KR100773156B1 - 건축용 차음재 - Google Patents

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KR100773156B1
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김성찬
김준엽
장호연
박성찬
강헌성
배문성
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 건축용 차음재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차음부재와, 상기 차음부재의 적어도 한 면에 접합 또는 적층된 기재시트를 포함하는 건축용 차음재를 제공한다. 상기 기재시트는 가열 후의 치수 변화율이 0.05% 이하이고, 투습도가 12 g/㎡ㆍday 이하이며, 스티프니스(Stiffness)가 150 이상이고, 물 또는 알칼리 수용액에 침적 후의 치수 변화율이 0.1% 이하인 것이 바람직하게 적용된다. 본 발명은 차음부재에 기재시트가 접합(또는 적층)되어 내구성 및 시공성 등이 향상되고, 국부하중 분포에서 면하중 분포로 유도되어 보다 향상된 차음성을 발휘하는 효과를 갖는다.
건축물, 바닥, 층간, 차음, 발포

Description

건축용 차음재 {NOISE ISOLATOR FOR CONSTRUCTION}
도 1은 본 발명의 제1형태에 따른 차음재의 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2형태에 따른 차음재의 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3형태에 따른 차음재의 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 유용하게 적용될 수 있는 수지 발포체의 발포 구조를 보인 것으로서, 본 발명의 제1구현예에 따른 수지 발포체(폴리우레탄 폼)의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 5는 본 발명에 유용하게 적용될 수 있는 수지 발포체의 발포 구조를 보인 것으로서, 본 발명의 제2구현예에 따른 수지 발포체의 모식도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차음재의 사용상태 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 수지 발포체 12 : 초극세사
14 : 공간 15 : 오픈 셀
20 : 기재시트 30 : 방수시트
100 : 차음재 200 : 단열재
210 : 요철 300 : 경량 기포 콘크리트층
400 : 마감 몰탈층 500 : 바닥재
본 발명은 건축용 차음재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 층간 차음재로 적용되어 충격에 의해 발생된 소음과 진동을 효과적으로 흡수, 소진하며, 내구성 및 시공성 등이 우수한 건축용 차음재에 관한 것이다.
건축물, 예를 들어 다세대 주택이나 연립 주택식의 빌라형 건축물,내부에 많은 임대 사무실을 가지는 빌딩형 건축물, 그리고 아파트, 학교, 병원, 기숙사 등의 공동 집합형 등의 다층 건축물에는 벽면이나 바닥 등에 소음 차단을 위한 차음재가 설치되고 있다. 건축물의 상층에서 가해지는 충격, 특히 이러한 충격에 의해 발생되는 소음과 진동은 하층 사람들에게 큰 불편을 초래한다. 이에 따라, 충격음 차단을 위한 차음재의 설치는 건축물의 층간 바닥공사에 필수적이라 할 수 있다.
대한민국 등록특허 제0166993호에는 바닥기초 슬라브 위에 고무재를 깔고, 그 위로 PE발포스폰지를 깔아 상기 고무재와 PE발포스폰지에 의해 차단층을 형성한 다음, 상기 차단층인 PE발포스폰지 위로 바닥층(바닥재)을 접착 형성한 바닥충격음 방지 바닥구조 시공방법이 제시되어 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2006-0038862호에는 건축물의 층간 소음 방지재(차음재)로 사용될 수 있는 것으로서, 5 내지 200배의 발포 배율을 가지며, 10 내지 3,000㎛ 직경의 발포 셀을 가지는 열가소성 난연성 발포체가 제시되어 있다.
상기 선행특허들에서와 같이 소음 차단을 위한 차음재는 수지 발포체(합성수지 발포 폼)가 많이 사용되고 있다. 이러한 수지 발포체는 일반적으로 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC), 폴리우레탄(PU), 멜라민 수지 등의 베이스 수지에 발포제가 첨가되어 발포 제조되며, 다수의 오픈 셀(open cell)과 밀폐 셀(closed cell)을 갖는다. 수지 발포체는 위와 같은 셀 구조에 의해 차음성과 함께 단열성과 충격 완충성을 가져 건축자재로서 유용하다.
또한, 차음재로서 부직포를 사용하기도 한다. 수지 발포체는 재활용성이 낮으나, 부직포는 재활용성이 높아 이러한 재활용 측면에서는 부직포가 더 유리하다. 예를 들어, 대한민국 등록실용신안 제0287776호에는 고밀도 오픈 셀 구조를 가지는부직포 기재 위에 통기성의 저밀도 오픈 셀 구조를 갖는 흡음 소재가 접착되어 있는 흡음재(차음재)가 제시되어 있다.
일반적으로, 건축물의 바닥을 시공함에 있어서는, 콘크리트 슬라브 지반 위에, 차음재로서 위와 같은 수지 발포체나 부직포를 적층한 다음, 그 위에 경량 기포 콘크리트층과 마감 몰탈층을 타설, 양생하고 있다.
그러나 종래 기술에 따른 수지 발포체나 부직포 형태의 차음재는 내구성이 떨어지고, 시공성이 낮은 문제점이 있다. 구체적으로, 경량 기포 콘크리트층과 직접 접촉된 경우 노화가 빠르고 수명이 짧아지는 문제점이 있다. 또한, 종래의 차 음재는 자체적인 지지력을 갖지 못하고, 부드러움(softness)과 가요성(flexibility)이 심하여 시공 과정에서 위치 선정과 취급이 불편한 문제점이 있다. 아울러, 위와 같이 지지력과 강도가 약한 이유로 큰 치수로의 시공이 어려워 시공 시간이 많이 소요된다. 그리고 경량 기포 콘크리트층이나 마감 몰탈층에 의해 전달되거나 장롱, 침대, 책상 등의 무거운 가구제품에 의해 전달된 국부하중에 의해 쉽게 함몰되고, 이러한 국부하중에 의한 함몰로 인하여 차음성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 차음재로 사용되는 종래의 수지 발포체는 충격에 의해 발생된 소음이나 진동을 효과적으로 흡수, 분산(소진)하지 못하여 특히 층간에 발생된 충격음을 효과적으로 방지하지 못하는 문제점이 지적된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건축용 차음재를 구성함에 있어서, 차음부재를 지지하기 위한 지지체로서 기재시트를 포함시켜 구성하고, 상기 기재시트의 물리적 특성을 최적화함으로써, 내구성 및 시공성 등이 향상되고, 국부하중 분포에서 면하중 분포로 유도되어 보다 향상된 차음성을 가지는 건축용 차음재를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 차음부재로서 수지 발포체를 적용하되, 상기 수지 발포체의 발포 구조 및 물성을 개선함으로써, 특히 충격에 의해 발생된 소음과 진동이 효과적으로 흡수, 분산(소진)되게 하여 우수한 층간 차음성을 가지는 건축용 차음재를 제공하는 데에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차음부재와, 상기 차음부재의 적어도 한 면에 접합 또는 적층된 기재시트를 포함하는 차음재를 제공한다.
이때, 바람직하게는, 상기 기재시트는 가열 후의 치수 변화율이 0.05% 이하이고, 투습도가 12 g/㎡ㆍday 이하이며, 스티프니스(Stiffness)가 150 이상이고, 물 또는 알칼리 수용액에 침적 후의 치수 변화율이0.1% 이하인 것이 사용된다.
상기 차음부재는 수지 발포체, 부직포, 직포, 글라스울 및 락울 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 개선된 발포 구조와 물성을 가지는 수지 발포체로부터 선택된다.
구체적으로, 상기 수지 발포체는 본 발명의 바람직한 형태에서 따라서 직경 0.05 ㎜ ~ 2.0 ㎜의 오픈 셀(open cell)을 포함하되, 오픈 셀화율이 20% 이상이고, 밀도가 2.0 kg/㎥ ~ 25.0 kg/㎥이며, 압축강도가 5 kgf/314㎠ ~ 15 kgf/314㎠인 것이 유용하게 적용된다. 또한, 상기 수지 발포체는 본 발명의 바람직한 형태에 따라서, 그의 발포 구조가 0.1 ㎛ ~ 20 ㎛ 굵기의 초극세사에 의해 형성된 3차원 망상구조를 가지는 것이 유용하게 적용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1형태에 따른 차음재의 단면 구성도를 보인 것이고, 도 2는 본 발명의 제2형태에 따른 차음재의 단면 구성도를 보인 것이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제3형태에 따른 차음재의 단면 구성도를 보인 것이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "접합"은 고형접착제, 고온용융 접착제, 열, 초음파, 양면 접착테이프 등의 결합수단으로 본 발명에 따른 차음재를 구성하는 구성요소 상호간이 결합되어있되 맞닿는 모든 면이 결합되거나, 또는 일부 면이 부분적으로 결합되어 있는 것을 포함한다. 그리고 본 발명에서 사용되는 용어 "적층"은 별도의 결합수단 없이 구성요소 상호간이 포개어진 것을 의미한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 차음재(100)는 차음부재(10)와, 상기 차음부재(10)를 지지하는 기재시트(20)를 적어도 포함한다. 상기 기재시트(20)는 차음부재(10)의 적어도 한 면에 접합 또는 적층된다. 구체적으로, 상기 기재시트(20)는 차음부재(10)의 한 면에만 접합(또는 적층)되거나, 양면 모두에 접합(또는 적층)된다. 도 1은 차음부재(10)의 한 면에만 접합된 모습을 예시한 것이며, 도 2는 양면 모두에 접합된 모습을 예시한 것이다. 이때, 도 1에서와 같이, 한 면에만 접합된 경우, 기재시트(20)가 위쪽에 위치되는 방향으로 건축물의 바닥에 설치된다.
상기 차음부재(10)는 차음성을 갖는 것이면 본 발명에 포함하며, 예를 들어 수지 발포체, 부직포, 직포, 글라스울 및 락울 등의 소재로부터 선택된 어느 하나로 구성할 수 있다. 또는 상기 소재들을 혼용하여 구성하거나, 상기 소재들로부터 선택된 어느 하나 또는 2이상을 선택하여 2층 이상으로 접합(또는 적층) 구성할 수 있다.
상기 기재시트(20)는 차음부재(10)를 지지하여 물리적 특성을 보강하는 것이면 본 발명에 포함하며, 이는 발포 셀이 없는 비발포 시트로부터 선택된다. 이러한 기재시트(20)는 바람직하게는 합성수지에 기재를 함침하여 제조된 것이거나, 기재에 합성수지를 코팅(분사 코팅 등)하여 제조된 것으로부터 선택된다. 이때, 상기 기재시트(20)를 구성하는 기재는 유리 섬유, 펄프, 합성 섬유, 천연 섬유 및 알루미나 섬유 등으로부터 선택된 적어도 하나 이상으로 제조된 직포나 부직포로부터 선택되며, 이러한 기재는 기재시트(20) 전체 중량의 20% 이상을 차지하는 것이 좋다. 보다 구체적으로, 기재시트(20)를 구성하는 기재(직포 또는 부직포)는 기재시트(20) 전체 중량을 기준으로 20중량% ~ 80중량%로 함유되는 것이 좋다. 이때, 기재(직포 또는 부직포)의 함량이 80중량%를 초과하면 경도나 투습도 등에서 바람직하지 않으며, 20중량% 미만면 치수 변화율이나 강도(인장강도, 파괴강도, 굽힘강도) 등에서 바람직하지 않다. 아울러, 상기 기재시트(20)를 구성하는 합성수지는 염화비닐수지 또는 염화비닐-아세트산 비닐 공중합수지 등의 비닐계 수지로부터 선택될 수 있으며, 이는 기재시트(20) 전체 중량을 기준으로 20중량% ~ 80중량%로 함유되는 것이 좋다.
또한, 상기 기재시트(20)는 본 발명의 바람직한 형태에 따라서, 80℃(오차 ±2℃)의 온도에서 6시간 동안 가열 후의 치수 변화율이 0.05% 이하이고, 투습도, 즉 온도 40℃(오차 ±1℃), 상대습도 90%(오차 ±2%)에서 통과되는 수증기의 양이 12 g/㎡ㆍday 이하이며, 스티프니스(Stiffness)가 150 이상이고, 상온의 물 또는 알칼리 수용액에 6시간 동안 침적 후의 치수 변화율이0.1% 이하인 물리적 특성을 가지는 것으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 위와 같은 기재시트(20)의 접합(또는 적층)에 의해 수지 발포체와 같은 차음부재(10)의 내구성이 향상되고, 강도 및 지지력이 확보되어 시공성 등이 향상된다. 보다 구체적으로, 상기와 같은 물리적 특성을 가지는 기재시트(20)에 의해 치수 안정성, 방수성, 내알칼리성 등이 확보되어 내구성이 향상된다. 그리고 150 이상의 스티프니스(Stiffness), 구체적으로는 150 ~ 250의 스티프니스(Stiffness)를 가지는 기재시트(20)의 접합(또는 적층)에 의해 경도, 강도 등이 확보되어 시공이 용이해진다. 아울러, 상기 기재시트(20)는 경량 기포 콘크리트층이나 마감 몰탈층에 의해 전달되거나 무거운 가구제품에 의해 전달되는 국부하중을 면하중으로 분포되도록 유도하여 국부적으로 함몰되는 현상을 방지한다.
또한, 본 발명에 따른 차음재(100)는, 이상에서 설명한 차음부재(10)와 기재시트(20)를 적어도 포함하되, 이에 더하여 방수시트(30) 등이 추가로 접합(또는 적층)된 구조를 가질 수 있다. 아울러, 종이재 시트, 금속판, 양면 점착 필름이 더 접합(또는 적층)되거나, 또는 점착제가 코팅된 구조를 가질 수 있다. 도 3은 방수시트(30)가 더 접합(또는 적층)된 구조를 보인 것이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 차음재(100)는 차음부재(10)의 상하 양면 모두에 기재시트(20)가 접합(또는 적층)되고, 상기 상부에 위치된 기재시트(20) 상에 방수시트(30)가 추가로 접합(또는 적층)될 수 있다.
상기 방수시트(30)는 방수성을 갖는 것으로서, 예를 들어 액체 불투과성의 플라스틱 필름으로 구성되거나, 또는 폴리에스테르 섬유 등의 직포 또는 부직포에 합성수지가 함침 또는 코팅되어 방수성이 부여된 것으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 차음부재(10)는 차음성과 함께 단열성과 충격 완충성에서도 유리한 수지 발포체가 바람직하며, 보다 바람직하게는 이하에서 설명되는 발포 구조와 물성을 가지는 수지 발포체가 좋다. 이는 건축물의 층간 차음을 효과적으로 도모한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 유용하게 적용될 수 있는 수지 발포체의 발포 구조를 보인 것으로서, 도 4는 제1구현예에 따른 수지 발포체(폴리우레탄 폼)의 주사전자현미경(SEM) 사진이고, 도 5는 제2구현예에 따른 수지 발포체의 모식도이다.
먼저, 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 차음부재(10)로서 사용되는 수지 발포체는, 본 발명의 바람직한 제1구현예에 따라서 직경 0.05 ㎜ ~ 2.0 ㎜의 오픈 셀(15, open cell)을 다수 포함하며, 20% 이상의 오픈 셀화율을 가지는 것이 좋다. 이때, 오프 셀(15)의 직경이 0.05 ㎜ 미만이면 소음을 분산, 소진할 수 있는 공간이 작아져 차음성에서 바람직하지 않으며, 오프 셀(15)의 직경이 2.0㎜을 초과하면 밀도가 작아져 기계적 물성에서 바람직하지 않다. 그리고 오픈 셀화율이 20%미만인 경우 셀과 셀 간의 연결 통로가 작아져 차음성이 다소 떨어질 수 있다. 구체적으로, 상기 수지 발포체는 발포 셀 구조로서 오픈 셀(15)과 밀폐 셀(closed cell) 을 가질 수 있는데, 이때 오픈 셀(15)로만 이루어지거나(오픈 셀화율이 100%), 오픈 셀(15)과 밀폐 셀의 혼용으로 이루어지되 오픈 셀(15)이 전체 셀 부피의 20%(오픈 셀화율이 20%) 이상을 차지하는 것이 좋다. 구체적으로는 20% ~ 95%의 오픈 셀화율을 가지는 것이 좋다. 보다 바람직하게는 80% 이상의 오픈 셀화율을 가지는 것이 차음성에서 좋다. 본 발명에서 오픈 셀(15)이란 셀의 어느 한 면이라도 오픈되어 있으면 여기에 포함된다.
또한, 상기 수지 발포체는 2.0 kg/㎥ ~ 25.0 kg/㎥의 밀도를 가지는 것이 좋다. 이러한 밀도 범위에서 차음성, 그리고 기계적 물성과 완충성에서 상호 보완적인 특성을 갖는다. 즉, 밀도가 2.0 kg/㎥ 미만이면 차음성에서는 유리하나 기계적 물성이나 완충성에서는 불리하며, 이와 반대로 밀도가 25.0 kg/㎥를 초과하면 기계적 물성이나 완충성에서는 유리하나 충격음 차음성에서는 불리하다.
아울러, 상기 수지 발포체는 위와 같은 밀도 범위와 함께 5 kgf/314㎠ ~ 15 kgf/314㎠의 압축강도를 갖는 것이 좋다. 여기서, 압축강도는 KS M 6579에 준하는 표준 KS 규격에 의한 값이다. 이때, 압축강도가 5 kgf/314㎠(≒0.016 kgf/㎠) 미만이면 부드러움성이 너무 강하여 무거운 제품(가구, 책상 등)에 의해 쉽게 압축될 수 있어 본 발명에서 목적하는 층간 차음을 위한 바닥재로서의 사용성이 떨어질 수 있다. 그리고 압축강도가 15 kgf/314㎠(≒0.048 kgf/㎠)를 초과하면 기계적 물성에서는 유리할 수 있으나 충격음 차음성에서는 불리할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수지 발포체가 상기와 같은 오픈 셀(15)과 밀도 그리고 압축강도를 가지는 경우, 우수한 기계적 물성을 확보한 상태에서 효과적인 충격음 차음성을 갖는다.
또한, 도 5를 참조하여 설명하면, 상기 차음부재(10)로서 사용되는 수지 발포체는, 본 발명의 바람직한 제2구현예에 따라서 그의 발포 구조가 초극세사(12)에 의해 형성된 3차원적인 망상구조를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 초극세사(12)가 입체적 3차원적인 망상구조로 결집되어 있고, 상기 초극세사(12)에 의해 마련된 공간(14)은 차단됨이 없이 모두 연통된 구조를 갖는다. 그리고 이러한 3차원적인 망상구조를 가지는 수지 발포체는 2.0 kg/㎥ ~ 12.0 kg/㎥의 밀도를 가지는 것이 좋다.
본 발명에 따르면, 상기 초극세사(12)에 의해 형성된 3차원적인 망상구조에 의해 수지 발포 폼(10)은 비체적(㎥/kg)이 넓어지고, 소음 전달 경로가 길어져 우수한 차음성을 가지며, 이와 동시에 단열성 및 완충성이 향상된다. 구체적으로, 수지 발포체로 전달된 소음은 초극세사(12)를 따라 긴 경로로 거치면서 소성화(小聲化)됨과 동시에 넓은 공간(14)으로 흡수, 분산(소진)되어 특히 충격에 의해 발생된 소음과 진동을 효과적으로 차단한다. 그리고 넓은 공간(14)으로 충분한 공기가 포집되어 단열성 등이 향상된다.
또한, 상기 초극세사(12)의 굵기는 0.1 ㎛ ~ 20 ㎛의 범위를 갖는다. 이때, 초극세사(12)의 굵기가 0.1 ㎛ 미만이면 기계적 물성이 떨어지고, 복원 탄성력이 약하여 완충성 면에서 바람직하지 않으며, 20 ㎛를 초과하면 비체적이 작아져 양호한 차음성을 갖지 못할 수 있다. 초극세사(12)의 굵기는 사람 머리카락 굵기의 1/100 정도를 가지면 좋다.
이상에서 설명한 수지 발포체는 1.0 MN(메가 뉴튼)/㎥ ~ 20.0 MN(메가 뉴튼)/㎥의 동탄성 계수를 가지는 것이 바람직하며, 특별히 한정하는 것은 아니지만 0.03 ~ 0.4의 손실계수를 가질 수 있다. 이때, 상기 동탄성 계수와 손실계수는 KS F 2868에 준하는 표준 KS 규격에 의한 값이다.
위와 같은 수지 발포체는 베이스 수지에 적어도 발포제가 포함된 발포성 수지 조성물로부터 제조된다. 이때, 발포 배율은 500%(5배) 이상인 것이 좋다. 또한, 수지 발포체의 재료로 사용되는 상기 발포성 수지 조성물에는 인계 또는 할로겐계 등의 난연제, 색상안료, 충전제로서의 무기물, 분산제 그리고 계면활성제 등으로부터 선택된 기타의 첨가제가 필요에 따라 첨가될 수 있다.
상기 베이스 수지는 열가소성 및 열경화성을 포함하며, 예를 들어 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트, 멜라민 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지 및 이들의 유도체 등으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합을 사용할 수 있다. 바람직하게는 멜라민 수지, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌비닐아세테이트 등으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 셀 구조의 형성이 자유로우며, 기계적 물성과 충격음 차단성에 있어서 다른 재료 대비 우수한 특성을 가지는 멜라민이나 폴리우레탄을 사용하는 것이 좋다. 이때, 멜라민은 도 5에 보인 바와 같은 3차원 망상구조의 형성이 자유로우며 양호한 기계적인 물성을 부여한다.
보다 구체적으로, 상기 수지 발포체는 상기 나열한 수지를 발포 제조한 것으 로서, 폴리우레탄 발포 폼, 폴리우레아 발포 폼, 폴리염화비닐 발포 폼, 폴리프로필렌 발포 폼, 폴리에틸렌 발포 폼, 폴리스티렌 발포 폼, 폴리비닐아세테이트 발포 폼, 에틸렌비닐아세테이트 발포 폼, 멜라민 발포 폼, 페놀 발포 폼 및 아크릴 발포 폼 등을 사용할 수 있다.
상기 발포제는, 위와 같은 베이스 수지를 발포시켜 발포 구조를 형성시킬 수 있는 것이면 어떠한 것이든 사용 가능하며, 예를 들어, p,p'-옥시비스(벤젠술포닐하이드라지드) 또는 벤젠술포닐하이드라지드, 톨루엔술포닐하이드라지드 등의 술포닐하이드라지드 아조디카르본아미드(ADCA) 또는 아조비스이소프틸로니트릴 등의 아조화합물 N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민 또는 N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드 등의 니트로소화합물 등과 같은 유기 발포제, 중탄산나트륨 또는 중탄산암모늄 등과 같은 무기 발포제, 그리고 물, 이산화탄소, 불황성 가스(질소, 공기, 헬륨, 네온 등) 등을 사용할 수 있다.
위와 같은 발포성 수지 조성물로 수지 발포체를 발포 성형함에 있어, 조성물을 구성하는 성분의 함량이나 금형으로의 조성물 투입량 등을 조절하여 발포체의 발포 구조와 물성(밀도, 압축강도 등)이 조절된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 차음재(100)는 건축물의 벽면, 천정, 바닥 등에 시공되며, 바람직하게는 건축물의 층간 차음이나 완충을 위해 건축물의 바닥시공 자재로 유용하게 사용된다. 이때, 바닥시공 자재로 사용 시, 상기 차음부재(10)의 두께는 특별히 한정하는 것은 아니지만 15㎜ 이상이면 좋다. 바람직하게는 20 ㎜ ~ 80 ㎜의 두께를 가지는 것이 좋다. 두께가 두꺼울수록 충격의 소음이나 진동에 흡수, 분산(소진)이 효과적으로 이루어지나, 너무 두꺼우면 시공 상의 제약이 따를 수 있다. 아울러, 상기 기재시트(20)는 0.5㎜ ~ 3.0㎜의 두께를 가지는 것이 좋다. 이때, 기재시트(20)의 두께가 0.5㎜ 미만이면 강도나 내구성 등의 기계적 물성이 떨어질 수 있으며, 3.0㎜를 초과하면 너무 두꺼워 시공 상의 제약이 따를 수 있다.
본 발명에 따른 차음재(100)는 건축물의 바닥에 설치되어 층간의 소음이나 진동을 효과적으로 차단한다. 도 6은 본 발명의 사용상태를 예시한 것으로서, 도 3에 보인 차음재(100)가 적용된 건축물의 바닥시공구조를 예시한 것이다. 도 6은 콘크리트 슬라브(S) 상에 단열재(200)가 설치된 상태에서, 상기 단열재(200) 위에 본 발명에 따른 차음재(100)가 시공된 모습을 예시한 것이다. 이때, 상기 단열재(200)는 요철(210)이 형성되고, 요철(210)이 형성된 부분이 아래쪽에 향하도록 설치되는 것이 좋다. 이와 같이, 요철(210)을 아래쪽으로 향하도록 하여 슬라브(S)와 맞닿게 할 경우, 슬라브(S) 표면이 평활하지 않은 경우에도 단열재(200)의 시공이 용이하고, 또한 요철(210)에 의해 중공부(210a)가 형성되어, 이러한 중공부(210a)에 의해 차음성과 단열성을 도모할 수 있다. 그리고 도 6에 도시한 바와 같이, 바닥시공구조는 본 발명에 따른 차음재(100) 상에 경량기포 콘크리트층(300)이 타설, 양생되고, 상기 경량기포 콘크리트층(300) 상에는마감 몰탈층(400)이 미장 처리될 수 있다. 이때, 상기 마감 몰탈층(400)에는 난방배관이나 가스배관을 위한 파이프(P)가 내설될 수 있다. 그리고 상기 마감 몰탈층(400)의 위에는 장판, 타일 등의 바닥재(500)로 최종 마감된다. 도 6에서 도면부호 W는 건축물의 벽체를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
단위 면적 당 중량(평량)이 100g/㎡인 유리 섬유(G/F) 티슈(Tissue)를 기재로 사용하되, 상기 기재를 폴리염화비닐(PVC)에 함침시킨 후, 150℃의 열을 가하여 유리 섬유 티슈(기재)의 양면에 0.5㎜의 PVC시트가 접합된 기재시트(20)를 제조하였다. 이와 같이 제조된 기재시트(20)에 대하여 다음과 같은 방법으로 물리적 특성(가열 후의 치수 변화율, 투습도, 스티프니스(Stiffness), 물 및 알칼리 수용액 침적 후의 치수 변화율)을 측정하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
< 가열 후의 치수 변화율>
(1) 제조된 기재시트(20)를 좌, 중, 우에서 300㎜ x 300㎜(가로 x 세로)의 크기로 하여 각 1매씩 3매를 절단하여 시편으로 사용하였다.
(2) 상기 각 시편을 유리판 위에 올려 놓고, 이를 80℃(오차 ±2℃)의 온도로 유지된 오븐에 넣어 6시간 동안 가열하였다.
(3) 가열 후, 상온에서 1시간 이상 방치한 다음, 각각의 길이를 측정하였 다.(가열 후의 길이 측정) 이때, 가열 후에 끝말림(컬링) 현상이 발생한 부분은 적당한 하중을 가하여 평편하게 한 다음 측정하였다.
(4) 위와 같이 가열 후의 길이를 측정한 다음, 시험 전(가열 전)에 대한 길이 변화율(%)을 아래의 식에 따라 구하였다. 이때, 가열 전과 가열 후의 길이는3매의 시편에 대해 가로, 세로의 길이를 각각 측정한 다음, 그 평균값을 구하고, 시편 3매의 전체 평균값을 사용하여 아래의 식에 적용하였다.
Figure 112007024720815-pat00001
< 투습도 >
KS A 1013 시험법에 따라 40℃(오차 ±1℃)의 온도, 90%(오차 ±2%)의 상대습도 조건에서 24시간(1 day) 동안 기재시트(20)를 통과한 수증기의 양을 아래의 식에 따라 구하였다.
Figure 112007024720815-pat00002
< 스티프니스 (Stiffness) >
(1) 스티프니스(Stiffness) 측정기로서 통상적으로 사용되고 있는 TABER TESTER기를 사용하였다.
(2) 제조된 기재시트(20)를 좌, 중, 우에서 70㎜ x 40㎜(가로 x 세로)의 크기로 하여 각 1매씩 3매를 절단하여 시편으로 사용하였다.
(3) 먼저, 각 시편을 2시간 이상 평편한 곳에 펴서 숨죽임을 실시하였다.
(4) 시편을 측정기에 설치하되, 시편 위에 유리판을 적층하여 시편이 평편함을 유지하도록 하였다.
(5) 측정기의 Tester에 50g추를 올려놓았다.
(6) 정압기의 전원을 켠 후, TESTER의 전원을 켰다.
(7) "Dribing Disc" 화면이 나온 것을 확인하고 start 버튼을 눌렀다.
(8) Tester의 추가 연직 방향으로 정지된 후, 각도표시를 "OK"를 눌러 "0"으로 Setting 하였다.
(9) Menu에서 "Auto" 버튼을 눌렀다.
(10) Tester의 시편 거치대에 스킨이 왼쪽을 향하도록 하여 윗선이 일치하도록 시편을 고정시킨 다음, 추의 각도가 "0"이 되도록 시편의 위치를 좌.우로 이동시켰다.
(11) 시편 아래의 좌,우 가이드를 시편에 닿기 직전으로 조정하였다.
(12) 시편 측정 방향을 수정하기 위하여 "L"위치의 버튼을 눌렀다.
(13) "L" 버튼을 누른 후, "Return" 버튼을 눌러 "Auto" 화면으로 복귀시켰다.
(14) 측정범위가 "15 Range 500" 인지 확인하였다.
(15) 측정범위에 맞는 버튼을 눌렀다.(기본값 "500")
(16) "Start" 버튼을 눌러 test를 진행한 다음, "L" 값과 "R"값을 확인하였다.
< 물 및 알칼리 수용액 침적 후의 치수 변화율 >
(1) 제조된 기재시트(20)를 좌, 중, 우에서 300㎜ x 300㎜(가로 x 세로)의 크기로 하여 각 1매씩 3매를 절단하여 시편으로 사용하였다.
(2) 상기 각 시편을 상온의 물(및 3wt%의 NaOH 상온 수용액)에 6시간 동안 침적 후 꺼내어 흡습지로 물기를 제거한 다음 길이를 측정하였다.
(3) 위와 같이 물기 제거 후(침적 후)의 길이 측정한 다음, 침적 전의 길이 대한 길이 변화율(%)을 아래의 식에 따라 구하였다. 이때, 침적 전과 침적 후의 길이는3매의 시편에 대해 가로, 세로의 길이를 각각 측정한 다음, 그 평균값을 구하고, 시편 3매의 전체 평균값을 사용하여 아래의 식에 적용하였다.
Figure 112007024720815-pat00003
< 물리적 특성 측정 결과 >
물리적 특성 결 과
투습도 7 g/㎡ㆍday
스티프니스(stiffness) L: 220, R: 180
가열 후 치수 변화율 0.00%
물 침적 후의 치수 변화율 -0.01%
NaOH 수용액 침적 후의 치수 변화율 -0.01%
또한, 차음부재로 통상적으로 사용되고 있는 발포 폼(PE 스폰지)의 한쪽 면에, 위와 같은 물리적 특성을 가지는 기재시트(20)를 접착제로 접착한 다음, 이에 대해 시공성을 평가해 본 결과, 양호한 지지력을 확보하여 바닥으로의 배열 작업(위치 선정)이 쉽고, 취급이 간편함을 알 수 있었다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 차음부재(10)를 지지하기 위한 지지체로서 적절한 물리적 특성을 가지는 기재시트(20)가 접합(또는 적층)되어 내구성 및 시공성 등이 향상되고, 국부하중 분포에서 면하중 분포로 유도되어 보다 향상된 차음성을 발휘하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 차음부재(10)로서 개선된 발포 구조와 물성을 가지는 수지 발포체가 사용된 경우, 특히 충격에 의해 발생된 소음과 진동이 효과적으로 흡수, 분산(소진)되어 우수한 층간 차음성을 발휘하는 효과를 갖는다.

Claims (13)

  1. 차음부재와, 상기 차음부재의 적어도 한 면에 접합 또는 적층된 기재시트를 포함하는 건축용 차음재.
  2. 제1항에 있어서,
    기재시트는 가열 후의 치수 변화율이 0.05% 이하이고, 투습도가 12 g/㎡ㆍday 이하이며, 스티프니스(Stiffness)가 150 이상이고, 물 또는 알칼리 수용액에 침적 후의 치수 변화율이0.1% 이하인 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  3. 제1항에 있어서,
    기재시트는, 직포나 부직포로부터 선택된 기재를 합성수지에 함침하여 제조된 것이거나, 직포나 부직포로부터 선택된 기재에 합성수지를 코팅하여 제조된 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  4. 제3항에 있어서,
    기재시트를 구성하는 기재는, 기재시트 전체 중량의 20% ~ 80%를 차지하는 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  5. 제3항에 있어서,
    기재시트를 구성하는 합성수지는 비닐계 수지인 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  6. 제1항에 있어서,
    기재시트의 두께는 0.5㎜ ~ 3.0㎜인 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  7. 제1항에 있어서,
    건축용 차음재는, 기재시트에 접합 또는 적층된 방수시트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 건축용 차음재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    차음부재는 수지 발포체, 부직포, 직포, 글라스울 및 락울로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  9. 제8항에 있어서,
    수지 발포체는 직경 0.05 ㎜ ~ 2.0 ㎜의 오픈 셀(open cell)을 포함하되, 오픈 셀화율이 20% 이상이고, 밀도가 2.0 kg/㎥ ~ 25.0 kg/㎥이며, 압축강도가 5 kgf/314㎠ ~ 15 kgf/314㎠인 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  10. 제9항에 있어서,
    수지 발포체의 동탄성 계수는 1.0 MN/㎥ ~ 20.0 MN/㎥인 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  11. 제8항에 있어서,
    수지 발포체는 0.1 ㎛ ~ 20 ㎛ 굵기의 초극세사에 의해 형성된 3차원 망상구조를 가지는 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  12. 제11항에 있어서,
    수지 발포체의 밀도는 2.0 kg/㎥ ~ 12.0 kg/㎥인 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
  13. 제11항에 있어서,
    수지 발포체의 동탄성 계수는 1.0 MN/㎥ ~ 20.0 MN/㎥인 것을 특징으로 하는 건축용 차음재.
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