KR100900641B1 - 층간 차음재 및 이를 이용한 바닥 시공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오픈셀화율이 20% 이상이고, 동탄성 계수가 0.5 내지 10 MN/m3인 오픈셀 함유 수지 발포 폼을 포함하는 층간 차음재 및 상기를 사용한 바닥 시공 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차음재에 포함되는 수지 발포 폼의 오픈셀화율, 동탄성 계수, 두께, 경도 및/또는 밀도와 같은 물성을 최적화하고, 경우에 따라서는 상기 폼의 일면 또는 양면에 다양한 기능성층을 형성시킴으로써, 층간 차음성, 완충성, 기계적 강도, 시공성 및 단열성 등의 제반 물성이 탁월한 층간 차음재 및 상기를 사용한 바닥 시공 방법을 제공한다.
층간 차음재, 수지 발포 폼, 오픈셀, 동탄성 계수, 두께, 폴리우레탄 발포 폼

Description

층간 차음재 및 이를 이용한 바닥 시공 방법 {Interfloor noise proofing material and floor execution method using the same}
본 발명은 완충성, 기계적 강도, 시공성 및 단열성 등의 제반 물성이 우수하고, 특히 충격에 의해 발생한 소음 및/또는 진동 등을 효과적으로 흡수, 분산 및/또는 소진시킬 수 있는 층간 차음재 및 상기를 사용한 바닥 시공 방법에 관한 것이다.
다세대 주택, 연립 주택식 빌라, 빌딩, 아파트, 학교, 병원 및 기숙사 등과 같은 공동 집합형의 다층 건축물에서는 상하층으로 사람이 거주하고 있고, 이에 따라 상층에서 가해지는 충격 및/또는 상기 충격으로 인해 발생하는 소음은 하층 사람에게 큰 불편을 초래한다. 상기와 같은 충격 및 소음을 바닥 충격음이라고도 하며, 이는 물체의 낙하 및 이동, 또는 사람의 보행 등에 의한 슬라브의 진동에 의해 발생하는 소리 및 충격을 의미한다. 상기와 같은 경우에 발생하는 고체음은 극히 적은 감쇠로 여러 위치에 전달되어 구조체의 표면을 진동시키고, 이에 따라 바닥 충격음은 하층 사람들에게는 직접 반사되는 공기 전달음과 같이 인식된다.
최근 국내에서도 상기와 같은 바닥 충격음으로 인한 층간 소음이 주거 환경의 질을 좌우하는 중요한 요소로 인식되고 있다. 즉, 쾌적한 주거 환경에 관한 소비자의 욕구는 계속적으로 증대되고 있는 반면, 다층 건축물의 바닥 구조에 사용되는 재질은 점점 얇아지고 경량화되면서 내부 소음원은 오히려 증가하고 있다. 이와 같이 바닥 충격음으로 인한 문제가 사회적으로도 중요한 이슈로 부각됨에 따라, 상기 다층 건축물의 벽면 또는 바닥 등에 설치되어 상층에서 하층, 또는 측면으로 가해지는 충격 및/또는 소음을 흡수, 분산 및/또는 소진시키기 위한 차음재 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
예를 들면, 대한민국 등록특허 제166993호는 슬라브 상에 접착물질이 혼합된 고무 소재를 깔고, 그 상부에 폴리에틸렌 발포 스폰지를 적층하여 차단층을 형성한 후, 상기 발포 스폰지 상에 바닥재를 형성하는 바닥 시공 방법을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제2006-38862호는 건축물의 층간 소음 방지재로 사용될 수 있는, 5 내지 200배의 발포 배율 및 특정 직경의 발포 셀을 갖는 열가소성 발포체를 개시하고 있다.
상기 선행 기술은 모두 층간 소음을 저감하기 위한 부재로서 수지 발포 폼을 사용하고 있다. 이와 같은 수지 발포 폼은 기존부터 단열 또는 완충 등의 목적으로 설치되고 있던 것으로, 그 예에는 폴리에틸렌, 폴리스티렌 또는 폴리염화비닐 등의 발포 폼이 포함된다. 그러나, 상기와 같은 종래의 발포 폼의 경우 단열 또는 충격 완충성은 어느 정도 달성되나, 충간 소음 발생의 주요 원인이 되는 바닥 충격음을 흡수, 분산 및/또는 소진시키는 효과는 만족스럽지 못하다.
본 발명은 전술한 종래 기술을 고려하여 이루어지 것으로, 층간 차음재를 구성하는 수지 발포 폼의 구조 및/또는 물성을 최적화하여, 바닥 충격음을 효과적으로 방지할 수 있는 층간 차음재 및 상기를 사용한 바닥 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
오픈셀화율이 20% 이상이고, 동탄성 계수가 0.5 내지 10 MN/m3인 오픈셀 함유 수지 발포 폼을 포함하는 층간 차음재를 제공한다.
상기 본 발명의 층간 차음재에 포함되는 수지 발포 폼의 오픈셀화율은 60% 이상인 것이 보다 바람직하고, 80% 이상인 것이 가장 바람직하다. 또한, 상기 본 발명의 수지 발포 폼의 동탄성 계수는 0.5 내지 7 MN/m3인 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 2 MN/m3인 것이 가장 바람직하다.
상기 본 발명의 층간 차음재에 포함되는 수지 발포 폼의 두께가 40 내지 60 mm인 것이 바람직하고, 밀도는 10 내지 25 Kg/m3인 것이 바람직하다. 또한, 상기 본 발명의 수지 발포 폼의 경도는 5 내지 50 kgf/314cm2인 것이 바람직하고, 5 내지 22 kgf/314cm2인 것이 보다 바람직하다.
상기 본 발명의 층간 차음재의 수지 발포 폼은 폴리우레탄 발포 폼, 폴리우레아 발포 폼, 폴리염화비닐 발포 폼, 폴리프로필렌 발포 폼, 폴리에틸렌 발포 폼, 폴리스티렌 발포 폼, 폴리비닐아세테이트 발포 폼, 멜라민 수지 발포 폼, 페놀 수지 발포 폼 및 상기 중 어느 하나의 유도체 수지의 발포 폼으로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상이 적층된 것일 수 있으며, 상기 중 폴리우레탄 발포 폼을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 수지 발포 폼의 일면 또는 양면에는 치수안정층, 방수층, 단열재층 및 강화 보드층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기능성층이 추가로 형성되어 있을 수 있고, 상기 수지 발포 폼 및 기능성층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 일면 또는 양면에는 요철 형상이 형성되어 있을 수 있다.
본 발명은 또한 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서,
슬라브 상에 본 발명에 따른 층간 차음재를 시공하는 단계를 포함하는 바닥 시공 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 시공 방법은 또한 시공된 층간 차음재 상에 콘크리트층, 몰탈층 및 바닥 마감재를 순차 시공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 차음재에 포함되는 수지 발포 폼의 오픈셀화율, 동탄성 계수, 두께, 경도 및/또는 밀도와 같은 물성을 최적화하고, 경우에 따라서는 상기 폼의 일면 또는 양면에 다양한 기능성층을 형성시킴으로써, 층간 차음성, 완충성, 기계적 강도, 시공성 및 단열성 등의 제반 물성이 탁월한 층간 차음재 및 상기를 사용한 바닥 시공 방법을 제공한다.
본 발명은, 오픈셀화율이 20% 이상이고, 동탄성 계수가 0.5 내지 10 MN/m3인 오픈셀 함유 수지 발포 폼을 포함하는 층간 차음재에 관한 것이다. 본 발명은 층간 차음재에 사용되는 수지 발포 폼의 구조 및/또는 물성을 최적화함으로써 충격에 의해서 발생한 소음 및 진동을 효과적으로 흡수 및 소진시킬 수 있는 층간 차음재를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 층간 차음재를 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 층간 차음재는 오픈셀을 갖는 구조의 수지 발포 폼을 포함하고, 상기 폼의 오픈셀화율이 20% 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 사용하는 용어 『오픈셀』은 발포 폼 내에 포함되는 셀로서, 적어도 일부분이 개방(open)되어 있는 셀을 모두 포함하는 개념이며, 『오픈셀화율』이란 발포 폼 내의 전체 셀 부피에서 오픈셀이 차지하는 부피의 비율을 의미한다. 첨부된 도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 오픈셀(15)의 구조를 나타낸다. 즉, 수지 발포 폼은 오픈셀과 밀폐셀(closed cell)로 이루어지는 발포 셀 구조를 가진다. 상기 중 밀폐 셀은 전형적인 경질 폼의 구조로서, 셀 내부에 갇혀 있는 이산화탄소, 펜탄 및 CFC11 등의 낮은 열전도성으로 인해 단열성에 있어서 탁월한 특성을 나타낸다. 반면 오픈셀은 연질폼의 구조이고, 폼 형성 마지막 단계에서 셀의 벽이 깨어지고, 거미줄 형상의 탄력성 있는 구조로 형성된다. 본 발명에서는 상기와 같은 오픈셀화율이 60% 이상이 것이 보다 바람직하고, 80% 이상인 것이 가장 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 오픈셀화율의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 90%이다. 수지 발포 폼은 오픈셀화율이 증가할수록 차음 성능은 보다 향상되는데, 상기 오픈셀화율이 20% 미만이면 목적하는 차음 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 90%를 초과하면, 폼의 경도 및/또는 단열성이 지나치게 떨어질 우려가 있다.
특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 폼 내부에 포함되는 오픈셀의 직경은 0.05 내지 2.0 mm인 것이 바람직하다. 상기 직경이 0.05 mm보다 작으면, 충격음 차단성이 떨어지고, 2.0 mm를 초과하면, 경도가 지나치게 떨어질 우려가 있다.
본 발명의 수지 발포 폼은 또한 KS F 2868에서 규정하는 동탄성 계수(물체가 갖는 동적인 탄성 특성)가 0.5 내지 10 MN/m3의 범위에 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 상기 동탄성 계수의 값이 0.5 내지 7 MN/m3인 것이 보다 바람직하고, 0.5 내지 2 MN/m3인 것이 가장 바람직하다. 상기 동탄성 계수의 값이 0.5 MN/m3보다 작으면, 동적 하중이 가해질 경우 유연한 탄력성을 바탕으로 효과적인 충격음 차단이 가능하지만, 응력에 대한 물리적 저항력이 떨어져 상부 하중에 따른 변형으로 바닥 마감면에서 균열이 발생할 우려가 있고, 10 MN/m3을 초과하면, 폼의 안정성은 확보되지만, 충격음 저감 효과가 저하될 우려가 있다.
본 발명의 차음재에 포함되는 수지 발포 폼은 또한 두께가 15 mm 이상인 것이 바람직하고, 30 mm 이상이 보다 바람직하며, 40 mm 이상이 가장 바람직하다. 상기 두께가 15 mm보다 작으면, 충격음 차단성이 떨어질 우려가 있다. 또한, 상기 발포 폼의 두께의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 60 mm이다. 상기 두께가 60 mm를 초과하면, 시공 상의 제약이 따를 우려가 있다.
상기 수지 발포 폼은 또한, 차음성, 기계적 물성 및 완충성의 상호 보완적 관점에서, 밀도가 10 내지 25 Kg/m3의 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 밀도가 10 Kg/m3보다 작으면, 우수한 차음성에 비해 기계적 물성 및 완충성이 저하될 우려가 있고, 25 Kg/m3를 초과하면, 반대로 기계적 물성 및 완충성 측면에서는 유리하지만 차음성이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명의 수지 발포 폼은 경도(압축 강도)가 5 내지 50 kgf/314cm2의 범위에 있는 것이 바람직하고, 5 내지 22 kgf/314cm2의 범위에 있는 것이 보다 바람 직하다. 상기 경도가 5 kgf/314cm2 미만이면, 폼의 연성이 지나치게 커져, 상부에서 하중이 가해질 경우 바닥이 함몰될 우려가 있으며, 50 kgf/314cm2을 초과하면, 충격음 차단 효과가 떨어질 우려가 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 수지 발포 폼의 재질은 전술한 물성을 갖는다면, 특별히 한정되지 않고 이 분야의 일반적인 수지의 발포 폼을 모두 사용할 수 있다. 이와 같은 수지 발포 폼의 예에는, 폴리우레탄 발포 폼, 폴리우레아 발포 폼, 폴리염화비닐 발포 폼, 폴리프로필렌 발포 폼, 폴리에틸렌 발포 폼, 폴리스티렌 발포 폼, 폴리비닐아세테이트 발포 폼, 멜라민 수지 발포 폼, 페놀 수지 발포 폼 및 상기 중 어느 하나의 유도체 수지의 발포 폼으로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상이 적층 또는 접합된 것이 포함된다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에서는 엘라스토머 (elastomer)로서 탄성력이 우수하고, 셀 구조 형성이 용이하며, 다른 재료에 비하여 기계적 물성 및 충격음 차단성이 우수하다는 점에서 폴리우레탄 발포 폼을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 수지 발포 폼을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 각각의 재질에 따라 이 분야의 일반적인 방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 수지 발포 폼은 베이스 수지 및 발포제 등의 첨가제를 포함하는 수지 조성물을 기계적인 방법 또는 자외선 조사 등의 수단을 통하여 발포시켜 제조될 수 있다. 이 때 발포 배율은 500%(5배) 이상이 바람직하지만, 특별히 한정되지 않고 목적하는 오픈셀화율, 동탄성 계수 및 경도 등의 물성에 따라서 적절히 조절될 수 있다. 이 때 사용될 수 있는 발포제의 예로는 p,p'-옥시비스(벤젠술포닐 하이드라지드), 벤젠술포닐 하이드라지드 또는 톨루엔술포닐 하이드라지드과 같은 술포닐 하이드라지드; 아조디카르본아미드(ADCA) 또는 아조비스 이소프틸로니트릴과 같은 아조 화합물; N,N'-디니트로소펜타메틸렌 테트라민 또는 N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드와 같은 니트로소 화합물을 포함하는 유기 발포제; 중탄산나트륨 또는 중탄산암모늄을 포함하는 무기 발포제 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기와 같은 수지 조성물에 첨가될 수 있는 기타 첨가제의 예로는 물, 인계 및 할로겐계 난연제, 안료, 염료, 무기물과 같은 충전제, 분산제 및 계면 활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 성분을 포함하는 발포성 수지 조성물을 사용하여 발포 폼을 제조한다. 상기 발포 공정은 이산화탄소, 질소, 공기, 헬륨 또는 네온과 같은 불활성 가스 분위기에서 수행되는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때 이 분야의 통상의 기술자는 발포성 조성물 내 구성 성분의 함량 또는 금형으로의 투입량 등을 조절하여, 폼의 셀 구조, 밀도 또는 압축 강도와 같은 물성을 용이하게 제어할 수 있다.
본 발명의 층간 차음재는 또한 전술한 수지 발포 폼의 일면 또는 양면에 형성된 기능성층을 추가로 포함할 수 있다. 상기에서 기능성층의 형성은 기능성층 등이 접합 또는 적층되어 있는 것을 의미한다. 본 발명에서 사용하는 용어 『접합』은 이 분야의 통상의 접착 수단(ex. 고형 접착제, 고온 용융 접착제, 열, 초음파 또는 양면 접착 테이프 등)을 매개로 구성 요소 상호간이 결합되어 있는 상태를 의 미하며, 맞닿은 모든 면이 결합되거나 또는 부분적으로 결합되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 『적층』은 별도의 결합 수단을 사용하지 않고, 구성 요소 상호간이 포개어져 있는 상태를 의미한다.
상기와 같은 기능성층의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 치수안정층, 방수층, 단열재층 또는 강화 보드층과 같은 이 분야의 일반적인 층이 포함된다. 상기에서 치수안정층은 치수변화율이 0.5% 이내가 되는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 그 예로는 유리 섬유; 합성수지 필름; 및 천연 또는 합성 섬유로 제조된 직포 또는 부직포 등을 들 수 있으며, 우수한 치수안정성 및 인열 강도를 갖는다는 관점에서 유리 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 방수층의 예로는 액체 불투과성 합성수지 필름; 또는 폴리에스테르 섬유 등의 직포 또는 부직포에 합성 수지가 함침 또는 코팅되어 있는 것을 들 수 있고; 단열재층의 예로는 폴리스티렌 발포 시트, 폴리프로필렌 발포 시트 또는 폴리비닐아세테이트 발포 시트와 같은 합성수지 발포시트; 글라스울; 락울; 미네랄울; 및 부직포 등을 들 수 있으며; 강화 보드층의 예로는 플라스틱 보드 또는 석고 보드와 같은 무기 모드; 목재 합판; 목분 압착 보드; 및 목분과 무기물의 혼합 보드 등을 들 수 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에서는 상기 강화 보드로서 허니컴 보드를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 용어 『허니컴 보드』는 첨부된 8에 나타난 바와 같이 육각형의 단위들이 모여 구성된 보드를 의미한다. 이 때 육각형의 단위를 구성하는 소재는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 전술한 강화 보드의 소재들로 구성할 수 있다. 이와 같이 강화 보드를 육각형 단위의 집합체인 허니컴 보드 로 구성하는 경우, 그 내구성 및 강도가 더욱 향상되어, 차음재의 사용 상태에 있어서 발생하는 압축 응력, 비틀림 또는 휨 등에 대한 저항성이 보다 향상될 수 있다. 상기 각각의 기능성층의 구체적인 예들은 그 단독으로 본 발명의 층간 차음재에 포함될 수도 있으며, 2 이상의 층이 적층 또는 접합된 복층 구조로서 차음재 내에 포함되어 있을 수 있다.
본 발명의 층간 차음재에 사용되는 전술한 각각의 기능성층의 수, 종류 및/또는 형성 순서 등은 시공되는 건축물의 용도 등에 따라서 결정되며, 특별히 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 차음재는 전술한 기능성층 중 어느 일종만을 포함할 수 있으며, 또는 상기 중 이종 이상의 층이 일면 또는 양면에 형성되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명에서는 수지 발포 폼의 일면 또는 양면에 다양한 기능성층이 형성된 차음재 단위가 순차 반복하여 하나의 차음재를 이룰 수도 있다.
본 발명의 층간 차음재는 또한 상기 수지 발포 층 및/또는 기능성층의 일면 또는 양면에 파형(wave pattern) 또는 각형과 같은 다양한 형태의 요철이 형성되어 있을 수 있다. 이와 같이 요철을 형성함으로 해서 적층 또는 접합되어 있는 각 층 사이에 완충구(도 4 및 도 5 참조)가 형성되게 되고, 이에 따라 충격 완충성 및 단열성 등의 물성이 추가로 향상될 수 있다. 또한, 차음재가 시공되는 슬라브면과 맞닿는 층에 요철을 형성할 경우에는 슬라브가 낮은 평활성을 갖는 경우에도 용이한 시공성을 확보할 수 있게 된다는 장점을 갖는다 (도 8 참조).
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 층간 차음재의 사용 상태의 일 태양 을 보다 구체적으로 설명한다.
우선 본 발명의 층간 차음재는 도 2에 나타난 바와 같이 우수한 차음성, 완충성 및 단열성을 갖는 전술한 수지 발포 폼(10) 단독으로 구성되어 있을 수 있다. 또한 본 발명의 층간 차음재는 첨부된 도 3과 같이 수지 발포 폼(10)을 주기재로 하고, 양면에 치수안정층(20)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 이 때 치수안정층(20)은 전술한 구체예의 단층 또는 이층 이상의 복층 구조이다.
첨부된 도 4는 수지 발포 폼(10)의 양면에 치수안정층(20)이 형성되고, 상기 각각의 치수안정층(20)의 상면에 방수층(30)이 형성된 본 발명의 층간 차음재(100)의 일 태양을 나타낸다. 이 때 사용되는 방수층(30)의 구체적인 종류는 전술한 바와 같으며, 본 발명에서 이러한 층이 단층 또는 복층 구조로 형성되어 있을 수 있다. 또한, 첨부된 도 5는 수지 발포 폼(10)의 일면에 단열재(40)가 형성된 층간 차음재(100)의 단면도이다. 도 5에 나타난 단열재(40)의 하향에는 요철(45)이 돌출되어 있다. 상기 요철(45)은 수지 발포 폼(10) 및 단열재(40)의 사이에 공간(완충구)(46)을 형성시키고, 이에 따라 충격 완충성 및 단열성이 보다 향상된다. 본 발명의 층간 차음재는 또한 첨부된 도 6와 같이 수지 발포 폼(10)의 일면에 단열재(40) 및 방수층(30)이 순차로 형성된 구조를 가질 수도 있다. 도 7은 도 6에 나타난 구조가 2회 반복하여 형성된 차음재 구조를 나타낸다.
첨부된 도 8은 수지 발포 폼(10)의 일면에 강화 보드(50)가 형성된 층간 차음재(100)를 나타낸다. 이 때 사용될 수 있는 강화 보드의 종류는 특별히 한정되 지 않으며, 그 구체적인 예는 전술한 바와 같다. 특별히 한정되는 것은 아니나, 본 발명에서는 강화 보드로서 육각형 단위(55)가 집합되어 벌집 형태를 나타내는 허니컴 보드(50)를 사용하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 각종 층 구조는 본 발명의 층간 차음재의 일 태양에 불과하며, 본 발명에서는 단층 또는 복층의 수지 발포 폼(10)을 주 기재로 하면서 목적 용도에 따라 각각의 기능성층을 적절히 선택하여 다양한 형태로 차음재의 구조를 결정할 수 있다. 이러한 층간 차음재는 아파트 및 빌딩과 같은 건축물의 벽면, 천정 및 바닥 등에 시공될 수 있으며, 특히 건축물 층간의 차음 및/또는 완충을 위한 자재로서 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 또한,
슬라브(S) 상에 본 발명에 따른 층간 차음재(100)를 시공하는 단계를 포함하는 바닥 시공 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바닥 시공 방법에서는 또한,
시공된 층간 차음재 상에 콘크리트층(200), 몰탈층(300) 및 바닥 마감재(400)를 순차 시공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
첨부된 도 9는 상기와 같은 시공 방법에 의해 형성된 바닥 시공 구조의 일 태양을 나타낸다. 구체적으로, 도 9는 슬라브(S) 상에 요철(45)이 형성된 단열재(40), 수지 발포 폼(10), 치수안정 시트(20) 및 방수 시트(30)가 순차적으로 형 성된 적층 구조를 갖는 층간 차음재가 시공된 상태를 나타내며, 이 때 부호 W는 건축물의 벽을 나타낸다. 도 9에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 층간 차음재(100)는 슬라브(S)의 표면 상에 설치되고, 이를 통해 충격음 또는 진동을 효과적으로 차단한다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바닥 시공 구조에서는 요철(45)이 형성된 단열재(40)가 최하단에 위치하여 슬라브(S) 표면과 맞닿고, 방수층(30)이 차음재의 최상부에 위치되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 요철(45)을 슬라브(S)와 맞닿게 할 경우, 슬라브(S)의 평활성이 떨어지는 경우에도 시공 용이성을 확보할 수 있게 되는 이점이 있다.
본 발명에서는 또한 시공된 층간 차음재(100)에 콘트리트층(200), 바람직하게는 경량 기포 콘크리트층을 타설 및 양생하여 형성시키고, 이어서 몰탈층(300)을 형성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 통상적으로 상기 몰탈층(300)에는 난방 및/또는 가스 배관을 위한 파이프(P)가 내설된다. 이와 같이 층간 차음재, 콘크리트층 및 몰탈층을 순차 형성시킨 후 바닥재(400)로 최종 마감한다. 이와 같은 본 발명의 방법 각 단계의 구체적인 시공 방법은 특별히 한정되지 않으며, 상기는 본 발명의 층간 차음재 및 이 분야의 일반적인 시공 방법을 사용하여 용이하게 수행될 수 있다.
이하, 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의하 여 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예의 수지 발포 폼의 물성
하기 표 1 및 2에 나타난 물성을 갖는 수지 발포 폼을 실시예 및 비교예로 설정하여 시험을 수행하였다. 이 때 사용된 수지 발포 폼 물성의 평가 방법은 하기와 같았다.
<물성 평가 방법>
(1) 오픈 셀화율
첨부된 도 10에 나타난 바와 같은 Frazier형 통기도 시험기를 사용하여 오픈 셀화율을 측정하였다. 구체적으로는 가로 및 세로의 길이가 각각 180 mm인 시험편을 준비한 후, 상기 시험편을 도 10에 나타난 시험편 설치 장소에 부착시켰다. 가감 저항기에 의하여 경사형 기압기가 수주(水柱) 12.7 mm의 압력을 나타내도록 흡입 팬(fan)을 조정하고, 그 때 수직형 기압계가 나타내는 압력과 air orifice의 종류로부터 시험편을 통과한 공기량을 구하고, 이로부터 오픈셀화율을 측정하였다. 측정된 오픈셀화율은 동일 소재로부터 제작된 3매의 시험편의 평균값이다.
(2) 동탄성 계수 및 경도
시험에 사용된 수지 발포 폼의 동탄성 계수는 KS F 2868에서 규정하는 방법으로 평가하였으며, 경도는 KS M 6579에서 규정하는 방법으로 평가하였다.
[표 1]
동탄성계수( MN /m 3 ) 재질
실시예 1 0.9 폴리우레탄 수지 발포 폼
실시예 2 1.3
실시예 3 1.5
실시예 4 2
실시예 5 2.3
실시예 6 2.6
실시예 7 6.6
실시예 8 7.6
실시예 9 7.9
비교예 1 11.5
비교예 2 16
비교예 3 20.5
비교예 4 35.4
[표 2]
오픈셀화율 (%) 두께 (mm) 경도 (kgf/314cm2) 재질
실시예 10 80 20 8 폴리우레탄 발포 폼
실시예 11 80 30 8
실시예 12 80 40 8
실시예 13 80 50 8
실시예 14 80 60 8
실시예 15 60 30 8
비교예 5 80 10 8
시험예 1: 동탄성 계수에 따른 충격음 저감 효과
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 4의 수지 발포 폼을 사용하여 충격음 저감 효과를 측정하였다. 구체적으로는, 콘크리트 기반 위에 발포 폼을 시공하지 않았을 때의 바닥 충격음(A) 및 시공 후의 바닥 충격음(B)을 측정한 후에 하기 제시된 식(1)에 따라 충격음 저감량(C)을 평가하였다. 상기에서 바닥 충격음의 측정은 KS F 2810-2에서 규정된 방법에 따라 측정하였다.
식(1): 충격음 저감량(C) = 시공 전 측정값(A) - 시공 후 측정값(B)량
상기와 같은 방법으로 측정된 동탄성 계수 값의 변화에 따른 충격음 저감 효과를 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
충격음 저감량 ( dB )
실시예 1 13
실시예 2 16
실시예 3 15
실시예 4 11
실시예 5 6
실시예 6 8
실시예 7 3
실시예 8 2
실시예 9 1
비교예 1 -2
비교예 2 -3
비교예 3 -2
비교예 4 -4
상기 표 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 9의 경우, 비교예 1 내지 4에 비하여 현저히 우수한 충격음 저감 효과를 나타내었다. 또한, 실시예 1 내지 4의 결과와 실시예 5 내지 9의 결과를 비교하여 보았을 때, 동탄성 계수의 값이 2 MN/m3 이하인 경우 한층 우수한 충격음 저감 효과를 나타냄을 알 수 있었다.
시험예 2: 오픈 셀화율에 따른 충격음 저감 효과
실시예 11 및 15를 사용하여, 다른 조건이 모두 동일하였을 때, 오픈 셀화율의 변화에 따른 바닥 충격음의 저감 효과를 시험예 1과 같은 방법으로 측정하였다.
그 결과, 오픈셀화율이 60%인 실시예 15의 경우 바닥 충격음 저감량이 2 dB이었으나, 80%인 실시예 11의 경우는 4dB로 나타났고, 이로부터 수지 발포 폼의 오픈셀화율이 증가할수록, 충격음 저감 효과가 상승한다는 점을 알 수 있었다.
시험예 3: 두께에 따른 충격음 저감 효과
실시예 10 내지 14 및 비교예 5를 사용하여, 시험예 1과 같은 방법으로 두께에 따른 충격음 저감 효과를 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
[표 4]
충격음 저감량 ( dB )
실시예 10 1
실시예 11 4
실시예 12 10
실시예 13 14
실시예 14 16
비교예 5 -1
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 사용되는 수지 발포 폼의 두께가 증가할수록 바닥 충격음 저감 효과가 상승하는 것을 알 수 있었다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 사용한 폴리우레탄 발포 폼의 주사 전자현미경 사진(SEM)이다.
도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 층간 차음재의 단면도이다.
도 3는 본 발명의 다른 태양에 따른 층간 차음재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 태양에 따른 층간 차음재의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 태양에 따른 층간 차음재의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 다른 태양에 따른 층간 차음재의 단면도이다.
도 7는 본 발명의 다른 태양에 따른 층간 차음재의 단면도이다.
도 8는 본 발명의 다른 태양에 따른 층간 차음재의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 태양에 따른 층간 차음재의 사용 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 오픈셀화율의 측정에 사용된 Frazier형 통기도 시험기를 나타내는 도면이다.
<도면 부호의 설명>
10: 수지 발포 폼 15: 오픈셀
20: 치수안정층 30: 방수층
40: 단열재 45: 요철
46: 완충구 50: 보드
100: 층간 차음재

Claims (20)

  1. 하부부터 순차로 슬라브, 층간 차음재, 콘크리트층 및 몰탈층이 시공되어 있는 바닥 구조에 적용되고,
    두께가 15 mm 이상이며, 오픈셀화율이 20% 이상이고, 동탄성 계수가 0.5 내지 10 MN/m3이며, 경도가 5 내지 22 Kgf/314cm2이고, 밀도가 10 내지 25 Kg/m3인 오픈셀 함유 연질 수지 발포 폼; 및
    상기 수지 발포 폼의 일면 또는 양면에 형성된 기능성층을 포함하는 층간 차음재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수지 발포 폼의 오픈셀화율이 60% 이상인 것을 특징으로 하는 층간 차음재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    수지 발포 폼의 오픈셀화율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 층간 차음재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    수지 발포 폼의 동탄성 계수가 0.5 내지 7 MN/m3인 것을 특징으로 하는 층간 차음재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    수지 발포 폼의 동탄성 계수가 0.5 내지 2 MN/m3인 것을 특징으로 하는 층간 차음재.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    수지 발포 폼은 폴리우레탄 발포 폼, 폴리우레아 발포 폼, 폴리염화비닐 발포 폼, 폴리프로필렌 발포 폼, 폴리에틸렌 발포 폼, 폴리스티렌 발포 폼, 폴리비닐아세테이트 발포 폼, 멜라민 수지 발포 폼, 페놀 수지 발포 폼 및 상기 중 어느 하 나의 유도체 수지의 발포 폼으로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상이 적층 또는 접합된 것임을 특징으로 하는 층간 차음재.
  11. 제 1 항에 있어서,
    수지 발포 폼이 폴리우레탄 발포 폼인 것을 특징으로 하는 층간 차음재.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    기능성층은 치수안정층, 방수층, 단열재층 및 강화 보드층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 층간 차음재.
  14. 제 13 항에 있어서,
    치수안정층이 유리 섬유; 합성수지 필름; 및 천연 또는 합성 섬유로 제조된 직포 또는 부직포로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상이 적층 또는 접합된 것임을 특징으로 하는 층간 차음재.
  15. 제 13 항에 있어서,
    방수층이 불투과성 합성수지 필름; 합성 수지가 함침 또는 코팅된 직포; 및 합성 수지가 함침 또는 코팅된 부직포로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상이 적층 또는 접합된 것임을 특징으로 하는 층간 차음재.
  16. 제 13 항에 있어서,
    단열재는 합성수지 발포시트; 글라스울; 락울; 미네랄울; 및 직포로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상의 적층 또는 접합된 것임을 특징으로 하는 층간 차음재.
  17. 제 13 항에 있어서,
    강화 보드는 플라스틱 보드; 무기 모드; 목재 합판; 목분 압착 보드; 및 목분과 무기물의 혼합 보드로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상이 적층 또는 접합된 것임을 특징으로 하는 층간 차음재.
  18. 제 1 항에 있어서,
    수지 발포 폼 및 기능성층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 일면 또는 양면에 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 층간 차음재.
  19. 슬라브 상에 제 1 항 내지 제 5 항, 제 10 항, 제 11 항 또는 제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 층간 차음재를 시공하는 단계를 포함하는 바닥 시공 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    시공된 층간 차음재 상에 콘크리트층, 몰탈층 및 바닥 마감재를 순차 시공하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 시공 방법.
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