KR100553243B1 - 층간소음제거재와 그 제조법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물에 사용되는 층간소음제거재와 그 제조법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 가지 굵기와 길이를 가지는 섬유소재를 이용하여 부직포를 제조하고 난연 처리한 후 발포시트, 부직포 순으로 접착시켜 흡음, 차음에 의한 방음효과 및 단열효과를 동시에 나타낼 수 있는 층간소음제거재에 관한 것이다.

본 발명의 층간소음제거재는 섬유사이에 미세공기층을 가져 이에 의한 우수한 보온 및 흡음효과를 제공하며, 난연성으로 인체 유해물질 배출이 전혀 없을 뿐만 아니라 비교적 두께가 얇아 시공이 간편하여 건 축내외장재, 아파트, 주상 복합빌딩, 오피스텔 등 고층건물의 층간 소음저감용, 공장 및 기계실의 소음 및 진동저감 설비용, 볼링장 및 실내스포츠 센터의 소음 및 진동저감용, 건축물의 층간소음 및 진동저감 설비 등 모든 분야에 적용될 수 있는 것으로서 콘크리트 타설 시 접착력이 우수하여 균열발생이 없으며, 내열성이 우수하여 난방배관에서 발생한 열에 의한 변형이 없음을 특징으로 한다.

층간소음 제거재, 차음재, 방음재, 방진재, 소음방지, 재활용, 난연성, 폐섬유, 보온성, 단열성, 흡음성, 차음성, 방음성, 건축내장재, 건축외장재, 복합재료

Description

층간소음제거재와 그 제조법{stair noise-removal material and production and use thereof}

도면1은 본 발명의 층간소음제거재의 개념도로 난연처리된 혼합섬유로 구성된 난연성 부직포(1)에 발포시트(2)와 부직포(3)가 접착되어 있는 본 발명의 층간소음제거재의 구성을 보여주는 개념도이다.

도면2는 층간소음제거재의 사진이다.

본 발명은 여러가지 굵기와 길이를 가지는 섬유소재를 저융점섬유와 일정 비율로 혼합하여 적당한 온도로 가열시켜 제조한 부직포를 물유리수용액에 침지시킨 후 산성수용액을 분무하여 물유리수용액을 안정화시킨 다음 건조과정을 거쳐 제조되는 난연성 부직포에 발포 시트, 부직포 순으로 접착시켜 제조되는 층간소음제거재와 그 제조법에 관한 것이다.

최근 급격한 산업화에 다른 건축물의 조밀화에 의하여 주택의 주된 형태는 아파트나 연립주택 등의 다가구 주택으로 되어가고 있다. 이러한 다가구 주택들은 주로 철근콘크리트나 철골콘크리트로 건축되는데 이러한 콘크리트구조는 벽체나 바닥이 비교적 얇은 슬래브로 구성되어 소음이 비교적 잘 전파된다. 이러한 층간 소음은 음파의 진행과 매질의 진동 전달 및 전파 등의 복합 작용에 의해 상층에서 발생된 소음이 하층으로 전달되면서 이웃 세대와의 분쟁이 빈번해지고, 기타 여러 문제점이 발생되면서 사회적으로 이슈화되고 있다.

따라서, 소음은 주거환경의 질을 결정하는 중요한 요인이 되었으며, 차음 성능에 관한 주거환경성능은 거주자의 쾌적한 생활환경 및 프라이버시 유지에 중요하다. 이러한 소음을 저감시키기 위해서는 소음원 자체를 제거하는 것이 최선이나, 현실적으로 불가능하므로 소음 에너지가 전달되는 과정에서 최소화시킬 수 있는 새로운 층간 소음 저감재료의 개발이 필요하다.

이러한 문제점을 해결하고자 콘크리트에 스폰지, 스티로폼, 암면, 유리면 등 화학적 물질로 된 단열재를 사용하여 방음 및 방진의 효과를 얻고는 있으나 위와 같은 소재에서 스폰지, 스티로폼 등은 단열성은 우수하나, 물에 약하고, 중량에 견디지 못하며, 특히 화재에 매우 약하여 연소시 유독가스가 발생하는 결점이 있어 바닥 완충재나 방음재로 사용하는 것은 거의 불가능하며, 흡음성이 뛰어난 암면, 유리면 등과 같은 무기 섬유계통의 패널의 표면에 유리섬유직물 또는 일반직물로 피복하여, 이를 실내의 벽면에 부착한 방음장치는 폐암을 유발하는 등 인체에 유해하여 세계적으로 그의 사용이 규제되고 있으며, 값이 비싸고, 시공환경이 나쁜 것 등의 결점을 내포하고 있다.

또, 근래에 빈번하게 발생하는 각종 화재사고로 인하여 야기되는 경제적 손실이 심각하여 화재사고에 안전한 건축자재에 대한 요구가 세계적으로 대두되고 있다. 하지만 화재사고에 안전한 건축자재는 대부분 무기질 소재로 구성된 것이 대부분으로 소재의 선정이 극히 제한적이여서, 날로 다양해지는 건축문화에 잘 부합되는 건축자재의 개발이 어려운 실정이다.

미국특허 제6524979호에서는 플루오르중합체 성분이 들어간 페놀수지인 열경화성 수지와 합성섬유, 수지침투가공재를 이용하여 만든 건축소재에 대해 설명하고 있다. 하지만 제조된 제품의 조성이 대부분 플루오르중합체로 구성되어 있는 이러한 유기물들은 300 ℃에서 탄소와 산소의 결합이 끊어지면서 유독가스를 배출하며 불에 타는 문제점을 가지고 있다. 미국특허 제6531210호에서는 황산칼슘과 셀룰로오스 섬유의 수용성 현탁액에 methylenediphenyldiisocyanate(MDI)를 첨가하여 압력을 주고 건조를 통해 물을 제거함으로서 얻어지는 향상된 석고/나무 섬유 판자에 대해 소개하고 있으며, 미국특허 제6460304호에서는 아스팔트 시트의 매트리스와 냉각경화 방법을 사용하여 폴리우레탄으로 코팅한 부직포로 된 직물의 방수물질로 만들어진 방수시트를 소개하고 있다.

이상과 같이 다양한 소재를 이용한 건축소재가 개발되고 있지만 이들은 모두 난연성 소재의 경우 무기질로 구성되어 있으며 유기질로 구성된 경우 대부분 화 재사고에 위험한 가연성 소재로 구성되어 있어 소재의 다양성이 없으며 사용범위가 극히 제한적이다. 하지만 본 발명에서는 유기질에 효과적인 난연 처리를 행하여 제조되는 불에 타지 않으며 무기질과 유기질 재료가 상호 보완되는 신규의 층간소음제거재를 제조하는 진보적인 기술을 제공하고 있다.

본 발명의 목적은 아파트나 공동주택의 상층부에서 발생하는 층간 진동소음을 폐섬유로 제작한 층간소음제거재로 흡음 및 차단시켜 층간진동 소음으로 인하여 발생할 수 있는 이웃간의 불협화음을 예방하여 쾌적하고 안락한 주거환경을 조성하는데 있다.

본 고안의 자제에 사용되는 폐섬유는 산업폐기물로서 원자재를 구입하는 데 구입비용이 들지 않아 최저의 생산가격으로 층간소음제거제를 생산할 수 있으며, 폐자재의 자원을 재활용하고 폐자재로 인한 자연환경 오염을 줄일 수 있는 환경친화적인 제품이다.

본 발명의 층간소음제거재는 무작위로 존재하는 불규칙적인 형태와 크기를 가지는 원료물질인 폐섬유의 형태적 특징을 활용하여 크기와 형태가 다양한 수많은 기공을 형성시켜 우수한 흡음 및 단열효과를 제공하며 난연성을 효과적으로 부여하여 화재사고로부터 안전한 신규의 층간소음제거재를 제조하고 있다.

본 발명의 층간소음제거재는 도 1및 도 2에 나타내는 바와 같이 직물, 섬유, 부직포 등의 형태로 유발되는 폐섬유를 절단과 타면을 한 후, 여러 가지 섬유가 혼합된 재활용 섬유소재에 10wt%내지 50wt%사이의 무게비로 저융점섬유를 혼합하여 90℃내지 200℃사이의 온도로 가열시켜 열에 의해 저융점섬유가 용융되면서 기타섬유들과 부직포 형태의 일체형으로 제조한 다음, 난연성을 부여하기 위해 물유리 수용액에 침지시켜 산성수용액을 분무의 방법으로 일정하게 도포하여 물유리를 안정화시킨 후 열롤러로 구성된 열건조기를 통하여 100℃내지 160℃사이의 온도로 건조하여 제조되는 난연성 부직포(1)에 발포시트(2), 부직포(3) 순으로 접착시켜 만든 층간소음제거재이다.

본 발명에서는 상기한 난연성 부직포를 제조하기 위하여 물유리처리에 고형분의 함량이 1wt%내지 75wt%사이인 물유리수용액이 사용되며 폐섬유로 구성된 부직포에 50중량부 내지 500중량부를 가한다. 또한 산성 수용액은 임의로 선택된 산이 1중량부 내지 50중량부로 알콜류, 케톤류, 에테르류의 유기용재 중 한 가지 또는 두 가지 이상 임의 선택된 것의 혼합물에 혼합된 것이 유용하다. 여기서 산은 초산, 젖산, 개미산, 크릴산, 프로판산, 석신산, 수산, 호박산, 아스콜빈산, 글루콘산, 주석산, 말레인산, 구연산, 글루타글리콜산, 아민산, 톨루엔 설폰산 등의 유기산과 염산, 황산, 인산, 질산 등의 무기산 중에서 1가지 또는 2가지이상 임의 선택된 것이 사용될 수 있다. 여기서 산성수용액을 부과시키는 이유는 물유리와의 중합반응을 촉진시켜 수분에 대한 내구성을 증진시키고, 건조되는 과정 중 열롤러에 혼합물이 접착되는 것을 방지하기 위해서이다.
또한, 상기한 난연성 부직포는 니들펀칭공정 또는 스프레이 본딩공정을 통하여 제조되고 그 두께가 0.2㎜내지 30㎜사이이며, 나일론, 에틸렌, 에스테르, 프로필렌, 아마이드, 아크릴, 아세트산비닐 등으로 이루어진 단독 중합체, 이들의 공중합체, 혼합물 또는 브렌드물이 인위적으로 합성되어 방사된 섬유와 면, 양모, 아마, 대마, 견 등의 천연에서 얻어진 섬유 중 임의로 선택된 한 가지 또는 두 가지 이상으로 구성되어진다.
그리고, 상기한 발포시트는 두께 0.1㎜내지 4㎜사이인 것으로 연질 또는 경질의 폴리우레탄, 페놀, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 및 폴리스틸렌 등의 것 중 임의로 선택되어진 한 가지로 구성되어진다.
또한, 상기 난여성 부직포와 발포시트 및 부직포는 본드 등을 이용한 접착제로 접합시키거나 또는 폼시트를 열원의 사이로 통과시켜 폼이 양면으로 녹으면서 융착되어 접합시킨다.

본 발명의 층간소음제거재는 폐섬유소재의 비교적 짧은 섬유장, 일정하지 못한 길이 및 균일하지 못한 섬유의 화학적 조성에 의한 수많은 기공을 형성시켜 다양한 소리의 음파가 지나가는 이동경로의 차이를 유발시켜 가청주파수대의 음파 중 중주파와 고주파 영역에서 소음제거능력이 탁월함과 동시에 발포시트가 저주파영역의 차음 및 완충작용을 효과적으로 수행하여 완벽한 흡음성능을 나타낸다. 그리고 무작위로 섞여 있는 섬유사이에 공기층을 포함하고 있어 보온성이 우수하며 여러 가지 굵기와 길이를 가지는 섬유소재가 다양한 크기의 구멍을 가져 효과적으로 중주파와 고주파의 소음을 제거할 수 있다는 사실이 밝혀져 이 사실이 제조방법에 적용되어 얻어진 것이다.

본 발명의 층간소음제거재는 소재간 열융착의 방법으로 제조되어 내구성이 뛰어나며 비교적 두께가 얇아 시공이 간편하고, 내열성이 우수하여 난방배관에서 발생한 열에 의한 변형이 없으며, 상부에 박막부직포를 적용하여 상부 미장과의 접착강도가 우수하여 바닥균열의 발생이 없어서 건축내외장재, 아파트, 주상 복합빌딩, 오피스텔 등 고층건물의 층간 소음저감용, 공장 및 기계실의 소음 및 진동저감 설비용, 볼링장 및 실내스포츠 센터의 소음 및 진동저감용, 건축물의 층간소음 및 진동저감 설비 등 모든 분야에 적용 가능하다.

본 발명은 불규칙적인 형태와 크기를 가지는 폐섬유 재료의 배열이 무작위로 섞여 있기 때문에 다양한 소리의 음파가 지나가는 이동경로의 차이를 유발시켜 흡음성을 극대화시키는 동시에 폐섬유 조직의 미세한 실들이 공기막을 형성시켜 그 공기막에 의한 보온성이 뛰어나기 때문에 흡음, 차음에 의한 방음효과 및 단열효과를 동시에 나타낼 수 있는 층간소음제거재가 제공된다.

본 발명은 다층구조의 건축물에서 최근 문제시 되고 있는 소음문제를 획기적으로 해결할 수 있는 층간소음제거제로 폐섬유를 이용함으로서 자원 재활용 및 경비절감을 할 수 있으며 아파트, 공동주택 등과 같은 다층 건축물내부에서 발생되는 소음이나 진동을 효율적으로 차단하여 소음에 의한 스트레스를 받지 않는 쾌적한 주거환경을 이룰 수 있어 건축내외장재, 아파트, 주상 복합빌딩, 오피스텔 등 고층건물의 층간 소음저감용, 공장 및 기계실의 소음 및 진동저감 설비용, 볼링장 및 실내스포츠 센터의 소음 및 진동저감용, 건축물의 층간소음 및 진동저감 설비 등 모든 분야에 적용될 수 있는 신규의 층간소음제거재가 제공된다.

Claims (5)

1. 부직포를 물유리 침지와 산성 수용액 부과처리를 통하여 제조되는 폐섬유 난연성 부직포에 발포시트, 부직포 순으로 접착시켜 제조되는 층간소음제거재.
2. 제1항에 있어서, 난연성 부직포는 니들펀칭공정 또는 스프레이 본딩공정을 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 층간소음제거재.
3. 제1항에 있어서, 난연성 부직포가 나일론, 에틸렌, 에스테르, 프로필렌, 아마이드, 아크릴, 아세트산비닐 등으로 이루어진 단독 중합체, 이들의 공중합체, 혼합물 또는 브렌드물이 인위적으로 합성되어 방사된 섬유와 면, 양모, 아마, 대마, 견 등의 천연에서 얻어진 섬유 중 임의로 선택된 한 가지 또는 두 가지 이상으로 구성되어진 것으로 두께가 0.2㎜내지 30㎜사이인 것을 특징으로 하는 층간소음제거재.
4. 제1항에 있어서 발포시트가 두께 0.1㎜내지 4㎜사이인 것으로 연질 또는 경질의 폴리우레탄, 페놀, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 및 폴리스틸렌 등의 것 중 임의로 선택되어진 한 가지로 구성되어진 것을 특징으로 하는 층간소음제거재.
5. 제1항에 있어서 상기 접착방법은 본드 등을 이용한 접착제로 접합시키거나 또는 폼시트를 열원의 사이로 통과시켜 폼이 양면으로 녹으면서 융착되어 접합시키는 것을 특징으로 하는 층간소음제거재.

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