KR100357024B1

KR100357024B1 - 공동주택의 바닥충격음 차음구조 및 그 차음구조에이용되는 폴리우레탄

Info

Publication number: KR100357024B1
Application number: KR1020000028720A
Authority: KR
Inventors: 최석주; 김현모
Original assignee: 삼성물산 주식회사; 주식회사 세이빈엔지니어링; 전영식
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2002-10-18
Also published as: KR20010107305A

Abstract

본 발명은 원목을 표면마감재로 사용하는 아파트와 같은 공동주택에 있어서 바닥충격음 차음효과를 향상시키고 동시에 난방배관으로부터의 열을 온도차가 온도계의 오차범위(0.5 내지 1℃)내로 유지하면서 표면마감재에 전달할 수 있는 공동주택의 바닥충격음 차음구조에 관한 것이다.

본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조는 철근을 포함하는 콘크리트 슬래브(1), 상기 콘크리트 슬래브(1)위에 도포되는 것으로서 단열을 위한 경량기포콘크리트(2), 상기 경량기포콘크리트(2)위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르(3), 그리고 상기 마감 모르타르(3)위에 접착제에 의하여 표면마감재로서 부착되는 원목(4)으로 이루어진 공동주택의 바닥구조에 있어서, 상기 마감 모르타르(3)위에, 폴리올 100 Phr, 체인 익스탠더 7-10 Phr, 실리콘 정포제 0.2 - 0.5 Phr, 촉매 0.05 - 1 Phr, H₂O 0.5 - 3 Phr, 그리고 프리폴리머 70 - 80 Phr를 혼합, 반응시켜 생성된 다공성 폴리우레탄(10)이 접착되고, 상기 다공성 폴리우레탄(10)위에 원목(4)이 접착되는 구조로 되어 있다.

Description

공동주택의 바닥충격음 차음구조 및 그 차음구조에 이용되는 폴리우레탄 {STRUCTURE FOR ISOLATING FLOOR IMPACT SOUND IN COMMUNITY HOUSES AND POLY URETHANE BEING USED IN THE STRUCTURE}

본 발명은 아파트와 같은 공동주택의 바닥충격음 차음구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원목을 표면마감재로 사용하는 공동주택에 있어서 바닥충격음 차음효과를 향상시키고 동시에 난방배관으로부터의 열을 온도차가 온도계의 오차범위(0.5 내지 1℃)내로 유지하면서 표면마감재에 전달할 수 있는 공동주택의 바닥충격음 차음구조 및 그 차음구조에 이용되는 폴리우레탄에 관한 것이다.

바닥충격음은 아파트와 같은 공동주택의 상층바닥에서 사람의 보행, 물건의 낙하 등의 충격이 가해질 때 바닥 슬래브, 천장 또는 벽체를 통하여 하층 세대내로 방사되는 음이다.

일반적으로 콘크리트 슬래브 구조는 공기 전파음을 잘 차단하기 때문에 좋은 차음재라 할 수 있으나, 콘크리트구조에 충격이나 진동을 직접 가하게 되면 고체전파음으로 변하여 거의 감쇠되지 않고 인접한 다른 세대로 전달되어 음(소음)으로 방사되는 특성을 가지고 있다.

바닥충격음은 크게 그릇이나 골프공 등의 낙하음, 의자 이동음과 같이 고주파수 성분의 음을 많이 발생시키는 경량충격음과, 성인보행, 어린이들의 뜀뛰기 등과 같이 저주파수 성분의 음을 많이 발생시키는 중량충격음으로 구분하고 있다.

구미의 주택인 경우, 바닥충격음은 주로 사람이 구두를 신고 보행하는 소리, 즉 여성의 하이힐에 의한 충격음이 많이 발생하기 때문에 주로 경량충격음을 방지하는 구조로 되어야 하고, 한국이나 일본 주택의 경우에는, 생활습관이 좌식생활을 하기 때문에 상기 경량충격음외에 어린이의 뜀뛰기 등과 같은 중량충격음을 방지할 수 있는 구조로 되어야 한다.

바닥충격음의 발생모델을 간단하게 나타내면 도 1과 같이 충격원, 바닥구조, 하부공간으로 구별할 수 있다.

도 1에서 M_t는 충격원의 질량(㎏), V_t는 충격원의 충돌속도(m/s), k_c는 충격면의 탄성계수(N/m²), r_c는 충격면의 마찰저항계수(N/m/s), M_s는 바닥슬래브의 질량(㎏)이다. 여기서 M_t와 M_s는 고정되어 있으므로 k_c와 r_c를 조정하여 바닥충격음을 차단하여야 한다.

최근에 입주자의 요청 등으로 인하여 공동주택의 바닥, 특히 거실의 바닥의 표면마감재로서 원목을 많이 사용하고 있는데, 바닥표면마감재로서 원목을 사용하는 종래의 바닥구조는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 철근을 포함하는 콘크리트 슬래브(1), 상기 슬래브 위에 도포되는 것으로서 단열을 위한 경량기포콘크리트(2), 상기 경량기포콘크리트(2)위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르(3), 그리고 상기 마감 모르타르(3)위에 접착제에 의하여 표면마감재로서 부착되는 원목(4)으로 이루어져 있다.

상기와 같이 종래에 표면마감재로서 원목(4)을 사용하는 바닥구조는 원목자체가 어느 정도 차음기능을 수행하여 별도로 완충재를 사용하지 않기 때문에 바닥충격음을 효과적으로 차단할 수 없는 문제점이 있었다.

또한 종래에 표면마감재로서 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 원목(4)을 사용하지 않고 모노륨(4')을 사용하는 경우의 바닥구조는 콘크리트 슬래브(1)와 경량기포콘크리트(2)사이에 폴리에스테르와 같은 완충재(5)를 구성하여 바닥충격음을 차단하고 있으나 완충재(5)가 바닥표면에서 멀리 떨어져 있어서 바닥충격음을 일차적으로 직접 차단하기 못하고 기포경량콘크리트(2)까지 전달된 후에 차음하기 때문에 차음효율은 물론 시공성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 표면마감재로서 원목을 사용하는 공동주택에 있어서 바닥충격음의 차음효율을 향상시킬 수 있는 공동주택의 바닥충격음 차음구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 바닥충격음의 차음효율을 향상시킴과 동시에 난방배관으로부터의 열을 온도차가 온도계의 오차범위(0.5 내지 1℃)로 유지하면서 표면마감재로 전달할 수 있는 공동주택의 바닥충격음 차음구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 표면마감재로서 원목을 사용하는 공동주택에 있어서 바닥충격음의 차음효율을 향상시키는 공동주택의 바닥충격음 차음구조에 이용되는 다공성 폴리우레탄을 제공하는데 있다.

상기 한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조는 철근을 포함하는 콘크리트 슬래브, 상기 슬래브 위에 도포되는 것으로서 단열을 위한 경량기포콘크리트, 상기 경량기포콘크리트위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르, 그리고 상기 마감 모르타르위에 접착제에 의하여 표면마감재로서 부착되는 원목으로 이루어진 공동주택의 바닥구조에 있어서, 상기 마감 모르타르위에, 폴리올 100 Phr, 체인 익스탠더 7-10 Phr, 실리콘 정포제 0.2 - 0.5 Phr, 촉매 0.05 - 1 Phr, H₂O 0.5 - 3 Phr, 그리고 프리폴리머 70 - 80 Phr를 혼합, 반응시켜 생성된 다공성 폴리우레탄이 접착되고, 상기 다공성 폴리우레탄위에 원목이 접착되는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다공성 폴리우레탄은 폴리올 100 Phr, 체인 익스탠더 7-10 Phr, 실리콘 정포제 0.2 - 0.5 Phr, 촉매 0.05 - 1 Phr, H₂O 0.5 - 3 Phr, 그리고 프리폴리머 70 - 80 Phr를 혼합, 반응시켜 생성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 바닥충격음의 발생모델을 나타내는 모식도,

도 2는 표면마감재로서 원목을 사용하는 종래 공동주택의 바닥구조의 구성도,

도 3은 표면마감재로서 모노륨을 사용하는 종래 공동주택의 바닥구조의 구성도,

도 4는 표면마감재로서 원목을 사용하는 공동주택의 바닥구조에서 본 발명에 따른 공동주택의 바닥충격음 차음구조를 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 공동주택의 바닥구조의 중량충격음 실험결과를 나타내는 그래프,

도 6은 본 발명에 따른 공동주택의 바닥구조의 경량충격음 실험결과를 나타내는 그래프,

도 7은 본 발명의 다공성 폴리우레탄의 제조공정을 나타내는 플로우챠트이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 콘크리트 슬래브 2: 경량기포 콘크리트

3: 마감 모르타르 4: 원목

4': 모노륨 5: 완충재

10: 다공성 폴리우레탄

이하 본 발명을 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조를 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 공동주택의 바닥구조의 중량충격음 실험결과를 나타내는 그래프이며, 도 6은 본 발명에 따른 공동주택의 바닥구조의 경량충격음 실험결과를 나타내는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 다공성 폴리우레탄의 제조공정을 나타내는플로우챠트이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조는 철근을 포함하는 콘크리트 슬래브(1), 상기 콘크리트 슬래브(1)위에 도포되는 것으로서 단열을 위한 경량기포콘크리트(2), 상기 경량기포콘크리트(2)위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르(3), 그리고 상기 마감 모르타르(3)위에 접착제에 의하여 표면마감재로서 부착되는 원목(4)으로 이루어진 공동주택의 바닥구조에 있어서, 상기 마감 모르타르(3)위에 다공성 폴리우레탄(10)이 접착되고, 상기 다공성 폴리우레탄(10)위에 원목(4)이 접착되는 구조로 되어 있다.

상기 다공성 폴리우레탄(10)은 폴리올 100 Phr(Parts per hundred rate), 체인 익스탠더(chain extender) 7-10 Phr, 실리콘 정포제 0.2 - 0.5 Phr, 촉매 0.05 - 1 Phr, H₂O 0.5 - 3 Phr, 그리고 프리폴리머(Prepolymer) 70 - 80 Phr를 혼합, 반응시켜 생성된 것을 사용한다.

상기 폴리올은 OHV(산소(O)와 수소(H)의 값(Value)) 30 - 40의 폴리머 폴리올, OHV 60의 트리올(Triol), 그리고 OHV 30- 40의 디올(Diol)을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 체인 익스탠더는 분자량 200-300의 것이 바람직하다.

상기 프리폴리머는 MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 프리폴리머, TDI(Toluene diisocyanate) 프리폴리머, 또는 NDI(Naphathlene diisocyanate)프리폴리머를 이용한다.

프리폴리머는 이소시아네이트 함량이 18%인 것을 사용하는데, 이는 이소시아네이트 함량이 33 %인 MDI, TDI 또는 NDI와 폴리에테르를 2:1의 비율로 혼합하고 1.5시간동안 반응시켜서 얻는다.

[실시예]

도 7에 도시된 바와 같이 먼저 이소시아네이트 함량이 33 % 인 MDI와 폴리에테르를 2:1의 비율로 혼합하고 1.5시간동안 반응시켜 이소시아네이트 함량이 18 %인 MDI 프리폴리머를 얻는다.

한편, 폴리머 폴리올 40 Phr, 트리올 45 Phr과 디올 15 Phr를 혼합하여 된 폴리올 100 Phr, 체인 익스탠더로서 부탄디올(butandiol) 7 Phr, H₂0 1.5 Phr, 촉매로서 데브코33LV(Debco33LV) 0.5 Phr, 그리고 실리콘 정포제 0.7 Phr를 혼합한다.

이와 같은 혼합물과 전술한 MDI 프리폴리머를 혼합하여 반응시키는데 MDI 프리폴리머는 80 Phr의 비율로 혼합한다.

이 반응물을 온도 80℃의 주형에 주입하여 발포시키고, 가교한 후 주형에서 제거하여 3mm의 두께로 절단하여 완제품을 생산한다.

상기와 같이 제조된 다공성 폴리우레탄은, 밀도가 200 ㎏/㎥, 정적탄성계수가 0.25 N/㎟, 동적탄성계수가 0.55 N/㎟, 영구압축수축율이 1.2 %, 인장강도가 3 ㎏/㎠, 신장율이 300 %, 열전도율이 0.06㎉/m·h·℃, 난연등급이 B2, 전기저항이 10¹⁵Ω·㎝의 물성치를 갖는다.

본 발명에 따른 다공성 폴리우레탄(10)은 접착성능이 우수하기 때문에 그 하면 또는 상면, 그리고 상하면을 각각 접착 또는 점착제(클로로필렌 점착제, 아크릴점착제, 폴리우레탄 접착제, 에폭시 접착제 등)으로 처리하여 시공성을 양호하게 할 수 있다.

다공성 폴리우레탄(10)의 하면, 상면 또는 상하면에 각각 양면 접착 또는 점착시트를 부착한 후 시공현장에서 하부의 접착시트의 비닐을 제거하면서 다공성 폴리우레탄(10)의 하면을 마감 모르타르(3)에 접착하고, 다공성 폴리 우레탄(10)상부의 접착시트의 비닐을 제거하여 원목(4)을 접착하는 방식으로 시공하면 접착제를 직접 바르면서 시공하는 경우에 비하여 시공성이 양호하게 된다.

상기 다공성 폴리우레탄(10)은 다음 표과 같은 물성치를 가질 때에 그 차음효과가 우수하게 되는 것을 실험결과 알게 되었다.

구 분	단 위	시험기준	값
재 질		KSM3016-96 A 법	다공성 폴리우레탄(PU-NVHO.20 Form)
밀 도	㎏/㎥	KSM3016	150 - 650
정 적탄성계수	N/㎟	DIN 5313	0.15 - 0.45
동 적탄성계수	N/㎟	DIN 5313	0.35 - 0.75
영구압축수축율	%	KSM3016	1.0 - 1.4
인장강도	㎏/㎠	KSM3016	2.7 - 3.3
신 장 율	%	KSM3016	280 - 320
열전도율	㎉/m·h·℃	DIN52612/1	0.06 - 0.07
난연등급		DIN4102	B2
전기저항	Ω·㎝	DIN53482	10¹⁵

다공성 폴리우레탄은 밀도가 200 ㎏/㎥, 정적탄성계수가 0.25 N/㎟, 동적탄성계수가 0.55 N/㎟, 영구압축수축율이 1.2 %, 인장강도가 3 ㎏/㎠, 신장율이300 %, 열전도율이 0.06㎉/m·h·℃, 난연등급이 B2, 전기저항이 10¹⁵Ω·㎝의 물성치를 가질 때 그 차음효과가 가장 우수하다.

상기와 같은 물성치를 갖는 다공성 폴리우레탄(10)을 이용하고 표면마감재로서 원목을 사용한 본 발명의 바닥구조와, 다공성 폴리우레탄을 이용하지 않고 표면마감재로서 원목을 사용한 종래의 바닥구조에 대하여 각각 바닥충격음 실험을 행한 결과가 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.

도 5는 중량충격음 실험결과를 나타내는 도표이고, 도 6은 경량충격음측정결과를 나타내는 도표이다.

상기 실험결과에서 알 수 있는 바와 같이, 중량충격음은 일본 건축학회 권장기준인 1등급(L-50), 경량충격음은 일본 건축학회 권장기준인 3등급(L-60)이 달성됨을 알 수 있고, 특히 고주파 대역에서 종래의 바닥구조에 비하여 바닥충격음의 저감효과가 크다.

본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조는 다공성 폴리우레탄(10)이 원목(4) 바로 아래에 위치해 있기 때문에 완충재가 경량기포 콘크리트(2)의 하부에 위치한 종래의 바닥구조에 비하여 바닥충격음의 차음효과가 우수하다.

본 발명의 다공성 폴리우레탄(10)은 상기와 같이 바닥충격음의 차단효과가 우수 할 뿐만 아니라 열에 강하고 열전도율이 양호하다.

따라서 본 발명은 완충재인 다공성 폴리우레탄(10)이 난방배관이 설치되어 있는 마감 모르타르(3)와 표면마감재인 원목(4)사이에 위치해 있음에도 불구하고다공성 폴리우레탄(10)이 열에 잘 견디고 열전도율이 양호하기 때문에 난방배관으로부터의 열을 원목쪽으로 효과적으로 전달하여 난방효과를 저감시키지 않는다.

본 발명의 공동주택의 바닥충격음 차음구조는 표면마감재로서 원목을 사용하는 공동주택에 있어서 바닥충격음의 차음효율을 향상시키고, 상기와 같이 바닥충격음의 차음효율을 향상시키면서도 다공성 폴리우레탄이 열에 강하고 열전도율이 양호하기 때문에 난방배관으로부터 원목으로의 열전도를 저해시키지 않으며, 또한 바닥구조의 시공성이 양호하다는 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구의 범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims

철근을 포함하는 콘크리트 슬래브(1), 상기 콘크리트 슬래브(1)위에 도포되는 것으로서 단열을 위한 경량기포콘크리트(2), 상기 경량기포콘크리트(2)위에 도포되며 난방배관이 설치되는 마감 모르타르(3), 그리고 상기 마감 모르타르(3)위에 접착제에 의하여 표면마감재로서 부착되는 원목(4)으로 이루어진 공동주택의 바닥구조에 있어서,

상기 마감 모르타르(3)위에, 폴리올 100 Phr, 체인 익스탠더 7-10 Phr, 실리콘 정포제 0.2 - 0.5 Phr, 촉매 0.05 - 1 Phr, H₂O 0.5 - 3 Phr, 그리고 프리폴리머 70 - 80 Phr를 혼합, 반응시켜 생성된 다공성 폴리우레탄(10)이 접착되고, 상기 다공성 폴리우레탄(10)위에 원목(4)이 접착되는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제1항에 있어서, 상기 다공성 폴리우레탄(10)은 밀도가 150 - 650 ㎏/㎥, 정적탄성계수가 0.15 - 0.45 N/㎟, 동적탄성계수가 0.35 - 0.75 N/㎟, 영구압축수축율이 1.0 - 1.4 %, 인장강도가 2.7 - 3.3 ㎏/㎠, 신장율이 280 - 320 %, 열전도율이 0.06 - 0.07 ㎉/m·h·℃, 난연등급이 B2, 전기저항이 10¹⁵Ω·㎝의 물성치를 갖는 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제2항에 있어서, 상기 다공성 폴리우레탄(10)은 밀도가 200 ㎏/㎥, 정적탄성계수가 0.25 N/㎟, 동적탄성계수가 0.55 N/㎟, 영구압축수축율이 1.2 %, 인장강도가 3 ㎏/㎠, 신장율이 300 %, 열전도율이 0.06 ㎉/m·h·℃, 난연등급이 B2, 전기저항이 10¹⁵Ω·㎝의 물성치를 갖는 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제1항에 있어서, 상기 폴리올은 OHV 30 - 40의 폴리머 폴리올, OHV 60의 트리올, 그리고 OHV 30- 40의 디올을 혼합하여 얻은 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제1항에 있어서, 상기 체인 익스탠더는 분자량이 200-300 인 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제1항에 있어서, 상기 프리폴리머는 MDI 프리폴리머, TDI 프리폴리머, 또는 NDI 프리폴리머인 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 프리폴리머는 이소시아네이트 함량이 18 %인 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조
제1항에 있어서, 상기 프리폴리머는 이소시아네이트 함량이 33 %인 MDI, TDI 또는 NDI 와 폴리에테르를 2:1의 비율로 혼합하고 1.5시간동안 반응시켜서 얻은 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조.
폴리올 100 Phr, 체인 익스탠더 7-10 Phr, 실리콘 정포제 0.2 - 0.5 Phr, 촉매 0.05 - 1 Phr, H₂O 0.5 - 3 Phr, 그리고 프리폴리머 70 - 80 Phr를 혼합, 반응시켜 생성된 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥충격음 차음구조에 이용되는 다공성 폴리우레탄.
제9항에 있어서, 상기 폴리올은 OHV 30 - 40의 폴리머 폴리올, OHV 60의 트리올, 그리고 OHV 30 - 40의 디올을 혼합하여 얻은 것을 특징으로 하는 다공성 폴리우레탄.
제9항에 있어서, 상기 체인 익스탠더는 분자량이 200-300 인 것을 특징으로 하는 다공성 폴리우레탄.
제9항에 있어서, 상기 프리폴리머는 MDI 프리폴리머, TDI 프리폴리머, 또는 NDI 프리폴리머인 것을 특징으로 하는 다공성 폴리우레탄.
제9항 또는 제12항에 있어서, 상기 프리폴리머는 이소시아네이트 함량이 18 %인 것을 특징으로 하는 다공성 폴리우레탄.
제9항에 있어서, 상기 프리폴리머는 이소시아네이트 함량이 33 %인 MDI, TDI 또는 NDI 와 폴리에테르를 2:1의 비율로 혼합하고 1.5시간동안 반응시켜서 얻은 것을 특징으로 하는 다공성 폴리우레탄.