KR102265168B1

KR102265168B1 - 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치

Info

Publication number: KR102265168B1
Application number: KR1020190178031A
Authority: KR
Inventors: 김민년
Original assignee: 백석대학교산학협력단
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2021-06-14

Abstract

일렬로 배열되는 다수의 유전체 스트립으로 구성되고, 자외선을 차단하도록, 각 유전체 스트립의 유전율을 배열 순서의 주기에 따라 달리 설정하는, 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치에 관한 것으로서, 최하단에 형성되는 베이스 층; 최상단에 형성되는 보호층; 및, 상기 베이스 층과 상기 보호층 사이에 형성되고, 일렬로 배열된 다수의 유전체 스트립으로 구성되어 스트라이프 구조를 가지는 자외선 차단층을 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치에 의하여, 일렬로 배열된 유전체 스트립의 유전율을 배열 순서의 주기에 따라 반복적으로 달리 설정함으로써, 자외선을 효과적으로 차단할 수 있고, 반 영구적으로 사용할 수 있다.

Description

스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치 { A vehicle sunting film and apparatus for blocking ultraviolet rays using stripe structure }

본 발명은 일렬로 배열되는 다수의 유전체 스트립으로 구성되고, 자외선을 차단하도록, 각 유전체 스트립의 유전율을 배열 순서의 주기에 따라 달리 설정하는, 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광선은 크게 자외선(100 ~ 380 nm), 가시광선(380 ~ 780 nm), 적외선(780 ~ 60000 nm)으로 구분된다. 이 중 자외선이 약 6%, 가시광선이 약 46%, 적외선이 약 48% 로 구성되며, 자외선은 피부가 오랜 시간 노출될 경우 피부노화, 암발생 등의 원인이 되고, 적외선은 실내 온도를 상승시켜 여름철 냉방 비용 증가의 원인이 된다.

최근에는 이러한 자외선 및 적외선을 포함하는 태양광선이 직접 실내로 조사되는 것을 차단하기 위하여 각종 차단필름을 자동차, 건축물 등의 창유리에 부착하여 자외선 및 적외선에의 노출을 방지하기 위한 제품들이 개발되어 실용화되고 있다[특허문헌 1].

이러한 차단 필름은 그 자체로 자외선, 적외선을 차단하는 기능뿐만 아니라, 창유리의 기계적 강도를 보완하는 역할, 창유리가 파손될 경우 유리파편이 비산하는 것을 방지하는 기능, 착색필름을 도포할 경우에는 프라이버시를 보호하는 역할 등 다양한 기능을 수행한다[특허문헌 2]. 특히, 자외선 차단 기능을 가지는 썬팅 필름은 가시광선이나 자외선을 차단하는 기능을 함과 동시에 썬팅을 한 내부에서는 밖이 잘 보이지만 밖에서는 내부를 잘 들여다 보지 못하게 하는 기능을 수행한다.

그런데 자외선 차단 필름은 자외선 차단용 물질을 필름에 도포하여 제조된다[특허문헌 3]. 그러나 자외선 차단 필름은 내구성이 영구적이지 않기 때문에, 일정한 시간이 경과하면, 썬팅 필름을 다시 부착해야 된다는 문제점이 있다.

또한, 자외선 뿐만 아니라 가시광선을 차단하려는 썬팅필름은 농도가 높을수록 가시광선 투과율이 높아져 프라이버시 보호기능이 향상되고 자외선 투과율이 높아진다는 장점이 있지만, 농도가 높아짐에 따라 시인성이 떨어지고 자외선 투과율이 낮아진다는 문제점이 발생한다.

따라서 빛이 강렬하거나 어두울 때 등 다양하게 변화하는 외부 환경에 적절히 대응할 수 있는 썬팅 필름이 요구된다. 이러한 요구를 반영하기 위하여, 차량 창의 빛 투과율을 다양하게 조절할 수 있는 기술들이 제시되고 있다[특허문헌 4,5]. 그러나 상기 선행기술들은 모두 가시광의 투과율에 대한 기술이고, 직접적으로 자외선의 차단을 목적으로 하지 않는다.

한국등록특허공보 제10-1792689호(2017.11.01.공고) 한국공개특허공보 제10-2018-0014942호(2018.02.12.공개) 한국등록특허공보 제10-1914246호(2018.11.02.공고) 한국공개특허공보 제10-2013-0062518호(2013.06.13.공개) 한국공개특허공보 제10-2018-0007383호(2018.01.23.공개)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일렬로 배열되는 다수의 유전체 스트립으로 구성되고, 자외선을 차단하도록, 각 유전체 스트립의 유전율을 배열 순서의 주기에 따라 달리 설정하는, 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 일렬로 배열된 다수의 유전체 스트립에 전극을 구비하고, 전극을 통해 전압을 가해 유전체 스트립의 유전율을 조절하는, 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름에 관한 것으로서, 최하단에 형성되는 베이스 층; 최상단에 형성되는 보호층; 및, 상기 베이스 층과 상기 보호층 사이에 형성되고, 일렬로 배열된 다수의 유전체 스트립으로 구성되어 스트라이프 구조를 가지는 자외선 차단층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름에 있어서, 상기 자외선 차단층은 배열 순서의 주기에 따라 다수의 유전체 스트립이 반복적으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름에 있어서, 상기 자외선 차단층에서, 주기 내에서 유전체 스트립의 유전율을 서로 다르게 구성하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름에 있어서, 상기 자외선 차단층에서, 하나의 주기 내에서 적어도 하나의 유전체 스트립은 빈 공간으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치에 관한 것으로서, 상기 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름; 상기 썬팅 필름의 자외선 차단층의 스트립 유전체의 양측에 연결되는 전극; 상기 전극에 연결되는 다수의 전극 라인; 및, 각 전극 라인에 소정의 전압을 가하는 전압 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치에 있어서, 하나의 주기 내에 동일한 위치의 유전체 스트립들의 전극들은 동일한 전극 라인에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치에 있어서, 상기 전압 조절부는 전극 라인 별로 서로 독립적으로 전압을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치에 의하면, 일렬로 배열된 유전체 스트립의 유전율을 배열 순서의 주기에 따라 반복적으로 달리 설정함으로써, 자외선을 효과적으로 차단할 수 있고, 반 영구적으로 사용할 수 있는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름 및 썬팅 장치에 의하면, 전극의 전압을 조절하여 유전체 스트립의 유전율을 조절함으로써, 자외선 차단 정도를 조절할 수 있는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차 썬팅 필름의 자외선 차단층에 대한 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차 썬팅 필름의 자외선 차단층의 구성에 대한 예시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 유전체가 포함된 자외선 차단층의 구성에 대한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 자외선 차단층의 필터링 기능을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 자외선 차단층에 의해 주파수 필터링을 나타낸 그래프.
도 7 및 8은 본 발명에 따라 노이즈 필터링의 효과를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치의 구성에 대한 예시도.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.

또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름의 구성에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름은 베이스 층(10), 자외선 차단층(20), 착색층(30), 보호층(40) 등으로 구성된다. 도 1의 예는 모두 4개의 층으로 구성되나, 썬팅 필름의 기능에 따라 더 다양한 층으로 구성될 수 있다.

먼저, 베이스 층(10)은 썬팅 필름의 최 하단에 배치되어 베이스 역할(또는 기재)을 수행하는 층으로서, 바람직하게는, PE(폴리에틸렌) 필름 등으로 구성된다.

또한, 보호층(40)은 썬팅 필름의 최 상단에 배치되어 필름을 보호하기 위한 층으로서, 바람직하게는, PE 필름 등으로 구성된다.

또한, 바람직하게는, 착색층(30)은 색상을 가지는 박막층으로 구성된다. 착색층(30)은 일방향으로 빛을 일부 차단한다. 일례로서, 썬팅 필름 위에서 아래로는 가시광선을 대부분 통과시키나, 아래에서 위 방향의 가시광선을 차단하도록 구성된다. 즉, 착색층(30)은 썬팅을 한 내부에서는 밖이 잘 보이지만 밖에서는 내부를 잘 들여다 보지 못하게 하는 기능을 수행한다.

한편, 착색층(30)은 하나의 실시예에 의한 구성이고, 다른 실시예에서는 착색층(30)은 제외될 수 있다.

또한, 자외선 차단층(20)은 베이스 층(10) 상에 배치된다. 자외선 차단층(20)은 일렬로 배열되어, 스트라이프(stripe) 구조를 형성하는 다수의 유전체 스트립(21)으로 구성된다.

특히, 도 2에서 보는 바와 같이, 유전체 스트립(21)은 길고 가는 띠 또는 막대 형상(또는 스트립 형상)으로 형성된다. 다수의 유전체 스트립(21)은 길이가 긴 면이 서로 인접하도록, 측면으로 일렬로 배열되어, 자외선 차단층(20)을 형성한다.

한편, 도 3에서 보는 바와 같이, 자외선 차단층(20)은 서로 다른 유전율을 가지는 다수의 유전체 스트립(21)으로 구성된다. 특히, 바람직하게는, 배열 순서의 주기에 의해 다수의 유전체 스트립(21)들이 반복되어 배열되고, 동일한 주기 내에서는 유전체 스트립(21)의 유전율이 서로 다르게 구성된다. 즉, 주기는 유전체 스트립의 배열이 반복되는 간격으로서, 해당 간격 내의 유전체 스트립의 개수로 표시된다.

도 3(a)의 예는 주기가 2로 설정된 것을 나타낸다. 즉, 2개의 간격으로 유전체 스트립의 배열이 반복된다. ε₀과 ε₁의 유전율을 가지는 2개의 유전체 스트립(21)들이 반복되어 배열된다.

도 3(b)의 예는 주기가 3으로 설정된 것을 나타낸다. 즉, 3개의 간격으로 유전체 스트립의 배열이 반복된다. ε₀, ε₁, 및, ε₂의 유전율을 가지는 3개의 유전체 스트립(21)들이 반복되어 배열된다.

한편, 유전체 스트립(21)은 일정한 유전율을 가지는 유전체 물질로 구성된다. 예를 들어, 유전체 스트립(21)은 세라믹, 탄탈리움, 실리콘필름 등의 유전체 물질로 구성된다.

또한, 유전체 스트립(21)은 공기를 유전체 물질로 구성할 수 있다. 이 경우, 도 5와 같이 유전체 스트립(21)은 빈 공간으로 형성될 수 있다.

도 4는 세라믹의 스트립(23a)이 그 너비 간격으로 배열되도록 구성된 자외선 차단층(20)을 구성한 것이다. 그런데, 결국, 이러한 자외선 차단층(20)은 세라믹의 스트립(23a)과 공기의 스트립(23b)이 반복되어 배열된 구조이다.

다음으로, 본 발명의 효과를 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

일반적인 썬팅 필름은 검은색이나 반사요소를 이용하여 태양광을 차단하거나 반사한다. 본 발명에서는 입사되는 태양광 중에 사용자에게 유해한 자외선 주파수대를 상쇠시키기 위해 스트라이프 구조를 가지는 썬팅지를 사용하도록 구성한다.

도 5에서 보는 바와 같이, 일부가 스트라이프 구조를 가지는 자외선 차단층에 의해, 수신되는 신호들(incident wave)은 일부가 통과되고, 일부가 반사된다. 전자를 통과 신호(transmitted wave)라 하고, 후자를 반사 신호(reflected wave)라 한다. 통과 신호의 주파수나, 반사 신호의 주파수는 자외선 차단층의 유전율에 의해 결정된다.

도 6은 유전율, 주기 등을 조절하여 반사 신호(reflected wave)의 주파수를 조절하는 것을 예시하고 있다. (a)는 14GHz 대의 신호를 차단하여 필터링한 것이고, (b)는 14.7GHz 대의 신호를 차단하여 필터링한 것이다.

즉, 자외선 차단층의 변수(유전율, 주기 등)를 조절하여, 선택적으로 차단 주파수의 범위를 설정할 수 있다. 따라서 차단 주파수의 범위를 자외선의 주파수 범위로 설정하면, 효과적으로 자외선을 차단할 수 있다.

전자기파가 유전체 격자 구조(또는 스트라이프 구조)를 통과하는 경우, 자외선 주파수를 필터링하는 필터가 나타난다. 이것은 얇은 막 근사화 방법에 기인한다. 즉, 유전체 격자구조에서 전자기파가 서로 다른 유전률을 가진 유전체를 통과할 때 나타나는 위상차가 통과 후 간섭 효과가 발생한다. 즉, 주파수에 따라 도 7과 같은 보강 혹은 상쇄 간섭 주파수가 존재한다.

도 8은 3Ghz의 경우 격자층(스트라이프 층)의 두께에 따라 나타나는 스펙트럼이다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치의 구성에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치는 주기에 의해 반복적으로 배열된 일련의 다수의 유전체 스트립(21)으로 구성되는 자외선 차단층(20)을 가진다.

또한, 유전체 스트립(21)은 양측에 전극(25)이 연결되고, 전극 라인(26)에 이해 전압 조절부(27)와 연결된다. 유전체 스트립(21)은 양측의 전극(25)에 의해 일정한 전압이 가해진다.

바람직하게는, 하나의 주기 내에 동일한 위치의 유전체 스트립(21)들의 전극(25)은 동일한 전극 라인(26)에 연결되어, 동일한 전압이 가해진다. 즉, 유전체 스트립 S0, S2, S4, ..., S10은 모두 주기 내에서 1번째 위치이고, 유전체 스트립 S1, S3, ..., S9는 주기 내의 2번째 위치이다. 따라서 전자의 유전체 스트립들의 전극들은 모두 하나의 전극 라인 L1에 연결되고, 후자의 유전체 스트립들의 전극들은 모드 다른 하나의 전극 라인 L2에 연결된다.

또한, 전압 조절부(27)는 전극 라인(26)에 일정한 전압을 가하되, 전압의 크기를 조절할 수 있다. 특히, 전극 라인(26) 별로 서로 독립적으로 전압을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전극 라인 L1과 전극라인 L2의 전압을 서로 다르게 설정하도록 제어할 수 있다.

유전체 스트립에 일정한 전압이 가해짐에 따라, 유전체 스트립의 유전율을 변화된다. 따라서 각 유전체 스트립은 가해지는 전압에 따라, 일정한 범위 내에서 유전율이 변화될 수 있다.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

10 : 베이스 층 20 : 자외선 차단층
21 : 유전체 스트립
25 : 전극 26 : 전극 라인
27 : 전압 조절부

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치에 있어서,
최하단에 형성되는 베이스 층; 최상단에 형성되는 보호층; 및, 상기 베이스 층과 상기 보호층 사이에 형성되고, 일렬로 배열된 다수의 유전체 스트립으로 구성되어 스트라이프 구조를 가지는 자외선 차단층을 포함하는 자외선 차단용 자동차 썬팅 필름;
상기 썬팅 필름의 자외선 차단층의 스트립 유전체의 양측에 연결되는 전극;
상기 전극에 연결되는 다수의 전극 라인; 및,
각 전극 라인에 소정의 전압을 가하는 전압 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치.
제5항에 있어서,
하나의 주기 내에 동일한 위치의 유전체 스트립들의 전극들은 동일한 전극 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치.
제5항에 있어서,
상기 전압 조절부는 전극 라인 별로 서로 독립적으로 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 스트라이프 구조를 이용한 자외선 차단용 자동차 썬팅 장치.