KR101018494B1

KR101018494B1 - 미끄럼방지용 조성물

Info

Publication number: KR101018494B1
Application number: KR1020090012010A
Authority: KR
Inventors: 김영일
Original assignee: 김영일
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2011-03-03
Also published as: KR20100092734A

Abstract

본 발명은 바닥 미끄럼방지용 조성물에 관한 것으로, 클러스터화된 물 50 ∼ 93중량%, 불화암모늄 5 ∼ 48중량%, 비이온성 계면활성제 1.5 ∼ 44.5중량% 및 친수성인 효소 표면에 소수성인 폴리머를 결합시켜 양친매성이 되도록 한 계면활성효소(surface-active enzyme) 0.5 ∼ 43.5중량%로 구성되며, 타일, 대리석, 테라죠 등과 같은 제품에 함유되어 있는 규사 성분을 용출시켜 2 ∼ 6㎛ 크기의 요철홈을 형성시킴과 동시에 규사 성분의 용출시 정포작용, 공기 연행작용 및 부식억제작용이 거의 동시에 일어나게 하여 식별이 어려울 정도로 미세하고 일정한 요철홈이 생기도록 하여 색상변화와 흠집이 거의 없이 마찰계수를 증가시켜 우수한 미끄럼 방지 효과가 발현되도록 하였다.

미끄럼 방지, 미끄럼방지용 조성물, 요철홈, 마찰계수

Description

미끄럼방지용 조성물{The composition for prevention of slip}

본 발명은 바닥 미끄럼방지용 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 클러스터화된 물 50 ∼ 93중량%, 불화암모늄 5 ∼ 48중량%, 비이온성 계면활성제 1.5 ∼ 44.5중량% 및 친수성인 효소 표면에 소수성인 폴리머를 결합시켜 양친매성이 되도록 한 계면활성효소(surface-active enzyme) 0.5 ∼ 43.5중량%로 구성되며, 타일, 대리석, 테라죠 등과 같은 제품에 함유되어 있는 규사 성분을 용출시켜 2 ∼ 6㎛ 크기의 요철홈을 형성시킴과 동시에 규사 성분의 용출시 정포작용, 공기 연행작용 및 부식억제작용이 거의 동시에 일어나게 하여 식별이 어려울 정도로 미세하고 일정한 요철홈이 생기도록 하여 색상변화와 흠집이 거의 없이 마찰계수를 증가시켜 우수한 미끄럼 방지 효과가 발현되도록 하는 바닥 미끄럼방지용 조성물에 관한 것이다.

타일이나 석재 등의 무기계 바닥재들은 외관이 미려하고 우수한 내마모성, 내구성, 내변색성 등으로 인하여 지금까지 우리 생활 주변에서 널리 사용되고 있고, 향후에도 그 사용량은 점점 늘어날 전망이다. 무기계 바닥재의 경우 제품 특성상 대부분 예를 들어, 타일의 경우에는 유약 코팅에 의하여, 대리석의 경우에는 세 밀한 표면 그라인딩에 의하여 고광택 및 고평활 표면을 유지한다. 이러한 표면 특성때문에 사람들이 미끄러지기 쉽고, 특히 물이나 비눗물 등이 표면에 묻어 있는 경우에는 수막현상에 의해서 미끄러짐 현상이 안전사고로까지 이어지고 있으며, 미끄러짐에 의한 안전사고가 발생할 가능성이 높은 장소는 욕실, 베란다, 공중목욕탕, 수영장 등 물과의 접촉이 빈번한 우리 생활 주변에 산재한다.

한국안전생활교육회의 조사에 따르면 일반 가정에서의 사고 중 67%가 안전사고이고, 그 중에서도 특히, 욕실, 베란다에서의 미끄러짐에 의한 안전사고가 많았으며, 어린이가 45%, 노인이28%의 비율을 차지하고 있고, 이러한 안전사고는 골절, 뇌진탕 등 큰 사고로 이어질 수 있으며, 해마다 이런 안전 사고가 꾸준히 증가하고 있다.

상기와 같은 미끄러짐을 방지하기 위한 방법으로는 바닥재 표면에 불규칙한 막을 형성시켜 수막을 제거하는 코팅방법, 열처리를 행하여 표면을 넓게, 요철을 많이 생성시켜 마찰계수를 상승시키는 열처리 방법, 테이프 표면의 요철로 마찰계수를 높이는 테이프 부착 방법, 바닥재 제조시 표면에 요철을 형성시키는 방법 및 화학처리제를 바닥재 표면에 도포하여 미세한 요철을 형성시켜 마찰계수를 향상시키는 방법 등이 사용되고 있다.

그러나, 종래의 방법들 중 코팅방법은 코팅방법은 바닥재 특유의 외관이 손상될 뿐만 아니라 광택이 없어지고 미끄럼 방지 효과도 만족스럽지 못하다는 단점이 있고, 열처리 방법은 공정이 번거롭고 별도의 장비가 필요하며 넓게 요철이 형성됨으로 미관이 좋지 못한 문제점이 있으며, 테이프 부착 방법은 일정 기간 경과 시 테이프가 탈리되고 테이프가 녹아서 청결감이 저하되며 미관도 좋지 않을 뿐만 아니라 미끄럼 방지 효과도 만족스럽지 못하여 실제적으로 적용이 되지 않고 있는 실정이다.

또한, 바닥재 제조시 표면에 요철을 형성시키는 방법은 형성된 요철 사이가 쉽게 오염되고, 오염된 타일은 미관과 위생면에서 바람직하지 않고 보행 촉감이 만족스럽지 않으며 미끄럼 방지 효과도 기대에 미치지 못하였다.

따라서, 최근에는 바닥재의 표면 성분과 반응할 수 있는 화학처리제를 바닥재 표면에 도포하여 눈에 보이지 않을 정도의 미세한 요철홈을 형성시키므로써 미끄럼 발생의 근본 원인인 수막현상을 최소화하는 방법이 주로 사용되고 있고, 다양한 화학처리제가 개발되고 있다.

국내 공개특허 제1993-16377호에는 "5 내지 12.5%의 불화수소산, 15 내지 25%의 계면활성제 및 62.5 내지 80%의 물을 혼합하여 구성되는 미끄럼방지 처리제 조성물"이 기재되어 있고, 공고특허 제1996-9573호에는 "구연산 40∼46중량부, 불화암모늄 40∼46중량부, 나프타린 설포네이트 포르마린 축합물 8∼20중량부로 된 분말상의 미끄럼방지 효과를 갖는 세척제 조성물"이 기재되어 있으며, 특허 제244669호에는 "물 100 중량부에 대하여 불산암모늄 0.5 내지 10 중량부, -COOH기 또는 -SO₃H기를 함유하는 유기산 고분자 1 내지 16 중량부로 이루어지는 약산성 미끄럼 방지용 화학처리제 조성물"이 기재되어 있고, 공개특허 제2008-11255호에는 "암모니아 비플로오라이드를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 있어서, 수산 화암모늄 화합물을 반응조절제로서 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물"이 기재되어 있다.

또한, 일본공개특허 제1994-279748호, 미국 특허 제5,223,168호 및 일본 공개특허 제1988-159278호에도 화학처리제에 대한 기재가 있고, 상품화되어 시판되고 있는 제품들이 있다.

그러나, 종래의 화학처리제는 바닥재의 종류에 따라 미끄럼 방지 효과의 편차가 심하고, 바닥재의 고유 색상을 해치거나 광택을 저하시키고, 쉽게 증발하기 때문에 표면 반응의 불균일성을 유발하여 얼룩과 백화현상 등이 발생하고, 제품의 미관을 해칠 뿐만 아니라 요철홈이 불균일하게 형성되어 균일한 미끄럼 방지 효과를 얻을 수 없고, 바닥재 본래의 강도를 저하시키거나 시공 방법이 복잡한 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 대리석, 화강암 등의 자연석, 타일, 콘크리트 등에 탁월한 미끄럼 방지 효과가 있고, 바닥재 표면의 미관을 해치지 않으며 고유의 광택을 유지하고, 바닥재의 색상 변화가 없을 뿐만 아니라 얼룩이나 백화 현상이 발생되지 않고 바닥재의 강도를 그대로 유지하며, 미끄럼방지 효과의 지속성이 높고 시공이나 유지관리가 용이한 바닥 미끄럼 방지용 조성물을 제공하는 데 있다.

상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또 다른 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에서는 클러스터화된 물 50 ∼ 93중량%, 불화암모늄 5 ∼ 48중량%, 비이온성 계면활성제 1.5 ∼ 44.5중량% 및 친수성인 효소 표면에 소수성인 폴리머를 결합시켜 양친매성이 되도록 한 계면활성효소(surface-active enzyme) 0.5 ∼ 43.5중량%로 구성되는 바닥 미끄럼 방지용 조성물을 제조하고, 이를 타일, 대리석, 테라죠 등의 표면에 도포하여 바닥재 제품에 함유되어 있는 규사 성분을 용출시켜 2 ∼ 6㎛ 크기의 요철홈을 형성시킴과 동시에 규사 성분의 용출시 정포작용, 공기 연행작용 및 부식억제작용이 거의 동시에 일어나게 하여 식별이 어려울 정도로 미세하고 일정한 요철홈이 생기도록 하여 색상변화와 흠집이 거의 없이 마찰계수를 증가시켜 우수한 미끄럼 방지 효과가 발현되도록 하였다.

본 발명에 따른 바닥 미끄럼방지용 조성물은 대리석, 화강암 등의 자연석, 타일, 콘크리트 등에 탁월한 미끄럼 방지 효과가 있고, 바닥재 표면의 미관을 해치지 않으며 고유의 광택을 유지하고, 바닥재의 색상 변화가 없을 뿐만 아니라 얼룩이나 백화 현상이 발생되지 않고 바닥재의 강도를 그대로 유지하며, 미끄럼방지 효과의 지속성이 높고 시공이나 유지관리가 용이한 효과가 있다.

본 발명에 따른 바닥 미끄럼방지용 조성물은 클러스터화된 물 50 ∼ 93중량%, 불화암모늄 5 ∼ 48중량%, 비이온성 계면활성제 1.5 ∼ 44.5중량% 및 친수성인 효소 표면에 소수성인 폴리머를 결합시켜 양친매성이 되도록 한 계면활성효소(surface-active enzyme) 0.5 ∼ 43.5중량%로 구성되는 것으로 특징지워진다.

보통 물은 35개 내외의 물분자가 연결되어 대단히 큰 클러스터를 이루고 있으며, 아황산가스, 탄산가스, 일산화탄소, 염소 가스 등이 물에 녹아 들어가면 이것들이 물분자의 클러스터 사이에 붙어 엉키게 될 뿐만 아니라 이들 가스류가 물에 용해되어 황산, 아황산, 탄산, 염산 등으로 되면서 물을 산성화시키고, 수은, 납, 카드뮴, 알루미늄을 비롯한 유독중금속류도 클러스터에 엉키게 된다. 이렇게 물을 산성화시키는 가스류나 유독금속을 포함하고 있는 클러스터가 큰 물은 인체에 유해한 효과를 나타낼 뿐만 아니라 본 발명에서는 불화암모늄과의 반응성이 저하되어 요철홈 생성 크기 및 깊이가 미끄럼 방지 효과를 나타낼 정도가 되지 못하여 본 발명에서 얻고자 하는 효과가 발현되지 않게 된다.

따라서, 본 발명에서는 4 ∼ 14㎛대의 원적외선방사, 자화처리, 초음파처리 등을 통하여 물분자의 클러스터를 5 ∼ 6개의 분자로 세분화하여 물분자의 클러스 터 사이에 엉키어있던 유독가스를 공중으로 날려보내고 중금속류는 침전시켜 상등액만을 취한 클러스터화된 물을 사용한다.

클러스터화된 물은 공지된 다양한 방법으로 제조 가능하고, 공지된 안정화 방법으로 안정화시킨 것을 사용하는 것이 바람직하며, 클러스터화되지 않은 물을 본 발명에서 사용할 경우에는 미끄럼 방지 효과가 만족스럽지 못한 문제점이 있다.

클러스터화된 물은 전체 조성물에 대하여 50 ∼ 93중량%를 사용하는 것이 효과적이며, 클러스터화된 물이 50중량% 미만으로 사용될 경우에는 불화암모늄의 사용량이 증가하여 불산이 과다하게 생성되기 때문에 요철홈이 크고 깊게 형성되어 발바닥과의 접촉시 촉감이 좋지 못할 뿐만 아니라 바닥재의 표면 광택이 소실되거나 저하되며 바닥재의 미관이 손상되거나 내구성이 저하되는 등의 문제점이 있으며, 비이온성 계면활성제 및 계면활성효소의 사용량이 증가되어 경제적이지 못한 단점이 있고, 93중량%를 초과할 경우에는 요철홈이 너무 작고 얕게 형성되어 미끄럼 방지 효과가 만족스럽지 못한 문제점이 있다.

불화암모늄은 물과 반응하여 불산을 생성하고, NH⁴⁺와 OH^-가 평형을 이루게 되며, 생성된 불산은 바닥재 제품에 함유되어 있는 규사 성분을 용출시켜 2 ∼ 6㎛ 크기의 요철홈을 형성시키게 된다.

NH₄F + H₂O → NH₄ ⁺ + OH^- + HF

본 발명에 있어서 불화암모늄은 전체 조성물에 대하여 5 ∼ 48중량%를 사용하는 것이 효과적이며, 불화암모늄이 5중량% 미만으로 사용될 경우에는 생성되는 요철홈이 너무 작고 얕게 형성되어 미끄럼 방지 효과가 만족스럽지 못한 문제점이 있고, 48중량%를 초과하여 사용될 경우에는 불산이 과다하게 생성되기 때문에 요철홈이 크고 깊게 형성되어 발바닥과의 접촉시 촉감이 좋지 못할 뿐만 아니라 바닥재의 표면 광택이 소실되거나 저하되며 바닥재의 미관이 손상되거나 내구성이 저하되는 등의 문제점이 있다.

본 발명에 있어서 비이온성 계면활성제는 정포작용(거품을 나게 하는 작용), 공기 연행작용(Untrained Air cap : 공기층을 일정한 간격으로 분산시키는 작용) 및 부식억제작용을 행하는 역할을 하는 것으로, 계면활성제 고유의 특성상 거품이 발생되는 데 거품을 발생시키는 이유는 거품이 생성된 바닥재 표면에는 불산으로 인한 요철홈이 생성되지 않기 때문에 바닥재 전체에 요철홈이 생성되지 않고 미세하고 일정한 요철홈이 생기도록 하기 위함이다.

뿐만 아니라, 계면활성제의 공기 연행 작용은 기포를 형성시키기 위하여 공기를 조성물 내부로 연행시키고 공기를 일정한 간격으로 분산시키는 것으로 일정하게 요철홈이 형성되도록 하는 것이며, 부식억제작용은 과다하게 부식이 이루어져 크고 깊은 요철홈이 형성되지 않도록 하는 것이다.

본 발명에서는 비이온성 계면활성제를 사용하며, 양이온성 또는 음이온성 계면활성제를 사용할 경우에는 NH⁴⁺ 또는 OH^- 이온과 양이온성 또는 음이온성 계면활성제의 반응기가 결합됨에 따라 HF의 생성량이 변화되어 불화암모늄의 사용량 조절이 용이해지지 않는 문제점이 발생한다.

비이온성 계면활성제는 전체 조성물에 대하여 1.5 ∼ 44.5중량%를 사용하는 것이 효과적이며, 비이온성 계면활성제의 사용량이 1.5중량% 미만일 경우에는 첨가 효과가 미약하여 본 발명에서 얻고자 하는 효과를 만족시키지 못하는 문제점이 있고, 44.5중량%를 초과할 경우에는 첨가 상승 효과가 미약하고 기포가 크게 생성되어 요철홈의 생성이 미약해지므로 미끄럼 방지 효과가 만족스럽지 못한 문제점이 있다.

또한, 계면활성효소(surface-active enzyme)는 친수성(hydrophilic)인 효소(enzyme) 표면에 소수성(hydrophobic)인 폴리머(polymer)를 결합시켜서 양친매성(amphiphilic)나타내도록 한 것으로 비이온성 계면활성제 및 불화암모늄의 활성화를 보조하는 역할을 하는 것으로, 전체 조성물에 대하여 0.5 ∼ 43.5중량%의 양을 사용하는 것이 효과적이며, 계면활성효소의 사용량이 0.5중량% 미만일 경우에는 비이온성 계면활성제 및 불화암모늄의 활성화가 미약한 단점이 있고, 43.5중량%를 초과할 경우에는 첨가 상승 효과가 미약하여 경제적이지 못한 문제점이 있다.

다음의 실시예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

5 ∼ 10㎛대의 원적외선방사를 통하여 물분자의 클러스터를 5 ∼ 6개의 분자로 세분화한 클러스터화 된 물 1800cc, 불화암모늄 500g, 비이온성계면활성제 100cc, 계면활성효소 50cc를 혼합하여 본 발명에 따른 바닥 미끄럼방지제 조성물을 제조하였다.

제조된 바닥 미끄럼방지제 조성물을 타일에 도포하고 10분 후에 수세한 것을 대조군(바닥 미끄럼방지제 조성물을 미도포 타일)과 함께 정적마찰계수를 측정(기술표준원 고시 제2004-564호, 부속서 33)한 결과, 본 발명의 조성물로 처리된 타일의 정적마찰계수는 0.69이었으나 대조군은 0.46임을 알 수 있는 바, 본 발명의 조성물로 처리시 미끄럼방지 효과가 발현됨을 확인하였다.

또한, 상기의 타일 표면을 육안으로 확인한 결과, 변색, 광택저하, 얼룩 생성, 백화현상이 없었으며, 현미경으로 관찰한 결과, 2 ∼ 6㎛ 크기의 요철홈이 형성된 것을 확인할 수 있었으며, 표본 측성을 근거로 성인 발바닥 정도의 면적에 형성된 요철홈을 계산한 결과, 8 ∼ 11만개 정도의 요철홈이 형성되었음을 알 수 있었다.

Claims

클러스터화된 물 50 ∼ 88중량%, 불화암모늄 10 ∼ 48중량%, 비이온성 계면활성제 1.5 ∼ 39.5중량% 및 친수성인 효소 표면에 소수성인 폴리머를 결합시켜 양친매성이 되도록 한 계면활성효소 0.5 ∼ 38.5중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 바닥 미끄럼방지용 조성물.