KR100391502B1 - 발포 세라믹을 이용한 흡음판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징의 내부에 설치되어지는 흡음재를 인공경량골재로 성형시킨 것을 내장시키되 인공경량골재를 이중으로 형성하여서된 인공경량골재를 이용한 흡음판에 관한 것으로써, 제 1흡음재와 제 2 흡음재의 주재료를 인공경량골재로 사용하므로 소음을 보다 용이하게 흡입시킬 수 있게 되고, 인공경량골재로서는 자체적으로 흡음의 성질이 있는 발포세라믹스 알갱이와 팽창점토 및 퍼얼라이트를 혼합시킨 사용하므로 내부의 공극을 크게 확보 할 수 있어 유입되는 소음이 이들과 충돌하면서 소멸되어지므로 소음효과를 크게 향상시킬 수 있게 되며, 하우징의 배면에는 복수개의 공간부(챔버)가 형성되어 있으므로 철판의 강도를 보강할 수 있을 뿐만 아니라 소음을 보다 효율적으로 소멸시킬 수 있으며, 제 1흡음인공경량골재는 발포세라믹스의 알갱이를 다양한 색상으로 성형시킬 수 있으므로 더욱 미려하고 화려한 제품을 제공할 수 있게 된다.

Description

발포 세라믹을 이용한 흡음판{a sound absorption plate}

본 발명은 소음이 많이 발생하는 주변에 설치되어 흡음되는 소음을 소멸시키도록 하는데 사용되어지는 통상의 흡음판에 있어서, 흡음재를 인공경량골재를 사용하여서된 흡음판에 관한 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 하우징의 내부에 설치되어지는 흡음재를 인공경량골재로 성형시킨 것을 내장시키되 인공경량골재를 이중으로 형성하여서된 인공경량골재를 이용한 흡음판에 관한 것이다.

통상적으로 흡음판 또는 방음판은 자동차, 기차, 전동차 등의 교통수단이 빈번하게 운행되는 도로변과 철로변을 비롯하여 소음을 많이 발생시키는 공장지역 및 건축물공사현장 등에 설치하여 발생되는 소음을 소멸시켜 주도록 하는데 사용되어진다.

이와 같이 발생되는 소음은 난청, 두통, 불안감등을 유발시켜 건강을 해칠 뿐만 아니라 학교주변에서 학습효과를 떨어뜨리게 되고 주택지역에서는 주거환경을 크게 해치게되며, 공장지역에서는 작업환경을 악화시킬 뿐만 아니라 생산성을 저하시키게된다.

통상적으로 데시벨(dB)로 나타내는 흠음효과(흠음율)는 흡음재의 내부의 미세한 구멍의 크기 및 밀도 등에 의해 결정되어지는데, 구멍의 크기가 크면 고 진동 및 고주파 음역을 효과적으로 소멸시키고, 구멍의 크기가 작으면 저 진동 및 저주파 음역을 효과적으로 소멸시키는 것을 알려져 있으며, 또한 흡음재의 두께와 밀도 등에 의해서도 흡음 및 차음의 성능이 달라지는 것으로 알려져 있다.

도 3은 통상적으로 설치되어 사용되고 있는 종래의 흡음판(10)을 보인 것으로써, 하우징(11)의 전면에는 등간격으로 형성되는 유도판(14)에 의해 흡음공(15)이 뚫어져 있고 배면에는 지지면(13)이 형성되어 있으며, 흡음공(15)과 지지면(13)과의 사이의 공간에는 흡음재(16)가 내장되어 있다.

그러나, 상기와 같이 형성된 종래의 흠음판(10)은 흡음재(16)를 유리섬유와 같은 섬유질 흡음재를 사용하기 때문에 내부에 형성되어지는 구멍의 크기와 밀도상태가 거의 동일하게 때문에 음을 효과적으로 소멸시켜주지 못하게 되는 문제가 있었고, 유리섬유에 의한 2차 오염이 유발되는 문제점이 있었다.

다른 흡음판으로서는 시멘트콘크리트를 블록의 형상으로 형성한 것으로는 국내공개특허 공개번호 제 1987-10264호 "경량콘크리트방음벽"이 알려져 있는데 소음실의 공간으로 인하여 상대적으로 흡음벽판의 두께가 얇아서 강도가 약하고 음파가 쉽게 통과하여 소음을 효과적으로 소멸시켜주지 못하게 되며, 시멘트의 부식등으로 인해 쉽게 훼손되어지는 문제가 있었다.

또 다른 재질을 이용하는 흡음판으로서는 국내특허 등록 제132744호"폐 애쉬를 이용한 발포세라믹 흡음판"이 알려져 있는데, 이는 크기가 5-100㎛인 세라믹분체와 시멘트 및 발포제를 혼합하여서 된 것이다. 그러나 이는 분체로 된 세라믹과 시멘트를 사용하기 때문에 발포제를 이용하여 발포체로 형성하여 주더라도 미세 기포를 고르게 분산시켜주기가 용이치 못하고 미세분체의 간격이 극히 조밀할 뿐만 아니라 세라믹분체 보다 시멘트를 3-4배 많이 첨가시키기 때문에 거의 밀폐상태를 유지하게 되며, 따라서 소음이 용이하게 침투하지 못하고 반사되는 등 소음효과가 현저하게 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소할 수 있도록 된 인공경량골재를 이용한 흡음판을 제공하려는 것이다.

본 발명은 금속제로 된 하우징의 내부에 인공경량골재로 된 흡음재를 내장시켜 주되 종류가 서로 다른 인공경량골재를 이중으로 당접되게 형성하여서된 인공경량골재를 이용한 흡음판을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 흡음재로 사용되어지는 인공경량골재를 알갱이로된 것을 사용하되 전면에 구비되는 인공경량골재는 단일종류의 것을 사용하고 배면에 구비되는 인공경량골재에는 서로 다른 인공경량골재와 접착제를 혼합하여 일체형으로 형성하여서된 인공경량골재를 이용한 흡음판을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 재질과 크기가 서로 다른 인공경량골재를 사용하여 흡음력과 소음효과를 향상시킬 수 있도록 하고, 특히 전면과 후면에 위치하는 인공경량골재는 그 밀도를 서로 다르게 하며 하우징의 배면에 형성되는 공간부를 여러 개의 공간부로 형성하여 소음효과를 더욱 향상시킬 수 있도록 된 인공경량골재를 이용한 흡음판을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기한 목적은,

배면에 공간부(3)가 형성된 하우징(2)의 내부 소음실에 세라믹분말과 시멘트 및 발포제를 혼합하여 고형화 시킨 흡음재를 내장시켜서된 것에 있어서,

상기 소음실에 내장되는 흡음재를 재질과 크기가 서로 다른 인공경량골재에 의해 제 1 흡음인공경량골재(5)와 제 2흡음인공경량골재(6)로 이중으로 접착 형성하여서 된 것과,

제 2흡음인공경량골재(6)의 내부에는 철심재(7)를 매설한 것을 포함하여서된 을 특징으로 하는 인공경량골재를 이용한 흡음판(1)에 의해 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 발포 세라믹을 이용한 흡음판을 보인 전체 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 발포 세라믹을 이용한 흡음판의 측 단면도.

도 3은 통상적으로 사용되고 있는 통상의 흡음판을 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 인공경량골재흡음판 2. 하우징 3. 공간부

5. 제1흡음인공경량골재 6. 제2흡음인공경량골제 7. 철심재

10. 흡음판 14. 유도판 15. 흡음공

16. 흡음재

본 발명의 상기 목적과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확하게 이해 할 수 있을 것이다.

첨부 도면 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 인공경량골재를 이용한 흡음판(1)의 구체적인 실현 예를 보인 것으로써, 도 1은 본 발명의 전체사시도이고, 도 2는 측 단면도이다.

본 발명에 따른 인공경량골재를 이용한 흡음판(1)은 통상의 철판을 이용하여 전면이 개방형으로 된 하우징(2)을 형성하되 하우징(2)은 그의 배면에 복수개의 공간부(3)를 등간격으로 형성하였다. 상기 공간부(3)는 도시된 바와 같이 수평형으로 형성하거나, 구체적으로 도시하지는 아니하였으나 수직형으로 형성할 수 있다.

상기 하우징(2)의 내부에 형성되는 소음실에는 인공경량골재로 형성된 흡음재를 내장시켰다. 하우징(2)의 소음실에 내장되는 흡음재는 재질과 크기가 서로 다른 인공경량골재를 이용하여 제 1흡음인공경량골재(5)와 제 2흡음인공경량골재(6)로 형성하되 서로 밀접하게 접속시켜주도록 하였다.

상기, 제 1흡음인공경량골재(5)로는 발포세라믹스(Ceramics)를 들 수 있다. 상기 발포세라믹스는 도자기의 원료인 무수규산, 점토, 장석과 같은 도자기의 재료에 안료를 첨가 혼합시키고 1100∼1200℃에서 소성 하여 0.5∼5㎜의 구형(구슬)형상으로 발포 성형시켜서 된 것이며, 상기와 같이 성형시키는 방법은 기히 공지된 기술사상이고 또한 통상의 시중 품을 사용할 수 있으므로 성형방법에 대한 보다 구체적인 설명은 생략키로 한다.

이와 같이 성형되는 발포세라믹스는 양호한 절연 특성을 갖는 밀폐된 기공들과 낮은 밀도를 갖는 물질로서 경량이면서 양호한 절연성을 갖고 있으므로, 본 발명에 따른 흡음판을 경량화 시킬 수 있고 발포세라믹스 층의 내부에는 공간을 확보할 수 있으며, 외부에 노출되어 수분이 유입되더라도 수분이 발포세라믹스에 침투하지 않고 바로 배출시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따른 제 1흡음인공경량골재(5)를 성형 할 때에 발포세라믹스 80~95% 와 통상의 수지를 20~5% 혼합시킨 것을 2∼20㎜의 두께로 압착(프레싱)하여 주되, 표면(전면)의 개구율이 25% 이상 되도록 하여 보다 많은 소음이 흡입되어지도록 하여 소음효과를 향상시킬 수 있도록 하였다.

특히, 상기에서 발포세라믹스와 수지를 혼합시킬 때 수지가 발포세라믹스들의 사이에 형성되는 공간을 폐쇄시키지 않도록 하고, 외부의 소음이 용이하게 흡입되어질 수 있도록 하였다.

상기 제 1흡음인공경량골재(5)의 배면에 밀접하게 접착되어지는 제 2흡음인공경량골재(6)는 인공골재인 팽창점토와 퍼얼라이트에 경화수지와 시멘트를 첨가 혼합시켜서 압착(프레싱)하여서된 것이다.

상기에서 팽창점토는 1200℃의 가마에서 팽창된 점토 미네랄을 적절히 태워서된 것으로써, 미네랄의 내부는 공간부로 형성되고 표면은 완전히 봉인되어 있으므로 수분이 침투하지 않게 된다. 따라서 팽창점토는 가볍고 하중안전성이 대단히 양호하며, 비중이 0.6 ~ 1.1로 비교적 적고 PH-수치가 6~7인 중성을 유지하고 있다.

퍼얼라이트(pearlite)는 용암지대에 있는 팽창성 화산석(회백색의 진주암 등)을 20 ~30배로 열처리(팽창)시킨 것으로써, 비중이 0.2 ~0.3으로 매우 가볍고내부에 공간이 많이 확보되므로 자체적으로 흡음의 특성을 갖게 된다.

시멘트는 물 또는 염류용액으로 반죽하였을 때에 경화하게 되는 무기질의 교착재료를 통칭하는 것으로써 자연상태의 시멘트 외에 통상적으로 건축에서 사용되어지는 포틀랜드 시멘트를 들 수 있으며, 본 발명에서는 인공경량골재인 팽창점토와 퍼얼라이트를 서로 결합시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

또한 경화수지는 열 경화성수지로서 열경화성을 가지고, 반응이 진행되면 열가역성의 상태에서 불용 불융의 상태로 경화해버리는 합성수지로서, 수소수지, 멜라민수지, 페놀수지, 에폭시수지, 불포화폴리에스테르, 알키드수지 등을 들 수 있으며, 경화수지는 팽창점토와 퍼얼라이트를 서로 결합시켜주는 접착제의 기능을 수행하게 된다.

특히, 제 2흡음인공경량골재(6)의 내부에는 굵은 금속막대 예컨대 굵은 철사를 등간격으로 서로 엮어 준 철심재(7)를 매설하여서 제 2흡음인공경량골재(6)와 함께 제 1흡음인공경량골재(5)가 뒤틀리거나 하는 변형현상을 방지할 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 인공경량골재를 이용한 흡음판(1)은 제 1흡음인공경량골재(5)의 인공경량골재인 발포세라믹스와 제 2흡음인공경량골재(6)의 인공경량골재인 퍼얼라이트와 팽창점토의 혼합비율을 10~25 : 50~80 : 10~25%의 비율로 유지시켜주어서 유입된 소음이 보다 효율적으로 소멸되어질 수 있도록 하였다.

상기와 같이 제 1흡음인공경량골재(5)와 일체형으로 접착되어지는 제 2흡음인공경량골재(6)의 배면에는 통상의 철판을 이용하여 하우징(2)을 형성하되 전면이 제 1흡음인공경량골재(1)의 전면의 가장자리를 억류시킬 수 있도록 하였고, 배면에는 소음성능을 향상시킬 수 있도록 복수개의 공간부(3:챔버)를 형성하였는데, 상기와 같이 복수개의 공간부(3)를 형성하여 주면 공진 현상을 줄이면서 소음성능을 향상시킬 수 있고, 더불어 두께가 얇은 철판을 사용하여 하우징(2)을 성형시킬 수 있게 된다.

특히, 본 발명에서 적용되는 공진 주파수를, 공기 층이 확보되었을 때에는 125 ~ 130㎐의 영역(TL = 18 log 2mf - 44)으로 낮추어주고, 공기 층을 확보하지 않고 2벽의 밀도를 같게 하였을 때에는 177 ~ 184㎐｛TL =( 18 log mf - 44)× 2｝의 영역으로 하여, 거의 모든 영역에서 투과 손실을 얻을 수 있도록 하였다.

또 본 발명에 따른 인공경량골재를 이용한 흡음재(1)는 자체적으로 흡음의 성질이 있는 인공골재들을 불포화에스테르 수지로 결합시켜주므로 1㎡당 중량을 30 ~ 35㎏으로 유지시켜 경량화 시킬 수 있고, 1/3 옥타브밴드의 중심주파수인 250, 500, 1000, 2000㎐에서 자체적으로 30㏈ 이상의 투과 손실효과를 얻을 수 있게 된다.

이하, 작동관계를 설명한다.

본 발명에 따른 인공경량골재를 이용한 흡음판(1)도 통상의 흡음판과 동일하게 설치하여 사용하므로 설치에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 인공경량골재를 이용한 흡음판(1)을 설치하여 사용하게 되면 외부에서 발생된 소음은 발포세라믹스의 알갱이로 형성된 제 1흡음인공경량골재(5)를 통하여 흡입되어진다. 특히, 제 1흡음인공경량골재(5)는 표면의 개구율이 25%이상으로 형성되어 있으므로 소음은 발포세라믹스의 알갱이 사이로 용이하게 침투하여 유입되어지며, 제 1흡음인공경량골재(5)로 유입되어지는 소음은 발포세라믹스의 알갱이들과 반복적으로 충돌하면서 분할되어 파형도 변화되어지면서 점진적으로 소멸되어진다.

상기와 같이 발포세라믹스의 알갱이로 형성된 제 1흡음인공경량골재(5)를 통과하면서 일부가 소멸되어진 소음은 제 2흡음인공경량골재(6)로 유입되어진다.

제 2흡음인공경량골재(6)는 공간이 많은 팽창점토와 퍼얼라이트를 혼합 결합시켜서된 것이므로, 제 2흡음인공경량골재(6)의 내부로 유입 된 소음은 팽창점토 및 퍼얼라이트 들의 사이를 통과하면서 팽창점토 및 퍼얼라이트 들과 연속적으로 충돌하여 분할되어지고 파형이 변하게 되고, 상기와 같이 2흡음인공경량골재(6)의 팽창점토와 퍼얼라이트 들과 계속적으로 충돌하는 소음은 점진적으로 소멸되어진다.

상기 2흡음인공경량골재(6)를 통과하여 소멸되지 않는 소음 중에서 하우징(2)의 지지면(4)과 충돌하여 반사된 소음은 2흡음인공경량골재(6)의 팽창점토와 퍼얼라이트를 역으로 통과 할 때에 이들과 충돌하면서 점진적으로 소멸되어지고, 특히 제 1흡음인공경량골재(5)를 거쳐 제 2흡음인공경량골재(6)로 유입되어지는 소음들과 충돌하여 재차 유입되면서 소멸되어진다.

또한 2흡음인공경량골재(6)를 통과하여 소멸되지 않는 소음 중에서 공간부(3)로 유입된 소음은 공간부(3)의 내면과 충돌하여 굴절되어지면서 소멸되어지고 굴절되어 제 2흡음인공경량골재(6)로 역으로 유입되는 소음도 팽창점토와 퍼얼라이트를 역으로 통과 할 때에 이들과 충돌하면서 점진적으로 소멸되어지고, 특히 제 1흡음인공경량골재(5)를 거쳐 제 2흡음인공경량골재(6)로 유입되어지는 소음들과 충돌하여 재차 유입되면서 소멸되어지게된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 인공경량골재를 이용한 흡음판(1)은, 제 1흡음재와 제 2 흡음재의 주재료를 인공경량골재로 사용하므로 소음을 보다 용이하게 흡입시킬 수 있게 되고, 인공경량골재로서는 자체적으로 흡음의 성질이 있는 발포세라믹스 알갱이와 팽창점토 및 퍼얼라이트를 혼합시킨 사용하므로 내부의 공극을 크게 확보 할 수 있어 유입되는 소음이 이들과 충돌하면서 소멸되어지므로 소음효과를 크게 향상시킬 수 있게 되며, 하우징의 배면에는 복수개의 공간부(챔버)가 형성되어 있으므로 철판의 강도를 보강할 수 있을 뿐만 아니라 소음을 보다 효율적으로 소멸시킬 수 있으며, 제 1흡음인공경량골재는 발포세라믹스의 알갱이를 다양한 색상으로 성형시킬 수 있으므로 더욱 미려하고 화려한 제품을 제공할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 배면에 공간부(3)가 형성된 하우징(2)의 내부 소음실에 세라믹분말과 시멘트 및 발포제를 혼합하여 고형화 시킨 흡음재를 내장시켜서된 것에 있어서,

   상기 소음실에 내장되는 흡음재를 재질과 크기가 서로 다른 인공경량골재에 의해 제 1 흡음인공경량골재(5)와 제 2흡음인공경량골재(6)로 이중으로 접착 형성하여서 된 것과,

   하우징(2)의 배면에 형성되는 공간부(3)를 복수개 형성하여서된 것과,

   제 2흡음인공경량골재(6)의 내부에 철심재(7)를 매설하여서된 것을 포함하여서된 것을 특징으로 하는 인공경량골재를 이용한 흡음판.
2. 제 1항에 있어서, 제 1흡음인공경량골재(5)는 발포세라믹스 알갱이와 경화수지를 혼합시켜서 된 것을 특징으로 하는 인공경량골재를 이용한 흡음판.
3. 제 1항에 있어서, 제 2흡음인공경량골재(6)는 퍼얼라이트와 팽창점토와 경화수지 및 시멘트를 혼합하여서 된 것을 특징으로 하는 인공경량골재를 이용한 흡음판.
4. 제 1항에 있어서, 제 1흡음인공경량골재(5)의 발포세라믹스와 제 2흡음인공경량골재(6)의 퍼얼라이트와 팽창점토를 10~25 : 50~80 : 10~25%의 비율로 유지시켜서 된 것을 특징으로 하는 인공경량골재를 이용한 흡음판.
5. 제 2항에 있어서, 발포세라믹스와 수지는 80~95% : 20~5% 비율로 혼합시킨 것과, 2∼20㎜의 두께로 유지시킨 것과, 표면(전면)의 개구율을 10 ~ 35%로 유지시킨 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 인공경량골재를 이용한 흡음판.
6. 제 2항에 있어서, 발포세라믹스는 알갱이의 크기가 0.5∼5㎜인 것을 특징으로 하는 인공경량골재를 이용한 흡음판.