존재할 때, 가시광선에 대한 투과 및 차단율을 유지할 수 있으며, 도포 시, 코팅층 표면에 형성되는 요철에는 직접적으로 관여하지 않아, 빔 프로젝터 조사 시, 스크린의 시인성을 효과적으로 조절할 수 있게 된다.
금속 산화물 미립자는, 상기 친수성 바인더 100중량부에 대하여, 약 30 내지 약 60중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 금속 산화물 미립자가 너무 적은 양이 사용되는 경우, 상술한 효과를 얻기 어려우며, 상기 범위보다 많은 양이 사용되는 경우, 제조되는 빔 프로젝터 스크린의 색상이나, 가시광선 영역의 투과율에 영향을 미치게 되어, 빔 프로젝터 조사 시, 광학적 물성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 중공 실리카 입자는, 상대적으로 큰 입경을 가지는, 제1 중공 실리카 입자와, 상대적으로 작은 입경을 가지는, 제2 중공 실리카 입자를 모두 사용한다.
상기 제1 중공 실리카 입자는, 조성물 도포 시, 코팅층 표면에 요철을 부여하여, 빛의 굴절, 산란, 및 난반사를 유발할 수 있으며, 이에 따라, 빔 프로젝터 조사 시 스크린의 시인성을 높이는 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 중공 실리카 입자는, 평균 입경이 약 25㎛ 내지 약 35㎛일 수 있다. 제1 중공 실리카 입자의 입경이 지나치게 작아지는 경우, 후면으로부터 조사되는 빔 프로젝터 광에 대한 굴절 및 산란이 줄어들어, 스크린의 시인성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 입경이 지나치게 커지는 경우, 스크린의 반투명층에서, 빔 프로젝터로부터 조사된 광의 평행 투과가 증가하여, 빔 빔 프로젝터의 렌즈 중앙 부분에 해당하는, 일정 영역에만 빛이 집중되어, 빔 프로젝터가 조사되는 스크린 상의 영역에 따라 조도 값이 크게 달라지는, 이른바 브라이트 스팟이 심하게 발생하는 문제점이 발생할 수 있게 된다.
그리고, 상기 제2 중공 실리카 입자는, 조성물 도포 시, 코팅층 표면의 요철에는 직접적으로 관여하지 않고, 코팅층의 내부에서, 내부 산란을 유발하여, 내부 헤이즈 값을 증가시키는 역할을 할 수 있다.
내부 헤이즈 값(Hi)이라 함은, 상술한 바와 같이, 필름 내부에 포함된 입자 등으로부터 기인하는 헤이즈 값을 의미한다. 구체적으로 이러한 내부 헤이즈 값은, 표면에 요철이 형성된 필름에 있어서, 표면 요철로부터 기인하는 요인, 즉 표면 헤이즈를 제거하기 위하여, 필름 표면에 투명한 점착 필름을 부착하여 표면 요철을 제거한 후, 측정한 헤이즈 값을 의미한다.
필름이나 코팅 등, 광학 부재에 있어서, 필름 내부에 포함되는 도입 입자의 종류에 따라 투과율 및 헤이즈 특성이 변화하게 되는데, 상술한 상대적으로 작은 입경의 제2 중공 실리카 입자는, 광투과 값이 높은 제1 중공 실리카 입자에 비해, 코팅층 내부에서 빛의 굴절 및 산란을 유발하여, 상대적으로 높은 내부 헤이즈를 구현하면서도, 우수한 투과도 값을 가지는 스크린을 제공할 수 있다.
특히, 상기 제2 중공 실리카 입자는, 스크린 제조 시, 평행 투과율(parallel transmittance) 값을 현저하게 감소시키는 동시에, 확산 투과율(diffuse transmittance) 값을 증가시켜, 상술한 브라이트 스팟의 발생을 매우 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 광학적 관점에서, 상기 중공 실리카 입자는, 상기 친수성 바인더 100중량부에 대하여, 약 50 내지 약 75중량부로 포함될 수 있다.
상기 범위보다 적은 양이 사용되는 경우, 상술한 광학적 효과를 얻기 어려우며, 상기 범위보다 많은 양을 사용하는 경우, 조성물의 용액 안정성 및 도포성이 저하되어, 표면이 균일한 스크린을 형성하기 어려워지고, 제조되는 스크린의 각 부분에 브라이트 스팟이 많이 발생하는 문제점이 발생할 수 있게 된다.
그리고, 이 중, c1) 제1 중공 실리카 입자 및 c2) 제2 중공 실리카 입자를 약 5:5 내지 약 1:9의 중량 비율로 포함하여, 상대적으로 입경이 작은 실리카 입자를 입경이 큰 실리카 입자와 동량으로 사용하거나, 많은 양으로 사용하는 것이, 빔 프로젝터의 시인성 향상 및 브라이트 스팟 억제의 측면에서, 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 용매로는 물; 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매; 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 사이클로헥사논과 같은 케톤계 용매; 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매; 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용매의 함량은 코팅 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 상기 코팅 조성물에 포함되는 성분들 중 고형분에 대하여, 고형분 : 용매의 중량비가 약 30 : 70 내지 약 99 : 1가 되도록 포함할 수 있다. 상기 용매가 상기 범위에 있을 때 적절한 유동성 및 도포성을 가질 수 있다.
한편, 상기 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물은, 전술한 성분 외에도, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제, 웨팅제, 소포제 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
또한 그 함량은 제조되는, 빔 프로젝터용 스크린의 다른 물성을 해치지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들어 상기 바인더 성분 100중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 10중량부로 포함될 수 있다.
상기 레벨링제는 도료 조성물을 사용하여, 코팅한 코팅막의 표면을 균일하게 해주는 역할을 한다.
상기 웨팅제는 도료 조성물의 표면 에너지를 낮추는 역할을 함에 따라, 도료 조성물을 투명 기재층에 코팅할 때, 균일한 도포가 이루어지도록 도와준다.
이때, 상기 소포제는 도료 조성물 내의 기포를 제거해 주기 위해 첨가될 수 있다.
부가적으로, 상기 레벨링제, 웨팅제, 소포제는, 도료 조성물 도포 시, 이에 포함된 입자의 분산성과 코팅 표면의 요철 형성에 영향을 줄 수 있다.
또한, 상기 첨가제로는, 황변 방지제를 포함할 수 있으며, 상기 황변 방지제로는 벤조페논계 화합물 또는 벤조트리아졸계 화합물 등을 들 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 투명 기재; 및 상기 기재의 적어도 1면에 상술한 조성물에 의해 형성되는, 반투명층을 포함하는, 빔 프로젝터용 스크린이 제공된다.
조성물 도포를 위한 기재로는, 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephtalate, PET)와 같은 폴리에스테르(polyester), 사이클릭 올레핀 공중합체(cyclic olefin copolymer, COC), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAC), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리알킬(메트)아크릴레이트(polyalkyl(meth) acrylate), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketon, PEEK), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI), 폴리이미드(polyimide, PI), 또는 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC) 등을 들 수 있고, 가장 바람직하게는 유리를 들 수 있으며, 이 외에도, 건축 내외장재 등으로 사용되며, 적절한 강도 및 형태를 유지할 수 있는 다양한 형태의 투명 기재라면, 특별한 제한 없이 사용이 가능하다.
상기 반투명층은, ASTM D 3359에 따라 측정한, 기재에 대한 접착력이 4B 이상이고, 반투명층에 친수성 용매 접촉시킨 후, ASTM D 3359에 따라 측정한, 기재에 대한 접착력이 0B 이하인 것일 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 반투명층의 표면에 크로스-컷 테스트를 진행하였을 때, 테이프에 의해 박리되는 부분이 전체 면적의 약 5퍼센트 미만으로, 반투명층과 기재의 접착력이 4B 혹은 5B일 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 빔 프로젝터용 스크린에서, 반투명층을 형성하기 위한 조성물은, 기본적으로 친수성 바인더에 의해 기재의 표면에 고정되는 것인 바, 물 등의 친수성 용매를 접촉시켜, 반투명층을 다시 용매에 젖게 만든 후, 크로스-컷 테스트를 다시 진행하였을 때, 전체 면적에 대해 약 65%를 초과하는 부분이 박리되어, 반투명층과 기재의 접착력이 0B 이하이고, 이에 따라, 쉽게 제거가 가능한 형태일 수 있다.
그리고, 상기 빔 프로젝터용 스크린은, 하기 식 1을 만족하는 형태일 수 있다.
하기 식 1을 만족하는, 빔 프로젝터용 스크린:
[식 1]
Figure pat00003
상기 식에서,
d1은 상기 제1 중공 실리카 입자의 평균 입경(D50)이고,
T는 상기 반투명층의 건조 두께이고,
d2는 상기 제2 중공 실리카 입자의 평균 입경(D50)이다.
상기 식 1을 만족하는 경우, 빔 프로젝터용 스크린의 반투명층에서, 제1 중공 실리카 입자는, 반투명층의 표면 상에 돌출되는 형태가 되어, 스크린 표면에서 가시광선에 대한 난반사를 효과적으로 유도할 수 있다. 이와 동시에, 상기 제2 중공 실리카 입자는, 그 대부분이 반투명층의 표면에 매립된 형태로, 난반사에는 직접 관여하지 않으면서, 반투명층의 내부에서 빛을 산란 및 굴절시켜, 내부 헤이즈를 증가시키고, 이에 따라 빔 프로젝터용 스크린 시인성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 빔 프로젝터용 스크린은, 하기 식 2을 만족하는 형태일 수 있다.
[식 2]
Figure pat00004
상기 식에서, A1은, 상기 제1 중공 실리카 입자의 최대 단면적이고, A2는, 상기 반투명층 상으로 노출된 상기 제1 중공 실리카 입자의 단면적이다.
여기서 "제1 중공 실리카 입자의 최대 단면적"이라 함은, 구형의 입자를 임의의 한 평면에 의해 절단한다고 가정하였을 때 관찰할 수 있는 단면적 중 최댓값을 말하는 것으로, 구체적으로 상기 제1 중공 실리카 입자를 완전한 구형(sphere)으로 가정하였을 때, 구의 중심점을 지나는 평면에 의한 단면의 면적을 의미한다.
그리고, 상기 "반투명층 상으로 노출된 상기 제1 중공 실리카 입자의 단면적"이라 함은, 상기 제1 중공 실리카 입자가 상기 반투명층의 외부로 노출되어 요철을 형성하였을 때, 반투명층 외부를 지나는 평면에 의한 단면적을 의미한다.
즉, 상기 식 2를 만족하는 경우, 빔 프로젝터용 스크린의 반투명층에서, 제1 중공 실리카 입자는, 전체 입자 중, 일정한 영역만이 반투명층의 외부로 노출되어, 외부 요철을 형성하고, 이에 따라 빔 프로젝터용 스크린의 표면 헤이즈 값을 증가시켜, 빛을 산란 및 굴절시키는 역할을 할 수 있게 된다.
상기와 같은 특징으로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로젝터용 스크린은, JIS K 7136 기준에 따른 헤이즈(Haze) 값이 약 90 내지 약 97로, 높은 헤이즈 값을 가지게 되어, 빔 프로젝터로부터 조사되는 광원을 효과적으로 산란 및 굴절시킬 수 있으며, 우수한 화상을 구현할 수 있게 된다.
또한, 상기 일 실시예에 따른 빔 프로젝터용 스크린은, JIS K 7361 기준에 따른 전광선 투과율 값이 약 85 내지 약 90%로, 높은 투광성을 가지게 되어, 우수한 밝기의 화상을 구현할 수 있으며, 또한, 빔 프로젝터를 사용하지 않는 경우에도, 유리창 등, 건물의 외장재에서, 태양 빛 등 자연 빛에 의한 효과적인 실내 조명을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 빔 프로젝터용 스크린은, JIS K 7361 기준에 따른 확산 투과율 값이 약 80 내지 약 85이고, 평행 투과율 값이 약 1 내지 약 5일 수 있다. 즉, 상기 빔 프로젝터용 스크린은, 상대적으로 높은 확산 투과율 값을 가지게 되어, 빔 프로젝터로부터 조사되는 광원을 효과적으로 분산시키고, 이에 따라 우수한 화질의 화상을 구현할 수 있는 동시에, 상대적으로 낮은 값의 평행 투과율 값을 가지게 되어, 상술한 브라이트 스팟의 발생을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
상술한, 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물 및, 이를 이용하여 제조된 빔 프로젝터 스크린은, 특히, 유리면에 쉽게 적용이 가능하므로, 건물의 내 외부 유리창에 도포 및 건조하여, 빔 프로젝터 스크린으로 사용할 수 있으며, 특히, 저렴한 비용에 의해, 건물의 옥외 광고판 등으로 활용할 수 있다.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
< 실시예 >
빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물 제조
하기 조성에 따라, 혼합하여, 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물을 제조하였다.
실리콘 아크릴레이트계 바인더인 NR-1000 및 HC-800을 1:1의 중량비로 혼합하여, 친수성 바인더로 사용하였다(노루 페인트 사 제품).
금속 산화물 미립자: 평균 입경(D50)이 50nm인, 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO) 및 안티몬-주석 산화물(Antimony Tin Oxide, ATO)을 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하였다.
제1 중공 실리카 입자로, 평균 입경(D50)이 30㎛인 것(Insuladd사 제품)을 사용하였다.
제2 중공 실리카 입자로, 평균 입경이 약 4.4㎛인 것과(Sibelco Korea사 제품, SS0030), 평균 입경이 약 10.9㎛인 것(Sibelco Korea사 제품, SS0090)을 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하였으며, 혼합된 제2 중공 실리카 입자의 평균 입경(D50)은, 약 7.2㎛인 것으로 측정되었다(측정 기기: CILAS 1064).
용매는, 에틸아세테이트, 아세톤, 에탄올, 메틸에틸케톤을 각 동일한 중량비로 혼합하여 사용하였다.
레벨링제로, BYK300을 각각 0.3wt% 사용하였으며, 하기 표 1의 조성 외에, 잔량의 용매를 사용하였다.
각 실시예 및 비교예의 조성을, 하기 표 1에 정리하였다.
바인더
(wt%)		 금속 산화물 미립자
(wt%)		 제1
중공 실리카 입자
(wt%)		 제2
중공 실리카 입자
(wt%)
실시예 1 35 15 7 18
실시예 2 35 15 5 20
실시예 3 35 15 3 22
비교예 1 35 15 - 25
페인트용 롤러를 이용하여, 상기 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물을 투명한 유리의 일 표면에 도포한 후, 자연 건조로 반투명층을 형성하여, 빔 프로젝터 스크린을 제조하였다.
건조 후, 반투명층의 평균 두께는 약 17㎛로 측정되었다. 이에 따라, 상기 빔 프로젝터 스크린은, 상술한 식 1을 만족할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 빔 프로젝터 스크린의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로젝터용 스크린은, 투명 기재(100); 및 상기 기재의 적어도 1면에 상술한 조성물에 의해 형성되는, 반투명층(200)을 포함하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 반투명층(200) 내부에는, 상술한 바인더에 분산되어 있으며, 그 일부가 상기 반투명층의 표면 위로 돌출되어 요철을 형성한 형태의 제1 중공 실리카 입자(220) 및 상기 반투명층의 내부에 완전히 매몰된 형태로, 외부 요철 형성에 관여하지 않는, 제2 중공 실리카 입자(210)가 포함된 것을 확인할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 빔 프로젝터 스크린에 대해, 광학 현미경을 통해 표면을 관찰한 이미지이다.
상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 빔 프로젝터 스크린에서, 그 일부가 상기 반투명층의 표면 위로 돌출되어 요철을 형성한 형태의 제1 중공 실리카 입자 및 상기 반투명층의 내부에 완전히 매몰된 형태로, 외부 요철 형성에 관여하지 않는, 제2 중공 실리카 입자를, 명확히 관찰할 수 있다.
상기 도 2 중, 제2 중공 실리카 입자의 입경과, 해당 입자가 반투명층 표면 상으로 돌출된 부분의 입경을, 이미지 분석 프로그램을 통해 측정하고, 하기 표 2에 정리하였다.
입자 입경
(㎛)		 돌출 부분 입경
(㎛)		 최대 단면적
(㎛2)		 돌출 부분 단면적
(㎛2)
실시예 1 31.425 27.393 775.21 589.05
실시예 1 29.216 27.183 670.06 580.05
실시예 1 30.003 28.025 706.64 616.54
실시예 2 28.331 26.761 630.07 562.18
실시예 2 35.744 30.554 1002.94 732.83
실시예 2 27.137 25.918 578.09 527.32
실시예 3 26.974 22.336 571.16 391.63
실시예 3 25.408 21.072 506.77 348.56
실시예 3 24.071 22.125 454.84 384.27
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 프로젝터용 스크린의 반투명층에서, 제1 중공 실리카 입자는, 전체 입자 중, 일정한 영역만이 반투명층의 외부로 노출되어, 외부 요철을 형성하는 것을 명학히 알 수 있으며, 상기 입자를 구형으로 간주하여, 최대 단면적과 돌출 부분의 단면적을 계산하여 보면, 상술한 식 2를 만족하는 것을 명확히 확인할 수 있다.
상기 빔 프로젝터 스크린에 대하여, 아래와 같은 방법에 의해 물성을 측정하였다. 평가에는 5000 ANSI급 빔 프로젝터를 사용하였으며, 70cm 거리에서 스크린에 투사하였다.
(1) 브라이트 스팟 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 빔 프로젝터 스크린을, 3*3개의 정육각형 키패드 형태로 구분하고(A~H, 좌상: A, 우하: I), 후면에서 빔 프로젝터의 흰색 테스트 화면을 투사하여, 직진성 빛의 조도를 측정하여, 전체 평균 조도 및 조도의 표준 편차 값을 계산하였다.
(2) 조도 및 시야각 평가
흰색, 80g/m2의, 종이의 정면에 빔 프로젝터를 투사하였을 때를 1, 거울 정면에 빔 프로젝터를 투사하였을 때를 100으로 하고, 각 실시예 및 비교예에 따른, 빔 프로젝터 스크린에 대한 상대적인 광량 값을 측정하였다. (Gain 값, G)
스크린을 정면에서 바라보았을 때의 Gain 값을 기준으로, 절반의 Gain 값을 가지는 각도를 측정하여, 시야각을 평가하였다.
(3) 제거 용이성 평가
ASTM D 3359의 크로스 컷 테스트에 의하여, 실시예 및 비교예의 빔 프로젝터용 스크린의 접착력을 평가하고(접착력 A), 표면에 물을 뿌려, 친수성 용매 접촉 후, 동일한 방법으로, 접착력을 평가하였다(접착력 B).
(4) 광학 물성 평가
GNB TECH 사의 NDH-5000을 이용하여, JIS K 7136 기준에 따른 헤이즈(Haze) 값, JIS K 7361 기준에 따른 전광선 투과율 값, 확산 투과율 값, 및 평행 투과율 값을 측정하였다.
상기 결과를 하기 표 3에 정리하였다.
단위 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
평균 조도 (Lux) 224.1 219.5 225.7 211.4
조도 표준 편차 100.7 113.3 112.5 204.2
시야각 (degree) 30.0 29.7 28.1 25.5
접착력 A 5B 5B 5B 5B
접착력 B 0B 0B 0B 0B
헤이즈 94.58 95.53 96.58 86.73
전광선 투과율(TT) 88.99 87.88 85.83 90.33
확산 투과율(DT) 84.11 83.95 81.93 78.34
평행 투과율(PT) 4.88 3.93 3.90 11.99
상기 표 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 빔 프로젝터 스크린은, 우수한 조도 값을 가지면서도, 조도 표준 편차 값이 상대적으로 작아, 브라이트 스팟의 발생이 현저히 줄어든 것을 확인할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 빔 프로젝터 스크린은, 평균 조도 값이 대부분 약 200 이상으로, 비교예, 혹은 기존에 사용되던 스크린 등과 비교하였을 때, 거의 동등하거나, 그 이상의 밝기를 나타낼 수 있는 것을 확인할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 빔 프로젝터 스크린에 대해, 후면에서 빔 프로젝터의 테스트 화면을 투사하였을 때, 전면에서 관찰한 사진이다. 집광을 위해 중앙에 렌즈가 사용되는 빔 프로젝터라는 화상 구현 장치의 특성 상, 브라이트 스팟의 발생을 완전히 방지하는 것은 어려운 점이 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 스크린의 경우, 높은 조도 값에도 불구하고, 조도 표준 편차 값은 줄어들어, 스크린 전체적으로 밝고, 균일하게, 영상이 투영되는 것을 명확히 확인할 수 있다. 이에 비해, 비교예의 경우, 중앙 부분이 가장자리 부분에 비해 조도가 높은 브라이트 스팟 발생을 육안으로도 명확히 관찰할 수 있다.
상기와 같은 특징은, 구체적인 수치로도 명확히 확인할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른, 빔 프로젝터용 스크린의 경우, 상대적으로 높은 내부 헤이즈를 구현할 수 있고, 우수한 투과도 값을 가지는 것을 알 수 있다. 이에 더하여, 평행 투과율(parallel transmittance) 값이 작으면서도, 확산 투과율(diffuse transmittance) 값이 상대적으로 높아, 상술한 브라이트 스팟의 발생을 매우 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 빔 프로젝터 스크린은, 조성물이 도포 및 건조된 상태에서, 반투명층과 기재층의 접착력이 4B 이상으로, 매우 견고하게 상호 부착되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 물을 뿌린 후에는, 접착력이 0B로, 매우 용이하게 제거되는 것을 확인할 수 있다.
100: 기재
200: 반투명층
210: 제2 중공 실리카 입자
220: 제1 중공 실리카 입자

Claims (13)

  1. A) 친수성 바인더;
    B) 평균 입경(D50)이 0.03 내지 0.1㎛인, 금속 산화물 미립자물 미립자;
    C) 중공 실리카 입자; 및
    D) 용매를 포함하며;
    C)상기 중공 실리카 입자는,
    c1) 평균 입경(D50)이 25 내지 35㎛인, 제1 중공 실리카 입자; 및
    c2) 평균 입경(D50)이 1 내지 15㎛인, 제2 중공 실리카 입자를 포함하는,
    빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    A) 상기 친수성 바인더는;
    실리콘-아크릴레이트계 바인더, 실리카졸계 바인더, 비닐아세테이트계 바인더, 폴리비닐알코올계 바인더, 우레탄계 바인더, 및 실리콘계 유-무기 하이브리드 바인더로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는;
    빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    B) 상기 금속 산화물 미립자는;
    티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 바나듐(V), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 및 안티몬(Sb)으로 이루어진 군에서 선택되는 금속의 산화물 중 1종 이상을 포함하는;
    빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 산화물 미립자는, 상기 친수성 바인더 100중량부에 대하여, 30 내지 60중량부로 포함되는, 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중공 실리카 입자는, 상기 친수성 바인더 100중량부에 대하여, 50 내지 75중량부로 포함되는, 빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    C) 상기 중공 실리카 입자는;
    c1) 제1 중공 실리카 입자 및 c2) 제2 중공 실리카 입자를 5:5 내지 1:9의 중량 비율로 포함하는;
    빔 프로젝터 스크린 형성용 도료 조성물.
  7. 투명 기재; 및
    상기 기재의 적어도 일 면에, 제1항에 따른 조성물에 의해 형성되는, 반투명층을 포함하는;
    빔 프로젝터용 스크린.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반투명층은, ASTM D 3359에 따른 접착력이 4B 이상이며,
    친수성 용매 접촉 후, ASTM D 3359에 따른 접착력이 0B 이하인, 빔 프로젝터용 스크린.
  9. 제7항에 있어서,
    하기 식 1을 만족하는, 빔 프로젝터용 스크린:
    [식 1]
    Figure pat00005

    상기 식에서,
    d1은 상기 제1 중공 실리카 입자의 평균 입경(D50)이고,
    T는 상기 반투명층의 건조 두께이고,
    d2는 상기 제2 중공 실리카 입자의 평균 입경(D50)이다.
  10. 제7항에 있어서,
    하기 식 2를 만족하는 빔 프로젝터용 스크린:
    [식 2]
    Figure pat00006

    상기 식에서, A1은, 상기 제1 중공 실리카 입자의 최대 단면적이고, A2는, 상기 반투명층 상으로 노출된 상기 제1 중공 실리카 입자의 단면적이다.
  11. 제7항에 있어서,
    JIS K 7136 기준에 따른 헤이즈(Haze) 값이 90 내지 97인, 빔 프로젝터용 스크린.
  12. 제7항에 있어서,
    JIS K 7361 기준에 따른 전광선 투과율 값이 85 내지 90%인, 빔 프로젝터용 스크린.
  13. 제7항에 있어서,
    JIS K 7361 기준에 따른 확산 투과율 값이 80 내지 85이고, 평행 투과율 값이 1 내지 5인, 빔 프로젝터용 스크린.
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