KR20030059079A - 논슬립성 인조석 - Google Patents

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Abstract

무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 표면 오목홈부의 평균 깊이가 0.02mm이상 1.0mm이하의 범위이며, 무기질골재의 체적율이 25%이상 75%이하인 논슬립성 인조석이며, 치밀한 조직을 가지며, 투명감과 함께 깊이가 있으며, 대리석조 등의 우수한 질감이나 색조를 가지며, 또한 표면경도도 크고, 성형성도 양호하며, 맨발로 접하는 경우, 또는 경질인 구두바닥으로 접하는 경우에서도 우수한 논슬립성능을 갖는 새로운 인조석으로 한다.

Description

논슬립성 인조석{ARTIFICIAL STONE HAVING NON-SLIP PROPERTY}
종래부터, 천연석을 적당한 크기로 분쇄하고, 이것에 탄산칼슘 등과 수지를 혼합한 후에 경화시켜서 인조석으로 하는 것은 이미 알려져 있다.
이러한 인조석에 대해서는, 그 조성이나 제조법의 개량에 의해, 투명감이나 깊이가 있으며, 무게감있는 화강암이나 대리석조의 표면을 실현하는 것에 노력이 집중되고 있었다.
한편, 이러한 개량으로의 시도와 함께, 인조석의 기능향상의 검토도 진행되고 있다.
그러나, 종래의 대부분의 인조석의 경우에는, 그 표면으로서 대리석조 등의 무게감 있는 깊이와 함께, 또한 투명감도 있으며 석재로서의 강도, 경도, 내구성도 충분한 인조석으로서는 실현되지 못했다. 또한, 기능향상도 금후의 과제이다.
이러한 상황에 있어서, 본 출원의 발명자들은, 종래의 인조석과는 본질적으로 다르고, 그 질감이나 색조 및 물리적 성상에 대해서도 지금까지 없는 인조석을 개발해 왔다. 그리고, 본 출원의 발명자들은, 다시 이 인조석에 새로운 기능을 부여하고, 그 용도의 확대에 연구해왔다.
이 검토의 과정에 있어서, 그 표면에 보행시 등에 슬립하기 어렵다(미끄러지기 어렵다)라는 논슬립성을 부여한 인조석이 그 기능과 용도의 관점에서 매우 중요한 것으로 판명되었다.
그 이유는 욕실, 화장실, 부엌 등의 옥내바닥이나, 풀사이드, 현관바닥 등의 옥외바닥, 욕조, 가로에 있어서의 계단, 통로, 혹은 철도의 홈, 공공시설, 공장의 바닥 등에 있어서는, 표면이 미끄러지기 어려운 것은 안전성이나 방재상 중요한 기능이며, 빠질 수 없는 요건인 점에 있다. 그리고 또, 인조석의 경우에는, 이러한 슬립하기 어렵다고 하는 논슬립성에 대해서는 거의 검토되지 않았다라는 실정이기 때문이다.
예를 들면, 지금까지도, 논슬립 가공한 인조석 및 상기 인조석의 제조법으로서, 연마가공된 인조석의 표면부를 워터제트가공해서 입자체형상의 석재부와 수지부로 이루어지는 인조석 표면부의 수지부를 절삭제거하고, 표면부에 요철을 형성 하는 것이 제안되고 있다(일본국 특허공개 평7-1008l6호공보, 가부시키가이샤 타지마). 그러나, 이 제안에 있어서도, 인조석의 워터젯가공이라는 공지의 방법이나, 표면요철에 의해 슬립방지성능을 높인다라는 건축, 토목기술의 일반상식을 개시하는 것에 지나지 않으며, 인조석표면에서의 논슬립성능의 특징이나, 이 성능을 어떻게 향상시킬지 등의 기본적 과제나 수단에 대해서는 아무것도 제시하고 있지 않다.
그래서, 본 출원의 발명자들은 바닥재나 계단, 통로, 가로, 철도의 홈, 공공시설의 바닥면이라는, 강도나 경도가 요구되는 동시에, 또한 천연석재와 동등이상의 미관성이 요구되며, 또한 상술한 논슬립성을 가지는 것도 요구되는 인조석을 실현하기 위해 예의 검토를 진행시켜 왔다.
이 검토의 과정에 있어서, 표면연마후의 워터젯에 의한 표면수지부의 제거에 있어서, 인조석의 조성구성을 특별히 가진 것, 즉 수지성분의 비율을 15중량%이하로 하는 것이 논슬립 특성의 향상에 유효한 것이나, 또한 이 경우에, 단위표면(50×50mm)에 차지하는 수지노출 평면적의 비율이 15%이상 40%이하인 것이 더욱 논슬립성능을 향상시키는 것을 발견하고, 이것을 새로운 기술로서 제안해 왔다. (특허공개 평9-22718S호공보, WO99/36371).
그러나, 그 후의 검토에 있어서, 논슬립성능에 대해서는, 보다 본질적인 팩터가 있음을 발견하고, 또한, 풀사이드, 욕조, 욕실바닥재 등의 맨발로 접하는 경우와, 통로, 보도 등의 경질의 구두바닥으로 접하는 경우에서는 유의해야 할 관점이 다른 것 등도 알 수 있게 되었다.
그래서, 본 출원의 발명은, 전술한 바와 같은 종래기술의 한계나 발명자들에 의한 검토를 근거로 하여, 치밀한 조직을 가지며, 투명감과 함께 깊이가 있으며,대리석조 등의 좋은 질감이나 색조를 갖고, 또한 표면경도도 크고, 형성성도 양호하며, 맨발로 접하는 경우, 혹은 경질의 구두바닥으로 접하는 경우에서도 우수한 논슬립성능을 갖는, 새로운 인조석을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
본 출원의 발명은 논슬립 인조석에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은, 화강암조 혹은 대리석조 등의 우수한 성질과 양호한 표면경도 및 표면내마모성 등의 뛰어난 특성과 함께, 그 표면이 보행시 등에 슬립하기 어렵다(미끄러지기 어렵다)라는 논슬립성을 갖는, 경량이며 고경도의 인조석에 관한 것으로서, 욕실, 화장실, 부엌 등의 옥내바닥, 풀사이드, 현관바닥 등의 옥외바닥, 욕조, 그 밖의 용도나, 지하로통로, 계단, 철도홈 등의 공공시설용 부재, 또한, 습기가 많은 바닥면이나 유분이 흐르는 바닥면 등의 물이나 기름의 존재를 피할 수 없는 각종의 작업 시설, 처리 시설, 공장 등에 있어서도 유용한 논슬립 인조석에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 논슬립성 인조석의 일례를 단면으로서 예시한 금속현미경 사진이다.
도2는 미끄럼 시험기「O-Y·PSM」의 구성을 나타낸 도이다.
도3은 C.S.R.의 산정을 위한 인장하중·시간곡선의 모식도이다.
도4는 C.S.R.B.의 평가를 위한 미끄럼 시험편을 나타낸 도이다.
도5는 C.S.R.B.의 산정을 위한 인장하중·시간곡선의 모식도이다.
도6은 긁기력 측정에 대한 인장하중·시간곡선과 긁기력의 일례를 나타낸 모식도이다.
도7은 인조석의 절단과 표면가공의 형태에 대해서 예시한 도이다.
도8은 논슬립성 인조석을 사용한 적층구성을 예시한 도이다.
도9는 논슬립성 인조석을 매립한 예를 나타낸 도이다.
본 출원의 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 제1에는, 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 표면 오목홈부의 평균 깊이가 0.02mm이상 10mm이하의 범위이며, 무기질골재의 체적율이 25%이상 75%이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을 제공한다.
또한, 본 출원의 발명은, 상기 인조석에 대해서, 제2에는, 표면 오목홈부의 평균 깊이가 0.05mm이상 0.8mm이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을, 제3에는, 무기질골재의 체적율이 35%이상 65%이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을, 제4에는, 표면에 노출되어 있는 무기질골재는, 날카로운 각부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을, 제5에는 각부의 곡률반경이 1mm이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을, 제6에는, 무기질골재의 최대입경이, 타설(打設)경화시의 판두께의 1/2이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을, 제7에는, 무기질골재의 최대입경이, 0.15mm이상 10mm이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을, 제8에는, 무기질골재의 경도는, 모스경도 5이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을 제공한다.
본 출원의 발명은, 제9에는, 상기 어느 하나의 발명의 인조석으로서, 무기질골재는, 세밀충전 또는 그 근방의 입경분포의 비율로 배합되어서 타설경화된 것임을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을 제공한다.
그리고, 제10에는, 본 출원의 발명은, 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 미끄럼 저항치BPN(ASTM E303)이 습윤면에서 60이상, 또는 기름면에서 20이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을 제공하고, 제11에는, 미끄럼 저항치BPN이, 습윤면에서 65이상, 기름면에서 35이상인 것을 특징으로 하는 상기 논슬립성 인조석을 제공한다.
제12에는, 본 출원의 발명은, 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 미끄럼 저항치C.S.R.이, 경질바닥의 신사화의 경우에, 습윤면에서 0.8이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을 제공하고, 제13에는, 미끄럼 저항치C.S.R.가 기름면에서 045이상인 것을 특징으로 하는 상기의 논슬립성 인조석을 제공한다.
제14에는, 본 출원의 발명은, 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 미끄럼 저항치C.S.R.B가 맨발인 경우에, 습윤면에서 1.4이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을 제공하고, 제15에는, 미끄럼 저항치C.S.R.B.가 맨발인 경우에, 소프면에서 0.8이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을, 제16에는, 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 증류수의 경우의 표면의 접촉각이 평균 45∼75도의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을, 제17에는, 평균 접촉각이 55∼72도인 것을 특징으로 하는 상기의 논슬립성 인조석을 제공한다.
또한, 본 출원의 발명은, 제18에는, 상기 어느 하나의 발명의 인조석으로서, 무기질골재와 수지를 함유하는 인조석 조성물이 성형형내에 타설경화된 후에, 소정의 형상 또는 두께로 절단 또는 분할되거나 또는 절단 또는 분할되는 일없이, 표면이 워터젯가공된 것임을 특징으로 하는 논슬립성 인조석을 제공하고, 제19에는, 워터젯가공전에 연마가공이 처리되어 있는 논슬립성 인조석을 제공한다.
또한, 제20에는, 본 출원의 발명은, 상기 어느 하나의 발명의 논슬립성 인조석이 표면재로 되어 적층구성되어 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 구성체를 제공하며, 제21에는 상기 어느 하나의 발명의 논슬립성 인조석이 표면의 일부로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 구성체를 제공한다.
본 출원의 발명은 상기한 바와 같은 특징을 갖는 것이지만, 이하에, 그 실시의 형태에 대해서 설명한다.
먼저, 본 출원의 발명이 제공하는 논슬립성 인조석은, 적어도, 무기질골재와 수지를 함유하고, 또한 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖고 있는 것이다. 그리고, 그 조성에 있어서는 입경이 비교적 큰 골재와 함께, 보다 입경이 작은 충전재를 가지고 있어도 좋고, 이 충전재는, 그 종류에 있어서 무기질골재와 동일 내지는 그 유사물이어도 좋다. 그리고 인조석의 조성에 대해서는 예를 들면, 배합하는 수지의 열화방지제나 가교제, 안료, 야광성 발광제, 난연제, 또한 항균제 등의 각종의 첨가성분을 적절히 함유하고 있어도 좋다.
이러한 각종의 조성으로 이루어지는 본 발명의 논슬립성 인조석에 있어서는 어느 경우에나, 무기질골재와 수지를 함유하지만, 무기질골재로서는 천연석입자, 광물분말입자, 세라믹스입자, 유리분말입자, 금속·합금분말 등의 각종의 1종 또는 2종이상의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 석영, 규석, 장석, 알런덤, 석류석, 백운암, 유리 등이 예시된다. 또, 수지에 대해서는 열경화성 수지의 각종의 것이어도 좋고, 메타크릴레이트수지, 아크릴레이트수지, 불포화폴리에스테르수지, 에폭시수지 등의 1종 또는 2종이상의 것이어도 좋다.
그리고, 본 출원의 제1발명에 있어서는 논슬립성 인조석에 있어서의 무기질골재에 대해서는 그 체적율이 25%이상 75%이하로 하고 있다. 또, 요철표면을 갖는 본 발명의 논슬립성 인조석에 대해서는 표면의 오목홈부의 평균깊이가 0.02mm이상 1.0mm이하의 범위에 있다.
무기질골재의 체적율이 25%미만의 경우에는 인조석의 표면에 노출하는 무기질골재의 비율이 충분하지 못하고, 소정의 표면오목홈부의 깊이가 표면전체에 있어서 충분한 평면비율로서 얻어지지 못하므로, 논슬립특성은 만족할 수 없다. 표면의 논슬립성에 관한 성능은 배합된 수지자체에 가까워지기 때문이다.
한편, 체적율이 75%를 초과하는 경우에는 인조석표면에 노출하는 무기질골재의 비율이 너무 많아서 충분한 논슬립특성이 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 바인더로서의 수지의 기능이 저하해서 인조석으로서의 굽힘강도가 크게 저하한다라는 문제가 생긴다. 그리고, 표면오목홈부의 깊이도 소정범위의 것이 용이하게 얻어지기 어렵게 된다. 무기질골재의 체적율은 이상과 같은 관점에서 보면 35%이상 65%이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 논슬립성 인조석에 있어서는, 표면오목홈부의 평균깊이를 0.02mm이상 1.0mm이하로 하고 있지만, 이 경우의 표면오목홈부의 평균깊이는 인조석요철표면에 있어서 임의의 방향으로 직선적으로 접촉바늘을 갖는 다이얼게이지를 이동시켜서 측정된 값의 평균값으로서 측정된다. 이 평균값은 레이저에 의한 표면측정에 의해 얻어지는 평균값으로서도 확인할 수 있다.
표면오목홈부의 평균깊이가 0.02mm미만의 경우, 반대로 1.0mm를 초과하는 경우에는 바람직한 논슬립성능은 얻어지지 못한다. 본 발명에 있어서는 보다 바람직하게는 평균홈 깊이는 0.05mm이상 0.8mm이하이다. 더욱 바람직하게는 0.08mm이상 0.5mm이하이다.
예를 들면 첨부한 도 1은 50배율의 금속현미경사진에 의해 본 발명의 논슬립성 인조석의 단면을 예시한 것이다. 도 1에는 최대의 표면오목홈 깊이를 H로 해서 예시했지만, 본 발명에 있어서의 논슬립성 인조석의 표면의 오목홈 평균깊이는 이 도 1에 예시한 최대깊이(H)를 비롯해서, 이것보다 얕은 홈을 포함한 표면요철의 홈깊이의 평균값으로서 규정된다. 도 1의 인조석은 최대입경 10mm의 분쇄석영을 무기질골재로 하고, MMA(메틸메타크릴레이트)수지를 이용한 예로서, 골재의 체적율은 54.17%, MMA수지의 체적율은 25.62%이다. 미립충전재로서 수산화 알루미늄 19.56%를 배합하고 있다.
이 도 1의 표면 오목홈의 평균깊이는 0.2mm로, 후술하는 미끄럼 저항치C.S.R.(신사화)는 습윤면에서 0.870, 기름면에서 0.621, C.S.R.B.(맨발)은, 습윤면에서 1.435, 소프(비누)면에서 1.142로 매우 우수한 논슬립 특성을 얻을 수 있다.
또한, 다른 예로서, 홈깊이와 미끄럼 저항치의 관계를 예시하면, 예를 들면 표 1와 같다.
(표1)
오목홈 평균깊이(mm) 미끄럼 저항치 C.S.R.(신사화) 미끄럼 저항치(맨발)습윤면
습윤면 기름면 습윤면
0.010.020.050.080.100.200.500.801.01.21.4 0.7420.8020.8120.8490.8570.8830.8730.8630.8210.7650.685 0.3120.3540.4130.5010.5100.6480.6250.6020.5120.4830.407 1.3821.5431.5661.5571.5421.5411.5401.4621.4081.3561.126
이 표 1에 있어서의 시료는 오목홈 평균깊이만이 다르고, 조성이나 최대골재입경, 그리고 골재평균입경은 다음과 같다.
<주조성(체적%)>
골재:석영(410%)
수지:MMA수지(32.98%)
충전재:수산화 알루미늄(25.19%)
<최대골재입경>
2.5mm
<골재평균입경>
0.5mm
표1의 미끄럼 저항치의 레벨에 대해서, C.S.R.이 습윤면 0.8이상, 기름면 0.5이상, C.S.R.B.가 습윤면 1.4이상을, 본 발명의 논슬립 인조석의 특이적인 뛰어난 성능레벨이라고 하면, 표1의 결과로부터는 오목홈 평균깊이가 0.02mm∼1.0mm,보다 바람직하게는 0.05∼0.8mm, 또한 0.08mm∼0.5mm인 것이 고려된다.
그리고, 본 출원의 발명에 있어서는, 논슬립 특성의 향상을 위해서는 도 1에도 예시되어 있는 바와 같이, 표면에 노출되어 있는 무기질골재가 예리한 각부를 가지고 있는 것이 바람직하다. 예를 들면 배합비율을 같게 해서, 무기질골재에 분쇄석영, 반찰석영, 강모래, 유리구슬(구상)의 각각을 이용한 경우에는 미끄럼 저항은 순차 저하하고, 유리구슬의 것은 분쇄석영의 경우의 60%이하, 더 50%이하로까지 저하해버리는 것이 확인되었다.
예를 들면, 표면오목홈의 평균깊이가 0.2mm이고, 최대골재지름이나 골재체적율도 동일한 경우라도, 미끄럼 저항치C.S.R.(신사화)은, 다음의 표2와 같이 변화한다.
(표2)
골재 C.S.R.(습윤면) C.S.R.(기름면)
분쇄석영반찰석영강모래유리구슬 1.5411.4931.3620.927 1.2621.1631.1260.673
무기질골재의 날카로운 각부의 존재가 논슬립성능에 있어서 중요한 것을 알 수 있다.
이상과 같은 예리한 각부에 대해서는, 예를 들면 그 곡률반경이 1mm보다 작은 것으로서 고려할 수도 있다.
또한, 본 발명의 논슬립성 인조석에 대해서는 무기질골재의 최대입경에 대해서도 고려되는 것이 바람직하다.
무기질골재의 최대입경은, 본 발명에 있어서는 인조석 조성물의 성형형내로의 타설경화시의 판두께의 1/2이하인 것이 우선 고려된다. 판두께의 1/2을 초과하는 크기의 골재가 배합될 경우에는, 소정의 강도나 형상, 치수를 갖는 인조석의 제조가 곤란하게 되기 때문이며, 본 발명의 논슬립성 인조석은 실현되지 않게 된다.
타설경화시의 판두께의 1/2이하의 경우에는, 골재최대입경은 논슬립성 인조석의 용도, 바람직한 성능 등을 고려해서 정하게 된다. 무기질골재의 최대입경은, 맨발로 접하는 욕실바닥면, 풀사이드 등에 사용하는 인조석의 논슬립성능과의 관계에서 중요하다.
최대입경이 보다 작은 것이, 습윤면이나 소프습윤면에서의 미끄럼 저항을 보다 높게 하고, 또한, 최대입경이 보다 큰 것이 찰상의 발생을 보다 적게 하기 때문이다.
예를 들면 도1에 그 단면을 예시한 논슬립성 인조석(무기질골재의 최대입경 1Omm)의 것과 비교하면, 무기질골재의 종류와 체적율, 수지(MMA), 표면오목홈 평균 깊이(0.2mm)가 같아도, 논슬립성능에는 차이가 생기는 것이 확인되었다. 그 일례를 나타낸 것이 표3이다.
(표3)
최대골재입경(mm) 미끄럼 저항치C.S.R.(신사화) 미끄럼 저항치C.S.R.B.(맨발) 찰상성G값(kgf)
습윤면 기름면 습윤면 소프면
1052.51.2 0.8700.8710.8740.871 0.6210.5980.6330.615 1.4351.4531.5021.532 1.1421.1841.2251.297 37.7338.4639.2741.90
0.60.30.150.075 0.8700.8710.8650.501 0.6050.5950.5800.205 1.5451.5751.5350.705 1.3501.4001.2500.410 42.1042.4041.8020.10
경질의 구두바닥의 경우의 미끄럼 저항치(C.S.R.)는 , 10mm이하에서 0.3mm정도까지의 범위에서는 골재최대입경의 차이에 의해도 본질적으로 큰 변화는 인지되지 않지만, 맨발의 경우의 미끄럼 저항치(C.S,R.B.)는 이 범위에서는, 골재최대입경이 작을 수록, 미끄럼 저항이 증대하고, 논슬립성능이 더욱 향상한 것을 알 수 있다. 한편, 인장 G값으로서 평가하고 있는 찰상성은, 그 값이 클 수록 찰상이 발생하기 쉬운 것을 나타내는 것으로, 표2의 결과예로부터는, 0.15mm정도까지는, 최대입경이 보다 작은 쪽이, 맨발에 접하는 용도에 사용하는 인조석으로서는, 논슬립성능이 우수하지만, 찰상의 발생의 점에서는 문제가 생기는 것을 알 수 있다.
상기의 것으로부터는, 용도, 즉 경질구두창이 접하는 경우와, 맨발이 접하는 경우에서는, 논슬립 특성이 발현되는 메커니즘에 차이가 있으며, 이 메커니즘에는, 무기질골재의 최대입경이 영향인자로 되어 있는 것을 알 수 있다.
보다 작은 최대입경을 갖는 골재의 경우에는, 인조석의 요철표면에 있어서의 오목홈부의 단위평면당의 존재 비율이 큰 것이 고려된다. 맨발의 경우, 유연한 발바닥의 피부가, 이들 미세오목홈부에 밀착하지만, 경질바닥의 구두의 경우에는 이러한 밀착이 생기지 않는 것이 고려된다.
어떻든간에, 이상을 고려하는 것으로, 본 발명의 논슬립 인조석에 있어서는, 용도에 따라, 논슬립성 인조석을 설계할 수 있다.
본 출원의 발명에 있어서는, 일반적으로는, 무기질골재의 최대입경은, 표3에서도 알 수 있듯이, 0.15mm이상 10mm이하로 하는 것이 바람직하다.
0.l5mm미만으로 너무 미소하게 되면, 골재로서의 기본적 기능, 다시 말해서,인조석으로서의 강도나 표면경도, 그리고 깊이가 있는 천연석의 질감 등이 떨어지고, 제조시에, 균일분산시키는 것이 어렵게 되는 등의 문제가 생길 뿐만아니라, 경질구두바닥의 미끄럼 저항치C.S.R.를 급격히 저하시키고, 맨발의 경우의 미끄럼 저항치C.S.R.B.도 현저하게 저하하게 된다. 논슬립성능을 만족할 수 있는 것으로 되지 못한다.
한편, 표3에는 나타내지 않지만, 최대골재입경이 10mm을 초과하는 큰 입경의 경우에도 미끄럼 저항치가 저하해서 실용적으로 만족할 수 있는 것으로 되지 못한다. 예를 들면 최대골재입경이 13mm의 경우에는, C.S.R.(신사화)은, 습윤면에서 0.75, 기름면에서 0.32로 되고, C.S.R.B.(맨발)의 경우에는, 습윤면에서 1.281, 소프면에서 0.545가 된다.
또, 무기질골재에 대해서는, 그 경도도 고려되는 것이 바람직하다. 일반적으로는, 본 발명에 있어서는, 모스경도 5이상의 것을 무기질골재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 모스경도 5이상의 것으로서는, 예를 들면 모스경도 7의 석영, 모스경도 6의 장석, 모스경도 8의 석류석, 모스경도9의 알런덤 등이 예시된다.
모스경도 5미만의 것은, 초기 미끄럼 저항치가 약간 낮은 것과, 마모가 큰 것이 확인되었다. 예를 들면, 인조석의 마모시험(JIS A 1451)전후의 논슬립성능과 마모량을 비교하면 다음 표4로서 예시된다.
(표4)
골재(모스경도) 미끄럼 저항치C.S.R.(신사화) 마모량(mm)
습윤면 기름면
전 후 전 후
석영(7)탄산칼슘(3)형석(4) 0.8830.8740.881 0.8030.7300.765 0.6480.5510.591 0.4300.3330.403 0.180.380.28
본 출원의 발명에 있어서는 종래의 인조석에 있어서는 예견하지 못했던 논슬립성능을 갖는 인조석이 제공되지만, 여기에서 다시 「논슬립성능」의 평가에 대해서 설명한다.
논슬립성능의 평가에 대해서는 차량타이어주행을 위한 도로 등의 슬립성능은 종래부터 자주 검토되고 있지만, 건축재 또는 각종 구조체의 표면논슬립성능에 대해서는 그 평가기준은 반드시 확립되지 못하고, 국제공통규격으로서도 통일되지 못하는 것이 현상황이다.
논슬립성능의 평가방법으로서는 차량타이어주행의 도로 등을 주대상으로 해서 검토되었던 BPN(British Pendulum Number)(ASTM E 303)이 알려져 있다. 그러나, 이 BPN은 구두나 맨발로의 보행 등을 위한 바닥면이나 도로의 논슬립성능의 평가로서는 그다지 적절하지 않다.
단, 국제적으로 공통의 지표로서 우선, 고려되는 것이다.
이 BPN에 대해서는 일반적으로 습윤시에 주행한 경우에는 60미만, 보행하는 경우에는 40미만에서는 미끄러지기 쉽다라고 생각되었다.
한편, 일본에서는 바닥재의 잘 미끄러지지 않음 지표로서, JISA 5705(비닐계 바닥재)부속서에 정해지는 「바닥재의 미끄럼 시험방법(경사인장형)」에 의해 측정되는 「미끄럼 저항계수(C.S.R.;Coefficient of Slip Resistance)」를 참고로 할 수 있다. 이 경우에도 여전히 검토되어야할 점이 남아 있지만, 현상황에 있어서의 평가지표로서 생각하지 않을 수 없다.
그래서, 본 출원의 발명의 논슬립 인조석에 있어서는, 상술한 BPN과 함께, 이 C.S.R.(JIS A 5705, JIS A 1454)를 참고지표로 하고 있다. 그리고 C.S.R.에 대해서는 보다 고정밀도에서의 평가를 가능하게 하기 위해서, 도쿄공업대학건축학과 오노 에이테쯔 교수들에 의해 자세하게 검토되고, 또한 시험장치로서 확립된 시험기 「0-Y·PSM」에 의해 논슬립성능을 측정했다.
미끄럼 시험기「O-Y·PSM」의 구성은, 도2에 나타낸 것으로, 신발을 신은 경우에는 미끄럼편시트(9)에 실제로 사용하는, 경질바닥의 신사화의 신발바닥을 부착하고, 재하 중추(8)를 80kg으로 해서 소정의 전치시간, 하중속도로 잡아당겼을 때의 인장하중·시간곡선을 구한다.
도2에 있어서의 부호는, 다음과 같다.
(표5)
1:메인 스위치2:정속모터3:감속기4:와이어 권취기5:스타트 스위치 6:스톱 스위치7:이동용 차륜8:중추9:미끄럼편시트10:미끄럼편시트받침대 11:유니버설 조인트12:초기 하중조정기13:하중변환기14:가이드레일15:인장하중 속도조정기 16:고정다리17:와이어18:승강기19:인장각도조정기20:활차
인장하중·시간곡선의 예는 도 3과 같고, 이 도 3에서 최대인장하중(Pmax)을 구하여 차식에 의해 미끄럼 저항치(C.S.R.)를 구하고, 상기 시료의 미끄럼을 평가하는 것이다.
C.S.R.=Pmax(kgf)/80(kgf)
또, 미끄러움은 신발, 표면에 개재하는 물, 물과 먼지(오수), 기름 등에 의해 크게 변화되므로, 이들의 요인을 감안하여 측정할 필요가 있다.
또한, JIS A 1454에는, 표준적인 미끄럼편, 표면개재물을 규정하고 있다.
C.S.R. 경질바닥의 신사화의 경우, 일반적으로는 각종 바닥재에 대해서, 개재물에 상관없이 0.45미만에서는 미끄러지기 쉽다라는 지표가 부여되고 있다.
미끄럼 저항치C.S.R.의 측정에 대해서는, 예를 들면, 오노 교수들에 의하면 이하의 연구논문이 참조된다.
(표6)
오노 히데테츠, 미야기 무네카주, 카와다 아키수미, 요시오카 탄: 바닥의 미끄러움 및 그 평가방법에 관한 연구 (그1) 연구방법 및 미끄럼감각의 척도화:일본건축학회논문보고집 제321호, 1∼7(1992년 11월)오노 히데테츠:바닥의 미끄러움 및 그 평가방법에 관한 연구(그2) 미끄럼시험기 설계·시작을 위한 기초적 자료의 집적 및 미끄럼시험기의 기본구상:일본건축학회논문보고집 제333호, 1∼7(1993년 11월)오노 히데테츠, 카와다 아키수미, 미야기 무네카주, 카와무라 키요시, 코니시 토시마사, 미카미 타카마사, 하시다 히로시, 요시오카 탄:바닥의 미끄러움 및 그 평가방법에 관한 연구(그3) 미끄럼시험기의 설계·시작:일본건축학회논문보고집 제346호, 1∼8(1984년 12월)오노 히데테츠, 수다 타쿠, 타케다 키요시:바닥의 미끄러움 및 그 평가지표 및 평가방법의 제시 바닥의 미끄러움 및 그 평가방법에 관한 연구(그4):일본건축학회 구조계 논문보고집 제356호, 1∼8(1985년 10월)오노 히데테츠, 하시다 히로시, 요코야마 히로시:스포츠서페이스의 미끄러움의 평가방법에 관한 연구:일본건축학회 구조계 논문보고집 제359호, 1∼9(1986년 1월)오노 히데테츠, 미카미 타카마사, 타카기 나오시, 요코야마 히로시, 키타야마 마사루, 타카하시 히로키:바닥의 미끄러움의 평가에 있어서의 바닥표면 개재물의 표준화에 관한 연구:일본건축학회 구조계 논문보고집 제450호, 7∼14(1993년 8월)
또, 맨발의 미끄러움을 측정하기 위해서는, 도4에 나타내는 미끄럼편을 사용하여 인장하중·시간곡선을 구한다.
인장하중·시간곡선의 예는 도5에 나타낸 바와 같으며, 도5에서 최대하중(Pmax) 및 최초의 오목부의 하중(Pmin)을 구하고, 다음식에 의해 「미끄럼 저항치(C.S.R.B.;Cofficient of Slip Resistance Bath)」를 산출하고, 상기 시료의 미끄러움을 평가한다.
C.S.R.B.=(Pmax(kgf)/80(kgf))+(Pmin(kgf)/80(kgf))C.S.R.B.는 JIS A 5705에 준거한 측정평가법으로서 고려되는 것이다.
또, 바닥에는 물, 비누, 기름 등의 액상개재물을 개재시켜서 측정하는 것으로 한다.
C.S.R.B.맨발에 대해서는, 일반적으로는, 각종 바닥재에 대해서, 개재물에 상관없이 0.8미만에서는 미끄러지기 쉽다라고 여겨지고 있다.
또, 맨발이 접하는 경우에는, 찰상이 생기기 쉬운 것도 고려해야할 것이다. 그래서, 상기한 시험기를 사용하여, 시험기의 미끄럼편시트(9)에 쇼어 A경도35, 두께 3mm의 발포고무를 부착하고, 다시 고무표면에 베이비 파우더를 2g/㎡도포하고, 재하중량 40kgf의 조건에서 긁기력(scratching force)G(kgf)(도6참조)을 측정한다. 찰상이 생기기 쉽다라는 관점에서 본 바닥표면요철은, 긁기력G(kgf)을 사용해서 평가할 수 있다. 이 긁기력G값이 클 수록 찰상이 생기기 쉽게 된다.
이 찰상이 발생하기 쉽다라는 것을 나타내는 G값에 대해서는, 통상은, 45kgf이하인 것이 바람직하다.
맨발의 경우의 미끄럼 시험에 대해서는, 예를 들면 오노 교수들에 의한 다음 연구논문이 참조된다.
(표7)
오노 히데테츠, 우에노 세이지, 요코야마 히로시, 오노 류조, 미카미 타카마사:안전성에서 본 욕실바닥 및 욕조바닥의 미끄러움의 평가방법에 관한 연구(그1) 미끄럼 저항의 측정의 측정방법의 설정 및 욕조단면 치수의 설정:일본건축학회 구조계 논문보고집 제384호, 26∼33(1988년 2월)오노 히데테츠, 미카미 타카마사, 오노 류조, 요코야마 히로시, 우에노 세이지, 타카기 타다시:안정성에서 본 욕실바닥 및 욕조바닥의 미끄러움의 평가방법에 관한 연구(그2) 미끄러움의 평가지표 및 평가방법의 제시:일본건축학회 구조계 논문보고집 제387호, 1∼7(1988년 5월)오노 히데테츠, 미카미 타카마사, 나가타 마유미:신체접촉시의 찰상이 생기기 쉬운 점이나 통증의 관점에서 본 바닥표면 요철의 평가방법에 관한 연구:일본건축학회 구조계 논문보고집 제392호, 10∼17(1988년 10월)
전술한 표1∼4에 있어서의 C.S.R. 및 C.S.R.B. 또한 긁기력(찰상성)은 이상과 같은 관점과 방법에 의해 평가되고 있다.
지금까지의 수많은 선행 사례에 따르면, 각종 바닥재에 대해서, C.S.R, C.S.R.B.가 측정되고 있지만, C.S.R.(경질바닥의 구두)은, 습윤시, 즉 물살포의 상태에서, 석재, 모르타르, 콘크리트, 세라믹타일의 어느 경우나 O.6미만이며, 논슬립성능을 높이고 있는 부재이어도 0.8미만에 지나지 않는다. 인조석의 경우도 마찬가지이다. 맨발의 경우의 C.S.R.B.는 습윤시의 종래의 논슬립 인조석은, 1.3미만에 지나지 않는다.
이러한 현상에 있어서, 본 출원의 발명은,
<1>미끄럼 저항치C.S.R.이 경질바닥의 신사화의 경우에, 습윤면(물살포
상태)에서 0.8이상인 논슬립성 인조석
<2>미끄럼 저항치C.S.R.이 경질바닥의 신사화의 경우에, 기름면에서 0.45이상인 논
슬립성 인조석
<3>미끄럼 저항치C.S.R.B 이 맨발의 경우에, 습윤면에서 1.4이상인 논슬립
성 인조석
<4>미끄럼 저항치C.S.R.B.이 맨발의 경우에, 소프면에서 0.8이상인 논슬립
성 인조석
이라는 매우 뛰어난 논슬립성을 갖는 인조석을 제공하는 것이다.
또, 여기에서, 습윤면이란, 상기한 바와 같이 물살포상태를 나타내고 있지만, 보다 구체적으로는 증류수를 충분히 살포한 상태로서 이해된다. 또한, 기름면은, 식용 종유(JAS 식물유지 제32조)를 40g/㎡살포한 상태이며, 소프면은 액상비누원액(바디 소프)을 충분히 살포한 상태를 나타내고 있다.
그리고, 본 출원의 발명에 있어서는, 국제규격BPN에 관해서, 미끄럼 저항치BPN(A STM E303)이 습윤면에서 65이상이며, 소프면 및 기름면에서 20이상인 논슬립성 인조석을 제공하는 것이다.
예를 들면, 본 발명의 논슬립 인조석으로서 다음 사양의 것; 즉, 주조성이 석영골재(41.0vol%), MMA수지(32.98vo1%), 충전재 수산화 알루미늄(25.19vol%)로 최대 골재입경25mm, 표면오목홈 평균깊이0.2mm의 인조석과, 시판의 바닥재를 비교해 보면, 다음 표8과 같은 논슬립성능의 차가 파악된다.
(표8)
성 능 발명품 시판품A 시판품B
BPN 건조습윤소프기름 71683037 79221510 85541816
C.S.R.(신사화) 습윤기름 0.8830.648 0.7820.268 0.7410.284
C.S.R.B.(맨발) 습윤소프 1.5411.262 0.9460.332 1.0010.475
시판품A:겔사(독일)제, 풀용 타일
시판품B:이넉스사제 타일
본 발명에 있어서는, 표8로부터 알 수 있듯이, BPN습윤면에서 60이상, 기름면에서 20이상의 매우 우수한 논슬립성능품이 제공되었다.
표8에서는 BPN의 성능차는, C.S.R.및 C.S.R.B.의 차로서도 명료한 것을 알 수 있다.
그리고, 본 출원의 발명은, 논슬립성 인조석으로서, 증류수의 경우의 표면접촉각이, 평균 45∼75도, 보다 바람직하게는 55∼72도인 것을 제공한다. 이 접촉각이 논슬립성능과 관계가 있는 것은 다음 표9에 의해서도 알 수 있다.
(표9)
시료 증류수평균접촉각(도) C.S.R.(신사화)습윤면 바디 소프평균접촉각(도) C.S.R.B.(맨발)소프면
발명품A발명품B발명품C시판품B(표8)시판수지판(폴리에스테르) 63557010374 0.8630.8830.8120.741측정불능 0002419 1.2561.2621.1220.475측정불능
(1)발명품A,B,C는 석영골재(45vol%), MMA수지 (29vol%), 수산화알루미늄 (24vol%)을 주성분으로 하고, 최대골재입경 3mm로 했다. 단, 표면오목홈 평균깊이는 각각 0.8mm, 0.2mm, 0.05mm로 했다.
(2)바디 소프는 (주)하나오우제품「비오레 JB<전신세정료>」을 사용했다.
(3)「측정불능」은 미끄러움이 너무 커서 수치로서 측정할 수 없는 것을 나타낸 것이다.
본 출원의 발명품은 보다 작은 접촉각을 가지며, 소위 습윤성이 우수함을 알 수 있다.
이상과 같은 우수한 논슬립성능을 갖는 본 출원의 발명의 인조석에 대해서는 그 조성은 전술한 대로 여러가지이어도 좋고, 또 제조법에 대해서도 마찬가지이다.
조성에 대해서는 상기한 무기질골재 및 수지와 함께, 충전재나 기타 기능성 배합성분, 그리고 미량배합성분으로 적절히 배합하는 것이 인조석으로서의 강도나 내후성, 색조, 불연성, 기타 여러 기능의 관점에서 고려된다.
무기질골재는 그 체적율이 25%이상 75%이하가 되도록 하지만, 이 경우의 무기질골재는 그 최대입경은 상기와 같이 타설경화시의 판두께의 1/2이하로 하는 것이 바람직하다. 단, 배합되는 무기질골재는 입경분포를 갖는 것으로서 각종 입경의 혼합으로서 배합되면 좋은 것은 말할 필요도 없다.
실제적으로는, 36메시(Tayler기준)보다 큰 입경의 것으로서 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 무기질골재는, 콘크리트공학에 있어서 잘 알려져져 있는 세밀충전, 혹은 그 근방의 입경분포의 것으로서 사용되는 것이 바람직하다. 특히 이 세밀충전은 최대골재입경을 보다 작은 것으로 해서, 맨발이 접하는 바닥재 등에 논슬립성을 높이는 경우에 고려해야할 것이다.
본 발명에 있어서의 무기질골재의 세밀충전의 배합은, 최대골재입경과의 관계로서 평균입경이 다음 표10에 나타낸 것으로서 고려할 수 있다.
(표10)
최대골재입경(mm) 평균골재입경(mm)
1052.51.2 10.70.50.4
또, 인조석을 얻는 경우에 있어서, 어떤 색조나 의장성의 것으로 할 것인지는 여전히 고려되어야할 점이다. 화강암이나 대리석은 천연의 것으로부터 제품을 얻기 어려운 것과, 색이 미려하므로 자주 목표로 된다. 이 경우, 그 색은 화강암이나 대리석의 가치를 정하는 중요한 테마이다. 천연의 화강암이나 대리석에 있어서는, 완전히 검은 색부터 흰 색, 혹은 빨간 색까지 색자체의 종류도 많고, 그 같은 색이어도 그 정도가 다르다.
각종의 인조석에 색을 부여할 경우, 예를 들면 검은 색을 얻기 위해서는 천연석 등의 분말입자체가 검은 것만을 사용하면 되지만, 중간의 색조를 얻기 위해서는, 재현성이 문제가 된다. 또, 색을 부여해도 대리석이 갖는 독특한 윤기를 주는 것은 그다지 용이하지 않다.
염료나 안료를 사용해서 색을 준 경우라도, 종래에서는 윤기나 깊이를 주는 것은 곤란했다.
이것에 대하여, 본 발명의 인조석에 있어서는, 무기질골재로서 투명성의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 화강암조나 대리석조 등의 윤기가 있는 것을 얻고자 할 때에는 석영계 천연석이나 유리, 용융 실리카를 분쇄해서 얻은 무기질골재를사용할 수 있다.
석영계 천연석을 분쇄해서 얻은 무기질골재는 많은 경우 무색으로 투명하다.빛깔을 가지고 있는 경우도 그다지 강하지 않고, 투명하지 않은 경우도 어느 정도의 투명성을 남기고 있는 것이 많다.
이 골재를 사용하면 제품인조석의 빛깔은 제어할 수 있고, 또한, 그 빛깔은, 투명성의 석영계 미립성분의 존재에 의해, 깊이를 주고, 윤기를 가지게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 논슬립성 인조석에 있어서는, 무기질골재와 함께, 이것보다 훨씬 미립의 충전재, 예를 들면 바람직하게는 평균입경 30㎛이상 70㎛이하의 충전재가 이용된다. 이 충전재로서는, 천연 또는 인조의 각종의 것을 들 수 있다. 예를 들면 탄산 칼슘, 수산화 알루미늄 등은 바람직한 것이다. 이들 무기질의 충전재는, 상기 골재에 비해 그 입경이 상당히 자잘한 것이며, 무기질골재의 사이에 침입해서 입자사이의 공간을 채우도록 위치하고, 얻어지는 인조석의 단단함이나 유연함, 그리고 표면 논슬립성이라는 성질을 얻는 것에 기여한다. 무기질골재와 이 충전재는 그 체적비에 있어서, 일반적으로는, 무기질골재/충전재=0.5∼5로 하는 것이 바람직하다. 또 l∼4의 범위로 하는 것이 더 바람직하다.
또, 이 충전재의 배합분의 일부로서, 색조의 조정을 위한 이산화 망간, 이산화 티타늄, 규산 지르코늄, 산화철 등의 성분이나, 야광성이나 형광성이라는 기능을 부여하기 위해서, 알루민산 스트론튬 등의 축광재나, 각종 산화물의 무기형광재를 배합해도 좋고, 난연성부여를 위한 3산화 안티몬, 붕소화합물, 취소화합물 등의성분을 첨가 배합해도 좋다.
또, 무기질항균제를 배합해도 좋다. 예를 들면 욕실, 화장실 등의 바닥, 벽, 난간 등으로서 항균성의 논슬립 인조석은 유용하다. 의료시설이나, 식품가공 시설 등에 있어서도 유용하다. 이들 무기질항균제로서는, 예를 들면, 은계, 아연계, 구리계의 무기질재이다.
수지에 대해서는, 전술한 대로, 열변화성 수지 중에서 넓은 범위에서 선택할 수 있다.
예를 들면, 아크릴수지, 메타크릴수지, 불포화폴리에스테르수지, 에폭시수지 등이 예시된다. 그중에서도 메타크릴수지, 에폭시수지, 또는 그 혼합, 혹은 그 공중합수지 등이 바람직한 것으로서 나타내어진다.
이들 수지에는, 색조의 조정을 위해, 아조염료계, 프타로시아닌계의 유기안료나 염료를 배합해 두어도 좋다.
또 광안정제나 유기난연제 등을 함유시켜 두어도 좋다.
수지성분은, 인조석의 골격을 형성하는 성분인 천연석 등의 무기질골재나, 충전재에 대하여, 이들을 감싸고, 전체를 결합하는 것에 기여하고, 인조석이 완성되었을 때 제품에 탄성 혹은 인장강도를 주는 기능이 있다.
수지성분에 대해서는, 그 체적율은, 약 70%정도까지로 할 수 있지만, 인조석으로서의 강도, 내구성, 천연석과 같은 외관성, 색조 등의 특성과 함께 논슬립성능을 고려하면, 실제적으로는, 25vol%이상 35vol%이하로 하는 것이 바람직하다.
수지성분이 지나치게 많으면 인조석제품이 플라스틱적으로 되어 이미 인조석으로서는 이름뿐인 외관만으로 된다. 또, 수지성분을 과도하게 적게 하는 것은 제품의 천연색에 가까운 외관성을 증대시키는 면도 있지만 제품이 무른 것이 되고, 사용에 적합하지 않게 된다. 논슬립성도 얻어지기 어렵다.
수지성분에 대해서는, 본 발명에 따르면, 각종의 수지로, 소정의 우수한 논슬립성능을 갖는 인조석이 실현되지만, 경도나 내후성, 내약품성, 경도, 내마모성, 투명성, 색조의 깊이 등이 요구되는 용도를 위한 인조석에 있어서는, 메타크릴 수지, 특히 MMA(메틸메타크릴레이트)수지가 주성분으로서 바람직하게 이용된다.
또, 이상과 같은 무기질골재와 무기질의 충전재, 그리고 수지와의 인조석 주조성에 대해서는, 본 출원의 발명자들이 이미 제안한 고경도 연질복합재를 논슬립성 인조석으로서 구성할 수도 있다.
즉, 표면경도가 비커스경도(JIS Z 2244)로 400이상이며, 파괴하는 일없이 굽힘가공이 가능한 곡률반경이 두께 3∼15mm의 판재에서 R25mm이상인 논슬립성 인조석이다.
이것은, 무기질골재를 포함한 무기질성분을 전체의 50vol%이상을 차지하고, 수지 등의 유기성분을 50vol%미만으로 할 수 있다. 그리고 유기성분 중 주성분을 메타아크릴레이트수지로 하는 것이다. 보다 구체적으로 예시하면, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와, 메틸메타크릴레이트(MMA)모노머, 2-에틸헥시메타크릴레이트모노머, 2-에틸헥실아크릴레이트모노머, 2-에틸펜틸메타크릴레이트모노머, 부틸메타크릴레이트모노머, 시클로헥실메타크릴레이트모노머 중 1종이상의 배합에 의한 변성MMA수지로서 경화된 것으로서 나타내어진다.
표 11은 각종 수지의 경우의 인조석의 논슬립성능을 예시한 것이다.
(표11)
수지 C.S.R.(신사화) C.S.R.B.(맨발)
습윤면 기름면 습윤면 소프면
MMA수지(자사)불포화폴리에스테르수지(다이닛뽄잉크(주) 「FG208」)변성MMA수지(미츠비시레이온(주)「XD7005」) 0.8750.8620.863 0.6250.6120.583 1.5871.5861.412 1.2821.2501.121
어느 경우에나, 골재최대입경 2.5mm의 석영을 사용하고, 골재 50vo1%, 수지25vo1%, 충전재 수산화알루미늄 22vol%의 주성분과, 표면오목홈 평균깊이 0.8mm의 인조석의 논슬립성능을 나타내고 있다. 변성MMA수지의 경우, MMA수지의 경우에 비해서 레벨은 내려가지만, 양호한 논슬립성능이 얻어졌음을 알 수 있다. 또한, 이 경우에는, 무기질골재의 경도가 반영되어 고경도이며, 또한 가요성을 갖는 인조석판이 얻어졌다.
또, 본 발명에 있어서는, 무기질골재나 수지의 비율에 대해서는 체적율에 의한 규정으로 하고 있지만, 중량%이 아니고, 체적%로 하는 이유는, 논슬립성 인조석에 있어서는, 인조석과 그 표면을 구성하는 실제상의 형태비율이 중요한 인자이다라는 지견에 근거한 것이다. 삼차원의 입체로서의 특징이 소정의 논슬립성능과, 이것을 가능하게 하는 인조석의 구성으로서 빠질 수 없는 인자가 체적율이기 때문이다. 물론 비중환산함으로써 중량비로 나타낼 수 있지만, 발명의 규정으로서는 본질적이지 않기 때문이다.
그리고, 또한 인조석의 조성에 대해서 설명하면, 본 발명의 논슬립성 인조석에 있어서는, 상기한 무기질골재의 일부 또는 전부가, 투명성의 입자이며, 미리, 그 입자 혹은 그 작은 덩어리가 무기물 혹은 유기물에 의해 피복되어 있는 것이어도 좋다.
투명성의 무기질골재에 대한 이러한 피복은 그 투명성 입자의 표면에 수지를 피복경화시키는 것이나, 혹은 물유리, 도자기용의 유약, 축재성 미립자, 무기확균재 등의 무기물질을 소성해서 피복하는 등에 의해 실현된다. 어느 경우에나, 투명입자의 표면에는 수㎛∼수십㎛, 예를 들면 5∼50㎛, 보다 바람직하게는 20∼30㎛정도의 피복이 실시되어 있도록 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 예를 들면 아크릴계수지, 불포화 폴리에스테르계 수지조성물을 이용하여, 150∼300℃정도로 가열하거나 또는 광조사해서 입자표면에 이들 수지조성물을 피복경화시키는 것이나, 혹은, 물유리, 유약, 축광재 미립자 등을 이용해서 800∼1100℃정도의 고온에서 소성해서 무기질피복을 실시할 수 있다.
피복층을 안료, 염료 등의 착색재를 함유시킨 것으로 함으로써, 깊이와 광택이 있는 독특한 색조를 가지게 할 수 있다.
도자기 등에 착색하는 유약을 천연의 투명성 무기질골재의 분말에 도포하고, 이것을 소성해서 희망하는 색의 분말로 하고, 이것을 사용하는 것이 유효하다. 이 방법을 이용하면 색을 확실한 것으로 할 수 있을 뿐만 아니라, 폭넓게 선택할 수 있다.
석영계의 천연석을 분쇄한 것으로 무기질골재로서 사용하는 것과 같은 것을 사용하고, 이것에 유약을 도포하여 소성한 것을 사용하면, 흑색 또는 적색의 경우,색의 재현성에 대해서는 전혀 걱정이 없고, 재현되는 색은 단지 색자체만이 아니라 광택이나 색조라는 것까지 완전히 재현된다.
이러한 피복은 인조석의 골재의 조직전체에 대한 친화성을 크게 향상시킨다.
더욱 중요한 것은 골재에는 상기한 바와 같은 투명성의 천연석 등을 이용하여, 그 표면에 상기 경질피복을 행하고 있는 점에서, 인조석의 표면을 연마하면, 부분적으로 이 피복층이 파괴되는 것이다. 그러면, 부분적으로 노출한 무기질투명성골재의 입자와 그 주위의 피복층의 표면조직이 빛의 반사에 독특한 효과를 얻게 된다.
즉, 빛은 투명성의 골재에 입사하고, 그 주위의 피복층으로 반사되고, 투명골재를 다시 통과해서 반사되게 된다. 이러한 투광과 반사의 현상은 종래의 인조석의 표면만의 반사와는 본질적으로 다른 것으로, 본 발명의 인조석에 독특한 깊이감을 주게 된다.
이러한 피복층을 예를 들면 야광·발광성의 축광재 등에 의해 구성한 경우에는 발광은 보다 휘도가 높은 지속성이 있는 것으로 된다.
이상과 같은 피복층을 갖는 투명골재는 배합하는 무기질골재의 전체량의 일반적으로는 10∼100vol%의 비율로 할 수 있다.
본 출원의 발명은 논슬립성 인조석으로서, 예를 들면 이상과 같은 인조석으로서, 무기질골재와 수지를 주성분으로서 함유하는 인조석 조성물이 성형형내에 타성결화된 후에, 소정의 형상 또는 두께로 절단 또는 분할되거나 또는 절단, 분할되는 일없이, 표면이 워터젯가공된 것인 논슬립성 인조석을 제공한다.
또, 상기 워터젯가공전에 물연마나 경면연마 등의 연마가공이 실시되고 있는 논슬립성 인조석도 제공한다.
타설경화는 주형성형, 압축성형, 연속벨트성형 등으로서 실시할 수 있다.
예를 들면 압축성형에 있어서는 수평형틀로서의 하형에 무기질골재나 충전재, 및 수지성분을 미리 성형완료후의 조성에 있어서 필요한 양만큼 배합한 재료를 투입하고, 상형을 맞춰서 이것을 예를 들면 5∼100kgf/㎠의 면압으로 압압해서 압축성형을 행하는 것이다. 그리고 이 성형에 있어서는 압축시에, 대략 80∼180℃정도의 온도에 5분간∼수시간 정도 가열한다.
또, 이 가열과 동시에 압축성형함에 있어서는 가압과 함께 형틀에 진동을 가하여, 형틀내의 상기 재료의 유동성을 좋게 할 수도 있다.
물론 본 발명에 있어서의 논슬립 인조석은 그 실제의 제품으로서의 형상은 평판의 것에 한정되는 것은 아니다. 시각장애자용 유도돌출형상이나, 돌출형상을 표면에 갖고 있는 것이어도 좋고, 단차로서 구성되어 있어도 좋다. 그외의 각종의 것이 고려된다.
방재상의 관점에서는 암시야의 유도를 위한 축광재를 본 발명의 인조석의 성분으로서 이용하고, 가이드표식을 구성하도록 해도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 이러한 압축성형에 의한 방법은 평판성형품과 같이 비교적 단순한 형상의 성형법으로서 양산효과를 발휘하고, 또한, 재료의 손실이 거의 없기 때문에 경제성도 우수한 것이다.
그리고, 본 발명에 있어서는, 성형후의 성형체 표면에 가공을 실시하고, 노출한 수지표면 소정의 논슬립성능을 부여할 수 있다.
이것을 위한 방법으로서는, 예를 들면, 수지의 선택적 제거법이 채용된다. 이러한 방법으로서, 예를 들면, 성형형으로부터 탈형한 후에, 성형품의 표면에 고압수를 분출시켜서 자연그대로의 면가공을 실시하는 것이 유효하다. 상기한 워터젯가공이다.
이 워터젯가공에 있어서는 가공대상으로 삼는 재료의 표면경도나 표면강도, 이들에 대응해서 소정의 표면홈깊이를 표면에 균일하게 형성하기 위한 수압, 분출노즐지름, 재료표면과 노즐분출구의 거리 등의 여러 조건이 선택된다. 한정적이지는 않지만, 예를 들면 통상은, 5∼50mm정도의 노즐의 높이로부터는, 100∼1500kgf/㎠정도의 수압으로 할 수 있다.
고압수의 분출을 위한 노즐이나 그 시스템에 대해서는 특별히 제한은 없다. 각종의 것이 채용된다.
워터젯가공에 의해 조면화가 실현되고, 논슬립성과, 깊이 있는 질감을 갖는 인조석이 제조된다. 또한 본 발명에 있어서 강조되어야 할 것은 워터젯가공에 의해 인조석의 색이 부옇게 흐리지 않는 것이다.
워터젯가공에 있어서의 인조석표면의 절삭량에 대해서는 무기질골재나 수지의 종류, 이들 조성비율, 성형조건 등에 따라 다르며, 이러한 점을 고려하면서 적절히 정할 수 있지만, 일반적으로는 표면오목홈깊이 0.02∼1.0mm로 한다라는 관점에서는 대략 10㎤/㎡이상으로 하는 것이 목표로 된다. 예를 들면 무기질골재로서 석영을 이용하여, MMA수지를 이용한 인조석의 경우에는 표면오목홈 평균깊이를0.05mm로 하기 위해서는 30∼38㎤/㎡, 평균깊이를 0.2mm로 하기 위해서는 80∼90㎤/㎠를 목표로 할 수 있다.
유기용제를 이용하는 에칭방법에 비해, 워터젯가공에서는 마모액의 처리도 용이하게 된다.
물론, 필요에 따라 표면부를 유기용제에 의해 처리하고, 수지성분을 연화 혹은 용융시켜서 부분제거할 수도 있다.
이 경우의 유기용매로서는 사용하는 수지성분에 대응해서 선택하면 좋고, 예를 들면 염화에틸렌, 염화메틸렌, 클로로포름 등의 할로겐화 탄화수소, 무수초산, 초산에틸, 초산부틸 등의 카르복실산이나 그 에스테르화합물, 또는 아세톤, 테트라히드로푸란, DMF, DMSO 등이 예시된다.
성형체는 이들의 유기용매에 침지하거나, 또는 이들 유기용매를 스프레이 또는 흘러내리게 해서 연화 혹은 용융한 수지성분을 표면부로부터 제거함으로써 표면요철을 형성할 수 있다.
혹은 또, 와이어브러시, 절삭수단 등에 의해 경도가 낮은 수지성분을 표면부로부터 닦아내도록 해도 좋다.
이상의 각종 수단에 의해 조면화하고, 천연면가공을 실시하기 전에 표면을 연마함으로써, 무기질골재의 입자가 단면으로서 제품의 표면부에 노출하도록 해도 좋다. 이것에 의해 독특한 깊이와 윤기, 광택이 있는 표면질감이 실현된다. 이것은 빛의 독특한 반사현상에 기인한 것이다.
연마후의 조면화는, 본 발명에 있어서는 워터젯에 의한 것이 특히 유효하기도 하다. 연마후의 조면화에서는, 수지가 미소절편상으로 박리되게 되고, 효과적으로 본 발명의 논슬립성 인조석이 제조되게 된다.
표면연마를 위한 수단에는 특별히 한정은 없고, 숫돌, 연마포, 연마벨트 등의 공구를 사용하거나, 또는 버프연마제, 러빙콤파운드 등의 연마제를 사용해서 실시할 수 있다.
연마재로서는, 연마작용을 주로 하는 다이아몬드, 탄화붕소, 커런덤, 알루미나, 지르코니아나, 탁마작용을 주로 하는 트리폴리, 도로마이트, 알루미나, 산화크롬, 산화세륨 등이 적절히 사용된다.
이러한 연마를 실시한 후에, 표면부를 조면화할 수 있다.
본 발명에 있어서 유의되어야 할 점이 있다.
예를 들면 도7에 예시한 바와 같이, 상기한 타설경화로서의 성형이 행해진 후에, 성형된 인조석(71)으로부터, 형성시의 판두께보다 얇은 판두께의 부분이 절단되고, 이 절단된 인조석(72)의 표면에 가공이 실시된 인조석(73)도 본 발명의 논슬립성 인조석으로서 포함되고 있는 것이다.
또한, 도7에 나타낸 바와 같이, 성형후의 인조석(71)의 표면에 논슬립가공이 실시된 인조석(74)을 박판상으로 절단한 절단인조석(75)도 본 발명의 논슬립성 인조석에 포함되는 것은 말할 필요도 없다.
그리고, 본 출원의 발명에 있어서는, 논슬립성 인조석이 표면재로서 적층구성되고 있는 논슬립성 구성체나, 논슬립성 인조석이 표면의 일부로서 구성되어 있는 논슬립성 구성체도 제공하는 것이다.
적층구성에 대해서는, 본 발명의 논슬립성 인조석을 표면재로서, 그 이면에, 수지판, 금속판, 석재, 세라믹판, 혹은 시멘트판 등을 접착제를 사용하거나 금구결합이나 끼워맞춤결합 등에 의해 기계적으로 구성일체화한 것이 예시된다.
또는 본 발명의 논슬립성 인조석의 타설경화후, 혹은 반경화 상태에서, 이면재로서 모르타르 콘크리트나 석고 등의 무기질재, 혹은 수지 등을 주형성형해서 일체화한 것이나, 타일, 석고판, 금속판유리 등을 소정의 배치로 놓고, 본 발명의 논슬립성 인조석을 타설해서 경화한 것, 그리고 본 발명의 인조석을 주형하고, 그 반경화 상태에서 이면에, 타일, 석고판, 금속판, 유리 등을 소정의 설정으로 놓고 압축경화시킨 것도 예시된다.
적층구성에 대해서는, 본 발명의 논슬립성 인조석(81)을, 예를 들면 도8(A)에 나타내듯이, 타종재(82)와 전면적층형으로 한 것뿐만 아니라, 도8(B)와 같이, 발처럼 엮은 모양으로 부분 적층형으로 한 것을 비롯해, 또한 다층구성으로 한 것 등의 각종의 것이어도 좋다.
또, 표면의 일부를 구성하는 것으로서는, 조인트를 끼워 논슬립성 인조석을 배치한 것이나, 도9와 같이 계단의 층끝 등의 일부에만 논슬립성 인조석(91)을 매립하여 배치한 것 등의 적절한 구성이 고려되게 된다.
이하에, 본 발명의 논슬립성 인조석의 제조 실시예에 대해서 설명한다. 물론, 이하의 예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예
(실시예1)
최대골재입경 2.5mm, 평균골재입경 0.5mm의 석영을 무기골재로 하고, 수지로는 MMA수지를, 충전재로는 수산화알루미늄을 이용하여,
석영골재 47.28vol%
수지 29.47vol%
수산화알루미늄 22.51vol%
가 되도록 배합조제했다. 각각의 중량비는,
석영골재 59.24wt%
수지 14.63wt%
수산화알루미늄 25.76wt%
이었다. 배합에는, 미량의 실란커플링제와 경화제도 첨가했다.
MMA수지 시럽으로서의 골재 등의 혼합물을 형틀내에 투입하고, 두께1Omm의 판재로 압축성형했다.
탈형후에, 그 표면에 대하여, 30mm의 거리로부터의 노즐에 의해 워터젯을 15OOkg/cm2의 수압으로 분사해서 조면가공을 행했다. 이것에 의해, 표면오목홈의 평균깊이가 0.2mm의 인조석을 얻었다.
이 인조석의 굽힘강도는 306N/cm, 경도는, 골재석영의 모스경도 7이고, 흡수율은 0이었다.
또한, 3%염산수용액 8시간침지, 및 3%수산화 나트륨수용액 8시간침지에 의한 내산성, 내알칼리성 시험에 의해서도 이상은 인지되지 않았다.
그리고, 이 인조석의 논슬립성능은 다음과 같이 우수했다.
C.S.R.(신사화)
습윤면 0.874
유 면 0.633
C.S.R.B.(맨발)
습윤면 1.470
소프면 1.225
(실시예2)
실시예1에 있어서 조성비율만 다음과 같이 변경했다.
석영골재 59.95vol%(69.07wt%)
MMA수지 23.51vol%(11.11wt%)
수산화알루미늄 17.96vol%(19.55wt%)
표면 오목홈 평균깊이 0.2mm의 인조석의 논슬립성능은 다음과 같이 우수한 것이었다.
C.S.R.(신사화)
습윤면 0.851
유 \=면 0.618
C.S.R.B.(맨발)
습윤면 1.478
소프면 1.202
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 출원의 발명에 의해, 우수한 성질과 색조와 함께, 양호한 표면경도와 내마모성을 가지고, 그 표면이 보행시 등에 슬립 하기 어렵다(미끄러지기 어렵다)라는 논슬립성능이 우수한 인조석이 제공된다. 또한, 워터젯가공에 의해서도 색이 부옇게 흐리지 않은 논슬립성 인조석이 제공된다.
이 논슬립성 인조석은, 욕실, 화장실, 부엌 등의 옥내바닥, 풀사이드, 현관바닥 등의 옥외바닥, 욕조, 그 밖의 용도나, 지하통로, 계단, 철도홈 등의 공공시설부재로서, 또한, 습기가 많은 바닥면이나 기름이 흐르기 쉬운 바닥면 등의 물이나 기름의 존재를 피할 수 없는 각종의 작업시설, 처리시설, 공장 등에서도 유용한 것으로 된다.

Claims (21)

  1. 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 표면 오목홈부의 평균 깊이가 0.02mm이상 1.0mm이하의 범위이며, 무기질골재의 체적율이 25%이상 75%이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  2. 제1항에 있어서, 표면 오목홈부의 평균 깊이가 0.05mm이상 0.8mm이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 무기질골재의 체적율이 35%이상 65%이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 표면에 노출되어 있는 무기질골재는, 날카로운 각부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  5. 제4항에 있어서, 날카로운 각부의 곡률반경이 1mm이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 무기질골재의 최대입경이 타설경화시의 판두께의 1/2이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  7. 제6항에 있어서, 무기질골재의 최대입경이 0.15mm이상 10mm이하인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 무기질골재의 경도는 모스경도 5이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 무기질골재는 세밀충전 또는 그 근방의 입경분포의 비율로 배합되어서 타설경화된 것임을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  10. 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 미끄럼 저항치BPN(ASTM E303)가, 습윤면에서 60이상, 또는 기름면에서 20이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  11. 제10항에 있어서, 미끄럼 저항치BPN이, 습윤면에서 65이상, 기름면에서 35이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  12. 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 미끄럼 저항치C.S.R.이, 경질바닥의 신사화의 경우에, 습윤면에서 0.8이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  13. 제12항에 있어서, 미끄럼 저항치C.S.R.가 기름면에서 0.45이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  14. 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 미끄럼 저항치C.S.R.B.가 맨발인 경우에, 습윤면에서 1.4이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  15. 제14항에 있어서, 미끄럼 저항치C.S.R.B.가 맨발인 경우에, 소프면에서 0.8이상인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  16. 무기질골재와 수지를 함유하고, 무기질골재가 노출되어 있는 요철표면을 갖는 인조석으로서, 증류수의 경우의 표면의 접촉각이 평균 45∼75도의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  17. 제16항에 있어서, 평균 접촉각이 55∼72도인 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 무기질골재와 수지를 함유하는인조석 조성물이 성형형내에 타설경화된 후에, 소정의 형상 또는 두께로 절단 또는 분할되거나 또는 절단 또는 분할되는 일없이, 표면이 워터젯가공된 것임을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  19. 제18항에 있어서, 워터젯가공전에 연마가공이 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 인조석.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 논슬립성 인조석이 표면재로 되어 적층구성되어 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 구성체.
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 논슬립성 인조석이 표면의 일부로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 논슬립성 구성체.
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