3. 자동차 틴팅(썬팅)필름 원리 알아보기

 

프라이버시와 뜨거운 열로부터는 지키고 시인성은 확보하는 틴팅필름

최근 자동차를 구매하시는 분들은 자동차 틴팅에 관해서 굉장히 관심들이 많으실 겁니다. 저 또한 이번에 그랜저IG하이브리드를 구매하면서 어떠한 필름을 시공해야하는지에 대해 많은 고민들을 했었고 답을 내리기 쉽지 않았습니다.

 

좋은기회로 몇몇 회사의 틴팅 필름들을 조금 얻을 수 있어서 직접 광학적으로 측정해보고 이러한 필름들의 특성을 어떻게 이해해야하는지 간단히 이해해보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

 

먼저 일반인들이 필름을 선택할 때 고려하는 것들에 대해서 알아봅시다.

 

1. 프라이버시 - 외부에서 내부가 얼마만큼 노출되는가?

2. 시인성 - 내부에서 외부가 얼마만큼 잘 보이는가?

3. 드레스업 효과 - 필름특유의 색과 느낌으로 내 차의 외관을 업그레이드 시켜줄 수 있는가?

4. 열차단 - 뜨거운 여름날 열로부터 실내를 얼마만큼 쾌적하게 지켜줄 수 있는가?

5. 가격! - 내 지갑을 얼마만큼 얇게 만들게 될 것인가?

6. 가격!! - 내무부장관님에게 얼마까지 허락을 받을 수 있을 것인가?

7. 가격!!! - 필름이 거기서 거기라고 판단되는데 어느 브랜드가 가장 가성비가 좋은가?

 

대략 위 사항들에 대해 많은 고민을 하실 것이라 생각이듭니다. 

 

위 항목들을 볼 때 여러분들은 광(光)에 관련한 항목들이 몇개나 있다고 판단되시나요? 대부분 1, 2, 3번 까지는 빛과 관련된다고 생각하시고 4번 열차단은 빛과 관련이 없는 열에 관련한 항목이라고 생각하시는 분들이 많으실 겁니다. 

 

그러나... 1~4번까지 필름에 관련한 모든 특성들은 빛과 관련한 특성들입니다. 그래서 우리는 빛에 대한 이해가 조금 필요합니다. 

 

빛은 무엇인가?

여러분은 혹시 흔히 말하는 빛과 스마트폰 전자파와 의료용 X선의 차이가 무엇인지 아십니까? 정확히 아시는 분들을 제외하고는 빛은 빛이고 전자파는 해로운 것, X선은 많이 쪼이면 위험한 뭐시기 사진찍는 것이라고 막연히 이해하고 계실겁니다.

 

그러나 위 세가지는 모두 전자기파라는 한가족입니다. 다른 점이 있다면 그들의 에너지 차이 정도랄까요? 엄밀히 따지면 파장이 다른 전자기파들입니다. 전자기파는 "전기장과 자기장이 콜라보로 요동치는 파동"이라서 전자기파라고 합니다. 

 

자세히 알려하다보니 벌써 피곤해지시죠? 더 간단히 언급하고 끝내도록 하겠습니다. 아무튼 빛은 파동이라는 것 하나만 이해하시면 됩니다. 파동은 일정한 규칙을 가지고 진동하는 에너지의 흐름을 말합니다. 눈으로 볼 수 있는 가장 좋은 파동의 예가 파도(wave)입니다. 또 하나의 좋은 예가 바로 지옥의 운동인 로프 흔들기가 있습니다. 

 

눈으로 볼 수 있는 파동에너지 - [로프 흔들기] 골이 많은 파동을 만들기 위해서는 근육이 불타오르는 지옥을 맛보아야 한다.

 

파동은 에너지가 오르락 내리락하면서 마루와 골이라는 특징이 나타나게 되는데 이 마루와 마루 사이의 거리를 파장이라고 합니다. 여기서 우리는 경험적으로 마루와 마루가 긴, 그러니까 파장이 긴 로프운동이 상대적으로 쉽고, 파장이 짧은 로프운동은 어깨뼈가 튀어나갈 것 같이 흔들어야 한다는 것을 알 수 있습니다.

 

전자기파도 마찬가지 입니다. 파장이 짧을 수록 에너지가 큰 파동이 되고 파장이 길 수록 에너지가 작은 파동이 됩니다. 여기까지만 알면 빛에 대해서 굉장히 많은 부분을 알게 되신겁니다. 빛이 바로 전자기파이니 말입니다.

 

그래서 태양빛은 크게 세가지 에너지로 나눌 수 있습니다. 

자외선(UV, Ultra-Violet) : 에너지상으로 가장 큰 형님입니다. 빨주노초파남보(에너지가 약한순서대로 나열하면 무지개색이 된다)의 보라색보다 에너지가 큰 영역의 빛입니다. 위에서 배운대로 파장이 매우 짧으며 성질이 고약합니다. 세포가 이루는 분자결합을 끊을 수 있을 만큼 큰 에너지를 갖고 있습니다. 피부암, 태닝, 시력상실 등 인체에 치명적이거나 직접적인 영향을 미칩니다.

 

가시광(Visible light) : 에너지가 분자들을 자극하는데 매우 적당합니다. 손상을 입히지 않는 범위내에서 적당한 자극을 가해줍니다. 우리 눈도 이 가시광영역의 에너지에 의해 분자들이 자극받고 적절한 전기신호로 뇌에 신호를 보내기 유리하여, 이 영역의 빛을 인식하여 시각정보로 바꾸도록 진화해 왔기 때문에 이 영역의 빛을 우리는 볼 수 있게 되었습니다. 우리가 이 영역의 빛만을 인식하는것도 이렇게 물리, 화학적인 이유가 있습니다. 쉽게 빨주노초파남보 무지개 빛의 혼합된 상태라고 이해하시면 됩니다.

 

적외선(Infrared) : 에너지상 가장 약하지만 가장 다양한 파장을 갖는 전자기파들로 인해전술이 오집니다. 자외선처럼 강력하지도 가시광처럼 자극적이지는 않지만 적외선에너지는 분자를 진동시키거나 회전시킬 수 있는 에너지를 갖습니다. 따라서 적외선을 쪼이면 분자들이 진동하게 되고 진동에너지에 의해 열이 발생하여 우리는 '아 뜨겁다... '라고 인식할 수 있습니다. 

 

위는 태양광이 실제로 어떻게 구성되어 있나 표현한 그래프입니다. 아래가 가로축이 지금까지 말한 파장이며 왼쪽부터 파장이 작은 것 부터 큰 쪽까지 나열해보면 자외선이 파장이 짧은 쪽에 위치하고 있습니다. 그리고 가시광이 위치하고 적외선이 순서대로 나옵니다.

 

태양광은 200~2500nm사이의 파장을 갖는 강력한 출력의 전자기파 덩어리입니다. 

 

따라서 우리는 가시광을 제외한 모든 태양에서 오는 빛 에너지를 모두 막아야만 몸에 해롭지 않거나(자외선) 쾌적한 환경(적외선)을 만들 수 있습니다. 이 역할을 자동차 유리는 해줄 수 없기 때문에 틴팅 필름을 사용합니다.

 

빛을 어떻게 막을 것인가??

빛이 무엇인지 알았고 어떠한 존재들을 막아야 하는지 알았습니다. 그러면 빛을 어떻게 막아야 할까요? 방법은 두가지가 있습니다. 바로 반사시키는 것과 흡수시키는 것입니다. 간단하죠? 빛의 반사와 흡수 그리고 투과에는 다음과 같은 관계가 있습니다.

 

반사 + 투과 + 흡수 = 100%

 

일반적인 상황에서 빛 에너지는 반사되거나 투과되거나 흡수되어 사라지는 에너지를 모두 더하면 처음 에너지 값을 가집니다. 그래서 일반적으로 반사율과 투과율을 측정하면 이 필름의 흡수율도 쉽게 구할 수 있게 됩니다. 

 

물론 이 식은 간결하게 표현한 것이고 실제로는 산란도 되고 차량 내부로 들어왔다가 재투과도 되고 복잡한 경로를 거치지만 우리는 필름 자체의 특성만 알면 되기 때문에 반사와 투과 흡수율 그래프만 보면 이 필름이 빛을 어떻게 막고 투과하는지 성능을 평가해볼 수 있습니다.

 

자동차 틴팅필름의 가장 중요한 스펙 중 하나가 바로 흔히들 말하는 농도입니다. 농도는 투과율을 말하며 농도가 40%짜리 필름이다하면 가시광 투과율이 40%짜리 필름을 말합니다. 그러면 이 40%짜리 필름의 나머지 60%의 태양광 에너지는 어떻게 될까요? 위 식에서 처럼 반사되거나 흡수되어 버립니다.

 

그래서 흔히들 반사형 필름이다 흡수형 필름이다 나누는 것이 결국에 빛 에너지를 막는다는 것은 반사와 흡수 두가지 방법밖에는 없기 때문입니다. 어쨋든 간에 반사를 하든 흡수를 하든 필름이 빛과 상호작용을 하려면 어느정도의 반사와 흡수는 함께 동반됩니다. 이 원리를 자세히 알고 싶으신 분들은 제 블로그 투명이란? feat. 유리가 투명한 이유를 참조하시면 될 듯 합니다.

 

어떻게 차량 밖에서는 내부가 보이지 않는데 안에서는 밖이 잘보일 수 있나요??

사실 이것이 가장 의문이신 분들이 굉장히 많으실 겁니다. 필름은 한장이고 이 필름의 투과율과 반사율 그리고 흡수율은 정해져 있습니다. 그런데 바깥에서는 반사와 흡수만을 오지게 하고 내부에서는 투과만 선별적으로 잘한다?? 이것은 애초에 불가능한 일입니다.

 

외부에서는 한치도 내부가 보이지 않지만 내부에서는 매우 선명한 시인성을 보여준다.

 

제 그랜저IG하이브리드에 시공한 틴팅 필름 시공사진입니다. 외부에서는 내부가 한치도 보이지 않고 아름다운 흑반사를 보여주지만 내부에서는 너무도 선명하게 바깥이 보입니다. 제 시공기 뿐만아니라 모든 저가, 고가의 세상 모~~~든 필름 시공사진은 이렇게 보입니다. 

 

사진과 심지어 동영상으로 보아도 3만원짜리 필름조차도 시인성 오지게 보입니다. 따라서 사진이나 동영상으로는 틴팅 필름의 성능과 특성에 대해 전혀 알 수가 없습니다.

 

제 필름은 전면 25%와 측후면 15%의 농도를 갖는 매우 투과율이 낮은 농도입니다. 즉 가시광이 전면은 25%만 투과할 수 있으며, 측후면은 15%만이 투과하고 나머지 75~85%의 빛은 반사하거나 흡수합니다. 그럼에도 불구하고 내부에서 이렇게 잘보이는 것은 그래도 역시나 내부 투과율은 높기 때문이 아닐까요? 아닙니다.

 

이 필름의 농도가 25%면 내부든 외부든 투과율은 25%입니다. 

 

차량 내부에서 찍은 외부 사진입니다. 정말 선명하고 잘보이죠? 그냥 바깥도 이 상황인 것만 같습니다.

 

그러나 창문을 살짝만 열고 보면 전혀 다른 세계임을 알 수 있습니다. 

 

아무리 창문을 닫은 상태에서 바깥이 잘보이는 것 같아도 15%의 측면 틴팅필름은 15%의 가시광만 투과하고 있고, 이는 창문을 열어보면 차이가 극명히 드러납니다. 바깥은 더 밝고 환한 세상이며 명암이 조금이라도 어두운 곳은 더 어둡게 나타납니다. 이는 특성은 야간에 극명합니다.

 

갤럭시S9의 야간모드는 조금 노출 강도가 강해서 바깥이 조금 더 밝게보이는 것은 있습니다.

 

야간모드를 감안해도 실제 체감도 상당히 바깥을 그냥 보는 것과 창문으로 보는 것은 차이가 큽니다. 제가 그럼 여기까지 무엇을 말하려하는 것일까요?

 

 

주간 시내의 조도는 대량 평균적으로 5,000lux정도 됩니다. 그러니까 25%농도의 필름을 사용하면 차량 내부에서 외부를 바라볼때는 1,250lux 정도의 밝기로 볼 수 있습니다. 이는 거실용 TV 모니터의 밝기정도 되는데 우리가 TV를 볼때 전혀 문제가 없는 것처럼 주간에서의 차량 바깥의 시야는 전혀 문제가 없습니다. 

 

그러나 바깥에서 차량 내부를 바라보면 차량 내부의 광원은 계기판과 무드 등 등 5lm수준의 매우 낮은 광량만 갖기 때문에 밝은 바깥에서 보면 내부가 거의 보이지 않게 되는 것입니다. 

 

따라서 이는 다른의미로 조금 깊게 생각해보면  낮은 농도의 틴팅필름은 야간에 위험성을 높일 수 있다는 것을 의미하므로 같은 브랜드 같은 제품이더라도 농도는 전면은 50%이상 측후면은 30% 이상의 농도가 안전에 필요한 최소한의 농도가 아닐까 싶습니다. (저도 제품이 좋으면 시인성을 어느정도 커버할 수 있을 것이라 생각하여 낮은 농도로 진행하였는데 조금 불편함을 느끼고 있습니다.)

 

그럼 고가의 필름과 저가의 필름은 확실히 차이가 나는가?

자, 이제 얼마 남지 않았습니다. 실전입니다. 

 

그러면 우리가 비싼돈을 들여서 필름을 시공했을 때 두 필름간에는 유의미한 차이가 있을까요? 크게 차이가 없다면 그냥 싼걸로 적당한 농도로 시공하는게 가장 이득일 것입니다. 그러나 확실히 필름들 간의 성능차이는 유의미를 떠나 너무나 큽니다.

 

실제 두가지 성능이 완전히 다른 고가와 저가 필름의 특성을 보고 이 그래프가 무엇을 말하는 가 한번 살펴보겠습니다.

 

 

먼저 왼쪽 반사율부터 살펴보겠습니다. 위에서 살펴본대로 그래프의 가로축의 왼쪽부터 자외선, 가시광 그리고 적외선 순입니다. 검정색은 고가필름의 반사율을 나타내는데 가시광영역까지는 크게 뭐 두드러진 특징이 없었지만 적외선 영역에 들어와서는 미친듯이 반사율이 치솟는 것을 볼 수 있습니다.

 

이 말은 우리에게 열을 느끼게하는 적외선만 선택적으로 바깥으로 반사하기 때문에 내부로 들어오는 적외선을 효과적으로 차단할 수 있다는 이야기입니다. 이것만 보아도 얼마나 큰 특성 차이인지 한눈에 알 수 있습니다.

 

그리고 오른쪽 그래프인 투과율을 보겠습니다. 투과율은 이 필름의 농도에 의존하기 때문에 두 필름 다 30% 정도의 필름임을 알 수 있습니다. (가시광 영역에서 투과율이 대략 30%를 유지한다.) 

 

먼저 볼것은 UV 영역인데 두 필름 다 UV는 투과율이 0%입니다. 즉, UV는 원천적으로 차량내부로 들어갈 수 없게 됩니다. 이는 굉장한 매리트를 가져오는데 차량 내장제의 수명에도 영향을 미치고 당연히 운전자 외 탑승자들의 피부, 눈 건강 유지에 매우 도움을 주게 됩니다. 그러나 저가나 고가나 완벽 차단을 하니 UV 영역에서는 가격에 따른 성능 차이는 없습니다. 

 

마찬가지로 저가와 고가는 적외선 영역에서 엄청난 차이를 보여주는데 저가필름은 적외선 투과율이 무려70%에 육박합니다. 그냥 열차단을 아예 할 수 없다고 보아야합니다. 이 필름 같은 경우에는 그냥 단지 검정 비닐에 지나지 않는 수준입니다.

 

그러나 고가필름의 적외선 투과율을 보면 현저히 낮아지고 있음을 알 수 있습니다. 이는 적외선이 필름을 투과하지 못한다는 의미이므로 상당한 열차단이 되고 있음을 알 수 있습니다. 

 

오늘 결론을 내려보자면 우리는 빛의 특성을 알아보았고, "필름마다 성능차이는 확연하지만 안전을 위해서는 조금 높은 농도의 필름을 시공하는 것을 추천한다"가 되겠습니다.

 

다음 편에서는 이번 포스팅에서 알아본 틴팅필름의 광특성 보는 법을 기본으로 하여 제가 입수한 몇몇 회사의 틴팅 필름들의 성능을 비교해서 필름들의 가성비를 비교해 보도록 하겠습니다.

 

P.S 틴팅필름 시료 지원 받습니다. 크기는 2cm X 2cm 정도의 작은 사이즈면 측정할 수 있습니다.

문의 :  roy1486@naver.com

 

 

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