KR-102960731-B1 - Lighting Sign Board

Abstract

본 발명은 발광형 표지판에 관한 것으로, 고굴절 산란 기능을 부여하기 위해 광섬유의 일측단을 기능성 고굴절 산란제로 코팅하여, 상기 광섬유 일측단에 고굴절 산란 필름을 형성하고, 관통홀이 형성된 패널, 상기 관통홀로 빛을 전달하는 다수의 광섬유, 개질된 상기 광섬유로 빛을 제공하는 광원모듈을 포함하며, 광원모듈은 빛을 발광하는 광원, 광섬유 다발의 일측단을 홀딩하는 광섬유홀더 및 제1 분체 및 제2 분체를 포함하고 광원 및 광섬유홀더가 배치되는 공간을 형성하는 하우징을 포함하고, 제1 분체에는 체결핀이 다수 마련되고, 제2 분체에는 다수의 체결핀 각각에 대응되는 체결홈 또는 체결홀이 다수 형성되어 있으므로 시인성이 향상되고, 발광형 표지판의 보수관리의 용이성을 증진시켜줄 수 있는 기술이 개시된다.

Inventors

• 장보근
• 김성미
• 방민석
• 문진호

Assignees

• 주식회사 태화애드건설

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250728

Claims (11)

1. 복수의 관통홀이 문자 또는 기호를 표현하기 위한 소정의 패턴으로 형성되는 패널; 상기 관통홀로 빛을 전달하는 광섬유; 및 상기 관통홀로 빛을 전달하는 광섬유 일측단의 표면에는 고굴절 산란제가 포함된 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층은 광경화형 아크릴 수지, 광개시제 및 고굴절 산란제로 표면 개질된 티타니아를 포함하는 코팅 조성물로 제조되되, 상기 코팅 조성물은 광경화 아크릴 수지 100 중량부 대비 유기개질제로 표면 개질된 티타니아 3 내지 10 중량부 포함되고, 상기 광경화 아크릴 수지는 트라이메틸롤프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) 및 우레탄 디메타크릴레이트(UDMA)를 포함하는 광경화형 아크릴 수지이며, 상기 유기 개질제는 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (3- (Methacryloyloxy)propyltrimethoxysilane), 메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-(Methacryloyloxy)propyltriethoxysilane) 또는 메타크릴옥시프로필트리이소프로폭시실란 (3-(Methacryloyloxy)propyltriisopropoxysilane) 중 선택되는 1 종 이상이며, 상기 광섬유의 일측단에 빛을 제공하는 광원모듈; 을 포함하며, 상기 광원모듈은, 빛을 발광하는 광원; 상기 광원에서 발광되는 빛을 입사받는 광섬유 다발의 일측단을 홀딩 하는 광섬유홀더; 및 제1 분체 및 제2 분체를 포함하고, 상기 제1 분체 및 상기 제2 분체가 결합되어 내부에 상기 광원 및 상기 광섬유홀더가 배치되는 공간을 형성하는 하우징; 을 포함하고, 상기 제1 분체에는 상기 제2 분체와 체결되기 위한 체결핀이 다수 마련되어있고, 상기 제2 분체에는 상기 제1 분체에 마련된 다수의 체결핀 각각에 대응되어 상기 체결핀의 걸림턱이 삽입되는 체결홈 또는 체결홀이 형성된 것을 특징으로 하는 고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상된 발광형 표지판.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 체결홈 또는 상기 체결홀 내에 삽입되어 상기 체결홈 또는 상기 체결홀의 내측면에 걸린 상기 체결핀의 걸림턱이 사용자의 의도에 따라 상기 체결홈 또는 상기 체결홀의 외측으로 이탈될 수 있도록 상기 체결핀의 걸림턱이 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상된 발광형 표지판.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2 분체에 형성된 상기 체결홈은, 상기 하우징 내에 배치되는 상기 광원에 근접하는 상기 체결핀에 대응되어 체결될 수 있는 위치에 형성되어 상기 광원의 배치에 대한 상기 체결핀의 간섭을 방지하는 것을 특징으로 하는 고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상된 발광형 표지판.
8. 제7항에 있어서, 상기 체결핀의 걸림턱이 접하게 되는 상기 체결홈의 내측면의 경사각이 둔각으로 형성된 것을 특징으로 하는 고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상된 발광형 표지판.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 분체 및 상기 제2 분체에는, 상기 하우징 내에 배치되는 상기 광섬유홀더의 위치를 변경하여 상기 광원과 상기 광섬유홀더 사이의 간격을 조절할 수 있는 위치조정수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상된 발광형 표지판.
10. 제9항에 있어서, 상기 광섬유홀더의 외주면에는 위치설정돌기가 마련되어 있고, 상기 위치조정수단은, 상기 광섬유홀더가 안착되는 원통형의 공간을 형성하는 상기 제1 분체 및 상기 제2 분체의 내주면에 형성되고, 상기 위치설정돌기가 선택적으로 삽입될 수 있는 다수개의 위치설정홈인 것을 특징으로 하는 고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상된 발광형 표지판.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 분체 및 상기 제2 분체 각각의 내주면에 형성된 상기 위치설정홈은 원주방향으로 일정길이만큼 형성되고, 상기 위치설정돌기가 삽입되는 상기 위치설정홈의 입구로부터 원주방향으로 갈수록 위치설정홈의 깊이가 감소되는 것을 특징으로 하는 고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상된 발광형 표지판.

Description

고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상된 발광형 표지판 {Lighting Sign Board} 본 발명은 발광형 표지판에 관한 것으로, 고굴절 산란제를 적용하여 시인성이 향상되고 광원모듈의 보수관리 효율을 높인 발광형 표지판에 관한 것이다. 일반적으로 표지판은 인도나 차도와 같은 도로에 설치되어 운전자 및 통행자에게 다양한 정보를 제공하는 역할을 한다. 예컨대, 도로 표지판이나 안내 표지판은 운전자에게 목적지를 안내하고 교통안전을 위해 설치되며, 주의표지, 규제표지, 지시표지 및 보조표지 등이 관련 법령에 따라 구체적인 형태와 규격이 정해져 있다. 또한 차량이 다니는 도로뿐만 아니라 인도에도 설치되어 보행자가 진행 방향을 용이하게 인식하거나 주의 의무를 인지할 수 있도록 사용된다. 종래에는 철판과 같은 판재 위에 재귀반사지를 부착하고 문자, 숫자 또는 기호 등의 패턴을 형성하여 표지판을 제작하였다. 그러나 이와 같은 구조는 야간이나 악천후 환경에서는 시인성과 판독성이 저하되어 운전자와 보행자에게 정확한 정보를 제공하는 데 한계가 있었다. 이를 개선하기 위해 발광형 표지판이 개발되었다. 종래의 발광형 표지판은 패널부재의 표면에 복수의 관통홀을 형성하여 표시 내용을 구현하고, 광섬유 홀더부재를 통해 광섬유가 관통홀에 고정되도록 구성되었다. 광원유닛에서 발생한 빛을 광섬유로 전달하기 위해 광섬유 번들부와 광원유닛을 고정하는 고정유닛이 함께 구비된다. 그러나 종래의 발광형 표지판에도 다음과 같은 문제점이 존재하였다. 첫째, 광원의 휘도 분포가 불균일하여 야간이나 악천후 시 시인성과 판독성이 저하되는 문제가 있었다. 둘째, 광원의 밝기, 수량, 조사 각도의 변화에 따라 발광 균일성이 떨어지고 정보 전달력이 약화되었다. 셋째, 고정유닛의 분해 및 조립이 복잡하고 시간이 오래 걸려 고소 작업 시 유지보수 효율이 저하되는 문제가 있었다. 한편, 최근에는 주간 시인성 확보를 위한 기술 개발도 중요시되고 있다. 측면 발광형 광섬유는 내부에서 전파되는 광이 외부로 일부 누설되어 광섬유 측면에서도 균일하게 빛이 방출되도록 설계된 구조로, 야간 시인성이 중요한 안전 표지, 유도선, 응급탈출 시스템, 도로표시 등에 널리 사용된다. 하지만 이들 광섬유는 단순히 야간 가시성을 높이는 데 그치지 않고, 주간에도 뚜렷한 시각 정보를 제공해야 한다. 그러나 종래의 광섬유 코팅 기술은 광투과율, 발광 균일성, 외관 품질, 내환경성 등을 동시에 만족시키는 데 한계가 있었다. 특히, 주간에는 외부 조명에서도 광섬유의 윤곽이 선명하게 드러나야 하고, 야간에는 충분한 발광이나 반사 효과가 요구되나 이를 동시에 충족하는 기술이 부족하였다. 또한, 유지보수 과정에서도 광원과 광섬유 간의 간격 조정이나 광원 교체를 위해 고정유닛을 분해하는 작업이 필수적이었고, 다수의 볼트를 분해·조립해야 하는 번거로움과 작업 비효율성이 존재하였다. 따라서, 주야간 시인성을 동시에 향상시키고, 광섬유 외면에 고기능성 코팅층을 적용함으로써 발광 효율과 외관 품질을 개선하며, 유지보수 작업도 간소화할 수 있는 발광형 표지판 기술의 개발이 요구되고 있다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판의 고굴절 산란제인 티타니아 졸 (Titania Sol) 코팅을 통한 티타티아 필름 (Film)이 도입된 광섬유의 일측 단부를 개략적으로 나타낸 개략도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판을 개략적으로 나타낸 개략도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판의 광원모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판의 광원모듈을 개략적으로 나타낸 분해사시도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판에서 광원모듈의 광섬유홀더 을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판에서 광원모듈의 하우징을 개략적으로 나타낸 분해사시도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판에서 일부 분해된 광원모듈 을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판의 광원모듈에서 광원과 광 섬유홀더 사이의 간격이 조정되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판의 광원모듈에서 광섬유홀더 가 하우징에 결합되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해 되어야 한다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 수 있다. 이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용할 수도 있다. 이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광형 광섬유에서 고굴절 산란제 티타니아 졸 (Titania Sol) 코팅으로 티타니아 필름을 생성하고, 발광형 광섬유의 일측단을 티타니아 필름으로 개질함으로써 굴절률이 높아짐에 따라 시인성이 향상되는 메카니즘을 나타낸 개략도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판을 개략적으로 나타낸 개략도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광형 표지판(1)은 패널(P), 및 광원모듈(10)을 포함한다. 패널(P)은 복수의 관통홀이 문자 또는 기호를 표현하기 위한 소정의 패턴으로 형성된 것이다. 다수의 광섬유(F)는 패널(P)에 마련된 복수의 관통홀에 각기 연결되어 관통홀로 빛을 전달한다. 광섬유(F)의 끝단이 관통홀에 고정시켜주는 고정부재(P02)를 통해 광섬유(F)와 관통홀이 연결될 수 있다. 광원모듈(10)은 광섬유(F)의 일측단에 빛을 제공한다. 따라서 광섬유(F)는 광원모듈(10)에서 발광된 빛을 입사 받아서 패널(P)에 마련된 복수의 관통 홀 측으로 빛을 전달할 수 있게 된다. 상기 관통홀로 빛을 전달하는 광섬유의 시인성을 높이기 위해 광섬유 일측단의 표면에는 고굴절률 산란제가 포함된 코팅층(C)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 광섬유는 외면에 코팅층(C)이 형성되어 있으며, 상기 코팅층에는 고굴절 산란제로서 굴절률 약 2.4 이상의 높은 굴절률을 갖는 티타니아(TiO2)가 포함되어 있으며, 상기 코팅층은 코팅 조성물을 제조하여 광경화를 통해 형성시킬 수 있다. 본 발명에 사용되는 광섬유는 코어(core)를 중심으로 하여, 외주면에 PMMA로 이루어진 클래딩(cladding) 층이 형성된 구조를 가질 수 있다. 상기 PMMA 클래드는 광섬유 내부에서의 광 전파를 유도하는 광학적 역할을 수행함과 동시에, 외부 코팅 조성물과의 접착 계면을 제공하는 물리적·화학적 표면으로 기능한다. 본 발명의 코팅 조성물은 광경화형 아크릴 수지, 광개시제 및 고굴절 산란제를 포함할 수 있으며, 상기 고굴절 산란제는 보다 구체적으로 티타니아(TiO2)일 수 있다. 상기 티타니아는 평균 입자 크기가 10nm 이상 100nm 이하인 나노입자 형태의 콜로이드(colloid)로 이루어지는 것이 바람직하며, 결정구조는 결정 구조는 루타일(Rutile) 형태일 수 있다. 이와 같은 나노입자 크기의 티타니아는은 약 2.4 이상의 높은 굴절률을 가지며, 광경화성 수지 내에 균일하게 분산될 경우 코팅막의 측면 산란 효과를 크게 증대시켜 광섬유의 시인성을 향상시키는 데 효과적일 수 있다. 본 발명의 광섬유 코팅 조성물에서 고굴절 산란제인 티타니아는 티타니아 졸을 적용하여 제조할 수 있는데, 코팅 조성물에 티타니아 졸을 혼합시 티타니아는 응집되거나 분산안정성이 떨어지고, 경화 후 코팅막에서 쉽게 박리될 수 있는 문제가 있다. 이에 코팅 조성물에 포함되는 티타니아의 분산성을 높이기 위해 티타니아 표면을 유기 개질제로 표면개질된 티타니아 일 수 있고, 상기 유기 개질제로 표면개질된 티타니아는 수지와의 상용성 및 접착성을 향상시킬 수 있다. 상기 유기 개질제는 UV 경화시 수지와의 화학적 결합을 유도할 수 있는 아크릴기를 포함하는 실란계 화합물일 수 있고, 구체적으로는 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (3-(Methacryloyloxy)propyltrimethoxysilane), 메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 (3-(Methacryloyloxy)propyltriethoxysilane) 또는 메타크릴옥시프로필트리이소프로폭시실란 (3-(Methacryloyloxy)propyltriisopropoxysilane) 중 선택되는 1 종일 수 있다. 상기 표면개질된 티타니아는 아크릴 수지, 광섬유 표면과 코팅막 사이의 계면 접착력을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 상기 표면개질된 티타니아는 티나니아 100 중량부 대비 유기 개질제 1 내지 5 중량부 포함될 수 있다. 상기 유기 개질제가 1 중량부 미만인 경우, 아크릴 수지와의 상용성이 떨어지고, 5 중량부를 초과하면 유기개질제가 응집되어 아크릴 수지내의 분산성을 저하시키는 문제를 야기 시킬 수 있다. 상기 표면개질된 티타니아는 아크릴 수지 100 중량부 대비 3 내지 10 중량부 포함될 수 있다. 상기 표면개질된 티타니아가 3 중량부 미만인 경우, 코팅층을 형성하더라도 광산란 효과가 미미하여 광섬유의 시인성을 향상이 어렵고, 10 중량부 이상이 경우 코팅 조성물로 균일한 코팅층을 형성하기 어렵다. 상기 코팅 조성물에 포함되는 광경화형 아크릴 수지로서 트라이메틸롤프로판 트리아