KR100440831B1 - 폐 경질우레탄을 이용한 층간 소음 방지재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 경질우레탄을 이용한 층간 소음 방지재의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 폐 경질우레탄을 파쇄한 다음 상기 폐 경질우레탄 파쇄물에 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate; TDI)를 기초로 한 바인더 및 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate; MDI)를 기초로 한 바인더의 혼합물을 혼합하고 상기 혼합물에 물을 첨가한 후 시공하고자 하는 공간에 도포하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 방지재의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 층간 소음 방지재의 제조방법은 폐 경질우레탄을 재활용함으로써 시공이 간편하며 단열성이 우수한 층간 소음 방지재를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 경화시간이 짧고 일체형으로 시공되기 때문에 바닥이나 벽면에 완전히 밀착되어 층간 소음을 차단하는 효과가 매우 우수한 층간 소음 방지재를 제공하는 효과가 있다.

Description

폐 경질우레탄을 이용한 층간 소음 방지재의 제조방법{Method for preparing of composition for inter-floor noise prevention using waste polyurethane}

본 발명은 폐 경질우레탄을 이용한 층간 소음 방지재의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 폐 경질우레탄을 파쇄한 다음 상기 폐 경질우레탄 파쇄물에 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate; TDI)를 기초로 한 바인더 및 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenlymethane Diisocyanate; MDI)를 기초로 한 바인더의 혼합물을 혼합한 다음 상기 혼합물에 물을 첨가한 후 시공하고자 하는 공간에 도포하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 방지재의 제조방법에 관한 것이다.

경질우레탄은 자동차 내장재, 건축물의 단열재, 가전제품, 신발, 인조가죽 및 인조섬유 등과 같은 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 적용되고 있는 고분자 물질이다. 상기 경질우레탄은 이소시아네이트(Isocyanate)와 폴리올(Polyol)의 반응에 의해 생성되는 폴리우레탄의 일종이다. 일반적으로 낮은 분자량을 가진 폴리올 또는 3개 이상의 OH 그룹을 가진 폴리올과 다 관능기를 가진 이소시아네이트를 반응시키면, 조밀한 망사구조 및 가교화된 고분자 구조의 경질우레탄이 생성된다.

상기 경질우레탄은 단열성 등의 효과가 우수하여 적용 분야가 증가하고 있는 추세이나 가격이 비싼 단점이 있다.

따라서, 최근에는 경질우레탄과 같은 폴리우레탄을 재활용하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 폴리우레탄을 재활용하는 방법으로는 폐 폴리우레탄을 파쇄기를 이용하여 미세한 입자로 만든 다음 이를 충진제(Filler)로 사용하는 부분적인 재활용법(Partial recycling incorporation of regrind), 폐 폴리우레탄 조각들을 고압 및 고온 하에서 주형(mold)을 거치게 하여 새로운 형태로 제조하는 압축 성형법(Compression molding), 이소시아네이트를 기초로 한 바인더를 이용하여 폴리우레탄 조각들을 결합시키는 리본딩법(Rebonding), 폐 폴리우레탄을 보다 저분자로 만들어 새로운 초기물질로 제조하는 화학적 재활용법 및 폐 폴리우레탄을 소각하여 소각시 발생된 에너지를 회수하여 재사용하는 열에너지 회수법(Thermal Energy recovery) 등이 있다.

한편, 일반적으로 아파트 등의 공동주택에서는 상층으로부터 하층으로 전달되는 소음을 차단시키기 위해 다양한 형태의 소음 방지재를 시공하고 있는 실정이다. 종래에 사용된 소음 방지재로는 유리솜이나 암면, 폐고무 및 폐타이어와 같은 폐자재, 고무시트 등 여러 가지가 사용되어 왔다. 그러나, 폐타이어나 폐고무로 된 폐자재를 사용하는 경우에는 탈황과정을 필수적으로 거쳐야 하는 단점이 있다.또한, 소음 방지 방법으로 슬래브와 바닥구조(기포 콘크리트, 온수 배관, 몰탈)를 분리시켜 층간 소음의 차단을 시도하고 있으나 그 효과가 미약한 단점이 있다.

이에 본 발명자들은 폐 경질우레탄을 파쇄한 다음 층간 소음 방지재로 사용하기에 적합한 물성을 가지도록 상기 파쇄물에 TDI를 기초로 한 바인더와 MDI를 기초로 한 바인더의 혼합물을 혼합하고 상기 혼합물에 물을 첨가한 후 벽면 공간이나 바닥 공간에 도포한 다음 건조 및 경화시켜 소음 방지 효과가 있으며 단열성이 우수한 층간 소음 방지재를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 폐 경질우레탄을 이용한 층간 소음 방지재의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 층간 소음 방지재를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 폐 경질우레탄을 이용한 층간 소음 방지재의 제조방법을 제공한다.

보다 구체적으로, 본 발명은

(a) 폐 경질우레탄을 파쇄하는 단계;

(b) 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate; TDI)와 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol; PPG)을 혼합하여 TDI 바인더(Binder)를 제조하고, 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenlymethane Diisocyanate; MDI)와 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol; PPG)을 혼합하여 MDI 바인더(Binder)를 제조한 후 상기 TDI 바인더와 상기 MDI 바인더를 혼합하는 단계;

(c) 상기 (a) 단계의 경질우레탄 파쇄물과 상기 (b) 단계에서 제조한 TDI 바인더 및 MDI 바인더의 혼합물을 혼합하는 단계; 및

(d) 상기 (c) 단계에서 제조된 혼합물에 물을 첨가하여 시공하고자 하는 공간에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 방지재의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 층간 소음 방지재를 제공한다.

본 발명에서 소음은 건물에서의 고체음 예를 들어, 바닥충격음, 건물의 편의시설에서 발생하는 소음 및 진동을 말하며, 바람직하게는 음파의 진행과 매질의 진동 전달에 의해 상층에서 발생된 소음이 하층으로 전달되면서 발생하는 층간 소음을 말한다.

본 발명에 따라 제조된 층간 소음 방지재는 건물의 바닥이나 벽면 공간에 시공함으로써 소음을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 소음 방지용 바닥재의 제조방법을 단계별로 설명하면 다음과같다.

제1단계: 폐 경질우레탄의 파쇄 단계

본 발명의 폐 경질우레탄은 단열재 등으로 사용되고 난 후의 폐자재를 말하는 것으로, 본 발명에서는 폼 형태 또는 비폼 형태의 경질우레탄을 모두 사용할 수 있다.

본 발명의 층간 소음 방지재의 제조를 위해서 상기 폐 경질우레탄을 파쇄기를 이용하여 일정한 크기로 파쇄한다. 바람직하게는 폐 경질우레탄의 입자가 5∼8 mesh의 크기를 갖도록 파쇄한다. 보다 바람직하게는 경질우레탄의 입자가 5 mesh의 크기를 갖도록 한다. 이는 입자의 크기가 5 mesh 이하인 경우 공극비율이 지나치게 감소함으로써 접착비표면적이 증가하게 되어 바인더의 사용량이 증가된다는 문제점이 있으며, 반대로 입자크기가 8 mesh 이상인 경우에는 접착비표면적이 감소하여 접착력이 저하되는 단점이 있기 때문이다.

제2단계: 바인더(Binder)의 제조 단계

본 발명에서 바인더는 상기 제1단계에서 제조한 폐 경질우레탄 파쇄물을 재결합시키기 위한 접착제를 말한다. 본 발명에 따른 바인더는 폴리우레탄의 제조에 사용되는 성분을 기초로 한 것으로 다량의 이소시아네이트에 소량의 폴리올을 투입한 후 고온에서 반응시킴으로써 제조되는 프리폴리머(prepolymer)라 불리우는 변성 이소시아네이트이다.

본 발명의 바인더는 이소시아네이트 성분으로서, 톨루엔 디이소시아네이트 (Toluene Diisocyanate; TDI) 또는 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenly methane Diisocyanate; MDI)를 사용하는 것이 바람직하며, 폴리올로는 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol; PPG)을 사용하여 제조할 수 있다.

TDI는 연질우레탄의 제조에 사용되는 대표적인 이소시아네이트이다. MDI는 폴리머릭 MDI(polymeric MDI)와 모노머릭 MDI(monomeric MDI)의 두 가지 형태가 있다. 폴리머릭 MDI는 주로 경질, 반경질 우레탄의 제조에 사용되며 모노머릭 MDI는 열가소성 주형, 코팅제 등에 사용되는 대표적인 이소시아네이트이다. 본 발명에서는 폴리머릭 MDI를 사용하는 것이 바람직하다. TDI 및 MDI는 모두 상업적으로 구입이 가능하다.

본 발명에서 사용된 폴리올 성분인 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol; PPG)은 2급 또는 3급 알코올로서 분자량 3000부터 6000까지를 사용할 수 있다. 바람직하게는, TDI와 반응시킬 경우에는 폴리프로필렌글리콜의 분자량이 3000인 것을 사용하며 MDI와 반응시킬 경우에는 분자량이 6000인 것을 사용할 수 있다. PPG도 상업적으로 구입이 가능하다.

본 발명에서 TDI를 사용하여 제조한 TDI 바인더는 TDI와 PPG를 16∼38:100의 중량비율로 혼합하여 60∼80℃에서 90∼120분 동안 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 상기 TDI 바인더는 신율 및 탄성이 좋아 인성을 요하는 경우에 사용되며 NCO%는 3∼10%가 바람직하다.

본 발명에서 MDI를 사용하여 제조한 MDI 바인더는 MDI와 PPG를 76∼110:100 의 중량비율로 혼합하여 60∼80℃에서 90∼120분간 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 상기 MDI 바인더는 단단하고 부서지기 쉬운 특성이 있으며, 높은 강도를 요하는 경우에 사용되고 NCO%는 18∼28%가 바람직하다.

본 발명에 따른 바인더는 TDI 바인더와 MDI 바인더를 사용 용도에 따라 적합한 배합비로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 사용되는 바인더는 층간 소음 방지재가 적합한 강도와 인성을 갖도록 상기 TDI 바인더와 MDI 바인더를 100:10∼20의 중량비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 바인더 혼합물은 연질 바인더의 특성을 지니고 있어서, 상기 바인더 혼합물을 파쇄한 경질 우레탄과 혼합하면 경질도 연질도 아닌 물성을 나타내어 층간 소음 방지재로 사용하기에 적합한 물성이 된다.

제3단계: 폐 경질우레탄 파쇄물과 바인더의 혼합

상기 제1단계에서 제조한 폐 경질우레탄 파쇄물과 제2단계에서 제조한 TDI 바인더 및 MDI 바인더의 혼합물을 혼합하여 폐 경질우레탄 파쇄물을 재결합시킨다. 이때, 폐 경질우레탄 파쇄물과 바인더 혼합물의 혼합비율은 100:20∼30의 중량비율이 바람직하다. 가장 바람직하게는100:25의 중량비율로 혼합한다. 상기와 같은 폐 경질우레탄 파쇄물과 바인더의 혼합물은 48시간 동안 유동성을 유지할 수 있기 때문에 밀봉된 상태로 시공장소에 운반할 수 있다.

제4단계: 물의 첨가

제3단계에서 제조한 폐 경질우레탄 파쇄물 및 바인더의 혼합물에 물을 첨가한다. 물을 첨가하는 것은 바인더 혼합물의 반응을 촉진시켜 폐 경질우레탄 파쇄물의 경화시간이 단축되도록 하며, 폐 경질우레탄 파쇄물과 바인더 혼합물에 유동성을 부여함으로써 시공을 용이하도록 하기 위함이다. 본 발명의 폐 경질우레탄 파쇄물과 바인더 혼합물을 물을 첨가하지 않고 방치한 경우에는 약 7일 후에 공기중의 수분과 반응하여 경화되게 되나, 적합한 양의 물을 첨가함으로써 바인더의 반응을 촉진시켜 경화시간을 보다 빠르게 조절할 수 있다. 물의 첨가는 시공하기 직전에 현장에서 수행하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 폐 경질우레탄 파쇄물 및 바인더 혼합물에 물을 상기 혼합물과 물의 부피 비율이 1:1이 되도록 첨가하여 혼합한다. 이는 혼합물과 물의 부피 비율이 1:1을 초과하는 경우에는 물의 첨가량이 너무 많아서 오히려 경화시간이 지연되는 단점이 있기 때문이다.

바람직하게는, 폐 경질우레탄 파쇄물 및 바인더 혼합물에 물과 알코올 등의 희석재를 추가로 첨가하여 10배로 희석함으로써 원가절감을 할 수 있다. 바람직한 범위 내에서 물을 첨가하여 혼합한 경우 경화시간은 약 3∼5시간이 소요된다.

상기 폐 경질우레탄 파쇄물, 바인더 혼합물 및 물을 바람직한 범위로 혼합하여 바닥공간이나 벽면공간에 부은 후 표면을 고르게 펴고 건조 및 경화시킴으로써 간편하게 시공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 층간 소음 방지재는 바닥이나 벽면 공간에 20mm∼ 50mm 두께로 시공하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 층간 소음 방지재를 바닥 공간에 시공할 경우에는 바닥 슬래브 상단에 도포하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 층간 소음 방지재는 시공이 간편하며, 경화시간이 짧은 장점이 있으며, 일체형으로 시공되기 때문에 바닥이나 벽면과 완전히 밀착되어 층간 소음을 차단하는 효과가 매우 우수하다. 또한, 폴리우레탄을 이용하였기 때문에 층간 소음을 방지할 뿐만 아니라 단열성이 우수한 특성이 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

본 발명에 따른 폐 경질우레탄을 이용한 층간 소음 방지재의 제조

폐 경질우레탄을 파쇄기를 이용하여 5 mesh가 되도록 파쇄하였다. TDI 35g과 PPG 100g을 혼합하고 60℃에서 90분간 반응시켜 TDI 바인더를 제조하였다. MDI 76g과 PPG 100g을 혼합하고 60℃에서 90분간 반응시켜 MDI 바인더를 제조하였다. 상기에서 제조한 TDI 바인더와 MDI 바인더를 100:10의 중량비율로 혼합하여 바인더 혼합물을 제조하였다.

상기에서 제조한 폐 경질우레탄 파쇄물 4000g에 본 발명의 바인더 혼합물 1000g을 혼합하였다. 상기 혼합물에 물을 부피비율로 1:1로 첨가하여 혼합한 후 바닥 슬래이브 상단에 20mm의 두께로 부은 다음 표면을 고르게 펴고 3시간 동안 건조 및 경화시켰다.

이상, 상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 본 발명의 폐 경질우레탄을 이용한 층간 소음 방지재의 제조방법은 폐 경질우레탄을 재활용함으로써 시공이 간편하며 단열성이 우수한 층간 소음 방지재를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 경화시간이 짧고 일체형으로 시공되기 때문에 바닥이나 벽면에 완전히 밀착되어 층간 소음을 차단하는 효과가 매우 우수한 층간 소음 방지재를 제공하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. (a) 폐 경질우레탄을 파쇄하는 단계;

   (b) 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate; TDI)와 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol; PPG)을 혼합하여 TDI 바인더(Binder)를 제조하고, 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenlymethane Diisocyanate; MDI)와 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol; PPG)을 혼합하여 MDI 바인더(Binder)를 제조한 후 상기 TDI 바인더와 상기 MDI 바인더를 100:10∼20의 중량비율로 혼합하는 단계;

   (c) 상기 (a) 단계의 경질우레탄 파쇄물과 상기 (b) 단계에서 제조한 TDI 바인더 및 MDI 바인더의 혼합물을 100:20∼30의 중량비율로 혼합하는 단계; 및

   (d) 상기 (c) 단계에서 제조된 혼합물에 물을 1:1의 부피비율로 첨가하여 시공하고자 하는 공간에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 방지재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 폐 경질우레탄의 입자크기가 5∼8 mesh가 되도록 파쇄하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 방지재의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 TDI와 PPG를 16∼38:100의 중량비율로 혼합하고 60∼80℃에서 90∼120시간 반응시켜 TDI 바인더를 제조하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 방지재의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 MDI와 PPG를 76∼110:100의 중량비율로 혼합하고 60∼80℃에서 90∼120시간 반응시켜 MDI 바인더를 제조하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 방지재의 제조방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 방법으로 제조된 층간 소음 방지재.