KR100308254B1 - 충격음 저감용 고분자 복합재 - Google Patents

충격음 저감용 고분자 복합재 Download PDF

Info

Publication number
KR100308254B1
KR100308254B1 KR1019990044203A KR19990044203A KR100308254B1 KR 100308254 B1 KR100308254 B1 KR 100308254B1 KR 1019990044203 A KR1019990044203 A KR 1019990044203A KR 19990044203 A KR19990044203 A KR 19990044203A KR 100308254 B1 KR100308254 B1 KR 100308254B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
rubber
impact sound
foam
polymer composite
Prior art date
Application number
KR1019990044203A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010036969A (ko
Inventor
이경원
이정희
손호성
김도현
Original Assignee
신승교
엘지건설 주식회사
권문구
엘지전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신승교, 엘지건설 주식회사, 권문구, 엘지전선 주식회사 filed Critical 신승교
Priority to KR1019990044203A priority Critical patent/KR100308254B1/ko
Publication of KR20010036969A publication Critical patent/KR20010036969A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100308254B1 publication Critical patent/KR100308254B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B25/045Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10Inorganic particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00Composition of foam
    • B32B2266/02Organic
    • B32B2266/0214Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/025Polyolefin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00Composition of foam
    • B32B2266/02Organic
    • B32B2266/0214Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0278Polyurethane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/10Properties of the layers or laminate having particular acoustical properties

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 건축물의 특히 아파트와 같은 공동주택의 층간에 발생하는 바닥 충격음의 전파를 차단하기 위한 고분자 복합재에 관한 것으로서 천연 고무 또는 합성 고무를 단독 또는 혼합하여 사용하고 카본 블랙 등 보강 충전제, 산화 방지제, 가교제 및 발포제를 포함하는 고무 조성물로부터 성형된 고무 발포체 조성물을 중간층으로, 폴리 우레탄계 또는 폴리 우레아계 또는 폴리 올레핀계 고분자로부터 얻어진 플라스틱 발포체를 상하층으로 적용한 3층 적층구조로 하거나 또는 플라스틱 발포체층과 고무 발포체 조성물을 서로 한 층씩만 적용한 2층 적층구조로 하여 효과적인 차음 특성을 갖는 충격음 저감용 고분자 복합재를 얻도록 함을 특징으로 한다.

Description

충격음 저감용 고분자 복합재{Polymer Composites for Impact Sound Insulation}
본 발명은 건축물의 층간에 발생하는 바닥 충격음의 전파를 차단하기 위한 고분자 복합재에 관한 것으로서, 특히 아파트와 같은 공동 주택의 층간에 발생하는바닥 충격음을 차단하는 효과를 갖는 충격음 저감용 고분자 복합재에 관한 것이다.
공동 주택이 가지고 있는 여러 가지 문제 중 현 시점에서 가장 크게 대두되고 있는 것 중의 하나가 소음 문제이다. 이는 공동 주택이 안고 있는 근본적인 취약성, 즉 하나의 건물내의 상하/좌우에 생활 양식이나 가족 성원의 구조가 전혀 다른 사람이 바닥이나 벽 한 장을 사이에 두고 생활하는 공동 주택 특유의 생활 양식으로 인해 소음은 불가피하게 발생하기 때문에 그 문제의 심각성이나 해결 방안에 있어 점차적으로 관심이 집중되고 있는 상황이다.
공동 주택에서의 소음 문제는 물리적인 소리 (음)의 크기뿐만 아니라 발생형태 등 각종 요인이 복합적으로 작용하여 발생하게 되고, 이를 받아 들이는 것도 개인별 또는 심리 상태 등에 따라 차이가 크므로 이의 객관적인 평가는 어렵다고 할 수 있다. 음 환경 측면에서 볼 때 공동주택을 구성하는 바닥이나 벽, 설비 등은 거주자들이 편안한 환경에서 생활할 수 있도록 기본적인 성능을 유지하고 있어야 한다. 즉 세대를 구획하는 경계벽은 인접세대에서 발생하는 말소리나 TV소리 등의 소음을 차단해주는 역할을 해야 하며, 바닥은 공기 전파음은 물론 바닥 충격음과 같은 고체 전파음을 차단해 주어야 한다. 그리고 창을 포함한 외벽은 도로 교통소음 등 외부에서 발생하는 소음을 차단해 주어야 하며, 건물안에 설치되는 승강기나 급배수 설비 등은 소음의 발생이 적은 기기나 공법을 사용해야 한다. 특히 바닥 충격음의 경우 그 중요성이나 민감성에 비해 그에 대한 연구는 아직 많이 미진한 상태이다.
최근 바닥 충격음을 감소시키기 위한 방법으로 기존의 경량기포 콘크리트만을 적용하는 방법에서 탈피하여 유리솜, 폐타이어칩 등 다양한 종류의 완충재를 뜬바닥 구조상에서 도입하는 방안이 대두되고 있으나 이에 대한 재료적인 측면에서의 접근은 미흡한 실정이다.
바닥 충격음 문제를 해결하기 위해 독일이나 프랑스 등에서는 오래 전부터 뜬바닥구조를 채용하고 있다. 이 뜬바닥 구조는 슬라브 위에 유리면과 같은 충격음 저감재를 깐 후 내장바닥을 구성하여 그 곳에 가해지는 충격 에너지가 직접적으로 구조체(슬라브)에 전달되지 않도록 하기 위한 것이다.
온돌 구조를 채용하고 있는 우리나라의 경우, 기존의 경량기포 콘크리트 층의 충격음 저감 특성을 개선하기 위해 폐타이어칩, 고무 시트 등의 고무 제품을 비롯하여 여러 종류의 충격음 저감재가 출시되고 있으나, 가능성 측면에서의 적용이 아닌 실제 적용 환경에서 우수한 차음 특성을 나타내는 제품의 개발은 전무한 실정이다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 발명에서는 뛰어난 진동/ 충격흡수성을 갖는 고무 발포체 조성물을 얻으며, 이에 더하여 상 하층에 충격음 저감용 플라스틱 발포체를 적층하므로서 충격음 저감에 매우 효과적인 충격음 저감용 고분자 복합재를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 실시예로서 3층 적층구조의 충격음 저감용 고분자 복합체의 부분 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 실시예로서 2층 적층구조의 충격음 저감용 고분자 복합체의 부분 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 플라스틱 발포체의 구조.
(a)는 open cell의 구조이고, (b)는 closed cell의 구조임.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 고무 발포제 조성물층 20: 플라스틱 발포체층
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 천연 고무 또는 합성 고무를 단독 또는 혼합하여 사용하고 카본 블랙 등 보강 충전제, 산화 방지제, 가교제 및 발포제를 포함하는 고무 조성물로부터 성형된 고무 발포체 조성물을 중간층으로, 폴리 우레탄계 또는 폴리 우레아계 또는 폴리 올레핀계 고분자로부터 얻어진 플라스틱 발포체를 상하층으로 적용한 3층 적층구조로하거나 또는 플라스틱 발포체층과 고무 발포체 조성물을 서로 한 층씩만 적용한 2층 적층구조로 하여 효과적인 차음 특성을 갖는 충격음 저감용 고분자 복합재를 얻도록 함을 특징으로 한다.
즉, 중간층은 천연고무나 합성 고무 혹은 이의 혼합 또는 부틸고무나 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체 (EPDM) 단독 혹은 이들 각각의 혼합물 및 카본 블랙, 탈크, 탄산 칼슘, 클레이 중 1종 이상을 포함하는 고무조성물로 형성하고, 상기 중간층의 상부와 하부층에는 폴리우레탄계 또는 폴리우레아계 또는 폴리올레핀계 고분자를 사용한 충격음 저감용 플라스틱 발포체로 된 적층구조에 의하여 뜬바닥 구조에서 층간 바닥 충격음을 차단, 감쇄시키도록 함을 특징으로 한다.
또한 상기 고무조성물은 원료 고무 100 중량%에 대하여 카본 블랙은 5-50 중량%, 탈크는 50-200 중량%, 탄산칼슘은 50-200 중량%, 클레이는 30-250 중량%를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
그리고 플라스틱 발포체로는 open cell 또는 closed cell 구조를 가지며, 밀도는 20-40kg/㎥, 셀 수는 10-20개/cm를 갖도록 하고, 고분자는 20mm의 두께에 대한 정적 탄성계수가 20 - 70kg/mm이며, 중간층의 고무 조성물층은 20mm의 두께에 대한 정적 탄성계수가 50 - 200kg/mm인 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 발명에 의한 충격음 저감용 고분자 복합체의 부분 사시도를 도시한 것으로 고무 발포제 조성물층(10)과 플라스틱 발포체층(20)의 적층구조로 이루어 진다.
상기 고무 발포제 조성물층(10)은 천연고무 또는 합성고무 특히 부틸고무(이소부틸렌·이소프렌 공중합체;IIR), 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중 합체(EPDM)를 단독 혹은 혼합하여 사용하고 여기에 카본 블랙, 탈크, 탄산 칼슘, 클레이를 단독 혹은 1종 이상 병용한 고무 컴파운드를 압축성형공정과 발포 공정을 거치게 하므로서 뛰어난 진동/충격 흡수성을 갖는 고무 발포체 조성물을 얻는다.
또한 상부와 하부층은 도 3에 도시된 바와 같이 open cell 또는 closed cell 구조를 갖는 충격음 저감용 플라스틱 발포체 특히 풀리 우레탄계 또는 폴리 우레아계 또는 폴리올레핀계 고분자 발포체를 사용하게 되는데, 특히 이 들 발포체의 경우 20-40kg/㎥의 밀도와 10-20개/cm의 셀 수를 갖도록 한다.
본 발명에 있어서 고무 컴파운드의 베이스 레진은 천연 고무 및 합성 고무 특히 보다 나은 특성을 위해서는 부틸 고무 혹은 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체를 단독 혹은 혼합하여 사용하고, 기계적 물성 강화 등의 목적을 위해서 카본블랙 및 탈크, 탄산칼슘 등을 단독으로 사용하거나 병용할 수 있다.
또한 금형에서의 1차 성형은 160℃, 30kgf/㎠의 조건으로 5분간 성형하여 고무 조성물의 구조를 삼차원의 가교 망상 구조로 만들어 열적, 기계적 특성을 우수하게 하고, 이를 위해 황 또는 과산화물(peroxide)계의 가교제와 가교 촉진제를 사용할 수 있다. 이후 2차 성형은 발포 과정으로써 180℃,30kgf/㎠의 조건으로 12분간의 성형을 거쳐 충격/진동 흡수 특성을 갖는 발포체로 제작하게 된다. 이와 함께 가교 공정상의 스코치 방지를 위한 가교 지연제와 제품의 노화를 방지하기 위한 산화 방지제, 가공이 원활할 수 있도록 가공유 및 가공조제 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서 고무 조성물층의 경우 천연 고무 및 합성 고무 특히 부틸 고무를 베이스 레진으로 하여 입자경 30-100nm, 비표면적 17-43㎡/g에 해당하는 카본 블랙을 5-50중량%, 입자경 5-70um, 비표면적 10-50㎡/g에 해당하는 탈크를 50-200중량%, 입자경 1-40um, 비표면적 3-10㎡/g에 해당하는 탄산칼슘을 50-200 중량%, 입자경 0.1-5um, 비표면적 5-40㎡/g에 해당하는 클레이를 30-250중량%로 각각 또는 병용하게 된다. 그 외 가공유를 10-50 중량% 첨가하고, 기타 첨가제인 스테아린산, 산화아연, 가공조제, 산화방지제, 가공조제 등을 각각 0.1-10중량%로 첨가하였다. 가교제로는 황 0.1-5 중량%, 발포제 5-30중량%와 가교 촉진제로서 다이벤조디아질 다이설파이드 (Dibenzothiazyl Disulfide) 및 다이펜타메틸렌 디우람 테트라설파이드(Dipentamethylene Thiuram Tetrasulfide) 등을 각각 0.5-5중량%로 사용하였다.
시험 결과 탈크와 탄산 칼슘, 하드 클레이를 단독으로 사용하는 것에 비해 2종 이상을 병용하는 것이 진동의 가속 정도를 감쇄시키는 효과가 큰 것으로 나타났으며, 특히 탈크와 탄산 칼슘을 1: 1∼4의 비로 적용하며, 더욱 우수한 특성을 나타내기 위해서는 1: 1∼2의 비로 적용하는 것이 더욱 효과적인 것으로 나타났다.
실시예에서의 베이스 레진으로 사용된 부틸고무와 에틸렌-프로필렌 디엔 삼원 공중합체의 경우 비교예에서의 스티렌-부타디엔 고무에 비해 효과적인 가속 감쇄 특성을 나타냈으며, 특히 부틸 고무의 경우 충진제의 종류 및 양에 따른 정적 탄성계수의 변화폭이 커서 상하충에 발포체를 적층하는 경우 정적 탄성계수의 차이를 조절하는데 유리한 것으로 나타났다.
충격음 저감재로서의 특성을 확인하기 위하여 차음 특성을 알아보고 이를 정적 탄성 계수와 함께 실시예와 비교예를 통해 상대적인 특성을 알아보았다.
차음 특성 측정을 위한 제품의 크기는 가로, 세로가 각각 500mm, 두께는 모두 20mm로 하였으며, 충격음 저감 특성의 경우, 충격에 의하여 발생된 진동이 슬라브 등의 구조물에 전달되어 공기중에 음으로 방사된다는 이론에 따른 실험실용 Mock-up test를 통하여 모형 충격원에 의해 O-3200hz 영역에서의 진동수에 걸쳐 증폭된 진동의 가속 정도를 평가하였다.
정적 탄성계수의 측정은 만능시험기 (MTS: Material Test System)을 이용하여 측정하게 되는데, 이때 시편의 두께는 약 20mm로 하고 인가하는 최소 하중은 8kg/200㎠, 최대 하중은 450kg/ 200㎠로 정하여 측정하였다. 최소 하중은 경량기포 콘크리트와 몰타르로 마감된 바닥층의 무게와 가구, 전자제품등 집안 물건이 모두 올려져 있는 상태에 대한 환산값을 기준으로 하고 최대값은 중량 충격원 (KSF2810 참고)으로 사용되는 Bang Machine이 바닥을 내리칠 때 인가되는 하중을 단위면적당에 대한 하중으로 계산하여 사용하였다.
실시예와 비교예에서 충격원에 의한 진동의 가속도를 평가하였다. 이로부터, 실시예에서 사용된 부틸고무와 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체의 경우, 다른고무에 비해 상대적으로 작은 진동 가속도를 나타내고 있는 것으로부터 효과적인 차음 특성을 나타내고 있음을 알 수 있다. 또한 본 발명의 플라스틱 발포체층을 상하층으로 사용하고 중간층에 고무 조성물을 복합화하여 사용하는 경우 더욱 효과적으로 충격음을 저감시킬 수 있음을 알 수 있다. 한편, 본 발명의 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리 올레핀계 발포체를 고무 조성물층과 복합화하여 사용하는 경우 이를 통한 가속도의 감소 효과는 고무 조성물 단독으로 사용된 경우와 비교하여 비례 관계에 있지는 않으며, 복합화 한 후의 진동 가속도의 순위는 고무조성물층 단독으로 사용 된 경우와 비교하여 바뀌게 되는데, 이는 고분자 발포체를 상하층에 적층한 후의 가속 감소의 효과를 주는 요인이 고무 조성물층과 고분자 발포체층 단독으로 작용하는 측면과 상호간의 적층에 따른 효과가 부가되는 측면이 각각 존재하기 때문이다.
단독으로 감쇄효과를 주는 측면을 살펴보면 중간층의 고무 조성물층은 바닥 충격음 성분중 특히 500hz 이하의 저주파의 진동을 주로 흡수하여 공기중에 방사되는 저주파수의 음향을 감소시키게 된다. 이 중간층의 발포 고무 조성물층은 내부 손실에 의한 흡진 메커니즘으로 설명될 수 있는데, 판이나 막의 뒤에 기체층을 둔 구조에 충격이 발생하면 판이나 막은 진동하게 되고, 이 때 재료의 내부 손실 등에 대항하여 진동을 지속시키기 위해서는 외부에서 에너지를 공급할 필요가 있으며 이것이 진동의 흡수로 나타나게 된다. 즉 발포고무의 주요한 흡진 기구는 내부 마찰 손실 등에 의한 에너지 흡수로 생각되며 충격에 대한 진동의 진폭이 극히 크게 되어 공진 주파수에서의 흡진율이 최대 값을 나타내게 된다.
또한 상하층의 충격음 저감용 플라스틱 발포체층은 기체의 점성에 의하여 흡진 특성을 나타내게 되는 것으로 생각되며, 중간 발포 고무층과는 다른 독립 기포와 연속 기포의 혼합에 의한 구조적 영향에 의하여, 특히 500hz 이상의 고주파의 진동흡수 특성을 나타내는 것으로 생각된다.
다음으로 상호 적층에 따른 효과를 살펴 보면 플라스틱 발포체와 고무 발포제 조성물층간의 정적 탄성계수와 차이가 나는 경우 가진에 따른 진동이 플라스틱 발포체층과 고무 조성물층 사이를 통과하면서 진동의 산란 및 분산 효과를 발생하기 때문이며, 이로부터 플라스틱 발포체층과 고무 조성물층의 정적 탄성계수의 차이가 크면 클수록 큰폭으로 가속도의 감소가 이루어짐을 알 수 있다. 이로부터 상하층과 중간층의 정적 탄성계수의 차이를 크게 하여 충격음 저감재를 제작하는 것이 충격음의 저감을 위해 효과적인 수단이 됨을 알 수 있다. 구체적인 내용을 살펴보면 20mm의 두께에 대한 정적 탄성계수는 상하층의 폴리우레탄 발포체의 경우, 20-70kg/mm, 중간층의 고무 조성물층은 50-200kg/mm인 것을 사용하였고, 특히 상하층의 폴리우레탄계 또는 폴리우레아계 또는 폴리올레핀계 중간층과 고무 발포체 조성물층간의 정적 탄성계수의 차이값이 30-150kg/mm일 경우 더욱 효과적인 가속도의 감쇄가 이루어졌다.
아래의 비교예와 실시예를 통해 베이스 레진 및 충전제의 종류와 양에 따른 고무 조성물 발포체에서의 진동 감쇄효과를 나타내고, 충격음 저감용 플라스틱 발포체와 고무 발포체 조성물의 적층을 통한 가속도의 감쇄 효과를 정적 탄성계수가 다른 플라스틱 발포체를 적용하고 이를 실시예에서 나타낸 고무 발포체 조성물과 함께 적용하여 나타내었다.
<표 - 1> 고무 발포체 조성물 단독으로 사용한 경우
비교예1 비교예2 비교예3 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
IIR 100 100
EPDM 100
SBR 100 100 100 100 100
SRF 30 30 30 30 30 30 30 30
Talc 100 50 50 50
CaCO3 100 50 50 50 50 50
Hard clay 100 50 50
파라핀 오일 15 15 15 15 15 15 15 15
St-acid 1 1 1 1 1 1 1 1
ZnO 5 5 5 5 5 5 5 5
산화방지제 5 5 5 5 5 5 5 5
2 2 2 2 2 2 2 2
발포제 10 10 10 10 10 10 10 10
DPTT 3 3 3 3 3 3 3 3
Oricel DM 2 2 2 2 2 2 2 2
진동가속도 5.0e-4 7.5e-4 1.2e-3 3.8e-4 6.7e-4 1.0e-4 4.1e-4 3.1e-4
정적탄성계수 (20mm기준) 128 107 155 116 135 80 101 124
<표-2> 상하층에 충격음 저감용 폴리우레탄 발포체를 사용하고 중간층으로 고무 발포체 조성물을 사용한 경우
상하층 충격음 저감용 폴리우레탄 발포체 A
정적탄성계수(20mm기준) 35.5
적용된 중간층 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
진동가속도 2.1e-4 1.3e-4 3.2e-5 3.8e-5 1.7e-5
상하층 충격음 저감용 폴리우레탄 발포체 B
정적탄성계수(20mm기준) 46.2
적용된 중간층 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
진동 가속도 3.2e-4 1.9e-4 9.6e-5 8.8e-5 9.5e-5
이와 같은 본 발명의 충격음 저감 효과를 살펴보면 고온/압축 성형과 발포 공정을 거친 중간층의 고무 조성물층의 경우, 내부 손실에 의한 흡음 현상으로 설명할 수 있는데, 즉 고무 조성물층의 뒤에 공기층을 둔 구조에 음이 접촉되면 고무 조성물층은 진동하게 되고 이때 재료의 내부 손실 등에 대항하여 진동을 지속시키기 위해서는 외부에서 에너지를 공급할 필요가 있으며 이것이 음의 흡수로 나타나게 된다. 한편, 상하층의 고분자 플라스틱 발포체층은 공기 점성에의한 흡음 현상으로 설명할 수 있는데, 이들 다공질재료에서는 기포 또는 섬유의 틈새에 대한 공기의 점성이 흡음 작용의 주요인으로 되어 있다. 즉 공기의 점성에 대응하는 흐름 저항이 중요한 역할을 하고 있다. 이를 통해 내부 손실/공기 점성의 복합화된 흡음 현상에 의해 바닥 충격음은 효과적으로 차단하게 된다.
한편 상호 적층에 따른 효과를 살펴보면 충격음 저감용 플라스틱 발포체층과 고무조성물 층의 정적 탄성계수의 차이가 나는 경우 가진에 따른 진동이 플라스틱 발포체층과 고무 조성물층 사이를 통과하면서 진동의 산란 및 분산 효과가 발생하게 되는데, 이로부터 플라스틱 발포체층과 고무 발포체 조성물층의 정적 탄성계수의 차이가 크면 클수록 큰 폭으로 가속도의 감소가 이루어짐을 알 수 있다. 또한, 구조 안정성의 증가 등의 효과를 위해 플라스틱 발포체 층과 고무 발포체 조성물층의 단순 적층, 즉 2층 적층 구조를 통한 충격음 저감재로의 적용이 가능한데, 이러한 2층 적층 구조를 통해서도 충격음에 대한 고무 발포체 층의 흡음 특성과 플라스틱 발포체 층의 공기 점성에 대한 흐름 저항에 따른 충격음의 저감 특성을 기대할 수 있다.
본 발명의 가장 중요한 목적이 되는 충격음 저감 특성의 부여를 위해서 중간의 고무 조성물층의 경우, 천연 또는 합성 고무를 단독 또는 블렌드하여 사용하게 되는데 이 중간층의 고무 조성물층은 특히 바닥 충격음 성분중 500hz 이하의 저주파의 진동을 주로 흡수하여 공기중에 방사되는 저주파수의 음향을 감소시키게 된다. 이 중간층의 발포 고무 조성물층은 내부 손실에 의한 흡진 메커니즘으로 설명될 수 있는데, 판이나 막의 뒤에 기체층을 둔 구조에 충격이 발생하면 판이나 막은 진동하게 되고, 이때 재료의 내부손실 등에 대항하여 진동을 지속시키기 위해서는 외부에서 에너지를 공급할 필요가 있으며 이것이 진동의 흡수로 나타나게 된다.즉, 발포고무의 주요한 흡진 기구는 내부 마찰 손실 등에 의한 에너지 흡수로 생각되며 충격에 대한 진동의 진폭이 극히 크게 되어 공진 주파수에서 흡진율이 최대값을 나타내게 된다. 또한 상하층의 플라스틱 발포체층은 기체의 점성에 의하여 흡진 특성을 나타내게 되는 것으로 생각되며, 중간층의 고무 발포체층과는 다른 독립 기포와 연속 기포의 혼합에 의한 구조적 영향에 의하여, 특히 500hz 이상의 고주파의 진동 흡수 특성을 나타내는 것으로 생각된다. 충격음 저감재의 경우, 그 용도의 특수성에 따라 차음 특성 이외에도 구조적 안정성이 요구되는데, 본 발명에서는 플라스틱 발포체가 가지는 구조적 안정성의 취약성을 고무 발포체 조성물층과의 복합화를 통해 향상시키는 효과도 거둘 수 있었다.

Claims (8)

  1. 중간층은 천연고무나 합성 고무 혹은 이의 혼합 또는 부틸고무나 에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체 (EPDM) 단독 혹은 이들 각각의 혼합물 및 카본 블랙, 탈크, 탄산 칼슘, 클레이 중 1종 이상을 포함하는 고무 조성물층(10)을 형성하고,
    상기 중간층의 상부와 하부층에는 폴리우레탄계 또는 폴리우레아계 또는 폴리올레핀계 고분자를 사용한 충격음 저감용 플라스틱 발포체층(20)으로 된 적층구조에 의하여 충격음을 차단, 감쇄시키도록 함을 특징으로 하는 충격음 저감용 고분자 복합재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무조성물은 원료 고무 100 중량%에 대하여 카본 블랙은 5-50 중량%, 탈크는 50-200 중량%, 탄산 칼슘은 50-200 중량%, 클레이는 30-250 중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 충격음 저감용 고분자 복합재.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    카본 블랙은 입자경 30-100nm, 비표면적 17-43㎡/g,
    탈크는 입자경 5-70um, 비표면적 10-50㎡/g,
    탄산 칼슘은 입자경 1-40um, 비표면적 3-10㎡/g,
    클레이는 입자경 0.1-5um, 비표면적 5-40㎡/g을 특징으로 하는 충격음 저감용 고분자 복합재.
  4. 제 1항에 있어서,
    폴리우레탄계 또는 폴리우레아계 또는 폴리올레핀계의 플라스틱 발포체로는 open cell 또는 closed cell 구조를 갖고 밀도는 20-40kg/㎥, 셀 수는 10-20개/cm를 갖는 것을 특징으로 하는 충격음 저감용 고분자 복합재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상부와 하부층의 플라스틱 발포체는 20mm의 두께에 대한 정적 탄성계수가 20 - 70kg/mm이고, 중간층의 고무 조성물층은 20mm의 두께에 대한 정적 탄성계수가 50 - 200kg/mm인 것을 특징으로 하는 충격음 저감용 고분자 복합재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상부와 하부층의 폴리우레탄계 또는 폴리우레아계 또는 폴리올레핀계의 플라스틱 발포체와 중간의 고무 조성물층과의 정적 탄성계수의 차이값이 30-150kg/mm임을 특징으로 하는 충격음 저감용 고분자 복합재.
  7. 제 1항에 있어서,
    고분자 복합재의 적층구조는
    중간층에는 고무조성물층(10)으로 하고, 상부와 하부층에는 각각 플라스틱 발포체층(20)에 의한 3층 적층구조임을 특징으로 하는 충격음 저감용 고분자 복합재.
  8. 제 1항에 있어서,
    고분자 복합재의 적층구조는
    플라스틱 발포체층(20)과 고무 조성물층(10)을 각각 한 층씩만 적용한 2층 적층구조임을 특징으로 하는 충격음 저감용 고분자 복합재.
KR1019990044203A 1999-10-13 1999-10-13 충격음 저감용 고분자 복합재 KR100308254B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990044203A KR100308254B1 (ko) 1999-10-13 1999-10-13 충격음 저감용 고분자 복합재

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990044203A KR100308254B1 (ko) 1999-10-13 1999-10-13 충격음 저감용 고분자 복합재

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010036969A KR20010036969A (ko) 2001-05-07
KR100308254B1 true KR100308254B1 (ko) 2001-09-24

Family

ID=19615108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990044203A KR100308254B1 (ko) 1999-10-13 1999-10-13 충격음 저감용 고분자 복합재

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100308254B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100468394B1 (ko) * 2001-03-21 2005-01-27 엘지전선 주식회사 충격음 저감용 고분자 발포체
KR101081165B1 (ko) 2008-11-25 2011-11-07 엘에스전선 주식회사 바닥 충격음 흡수 패널
KR102018595B1 (ko) 2018-04-09 2019-09-05 조원대 충격음 저감용 고밀도 복합소재 제조방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000058706A (ko) * 2000-06-26 2000-10-05 김용환 에어컨 컴프레서용 방진고무의 제조방법
KR100407780B1 (ko) * 2001-03-21 2003-12-01 엘지전선 주식회사 충격음 저감용 고분자 복합재 및 그 제조방법
KR100504148B1 (ko) * 2001-08-22 2005-07-27 주식회사 세라그린 방진용 고무발포체 제조방법 및 이로부터 제조된 방진용 고무발포체
KR100422767B1 (ko) * 2001-09-05 2004-03-12 현대자동차주식회사 이피디엠 고무와 플라스틱의 무접착형 부품 및 제조 방법
KR100473559B1 (ko) * 2001-11-16 2005-03-08 엘지전선 주식회사 충격흡수용 고분자복합체 및 그 시공방법
KR100446002B1 (ko) * 2002-02-01 2004-08-25 영보화학 주식회사 소음 및 충격음 저감용 복합 발포체
KR100401936B1 (en) * 2002-02-21 2003-10-17 So Jong Man Foamed rubber sheet composition having low specific gravity and preparation thereof
KR101156936B1 (ko) * 2009-09-02 2012-06-14 소병춘 발포올레핀을 이용한 탄성바닥재 및 그 시공방법
CN114083839A (zh) * 2021-12-03 2022-02-25 青岛理工大学 一种具有打孔橡胶插入层的夹层结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100468394B1 (ko) * 2001-03-21 2005-01-27 엘지전선 주식회사 충격음 저감용 고분자 발포체
KR101081165B1 (ko) 2008-11-25 2011-11-07 엘에스전선 주식회사 바닥 충격음 흡수 패널
KR102018595B1 (ko) 2018-04-09 2019-09-05 조원대 충격음 저감용 고밀도 복합소재 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010036969A (ko) 2001-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100308254B1 (ko) 충격음 저감용 고분자 복합재
KR101116238B1 (ko) 층간 차음재 및 이를 이용한 바닥 시공 방법
KR100839203B1 (ko) 공동주택의 층간 진동 감쇠용 점탄성 조성물을 이용한 시트및 블록
KR100763434B1 (ko) 층간 소음방지 바닥재
KR100788746B1 (ko) 층간소음방지를 위한 모르타르 조성물 및 콘크리트슬래브의 충격소음 저감방법
EP1408075A1 (en) Vibration damping material composition
KR101942048B1 (ko) 층간 소음방지 구조물
António et al. Impact sound transmission provided by concrete layers incorporating cork granules
KR20030065824A (ko) 소음 및 충격음 저감용 복합 발포체
KR101828948B1 (ko) 폐고무를 이용한 소음방지 판넬 시스템
JPH0830275A (ja) 吸音材
KR0156348B1 (ko) 건축용 다기능 적층재조성물 및 그에 의한 적층재
KR100407780B1 (ko) 충격음 저감용 고분자 복합재 및 그 제조방법
US20230235553A1 (en) Sound control components comprising foam composites
KR100504148B1 (ko) 방진용 고무발포체 제조방법 및 이로부터 제조된 방진용 고무발포체
KR100806728B1 (ko) 소음 및 충격음 저감용 완충재
KR100377805B1 (ko) 공동주택의 바닥충격음 차음구조
KR100750628B1 (ko) 차음성이 우수한 건축용 소음차단재
KR20090076747A (ko) 바닥충격음 저감용 방진구
KR20090088209A (ko) 바닥충격음 저감용 방진구
KR100473559B1 (ko) 충격흡수용 고분자복합체 및 그 시공방법
KR100559577B1 (ko) 저비중 차음재 조성물
KR100468394B1 (ko) 충격음 저감용 고분자 발포체
KR101837501B1 (ko) 폴리에스테르 수지 발포체를 포함하는 층간 차음재
KR200370453Y1 (ko) 고기능성 제진 완충재

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120611

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130430

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140827

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150818

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160805

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170802

Year of fee payment: 17

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180813

Year of fee payment: 18