JP5701390B2 - 吸音特性に優れた石膏パネル及びその製造方法 - Google Patents

吸音特性に優れた石膏パネル及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、石膏パネルに関し、より詳細には、有孔型石膏本体に肉眼で識別できない微細な通孔を備えた吸音カバー層を付着することによって吸音効果を極大化できるとともに、美的効果を付与することができる吸音特性に優れた石膏パネルに関する。
一般に、建物の壁体や天井の内装及び外装施工のための建築用パネルは、火災時に燃え難く、有毒ガスなどが発生しない難燃性材質からなり、このような難燃性材質の代表的なパネルの一つが石膏パネルである。
このような石膏パネルは、ボード類とタイル類とに区分することができる。このうち、前記ボード類の石膏パネルの場合は、ボードに仕上げ材を重ねて使用しており、仕上げ材としてペイントや壁紙を用いている。これと異なり、前記タイル類の石膏パネルの場合は、仕上げ処理されたタイルを用いることができる。
最近は、このような石膏パネルに吸音性能を付与するための努力が進められている。
吸音特性を有する石膏パネルは３つに区分することができ、第一は、グラスウール、岩綿、植物性繊維類などで製作された多孔質型、第二は、合板、繊維板、石膏ボードなどで製作された板振動型、第三は、複数のホールを備えた石膏セメントからなり、特定の周波数での吸音特性に優れた共鳴器型がある。
これらのうち、現在韓国で使用されている石膏パネルの場合、ホールを備えた石膏セメントからなる石膏パネルが一部使用されており、岩綿を用いた多孔質型構造からなる石膏パネルが主流をなしている。
前記ホールを備えた石膏セメントからなる石膏パネルの場合、吸音特性に優れるという長所があるが、長時間使用すると、ホール部分の汚染によって掃除が困難になるという問題がある。
一方、前記岩綿を用いた多孔質型構造からなる石膏パネルの場合、ホールを備えた石膏セメントからなる石膏パネルに比べて強度が弱いため崩れやすく、吸音周波数帯域が主に１,０００Ｈｚ以上の高周波帯域であるので、実際に吸音が必要な２００〜１,６００Ｈｚの低周波帯域で音波を選択的に吸音できないという制約が伴う。
本発明の目的は、複数のホールを備えた有孔型石膏本体に肉眼で識別できない微細な通孔を備えた吸音カバー層を付着することによって吸音効果を極大化できる吸音特性に優れた石膏パネルを提供することにある。
本発明の他の目的は、美的効果を付与することができる吸音特性に優れた石膏パネルを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、高周波帯域のみならず、低周波帯域の音波を効果的に吸音できるように設計された吸音特性に優れた石膏パネルを提供することにある。
前記目的を達成するための本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルは、複数のホールを備えた有孔型石膏本体；及び前記石膏本体の一側面に付着し、前記ホールより小さいサイズを有する通孔を備えた吸音カバー層；を含み、前記通孔の平均直径は１０〜４０μｍであることを特徴とする。
前記吸音カバー層は、グラスファイバー（ｇｌａｓｓ ｆｉｂｅｒ）、ポリエステル繊維及びパルプのうち一つ以上の材質で形成された不織布であることを特徴とする。
前記石膏本体は、石膏ボード；及び前記石膏ボードの一面又は両面に付着した仕上げ材；を含むことを特徴とする。
前記石膏本体は、仕上げ処理されたタイルであることを特徴とする。
前記ホールの平均直径は０.５〜２０ｍｍであることを特徴とする。
前記吸音カバー層は、外側面にパターンが印刷された仕上げ層を有することを特徴とする。
前記石膏パネルは、２００Ｐａで１００〜２０００Ｌ／ｍ２／ｓの通気度を有することを特徴とする。
前記石膏パネルは、前記石膏本体の一面に付着する吸音カバー層の反対側面に建物の天井又は壁面が配置されるように施工されることを特徴とする。
前記目的を達成するための本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルの製造方法は、複数のホールを備えた有孔型石膏本体を用意する段階；及び前記石膏本体の一側面に前記ホールより小さいサイズを有する通孔を備えた吸音カバー層を付着する段階；を含み、前記通孔の平均直径は１０〜４０μｍであり、前記ホールの平均直径は０.５〜２０ｍｍであることを特徴とする。
前記吸音カバー層は、グラスファイバー、ポリエステル繊維及びパルプのうち一つ以上の材質で形成された不織布であることを特徴とする。
前記吸音カバー層を付着する段階後、前記吸音カバー層の外側面にパターンを印刷して仕上げ層を形成する段階；をさらに含むことを特徴とする。
本発明に係る吸音特性に優れた石膏パネルは、複数のホールを備えた有孔型石膏本体に肉眼で識別できない微細な通孔を備えた吸音カバー層を付着することによって吸音効果を極大化することができる。
また、吸音カバー層に多様な方式でパターンを印刷することによって美的効果を付与することができる。
さらに、本発明に係る吸音特性に優れた石膏パネルは、ホールに比べて微細なサイズを有する通孔が吸音カバー層に備えられるので、埃や異物が付いたとしても掃除が容易になり得る。
本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルを概略的に示した平面図である。 本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルの吸音及び防音原理を説明するための図である。 表１による実験結果を示したグラフである。
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明している各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたる同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルについて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルを概略的に示した平面図である。
図１を参照すると、本発明の実施例に係る石膏パネル１００は、石膏本体１２０及び吸音カバー層１４０を含む。
石膏本体１２０としては、音波及び空気が通過する複数のホール１２２を備えた有孔型が用いられる。このとき、前記ホール１２２は、石膏本体１２０の両面を貫通するように形成され、石膏本体１２０にランダムに分散配置することができる。前記ホール１２２の平均直径は０.５〜２０ｍｍであり得る。
このような石膏本体１２０は、焼石膏に水、大鋸屑及びパーライトなどを添加して板状に成形されたものであり得る。
図面には詳細に示していないが、前記石膏本体１２０は、石膏ボード、及び前記石膏ボードの一面又は両面に付着した仕上げ材を含むことができ、この場合、仕上げ材としてはペイント又は壁紙を用いることができる。これと異なり、前記石膏本体１２０としては、仕上げ処理されたタイルを用いることもできる。
吸音カバー層１４０は、音波及び空気が通過する複数の通孔１４２を備えており、石膏本体１２０の一側面に付着する。このとき、前記通孔１４２は、吸音カバー層１４０の両面を貫通するように形成され、吸音カバー層１４０にランダムに分散配置することができる。
前記石膏本体１２０と吸音カバー層１４０は、例えば、互いに同一の面積を有することができ、ラミネート方式によって互いに付着することができる。
前記吸音カバー層１４０は、ガラス繊維、ポリエステル繊維及びパルプのうち一つ以上の材質を用いて一定のサイズの通孔１４２を備えるように製作された不織布であり得る。
図面には詳細に示していないが、前記吸音カバー層１４０は、外側面にパターンが印刷された仕上げ層（図示せず）をさらに有することができる。一例として、前記仕上げ層は、壁紙又はペイントであり得る。このとき、前記通孔１４２は、図２に示したように、肉眼で識別できないように微細に形成することが有利であるが、これは、不織布からなる吸音カバー層１４０の表面に多様な方法でパターンを印刷する方式で前記仕上げ層を形成することによって美的感覚を付与するためである。
これと異なり、前記吸音カバー層１４０の形成時に不織布にＰＶＣゾルを部分的にコーティングし、パターンを直接印刷することもでき、この場合は、仕上げ層を形成する必要がなくなる。
特に、前記石膏パネル１００で５００Ｈｚ以下の低周波帯域の音波を効果的に吸音するためには、吸音カバー層１４０の通孔１４２の平均直径を１０〜４０μｍにすることが望ましく、より望ましくは１５〜３０μｍの平均直径を有することが有利である。
通孔１４２の平均直径が１０μｍ未満である場合は、通気度が過度に低いことから吸音カバー層１４０を通過する音波及び空気の量が少なくなることに起因して吸音率が低下するおそれがあり、その一方、通孔１４２の平均直径が４０μｍを超える場合は、通気度が過度に高くなることに起因して吸音率が低下するおそれがある。
このとき、前記通孔１４２の平均直径を１０〜４０μｍの水準に維持するためには、吸音カバー層１４０の全体の通孔１４２のうち直径が５０μｍ以下の通孔１４２が６０％以上を占めるように設計することが望ましい。
上述した構成を有する石膏パネル１００は、２００Ｐａで１００〜２０００Ｌ／ｍ２／ｓの通気度を有する。
上述した本実施例は、多孔質型及び共鳴器型の組合せ構造からなる石膏パネルを提供する。このような本実施例の石膏パネルは、低周波帯域のみならず、高周波帯域の音波を効果的に吸音できるので吸音特性を極大化することができ、さらに、吸音カバー層の表面にパターンを印刷することによって美的効果を期待することができる。
また、本発明の実施例に係る石膏パネルは、吸音カバー層に備えられる通孔の平均直径が１０〜４０μｍと非常に微細であるので、埃や異物が通孔内に付く確率が減少し、掃除が容易になり得る。
以下では、このような本実施例に係る石膏パネルの吸音原理について添付の図面を参照して説明する。
図２は、本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルの吸音及び防音原理を説明するための図である。
図２を参照すると、本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネル１００は、建物の天井又は壁面２００と一定の距離だけ離隔するように施工される。
特に、前記石膏パネル１００は、石膏本体１２０の一面に付着する吸音カバー層１４０が建物の天井又は壁面２００に対して外側に向かって配置されるように施工することが望ましい。このように施工すると、前記吸音カバー層１４０の表面に多様なデザインを具現することが可能になる。
このとき、室内の音波及び空気が石膏パネル１００の吸音カバー層１４０に入射されると、室内の音波及び空気の一部は吸音カバー層１４０の表面に吸収又は反射され、残りの一部は、吸音カバー層１４０の通孔１４２を介して石膏本体１２０のホール１２２を通過するようになる。この場合、ホール１２２を通過した一部の音波及び空気は、石膏本体１２０と天井２００との間の空間Ｓで共鳴現象によって音が相殺され、防音がされるようになる。
実施例
以下、本発明の好適な実施例を通して本発明の構成及び作用をより詳細に説明する。ただし、これは、本発明の好適な例示として提示したものであって、如何なる意味でも、これによって本発明が制限されると解釈することはできない。
ここに記載されていない内容は、この技術分野で熟練した者であれば十分に技術的に類推できるものであるので、それについての説明は省略する。
１.石膏パネルの製造方法
本実施例では、ホールを備えた石膏本体に通孔を備えた吸音カバー層を付着し、石膏パネルを製作した。
このとき、実施例１〜３では、グラスファイバー（平均直径１５μｍ、製造社：韓国カーボン）を使用して吸音カバー層を製造し、通孔の平均直径をそれぞれ１９.９μｍ、２１.９μｍ、３６.７μｍにし、ホールの平均直径をそれぞれ１０ｍｍにしており、比較例１では、前記吸音カバー層で通孔の平均直径を４３.０μｍにし、ホールの平均直径を１０ｍｍにした。
一方、実施例４〜６では、ポリエステル繊維（平均直径１５μｍ、製造社：韓国カーボン）を使用して吸音カバー層を製造し、通孔の平均直径をそれぞれ１９.９μｍ、２１.９μｍ、３６.７μｍにし、ホールの平均直径をそれぞれ１０ｍｍにしており、比較例２では、前記吸音カバー層で通孔の平均直径を４３.０μｍにし、ホールの平均直径を１０ｍｍにした。
また、実施例７〜９では、パルプを使用して吸音カバー層を製造し、通孔の平均直径をそれぞれ１９.９μｍ、２１.９μｍ、３６.７μｍにし、ホールの平均直径をそれぞれ１０ｍｍにしており、比較例３では、前記吸音カバー層で通孔の平均直径をそれぞれ４３.０μｍにし、ホールの平均直径を１０ｍｍにした。
２.吸音測定結果
表１は、実施例１〜９及び比較例１〜３による通気度及び平均吸音率を測定した結果を示したものである。
Figure 0005701390
表１を参照すると、実施例１〜３のようにグラスファイバーを使用して製造した吸音カバー層で通孔の平均直径をそれぞれ１９．９μｍ、２１．９μｍ、３６．７μｍにした場合、通気度は、２００Ｐａでそれぞれ５００Ｌ／ｍ２／ｓ、５５０Ｌ／ｍ２／ｓ、１６１７Ｌ／ｍ２／ｓと測定され、平均吸音率は、２００〜１，６００Ｈｚでそれぞれ０．６４、０．５５、０．５２と測定された。
これと異なり、比較例１のように通孔の平均直径を４３．０μｍにした場合、通気度（内部空気抵抗）は、２００Ｐａで３６９０Ｌ／ｍ２／ｓと測定され、平均吸音率は２００〜１，６００Ｈｚで０．４３と測定された。
また、実施例４〜６のようにポリエステル繊維を使用して製造した吸音カバー層で通孔の平均直径をそれぞれ１９．９μｍ、２１．９μｍ、３６．７μｍにした場合、通気度は、２００Ｐａでそれぞれ４５５Ｌ／ｍ２／ｓ、４７２Ｌ／ｍ２／ｓ、１８２５Ｌ／ｍ２／ｓと測定され、平均吸音率は、２００〜１，６００Ｈｚでそれぞれ０．６３、０．５９、０．５３と測定された。
これと異なり、比較例２のように通孔の平均直径を４３．０μｍにした場合、通気度（内部空気抵抗）は、２００Ｐａで２５２０Ｌ／ｍ２／ｓと測定され、平均吸音率は２００〜１，６００Ｈｚで０．４８と測定された。
また、実施例７〜９のようにパルプを使用して製造した吸音カバー層で通孔の平均直径を１９．９μｍ、２１．９μｍ、３６．７μｍにした場合、通気度は、２００Ｐａでそれぞれ３７５Ｌ／ｍ２／ｓ、４１２Ｌ／ｍ２／ｓ、１８９５Ｌ／ｍ２／ｓと測定され、平均吸音率は、２００〜１，６００Ｈｚでそれぞれ０．５７、０．５５、０．４２と測定された。
これと異なり、比較例３のように通孔の平均直径を４３．０μｍにした場合、通気度（内部空気抵抗）は、２００Ｐａで２３２２Ｌ／ｍ２／ｓと測定され、平均吸音率は、２００〜１，６００Ｈｚで０．３９と測定された。
図３は、表１による実験結果を示したグラフであって、これを参照してより具体的に説明する。
図３を参照すると、実施例１〜３の場合、比較例１と比較すると、５００Ｈｚ以下の低周波帯域で吸音率が確実に上昇したことを確認することができる。
前記の実験結果によると、通孔の平均直径を１０〜４０μｍにする場合、低周波帯域の吸音率を上昇できるだけでなく、平均吸音率も上昇できることを確認することができる。このとき、本実施例に係る石膏パネル１００は、２００Ｐａで１００〜２０００Ｌ／ｍ２／ｓの通気度を有することを確認することができた。
上述したように、本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルは、５００Ｈｚ以下の低周波帯域の音波のみならず、高周波帯域の音波を効果的に吸音することができる。
また、本発明の実施例に係る吸音特性に優れた石膏パネルは、吸音カバー層に多様な方式でパターンを印刷することによって美的特性を向上させることができる。
以上では、本発明の実施例を中心に説明したが、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する技術者の水準で多様な変更や変形が可能である。このような変更と変形は、本発明が提供する技術思想の範囲を逸脱しない限り、本発明に属するものと言える。従って、本発明の権利範囲は、以下で記載する特許請求の範囲によって判断しなければならない。

Claims (8)

  1. 複数のホールを備えた有孔型石膏本体；及び
    前記石膏本体の一側面に付着し、前記ホールより小さいサイズを有する通孔を備えた吸音カバー層；を含み、
    前記通孔の平均直径は１０〜４０μｍであり、
    前記ホールの平均直径は０．５〜２０ｍｍであり、
    少なくともひとつの前記ホールと、少なくともひとつの前記通孔とは、音波及び空気が前記通孔を介して前記ホールを通過するように重畳しており、
    前記ホールの重畳部分は前記石膏本体の厚み方向に貫通しており、
    前記吸音カバー層は、ＰＶＣゾルで部分的にコーティングされた不織布であり、パターンが直接印刷されていることを特徴とする吸音特性に優れた石膏パネル。
  2. 前記吸音カバー層は、グラスファイバー、ポリエステル繊維及びパルプのうち一つ以上の材質で形成された不織布であることを特徴とする、請求項１に記載の吸音特性に優れた石膏パネル。
  3. 前記石膏本体は、
    石膏ボード；及び
    前記石膏ボードの一面又は両面に付着した仕上げ材；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音特性に優れた石膏パネル。
  4. 前記石膏本体は、仕上げ処理されたタイルであることを特徴とする、請求項１に記載の吸音特性に優れた石膏パネル。
  5. 前記石膏パネルは、２００Ｐａで１００〜２０００Ｌ／ｍ２／ｓの通気度を有することを特徴とする、請求項１に記載の吸音特性に優れた石膏パネル。
  6. 前記石膏パネルは、前記石膏本体の一面に付着する吸音カバー層の反対側面に建物の天井又は壁面が配置されるように施工されることを特徴とする、請求項１に記載の吸音特性に優れた石膏パネル。
  7. 複数のホールを備えた有孔型石膏本体を用意する段階；
    前記ホールより小さいサイズを有する通孔を備え、ＰＶＣゾルで部分的にコーティングされた不織布である吸音カバー層に、パターンを直接印刷する段階；及び
    前記石膏本体の一側面に前記吸音カバー層を付着する段階；を含み、
    前記通孔の平均直径は１０〜４０μｍであり、前記ホールの平均直径は０．５〜２０ｍｍであり、
    少なくともひとつの前記ホールと少なくともひとつの前記通孔とは、音波及び空気が前記通孔を介して前記ホールを通過するように重畳しており、
    前記ホールの重畳部分は前記石膏本体の厚み方向に貫通していることを特徴とする吸音特性に優れた石膏パネルの製造方法。
  8. 前記吸音カバー層は、グラスファイバー、ポリエステル繊維及びパルプのうち一つ以上の材質で形成された不織布であることを特徴とする、請求項７に記載の吸音特性に優れた石膏パネルの製造方法。
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