KR20080011256A - 은 입자를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 은 입자를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 욕실이나 공중 목욕탕, 사우나, 수영장 등의 벽면 또는 바닥마감재 등으로서 사용되는 타일 또는 대리석 등의 무기계 바닥재 표면의 미끄럼을 완화시키기 위하여 사용하는 암모니아 비플로오라이드(Ammonium bifluoride;NH₄F·HF)를 주성분으로 하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 있어서, 수산화암모늄(NH₄OH)을 반응조절제로서 포함하면서, 항균제인 은 미세 입자를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수용성 미끄럼방지제 조성물에 대한 것이다.

미끄럼방지제 조성물, 암모니아 비플로오라이드, 수산화암모늄

Description

은 입자를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물{Water-soluble anti-slip composition which contains silver particle}

본 발명은 은 입자를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 욕실이나 공중 목욕탕, 사우나, 수영장 등의 벽면 또는 바닥마감재 등으로서 사용되는 타일 또는 대리석 등의 무기계 바닥재 표면의 미끄럼을 완화시키기 위하여 사용하는 암모니아 비플로오라이드를 주성분으로 하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 있어서, 수산화암모늄을 반응조절제로서 포함하면서 항균성을 부여하기 위해 은 입자를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 대한 것이다.

일반적으로 욕실이나 공중목욕탕, 사우나, 수영장 등의 바닥에는 디자인의 미감을 향상시키기 위하여 각종 타일 또는 대리석 등의 무기계 바닥재들이 시공되고 있다. 이러한 무기계 바닥재는 내마모성과 내구성, 내변색성이 우수할 뿐만 아니라, 고광택 및 고평활 표면 특성을 발휘하므로 그 사용은 현저하게 증가하고 있는 추세이다.

그러나, 이러한 무기계 바닥제는 고평활성과 미끄럼 표면 특성 때문에 사람 이 보행시에 미끄러지기 쉽고, 특히 수용성 물질이나 비눗물 등이 표면에 묻어 있는 경우에는 수막현상에 의해 미끄러짐이 빈발하여 종종 심각한 안전사고로까지 이어지기도 한다.

이러한 종래 기술의 문제점들을 해결하고자, 무기계 바닥재 표면의 미끄럼을 완화시키기 위한 방법이 강구되었는데, 그들 중 대표적인 것은 타일 표면에 요철을 형성시킨 논슬립(non-slip)형 타일이다.

그러나, 논슬립형 타일은 요철 사이에 이물질 또는 미생물 군집이 축적되어 오염되기 쉽고 이러한 오염제거 작업이 용이하지 아니하여 위생면에서 바람직하지 아니하고, 사람이 논슬립형 타일 위로 맨발로 보행시에 논슬립형 타일의 요철과 맨발이 서로 접촉하므로 촉감 또한 만족스럽지 못하였을 뿐만 아니라 시각적으로도 미감이 떨어지며, 또한 논슬립타일과 발바닥 또는 신발면과의 밀착도도 떨어지기 때문에 미끄럼 완화 효과도 기대에 미치지 못하고 있다.

또한, 최근에는 무기계 바닥재의 표면 성분과 반응할 수 있는 화학처리제를 무기계 바닥재 표면에 도포하여 시각적으로 식별이 불가능할 정도의 미세한 요철을 형성시킴으로써 미끄럼 발생의 근본 원인인 수막현상을 최소화하고자 하는 미끄럼방지제가 개발되어 판매되고 있다.

이러한 무기계 바닥재 표면의 미끄럼을 완화시키기 위한 미끄럼방지제는 불화수소 수용액을 주성분으로 하거나, 또는 암모니아 비플로오라이드와 같은 불소염을 주성분으로 하고 여기에 계면활성제가 첨가된 수용액 형태로서, 일본 공개특허 제279748/1994호, 미합중국 특허 제5,223,168호, 및 일본 공개특허 제 159278/1988호에 개시된 바 있다.

이러한 무기계 바닥재 표면의 미끄럼을 완화시키기 위한 미끄럼방지제는, 미끄럼방지제의 원액을 사용자가 직접 희석시켜 무기계 바닥재의 표면에 도포할 수 있도록 하는 제품과 이미 미끄럼방지재의 원액을 희석한 희석액을 스프레이 타입의 용기에 넣어 판매함으로써 사용자가 구매하여 추가적인 준비작업 없이 곧바로 무기계 바닥재의 표면에 도포할 수 있도록 하는 제품으로 대별된다.

이러한 제품들 중 무기계 바닥재의 표면에 미끄럼 방지제의 원액을 희석하여 도포하는 방식은 사용자가 미끄럼방지재 원액과 미끄럼방지재를 희석시키기 위한 용매를 정확한 희석 비율로 조절하여 도포하기 어렵다는 문제점이 있으며, 미끄럼방지재 원액과 희석 용매간의 비율이 불균형 상태일 경우 무기계 바닥재 표면과 미끄럼방지재간에 예기치 아니한 반응이 유발되어 무기계 바닥재의 고유한 색상을 변색시킨다는 문제점도 있었다.

또한, 미끄럼방지재 원액과 희석 용매의 비율이 불균형 상태일 경우, 무기계 바닥재의 표면에 미끄럼방지재를 도포한 후에 도포된 미끄럼방지재가 빠르게 증발하여 무기계 바닥재의 표면의 각 부분과 미끄럼방지재간에 일어나는 반응의 시간들이 일정하지 아니하게 된다. 이러한 경우, 무기계 바닥재표면에 얼룩이나 백화현상 등이 발생 되어 욕실이나, 사우나, 수영장 등의 벽면 또는 바닥마감재 등으로서 시공된 무기계 바닥재를 손상시키고 미감을 떨어뜨리는 등의 문제점이 발생되고 있다.

이러한 종래기술의 문제점 때문에, 근래에는 사용자가 별도의 혼합과정 없이 바로 무기계 바닥재에 미끄럼방지재를 도포하는 것이 가능하도록 이미 미끄럼방지재 원액을 용매에 희석시켜 제조되는 미끄럼 방지제가 제품화되어 판매되고 있으나, 이러한 제품 역시 강산성인 불화수소가 과도하게 발생하여 산도가 대체로 높고 무기계 바닥재의 표면과 미끄럼방지재 간의 반응속도의 조절이 용이하지 못하며, 반응하는 무기계 바닥재 표면 각 부분들의 반응을 균일하게 유도해 내기가 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 미끄럼 방지제의 사용으로 인하여 무기계 바닥재 표면에 미세한 요철이 발생하여 미끄럼 방지 효과를 부여하는 것은 가능하였지만 이러한 미세한 요철부에 각종 미생물 군집이 점착되는 경우가 발생하여 목욕탕이나 수영장을 사용하는 사람들에게 위생상 해로움을 끼치는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하고자, 암모니아 비플로오라이드 수용액에 수산화암모늄을 반응조절제로서 첨가하여, 암모니아 비플로오라이드로 이루어진 미끄럼 방지제와 무기계 바닥제의 표면간의 화학반응을 야기시켜서 무기계 바닥재의 표면에 에칭을 유발할 수 있는 불화수소를 생성함에 있어서, 상기 수산화암모늄 화합물의 첨가량을 조절함으로써 무기계 바닥재 표면과 미끄럼방지재 간의 반응시에 반응속도의 제어를 용이하게 하고, 미끄럼방지제와 반응하는 무기계 바닥재의 각 부분에 균일한 반응을 유도하여 무기계 바닥재의 변색을 방지함과 동시에 적절한 마찰계수를 유지하여 우수한 논슬립성을 제공하는 수용성 미끄럼 방지제 조성물을 제공함에 있어서, 은 입자를 상기 미끄럼 방지제 조성 물에 적정량 함유시켜 무기계 바닥재 표면에서 미생물이 성장하는 것을 억제할 수 있는, 항균성 수용성 미끄럼 방지제 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

따라서 본 발명의 목적은, 암모니아 비플로오라이드를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 있어서, 수산화암모늄과 은 나노 입자를 추가로 더 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 암모니아 비플로오라이드를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 있어서, 상기 수용성 미끄럼방지제 조성물에 수산화암모늄향균성을 반응조절제로서 포함하면서, 은 입자를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수용성 미끄럼방지제 조성물을 제공함으로써 달성된다.

이하에서는 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 미끄럼 방지제 조성물의 주성분은 암모니아 비플로오라이드이며, 이것의 수용액에 수산화암모늄을 반응조절제로서 포함하면서 미세한 은 입자를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 조성물에 첨가되는 수산화암모늄 화합물은 암모니아 비플로오라이드가 주성분인 수용액에 첨가되어 미끄럼방지재로서 무기계 바닥재의 표면에 도포될 시에, 무기계 바닥재의 표면과 반응하여 무기계 바닥재의 표면을 부식시키는 불소 화합물의 생성량을 조절하는 반응조절제로서 기능한다. 이러한 수산화암모늄은 암모니아 비플로오라이드와 무기계 바닥재 표면간의 반응속도를 용이하게 조절하고, 무기계 바닥재 표면 각 부분과 미끄럼방지재 조성물 간에 균일한 반응을 유도 하여 무기계 바닥재의 변색도를 낮추는 주요 성분으로서 작용한다.

본 발명의 조성물에 암모니아 비플로오라이드와 반응하여 무기계 바닥제의 표면을 부식시키는 불소 화합물의 생성량을 조절하는 반응조절제로서 사용되는 가장 바람직한 것은 수산화암모늄이다.

이러한 수산화암모늄 화합물은 무기계 바닥재 표면에 적절한 마찰계수를 산출하기 위하여 적절한 비율의 함량으로 첨가되어야 하며, 암모니아 비플로오라이드를 주성분으로 하는 미끄럼방지재 수용액에 대한 상기 수산화암모늄 화합물들 중 수산화암모늄의 적정 첨가량은 무기계 바닥재 제품의 변색정도와 무기계 바닥재 표면의 마찰계수의 상관관계에 따라 결정되며, 1.5 내지 1.95중량%가 함유된 암모니아 비플로오라이드 수용액에 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5중량%, 가장 바람직하게는 1.0 내지 2.5중량%의 수산화암모늄이 첨가되는 것이 바람직하다.

상기의 적정첨가량의 범위는 후술하는 실시예에서 보여주는 바와 같이 미국재료시험협회(ASTM)와 미국산업안전관리공단(OSHA)의 마찰계수 측정치에서 규정하고 있는 적정 마찰계수인 0.7 내지 0.8을 유지하면서 동시에 무기계 바닥재의 변색을 방지하는 효과를 얻기 위한 적정 첨가범위이다.

암모니아 비플로오라이드를 함유한 미끄럼방지재 수용액에 반응조절제로서 수산화암모늄을 첨가하면 화학반응을 야기하여, 무기계 바닥재 표면과 상기 미끄럼방지재 간의 화학반응을 통해 무기계 바닥재의 표면상에 에칭을 발생시키는 불화수소를 생성하게 된다.

본 발명의 미끄럼 방지제를 사용하여 무기계 바닥재의 표면에 에칭을 가하는 과정을 다음의 화학 반응식으로 나타내었다.

4HF + SiO ₂ → SiF ₄ + 2 H ₂ O

미끄럼방지재 수용액에 암모니아 비플로오라이드가 과도하게 함유되어 있을 경우 무기계 바닥재의 변색을 야기 시키기 때문에 후술되는 실시예와 같이 변색도의 수치를 1이하로 유지하기 위해, 암모니아 비플로오라이드가 1.95중량% 이하로 함유된 미끄럼방지재 수용액을 사용하는 것이 바람직하며, 수산화암모늄과 반응하여 적정량의 불화수소를 생성하기 위한, 미끄럼방지재 수용액에 함유된 암모니아 비플로오라이드는 적어도 1.5중량%인 것이 바람직하다.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 암모니아 비플로오라이드를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 있어서, 수산화암모늄을 0.01 내지 10중량% 포함하면서 은 미세 입자를 0.1 내지 10.0ppm 추가로 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물을 제공한다.

바람직하게는 본 발명의 수용성 미끄럼 방지제 조성물은 추가적으로 은 나노 입자를 0.1 내지 1ppm포함할 수 있는데, 이는 은의 항균작용에 의해 무기계 바닥재의 표면에 접착되어 있는 세균등과 같은 인체건강에 유해한 요소들을 제거함으로서 공중목욕탕, 사우나, 수영장 등 무기계 바닥재를 벽면 또는 바닥 마감재로서 사용 하는 장소에 위생적인 환경을 조성할 수 있다.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 보호범위가 다음 실시예의 내용으로 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

1.6중량%의 암모니아 비플로오라이드 수용액에 수산화암모늄을 하기의 표 1과 같은 함량을 갖도록 각각 첨가하고, 규산질 타일에 각각 도포한 다음 반응시간을 각각 7분과 10분으로 하여 세라믹 타일의 미세 색차 측정방법(한국 산업 규격 KS L ISO 10545-16:2002)으로 변색도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 표 1의 실험결과를 참조하면, 수산화암모늄의 첨가량이 증가할수록 변색도는 감소하며, 이는 수산화암모늄을 암모니아 비플로오라이드 수용액에 첨가할 경우 변색 방지에 효과가 있음을 보여준다.

<실시예 2>

1.6중량%의 암모니아 비플로오라이드 수용액에 수산화암모늄을 하기의 표 2와 같은 함량을 갖도록 각각 첨가하고, 각 수용액의 산도(PH)를 측정한 후, 규산질 타일에 각각 도포하여 규산질 타일의 표면과 10분 동안 반응시킨 다음 마찰계수 측정법(한국 산업 규격 KS ISO 10545-17)으로 마찰계수를 측정하여 그 결과를 하기의 표2에 나타내었다.

상기 표 2의 실험결과를 참조하면, 수산화암모늄의 첨가량이 증가할수록 수용액의 산도는 점점 중성에 가까워지게 되는데, 이때 마찰계수는 수용액의 산도에 따라 변화하는 것을 확인할 수 있으며, 특히 수산화암모늄의 첨가량이 1.0 내지 2.5중량%인 경우에 따른 3.9 내지 5.2의 산도에서 상대적으로 높은 마찰계수를 보인다.

따라서, 미끄럼방지제가 적정 마찰계수인 0.7 내지 0.8을 유지할 수 있도록 수산화암모늄이 1.0 내지 2.5 중량%의 암모니아 비플로오라이드에 첨가되는 것이 바람직하다.

<실시예 3>

암모니아 비플로오라이드가 각각 하기의 표 3과 같이 함유된 수용액에 수산화암모늄을 2.0중량% 첨가한 후, 각 처리시간에 대한 마찰계수를 실시예 2와 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 하기의 표3에 나타내었다.

상기 표 3의 실험결과를 참조하면, 함유된 암모니아 비플로오라이드가 0.5중량% 이하일때에는 유효마찰력이 발생하지 않으며, 암모니아 비플로오라이드가 0.5중량% 이상이 되었을 때부터 암모니아 비플로오라이드 첨가량에 비례하여 마찰계수가 증가하다가 암모니아 비플로오라이드가 1.95중량%인 때를 기점으로 하여 암모니아 비플로오라이드를 1.95중량% 이상 첨가하여도 마찰계수가 크게 증가하지 않음을 알 수 있다.

<실시예 4>

암모니아 비플로오라이드가 각각 하기의 표 4와 같이 함유된 수용액에 수산화암모늄을 2.0중량% 첨가한 후, 각 처리시간에 대한 변색도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 하기의 표 4에 나타내었다.

상기 표 4의 실험결과를 참조하면, 암모니아 비플로오라이드의 함유량이 증가할수록 변색도는 증가하며, 특히 암모니아 비플로오라이드의 함유량이 2.0중량% 이상일 때부터는 변색도가 1을 초과하는 것을 알 수 있다.

상기 표 3과 표4의 결과를 종합하면, 암모니아 비플로오라이드가 1.5 내지 1.95중량% 포함된 수용액을 사용하면, 0.8정도의 마찰계수를 가지는 동시에 1이하의 변색도를 유지할 수 있다는 것을 알 수 있다.

<실시예 5>

1.6중량%의 암모니아 비플로오라이드 수용액에 수산화암모늄을 2.0중량% 첨가한 후, 추가적으로 은 나노 입자를 하기의 표 5와 같이 첨가한 후 세균의 사멸율을 측정하여 그 결과를 하기의 표 5에 나타내었다. 이 때 세균의 사멸율은 초기 세균의 수에서 10분 후의 세균수를 뺀 후, 초기 세균수로 나누고 이를 100으로 곱하는 방법으로 계산하였다.

상기 표 5의 실험결과를 참조하면, 은 나노 입자의 첨가량이 1.0이었을 때 세균의 사멸율이 99.99%이며, 이는 1중량ppm만 첨가하여도 충분한 항균 효과를 얻을 수 있음을 보여주는 것이며, 적어도 0.1중량ppm의 은 나노가 첨가되었을 때에도 세균의 사멸율이 96.5%인바, 충분한 항균효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 수용성 미끄럼방지제 조성물은, 암모니아 비플로오라이드 수용액에 반응조절제로서 수산화암모늄을 첨가하여, 화학반응을 야기시켜서 무기계 바닥재의 표면에 에칭을 유발할 수 있는 불화수소를 생성함에 있어서, 상기 수산화암모늄과 은 입자의 첨가량을 조절하여 무기계 바닥재 표면과 미끄럼방지재 간의 반응속도의 제어를 용이하게 하고 무기계 바닥재의 미세 요철에 미생물의 증식을 방지하며, 미끄럼방지제와 반응하는 무기계 바닥재의 각 부분에 균일한 반응을 유도하여 무기계 바닥재의 변색을 유발하지 아니함과 동시에 적절한 마찰계수를 유지하여 우수한 미끄럼 방지성과 은 미세 입자의 항균 작용에 따른 항균성을 제공하는 효과를 거둘 수 있다.

Claims (5)

1. 암모니아 비플로오라이드를 포함하는 수용성 미끄럼방지제 조성물에 있어서,

   상기 수용성 미끄럼 방지제 조성물이 수산화암모늄 반응조절제와 은 입자 항균제를 포함하는 것임을 특징으로 하는, 항균성 수용성 미끄럼방지제 조성물.
2. 제1항에 있어서, 수용성 미끄럼방지제 조성물이 암모니아 비플로오라이드를 1.5 내지 1.95중량% 포함하는 것임을 특징으로 하는, 항균성 수용성 미끄럼방지제 조성물.
3. 제1항에 있어서, 수용성 미끄럼방지제 조성물이 수산화암모늄을 1.0 내지 2.5중량% 그리고 0.1 내지 10.0ppm의 은 입자를 포함하는 것임을 특징으로 하는, 수용성 미끄럼방지제 조성물.
4. 제3항에 있어서, 수용성 미끄럼방지제 조성물이 수산화암모늄을 0.5 내지 5중량% 포함하는 것임을 특징으로 하는, 수용성 미끄럼방지제 조성물.
5. 제3항에 있어서, 수용성 미끄럼방지제 조성물이 수산화암모늄을 0.01 내지 10중량% 포함하는 것임을 특징으로 하는, 수용성 미끄럼방지제 조성물.