KR100865289B1

KR100865289B1 - 발광기능을 갖는 계단용 논스립

Info

Publication number: KR100865289B1
Application number: KR1020070071581A
Authority: KR
Inventors: 이창엽
Original assignee: 이창엽
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2008-10-27

Abstract

금속재질의 압출방법으로 성형된 바탕프레임(1)의 폭방향 일측이 곡면부(1A)로 형성되어 있고 아래면에는 홈(1D,1D')이 형성되어 있으며 상측면의 전방측에 길이 방향으로 사다리꼴의 홈(1B)이 형성되어 있어 미끄럼방지부재(2)가 삽입고정되어 있고 상측면의 후방측에는 길비방향으로 사다리꼴의 홈(1C)이 형성되어 있어 발광부재(3)가 삽입고정되어 있는 발광기능을 갖는 계단용 논스립에 관한것이다.

Description

발광기능을 갖는 계단용 논스립{NON-SLIP HAVING LUMINESCENCE-FUNCTION FOR STAIRS}

도 1은 본 발명에 따른 발광기능을 갖는 계단용 논스립의 사시도

본 발명은 초경세라믹분말 용사층에 의한 미끄럼 방지기능과 축광물질에 의한 축광기능을 동시에 갖는 계단용 논스립에 관한것으로 구체적으로는 계단모서리에 결합고정되는 금속재의 압출구조물상의 하나의 홈에 초경세라믹용사층이 형성된 금속판재의 미끄럼 방지부재가 삽입고정되어 있고 다른하나의 홈에 미끄럼 방지기능과 축광기능을 동시에 갖는 파형의 발광부재가 결합고정되어 있는 계단용 논스립으로서 발광기능 및 미끄럼방지기능이 우수할 뿐 아니라 특히 미끄럼 방지부재의 초경세라믹 분말용사층의 조직을 치밀하게 하여 고밀도의 피막층을 형성하므로서 탁월한 내마모성, 내식성, 내약품성을 향상시키므로서 반영구적인 내구성을 보장할 수 있는 발광기능을 갖는 계단용 논스립에 관한 것이다.

종래 계단용 논스립은 대부분이 스테인레스판, 황동판, 동판과 같이 녹이 나지않는 금속판을 "ㄱ"자형으로 절곡하고 상측평면상에 금속판의길이 방향으로 평행되는 홈과 돌출부를 형성시킨 계단용 논스립으로서 홈과 돌출부에 의하여 미끄럼 방지기능의 목적을 달성하였으나 미관상으로는 좋으나 미끄럼 방지기능이 완벽하지 못했다. 그 밖에 샌드크로스를 일정폭으로 재단하여 계단모서리 상단부에 접착제로 고정시킨 계단용 미끄럼방지 부재는 내마모성 입자에 의하여 미끄럼방지기능을 발휘하므로서 미끄럼 방지기능이 우수하나 얼마사용하지 않아 내마모성 입자들이 탈리되고 바탕천이 노출되어 미관상 좋지 않고 내구성이 부족한 결점이 있었다.

최근에는 금속재로 되거나 프라스틱과 금속재를 병용해서 되거나 이와 같은 구성에 축광물질을 결합시킨 다양한 형태의 논스립들이 등장하여 출시되고 있으며 이들중 논스립기능을 갖는 구체적인 종래기술들을 예시하면 국내등록특허공보(등록번호:10-0539481호)에 개재된 "계단용 조립식 논스립패드"가 소개되고 있는바 이는 계단(20)의 모서리부분을 따라 좌우길이 방향으로 형성된 장방형의 요입부(22) 바닥에 설치되는 양단에 서로 대향하는 끼움홈(42a,44a)을 갖는 걸림부재(42)(44)를 구비한 베이스플레이트(30)가 설치되고 여기에 상면에 마찰층(56), 하면에 완충부재(60)가 적층된 스프링강판(50) 양단에 형성된 삽입부(52,54)를 끼움홈(42a,44a)에 끼워넣어 조립하는 논스립의 구성이다.

이와 같은 논스립 구성은 조립형태로 되어있어 조립이나 보수작업이 용이할지 모르나 소음을 발생할 수 있는 소지가 있으며 계단 모서리의 공백이 지나치게 크므로 법용성이 있는 통상의 논스립으로 교체할 수 없는 문제점이 있다.

국내등록특허공보(등록번호:10-0631288)에는 대리석(120) 계단 모서리에 2단 턱을 형성한 논스립 설치부에 탄성편(140), 제1미끄럼방지패드, 탄성고무(150), 제2미끄럼 방지패드(170)으로 구성된 논스립부재를 설치해서되는 구성이라 할 수 있으나 상술한 계단과 같이 논스립 교체시 다른 범용성이 있는 논스립 부재로 교체할 수 없는 단점이 있다.

상술한 종래기술들은 계단 모서리부분에 요입부형성 또는 2단의 단턱형성으로 모서리부가 크게 없어져 실증이나거나 교체의 필요성에 의해 범용성이 있는 통상의 계단용 논스립으로 교체할 수 없는 문제점이 있고 논스립의 핵심이 되는 논스립부재를 단순히 마찰층, 미끄럼방지부재등으로 표현되어있어 논스립 기능성에 대한 확실성을 보장할 수 없다.

등록실용신안공보(등록번호:20-0340233호)에 "계단용 논슬립"이 개재되어 있으며 이는 기존 계단에 미리 형성된 홈에 T자형의 표면에 요철부를 갖는 수평부재(13)와 수직부재(14)로 구성된 논스립부재의 수직부재를 계단에 형성된 홈에 삽입하여 접착제로 고정시킨 구성으로서 이와 같은 논스립부재는 논스립부재의 기본목적인 계단의 모서리마모방지와 미끄럼 방지 효과를 들 수 있으나 계단의 모서리 마모방지에 대한 수단이 전혀 고려되지 않은 고안이라 할 수 있고 반영구적이라 하나 요철부를 갖는 수평부재(13)의 재질이 나타나 있지 않아 내구성에 대한 효과가 분명치 않은 고안이라 할 수 있다.

또한 논스립 기능과 발광(축광)기능을 동시에 갖는 구체적인 종래기술을 열거하여 보면 국내등록실용신안공보(등록번호:20-0303010호)에 "계단용 논스립"이 개재되어 있으며 이와 같은 계단용 논스립(1)의 구성은 합성수지재로 계단(2)의 모서리에 부착할 수 있게 단면상으로 "ㄱ"자형의 압출물의 논스립판(3)으로하여 논스립판(3)의 상부양측에는 이색의 돌출부(4)를 형성하고 양측돌출부(4) 사이에는 에폭시 접착제(5)로 금강사(6)을 접착하며 논스립판(3) 이면에는 계단(2)에 용이하게 접착고정 할 수 있도록 양면테이프와 같은 접착수단(7)이 마련되어 있고 돌출부(4)에는 형광물질이 함유되어 어두운 곳에서도 식별할 수 있는 구성이라고 기재되어있다.

이와 같은 논스립은 미끄럼방지기능과 발광기능을 동시에 갖는 논스립이라 할 수 있으나 사용초기단계에 있어서는 미끄럼 방지기능이 탁월하다 할 수 있으나 발광기능을 갖는 형광물질은 주위의 빛을 받아 반사하는 기능은 있으나 수초가 경과하면 발광기능이 없어지는 단점이 있고 논스립을 형성하는 전체 압출물이 합성수지로 되어있어 내마모성이 약하여 쉽게 마모되고 열에 따른 신축성이 크므로 신축이 반복되는 경우 계단으로부터 이탈되기 쉬운 문제점을 갖고 있다.

또 국내등록실용신안공보(등록번호:20-0328792호)에 "계단형 논스립"이 개재되어 있다. 이 엮시 미끄럼방지수단과 발광수단을 동시에 갖는 논스립으로 이는 전술한 국내등록실용신안공보(등록번호:20-0303010호)와 극히 유사한 구성으로서 이건의 발광수단인 형광물질이 함유된 돌출부(4) 대신에 축광테이프(4)를 대체한 것으로 축광테이프는 통상의 열가소성수지에 축광물질을 첨가하여 혼련시켜 압출다이에서 압출한 필름이나 시트를 일정폭으로 절단한 테이프라 할 수 있는바 축광물질에 의한 발광효과는 상당한 시간까지 지속될 수 있으나 축광테이프는 보행자의 신 발에 의한 마찰 또는 가압으로 얼마가지 않아 마모 파손이 있으므로 수시로 교체해야 하는 번잡성이 있다.

그리고 등록실용신안공보(등록번호:20-428038호)에는 "축광소재를 이용한 논슬립"이 소개되고 있다. 이는 통상의 "ㄱ"자형 금속프레임의 평면프레임(20)에는 끼움홈(21)이 형성되어 길이방향으로 미끄럼방지기능을 갖는 파형(wave)의 요철(25b)과 평면상의 축광부재를 교호로 형성시킨 부재가 끼움홈(21)에 삽입토록 되어있고 "ㄱ"자형 프레임의 측면프레임에는 축광봉(2&) 및 광고용 프레이트(30)을 끼울 수 있도록 된 측면홈(24) 및 체결홈(29)이 형성된 도4 및 도5와 같은 구성이고 다른 실시예로는 도6에서와 같이 "ㄱ"자형 프레임 평면프레임(20)의 끼움홈(21)에는 앞측으로 축광띠(31)가 형성되어 있고 후측으로는 금강사 샌드페이퍼로된 미끄럼방지부(32)가 설치되어 있고 측면 프레임(23)에는 축광띠(31)가 형성되어 있다. 이와 같은 계단용 논스립은 통상 "ㄱ"자형의 논스립의 평면판에 요철형의 미끄럼방지수단과 축광수단이 설치형성되어 있고 측면판(수직판)에 축광수단이 부착되어 있는 구성이거나 "ㄱ"자형 논스립의 평면판에 금강사 샌드페이퍼의 미끄럼방지수단과 축광수단이 설치되어 있고 측면판(수직판)에 축광수단이 부착되어 있는 구성이다.

그러나 요철형의 미끄럼방지수단이나 축광수단이 어떤 재질로 어떻게 구성된것에 대하여 전혀 알 수 없어 내구성에 대하여 전혀 판단할 수 없고 특히 금강사의 샌드페이퍼로된 미끄럼방지수단은 오래 사용하지 않아 마멸되던가 파손되기 쉽고 또한 도6에서와 같이 축광띠(31)가 가장 마모가 심하고 미끄러지기 쉬운 코너부에 설치된것은 위치선정이 잘못된 구성이라 하겠다.

또한 등록실용신안공보(등록번호:20-0410090호)에 개재되어 있는 "계단용 비상유도장치"를 보면 스테인레스재의 장방형의 수용부를 갖는 지지부재(13)에 PVC와 대전방지제, 및 PVC와 축광안료로된 재료로 이색압출(이중압출)에 의해 상측부에 요철부(151)을 갖는 축광부(12)와 대전방지부(11)을 갖는 일체형의 압출물 제1 비상유도 부재(10)를 성형하여 요철부가 위로 오도록 삽입 결합시킨 지지부재(13)의 하면을 계단턱 인접부에 접착시켜서 되는 계단용 비상유도장치로 이와 같은 구조는 지지부재(13)에 의하여 계단평면과 턱이 형성되므로 보행자가 높은 턱에 걸리어 넘어지게될 위험성이 있고 PVC 압출물 상측부에 형성된 요철부(151)는 극히 낮은 PVC의 경도로 쉽게 마모되어버리며 특히 축광부를 구성하는 조성물인 안정제, 및 활제등에 의하여 축광물질의 휘광도가 엄청나게 떨어지며 또한 안료의 색상에 의해서도 휘광도가 떨어지므로 축광기능이 극히 의심스럽다.

그 밖에도 국내등록실용신안공보(공고번호:20-0206251호)에 "계단형 논슬립"이 개재되어 있으며 기술의 구성인즉 "ㄱ"자형 논스립본체(10)의 수평부재 상면에 논스립본체 길이방향으로 수개의 미끄럼 방지홈(11)이 형성되어 있고 최전방 및 후방의 홈에 형광체를 삽입시킨 계단용 논스립 구조로서 여기에서 형광체는 빛을 받아 반사하는 시간이 극히 짧으므로 발광기능을 기대할 수 없는 논스립이라 할 수 있다.

본 발 명의 목적달성을 위한 발광기능을 갖는 계단용 논스립은 계단의 원형을 손상시키지 않고 계단에 결합고정하도록 설계되어 있으며 또한 미끄럼 방지부재 및 발광부재를 바탕프레임의 가장 적절한 장소에 설치하므로서 미끄럼 방지기능과 발광기능을 효과적으로 발휘할 수 있도록 설계되어 있으며 미끄럼 방지부재는 스테인레스 또는 알루미늄재질로된 장방형의 금속판에 초경세라믹분말을 HVOF용사기로 용사하여 형성한 초경세라믹분말 용사층으로서 조직이 극히치밀하여 높은 경도에 의한 내마모성은 물론 내식성, 내약품성이 극히 뛰어나며 발광부재는 내마모성과 탄성이 우수한 폴리우레탄수지에 축광안료를 첨가하여 폴리우레탄수지 발광층을 형성하여 발광층 아래에 고무층을 적층시키므로서 고가의 축광안료의 절약은 물론 탄성을 가일층 증가시키므로서 내압에의한 내마모성을 더욱향상시키므로서 내구성이 탁월한 발광기능을 갖는 계단용 논스립을 제공함에 목적이 있다.

본 발명에 의한 발광기능을 갖는 계단용 논스립은 도1과 같이 금속재질의 압출방법으로 성형된 바탕프레임(1)의 폭방향 일측에는 곡면부(1A)로 형성되어 있고 아래면에는 접착을 위한 홈(1D,1D')이 형성되어 있으며 상측면의 전방측에 폭 방향으로 장방형의 홈(1B)이 형성되어 있어 미끄럼 방지부재(2)가 삽입고정되어 있고 상측면의 후방측에는 폭방향으로 사다리꼴의 홈(1C)이 형성되어 있어 발광부재(3)가 삽입고정되어 있는 발광기능을 갖는 계단용 논스립이다.

이상에서 바탕프레임(1)의 재질은 알루미늄, 스테인리스, 구조용강, 황동, 청동, 기타합금강으로 내산화성 및 내부식성의 금속으로서 이들을 압출하여 성형한 프로파일 금속구조물이다.

또한 미끄럼방지부재(2)는 장방형의 스테인레스 또는 알루미늄의 금속판(2A)위에 초경세라믹 용사층을 형성시킨 미끄럼방지부재로서 초경세라믹 용사층의 형성방법은 연성금속의 분말, 세라믹분말, 초경합금분말, 붕소화합물로 조성된 금속분말을 특수설계된 쳄버로부터 연소압력 10~13bar의 고압상태로 토출되는 극초음속의 제트흐름(2000~2100 m/sec)가열, 가속에너지를 이용하여 최대의 충돌 에너지에 의해 용사제(초경세라믹 용사조성물)를 연화 및 용융시켜 용사하므로서 표면처리된 모재에 극히 치밀한 고밀도의 피막을 형성시키는 제트HVOF용사법으로 처리한다.

이와 같은 용사법의 특징은 용사재의 비행속도(마하5)가 극히 빠르기 때문에 공기중에서 체재시간이 짧아 조직의 산화, 변질등의 물성변화가 거의 없으며 조직이 강하고 치밀한 고밀도의 코팅막을 얻을 수 있어 탁월한 내마모성, 내식성, 내약품성을 갖게 된다.

여기에서 초경세라믹 용사조성물의 조성물 및 조성비는 연성의 금속분말로서 알루미늄, 닉켈, 동, 황동중에서 선택되는 하나 이상의 금속분말 35~50wt%, 세라믹분말로서 알루미나, 산화지르코늄, 산화티탄, 산화이리디움, 산화마그네슘 중에서 선택되는 하나 이상의 세라믹분말 25~40wt%, 초경합금분말로서 텅스텐카바이드, 티타니움카바이드, 크로미움카바이드, 보론카바이드 중에서 선택되는 하나 이상의 초경합금분말 15~20wt%, 보락스 3~5wt% 구성되는 조성물이라 할 수 있다.

이상의 방법으로 형성된 초경세라믹 용사층(2B)은 중심온도 10,000℃이상의 초고압에 의해 용융된 연성의 금속분말, 일부용융되거나 연화된 세라믹분말 및 초경합금분말이 융제와 함께 초고속(마하5)으로 표면처리된 모재(금속판)로 토출하기 때문에 조직이 극히 치밀하고 또한 초경합금분말들이 초경성이고 세라믹 분말 또한 내마모성 물질이여서 내마모성은 말할것도 없거니와 내식성, 내약품성, 내후성이 극히 우수하다.

그리고 발광부재로서 축광물질이 함유된 폴리우레탄수지 발광층(3A)은 상측면이 파형으로 이루어진 요철부(3B)가 형성되어 있으며 폴리우레탄수지발광층 아래에는 고무층(3C)이 적층되어 있고 고무층 아래에 접착을 위한 홈(3D)이 형성되어 있다. 또한 발광부재(3)는 축광물질이 함유된 폴리우레탄수지와 고무로 2중압출방법으로 일체형의 적층체로 성형한 발광부재(3)를 얻을 수 있다.

발광부재(3)의 폴리우레탄에 첨가되는 발광성물질로는 축광안료인 파낙스(panax)로서 물리적인특성은 다음 표(1)과 같다.

표(1) 축광안료(panax)의 물리적특성

항 목	특 성
외 관	미세분말
주 성 분	Al₂O₃SrO₃B₂O₃
모스경도	6.5~7
수 분	<0.03%
색 상	청색, 초록색
파 장	490nm, 520nm

원래 발광물질중에서 야광안료에는 자발광성안료와 축광성 안료가 있으며 자발광성안료는 방사능물질에 의해 발광하는 것이 가능하다 하지만 방사능물질을 포함하고 있으므로 생산과 폐기에 있어 엄격한 규재관리가 필요하다. 이에 반해 축광 성 야광안료는 방사능물질을 포함하고 있지않은대신 빛을 축적하여 발광하도록 되어 있다. 그러나 축광물질에 따라 발광시간, 휘도에 차이가 크며 예를들어 기존의 ZnS계 축광안료는 휘광이 약하고 발광시간이 짧아 라돈(Rn)등의 방사능 물질을 혼합사용하였으나 방사능물질의 방출때문에 많은 제약이 뒤따르고 있다.

이상과 같은 문제점 때문에 본 발명에서는 발광물질로서 축광안료인 파낙스를 사용하며 이의 특징으로는 어두운 곳에서 장시간 발광이 가능하고 잔광휘도가 종래의 상품에 비해 2배 이상이라 할 수 있으며 내광성 및 내후성이 우수하여 옥외사용이 가능하고 내열 및 화확적으로 안정성이 우수하고 여기할 수 있는 빛의 파장범위가 넓으며 내마모성이 극히 우수하고 환경친화적인것을 들 수 있으며 실제 기능에 있어서 시간경과와 잔광휘도를 실험을 통하여 알아보면 표(2)와 같은 시험치를 얻을 수 있다.

표(2) 본 발명에서 사용하는 축광물질의 시간경과에 따른 잔광휘도상태

TIME(min)	AFTERGLOW(mcd/m²		ZnS계(방사능 물질이 기준치 이하로 함유된 일반용)
TIME(min)	PANAX LUMINO Green	PANAX LUMINO Blue	ZnS계(방사능 물질이 기준치 이하로 함유된 일반용)
2	1,597	1,280	1,051
3	1,118	965	744
4	849	769	585
5	686	673	468
6	569	550	409
7	485	502	344
8	424	425	302
9	375	385	263
10	333	345	243
20	156	172	103
30	97	113	65
40	71	82	46
60	44	53	29
120	19	23	13
180	11.5	15	9

상기표(2)의 시험방법은 투명폴리우레탄수지 80wt%에 축광안료(Panax Green) 20wt%를 첨가하여 1mm두께로 성형하여 광이 완전히 차단된 BOX에 넣고 20시간 경과후 25w의 등으로 50cm거리 에서 15분간 투사한후 빛을 완전히 차단한 암실에서 시간경과에 따른 휘도를 TOPCON BM-5렌지의 시도 2"로 측정한 값이다.

그 밖에 실질적인 기능으로 지지체(폴리우레탄수지)의 색상에 따라서도 본 축광안료는 잔광과 휘도에 영향을 받으므로 잔광이나 휘도에 영향을 미치지 않는 색상 즉 투명, 백색, 황색, 녹색수지등에 사용하면 영향을 받지않는다.

위와 같은 특성에 의하여 본 발명에 사용되는 발광부재는 아래와 같이 한정된다.

축광안료는 저질에서 극히 고품질까지 있으며 대략 10만원/kg~200만원/kg범위로 가격이 다양하나 우수한 잔광과 휘도를 얻기위해서는 고가의 축광안료를 사용해야하고 고가의 축광안료를 효율적으로 사용하기 위해서 표면층인 폴리우레탄수지에만 첨가함이 경제적으로 유리하므로 해서 발광소재를 2중으로 적층하고 표면층의 재질선택이 있어서도 내마모성이 우수하면서 탄성이 있는 폴리우레탄수지가 가장 적합하다. 또한 폴리우레탄수지의 색상에 있어서도 투명, 백색, 황색,녹색을 선택함이 효과적이라 할 수 있고 투명의 경우에는 하층의 고무색상에 따라 현출효과가 크므로 고무색상도 상호보완성이 있어야한다.

또한 본 축광안료의 첨가비는 10~30wt%, 폴리우레탄수지 70~90wt% 범위로서 초기잔광휘도 1000~700 AFTER GLOW(mcd/m²) 얻을수 있고 1시간이 경과해도 가시효과가 있어 비상유도에는 전혀 지장이 없다.

이상에서 미끄럼방지부재의 초경세라믹 용사층의 두께는 1~1.5mm,스테인페스판(2A)의 두께는 3~4mm이며, 발광부재의 폴리우레탄수지층의 두께는 1~1.5mm, 고무층의 두께는 3~4mm이고 논스립 전체의 두께는 1cm 정도로서 가장일반적인 논스립으로 여기에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의한 발광기능을 갖는 계단용 논스립은 계단의 손상없이 원형을 보존하는 상태에서 설치할 수 있도록 되어있고 미끄럼 방지기능과 발광기능을 효과적으로 발휘할 수 있는 위치에 설계되어 있으며 미끄럼방지부재가 초경성의 초경합금분말과 내마모성의 세라믹입자를 연성의 금속이 견고하게 융착고정 시킴과 동시에 모재에 강력하게 밀착 시키므로서 치밀하고 세라믹 고유의 특성 때문에 내식성, 내약품성, 내후성이 우수하며 특히 내마모성은 반영구적이라 할 수 있으며 또한 발광부재(3)의 폴리우레탄수지 발광층(3A)은 폴리우레탄 고유의 특성 때문에 내마모성과 탄성이 뛰어나며 점성마찰계수가 크고 표면이 파형의 요철로 이루어져 미끄럼방지기능이 우수할 뿐만아니라 아래에 적층된 고무판 그리고 고무판 아래에 형성된 홈과 더불어 충격흡수성이 탁월하여 보행자의 충격을 완화시킬 수 있으며 폴리우레탄수지 발광층의 축광물질은 경도와 잔광휘도가 높고 발광시간이 길어 비상시 대피시 유도기능을 충분히 발휘할 수 있는 발광기능을 갖는 계단용 논스립이라 할 수 있다.

Claims

금속재질의 바탕프레임(1)의 전방측이 곡면부(1A)로 형성되어 있고 아래면에는 홈(1D,1D')이 형성되어 있으며 상측면의 전방측에 폭방향으로 형성된 장방형홈(1B)에 금속판(2A)위에 초경세라믹용사층(2B)이 형성되어 있는 미끄럼방지부재(2)가 삽입고정되어 있고 상측면 후방측에 폭방향으로 형성된 사다리꼴의 홈(1C)에 상층부가 파형으로 형성된 폴리우레탄수지발광층(3A)이고 하층부가 고무층(3C)으로 2중 압출에 의한 일체형의 발광부재(3)가 삽입고정되어 있는 발광기능을 갖는 계단용 논스립.
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청구항 1항에 있어서 폴리우레탄수지발광층(3A)은 투명, 백색, 황색, 녹색 폴리우레탄수지 중에서 선택되는 하나의 폴리우레탄수지에 축광안료인 파낙스(Al₂O₃SrO₃B₂O₃) 10~30%를 첨가해서된 폴리우레탄수지층임을 특징으로 하는 발광기능을 갖는 계단용 논스립.