KR101269110B1 - 바닥충격음 저감 패널과 이의 제조 및 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥충격음 저감 패널 및 이의 제조 및 시공방법에 관한 것으로, 고무칩 경화체로 이루어진 완충재와, 상기 완충재의 내부 일측으로 결합되는 흡음재로 형성된다.
본 발명은 다양한 재질로 이루어져 충격진동의 흡수 및 감쇠를 위해 사용되는 완충재의 내부 일측으로 흡음재를 결합하여 형성한 저감 패널을 바닥면에 설치할 때, 저감 패널과 바닥면의 울림과의 닿는 면적을 최소화하기 위해 저감 패널에 흡음재를 관통하는 돌출형 지지대를 형성하여, 중력방향으로 전해지는 하중에 의한 소음, 충격을 최소화하면서 바닥면과 저감 패널 사이로 발생되는 공간에 의한 공명현상을 흡음재가 최소화시킴은 물론, 완충재와 흡음재를 각각 다양한 재질을 혼합하여 형성함으로써, 흡음 및 완충효과를 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

바닥충격음 저감 패널과 이의 제조 및 시공방법{A method for manufacturing and execution of works with a panel for absorbing and cutting off impact noise}

본 발명은 바닥충격음 저감 패널 및 이의 제조 및 시공 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저감 패널에 각각 다른 동탄성계수, 진동수, 밀도, 경도, 공극율을 가지는 재질의 완충재, 흡음재를 형성하여, 바닥에서 발생되는 경량충격음은 물론, 중량충격음의 전달과 공명현상을 최소화하여 경량 및 중량충격음을 저감할 수 있으며, 저감 패널의 구조가 간단하여 제조 및 시공이 간편하여 편리성, 경제성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 바닥충격음 저감 패널 및 이의 제조 및 시공 방법에 관한 것이다.

건축물의 바닥에 가해지는 충격음을 줄이기 위한 수많은 노력과 시도가 있었으나 경제성과 효율성을 동시에 충족할 수 있는 결과는 거의 없는 실정이다.

환경부의 공동주택 층간소음 저감을 위한 기술개발보고서(2007.01.19. 한양대학교)에 따르면, 일반적인 건축물의 층간소음 저감방법은 경량 기포콘크리트시공에서 경량 기포콘크리트와 완충재에 의한 시공, 건축물의 구조적 보강, 콘크리트 타설 두께 향상 및 고강도 화와, 방진 받침블록 및 방진 행거, 마운트와 같은 제진재 등에 의한 완전 뜬 바닥시공을 통하여 바닥충격음을 줄이고 있으며, 대부분의 경량 바닥충격음(상대적 중고주파 진동)의 저감에는 효과가 있으나, 중량바닥충격음(상대적 저주파진동)의 저감에는 효과가 미흡하여, 일부 완충재를 사용한 구조 및 뜬 바닥구조에서는 공명현상 때문에 중량바닥충격음이 증가하는 경우도 있다.

이에, 경량 및 중량의 바닥충격음의 저감을 위해서는 완충과 제진을 위한 바닥충격음 저감 및 흡음 구성이 요구되며, 건축물의 구조적 강도향상이 필요하다.

그래서, 최근에는 다른 재질의 완충용 발포체를 교차 적층 한 층간소음 저감용 패드를 시공하여 층간소음 감소에는 효과가 있으나, 보통 15㎜ ~ 20㎜ 또는 그 이상의 두께로 시공되어 경제성이 낮고, 흡음 및 완충을 위해 비중(밀도)이 낮은 완충재의 사용은 건축물 바닥 마감 콘크리트 층의 균열 및 파손의 원인이 되기도 한다.

현재 일반적으로는 대한민국특허등록번호 제10-0872317호, 대한민국특허등록번호 제10-0579931호, 대한민국특허등록번호 제10-0977168호, 대한민국특허등록번호 제10-0644386호와 같이 충격음(진동)을 저감하는 재료는 단일재료보다 진동주파수가 서로 다른 복합재료로 구성하되, 이와 같은 이질의 재료 적층은 평면보다 입체적인 접촉이 효과적이며, 완충재는 기공이 많아야 흡음 및 진동음 감쇠에 효과적인 것으로 나타났다.

또한, 대한민국특허등록번호 제10-0827425호, 대한민국특허등록번호 제10-0653380호, 대한민국특허등록번호 제10-0796559호, 대한민국특허등록번호 제10-0776676호, 대한민국특허등록번호 제10-0806615, 대한민국특허등록번호 제10-0718698호, 대한민국특허등록번호 제10-0768798호 등과 같이 방진고무, 방진 스프링 행거 및 마운트 등의 제진재를 적용하여, 밀폐공간을 형성하는 완전 뜬 바닥구조에 의한 바닥 충격음 저감기술에 있어서는 중량충격음의 저감에 효과적인 경우도 있으나, 제진재의 동탄성계수, 강도, 탄성 복원력, 공극률, 복합재료 구성에 관련한 특성에 따라 특정 주파수 범위에 한정한 효과만이 나타나며, 제진재 상부에 위치한 패널에서 발생할 수 있는 공명현상에 의한 바닥충격음 증가의 위험이 커질 확률이 높아진다.

그리고, 대한민국 특허출원 제10-2004-0040937호에서는 제진재의 충격흡수 성능 향상을 위해 블록화된 제진재 하우징(케이스)에 충격 흡수재용 탄성 입자(덩어리)를 고정하지 않고 삽입하고, 그 위에 콘크리트를 타설해 입자 사이 공간의 일부만 콘크리트로 메워 입자의 유동과 공극에 의해 충격흡수를 유도하는 구조가 제시되었다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1170017호와 같이 바닥충격음의 저감을 위한 제진재 및 완충재를 이용해 패널이 슬래브 콘크리트 바닥 전면에 접촉하지 않고, 다리 형태의 제진재 및 완충재에 의한 부분적인 접지를 이루고 콘크리트 바닥면과 뜬 바닥구조 사이의 공간에 충격파를 흡수하고, 공명 현상을 방지하고, 충격 및 진동을 흡수하고 흡음 역할을 할 수 있는 고무칩 성형체를 충진하는 기술적 접근이 시도되고 있으나, 방진고무 패드에 비하여 우수하지만 압축 성형한 고무칩 경화체는 압축률이 커질수록 경제성이 낮음은 물론 공극이 적어져서 흡음성능이 낮고, 중량 충격음(저주파 진동)의 전도가 높아진다.

그리고, 일반적인 바닥충격음 감쇠를 위한 고무칩 성형체는 고무칩 입자 이외의 스티로폼 입자, 왕겨, 톱밥 등의 입자와 결합 강화제(충진재)로 모래 또는 무기소재 미분말을 혼합하여 성형하고 있으나, 천연 유기물질이 혼합되면 곰팡이 발생 및 세균 번식과 결합력 저하에 따른 바인더 사용량이 증가하게 되고, 성형체의 탄성 및 복원력 저하 등의 문제점이 있다.

상술한 기술들을 통해 바닥의 충격음을 감소시키도록 하였으나, 완충재를 이용한 패널(또는 패드, 블록 등) 제작시 그 두께가 두껍게 하거나, 복합 재질로 다층의 패널을 구성하면 경제성이 떨어지며, 바닥 충격음 저감의 효과만을 위해서 흡음 및 완충을 위해 사용되는 완충재의 다공성을 향상시키면 비중(밀도) 및 탄성 복원력 등이 낮아져 완충재와 인접하는 마감 콘크리트 층을 파손시키는 원인이 되며, 보통의 완충재는 경량 충격음은 감쇠시키나, 중량 충격음을 감쇠시키지 못하고 있었으며, 일반적으로 사용되는 바닥 충격음 저감용 패널(또는 패드, 블록, 장치 등)은 바닥 충격음(진동)의 주파수 범위에 대하여 특정 범위의 주파수에 한정한 충격음 감쇠 효과만 있었다.

또한, 바닥충격음을 감쇠하기 위해 사용되는 고무칩 성형체는 고무칩 입자 이외에 스티로폼, 왕겨, 톱밥 등의 입자와 결합강화제(충진재)로 모래 또는 무기소재 미분말을 혼합하여 성형하고 있으나, 천연 유기물질이 혼합되면 곰팡이의 발생, 세균번식, 결합력 저하에 따른 바인더 사용량 증가 및 탄성 및 복원력이 저하되게 되는 문제점이 있었으며, 상기 고무칩 입자를 고정하는 화학수지 바인더를 많이 투입하면, 고무칩 성형체의 충격음 감쇠 성능이 떨어지게 되며, 화학수지 바인더의 사용량을 감소시키면 바닥 충격음 감쇠 성능은 향상하나, 성형체의 밀도(비중) 및 탄성 복원 등이 떨어져 성형체에 가해지는 반복적인 변형(충격, 압축에 대한 탄성, 복원), 압축/인장 하중에 의한 형상 유지가 곤란해져서 마감 콘크리트 층의 파손원인이 되기도 한다.

본 발명의 바닥충격음 저감 패널은 고무칩 경화체로 이루어진 완충재와, 상기 완충재의 내부 일 측으로 결합되는 흡음재로 형성하되, 완충재의 일부가 흡음재를 두께 방향으로 관통 또는 감싸는 구조로 형성하여 흡음재의 압축을 방지하고, 흡음재와 완충재의 접촉면적을 크게 하여 진동의 전도를 크게 하는 구조의 복합 재질의 패널로 형성되어 이루어진다.

본 발명은 고무칩과 화학수지 바인더를 주재료로 하여 다양한 첨가제를 혼합하여 경화시켜서 바닥 충격음(진동)의 흡수 및 감쇠를 위해 사용되는 완충재에 화학수지 발포 단위체 및 섬유 단위체로 형성되는 이질의 흡음재를 완충재의 일 측면에 삽입한 형태로 형성한 저감 패널을 건축물의 바닥면에 설치할 때, 다른 진동 주파수 범위의 바닥 충격음 감쇠 효과가 있는 이종의 재질로 완충재와 흡음재로 구성되고, 콘크리트 바닥면과 닿는 완충재의 접지 면적이 줄어서 진동의 전도량이 줄며, 흡음재에 가해질 수 있는 중력방향의 압축 하중을 완충재의 관통 지지대로 제거하고, 1차 완충재에서 흡수/소멸시키지 못한 충격음(진동)을 흡음재에서 2차로 흡수 및 감쇠하는 작용을 통해서 경량 및 중량 충격음에 해당하는 저, 중, 고 주파수 범위의 충격음(진동)을 감쇠하게 되며, 바닥 충격음의 감쇠 효과를 향상시키게 된다.

또한, 완충재와 흡음재의 구조와 제작이 간단하여 작업이 편리함은 물론, 원가를 절감할 수 있으며, 생산성이 우수하고, 시공성이 우수하며, 제조 및 시공에 관련한 경제성이 우수한 장점이 있다.

도 1은 본 발명인 바닥충격음 저감 패널을 도시한 부분 단면도
도 2는 본 발명인 바닥충격음 저감 패널의 제1 실시 예를 도시한 부분 단면도.
도 3은 본 발명인 바닥충격음 저감 패널의 제2 실시 예의 분해도를 도시한 부분 단면도.
도 4와 5는 본 발명인 바닥충격음 저감 패널의 설치상태를 도시한 간략도.

상기와 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 구성을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 의한 바닥충격음 저감 패널(50)은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 완충재(10)와 흡음재(20)로 구성된다.

먼저, 상기 완충재(10)에는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 일 측이나 양측으로 홈 형태의 삽입 오목부(12)가 형성되며, 상기 삽입 오목부(12)에서 돌기형 지지대(13)가 다수 개 배열된 상태로 돌출된 상태로 형성되어 있다.

여기서, 상기 완충재(10)에 형성된 돌기형 지지대(13)에 의해 건축물의 바닥마감 면 또는 바닥 마감 면 및 콘크리트 슬래브 상측 면과의 접촉을 최소화하여, 바닥 충격음(진동)의 전달을 감소시킬 수 있게 되는 것이며, 상기 삽입 오목부(12)에 의해 발생하는 공간에 압축하면 압착되는 낮은 중, 저 밀도의 흡음재(20)를 삽입한다.

이는, 바닥 마감 면에서 발생해서 중력방향으로 전달되는 바닥 충격음(진동)이 완충재(10)로 전해질 때, 완충재(10)의 돌기형 지지대(13)와 흡음재(20)로 전달되는데, 저주파 대역은 주파수를 갖는 중량 충격음과 중, 고 주파수 범위의 경량 충격음의 대부분은 완충재(10)에서 흡수, 감소시키고, 진동 에너지가 커서 흡수 감소시키지 못하거나, 완충재(10)에서 발생할 수 있는 공명현상에 따른 바닥 충격음을 흡음재(20)에 의해서 2차 흡수되어 감소되고, 돌기형 지지대(13)로 전도되는 낮은 에너지의 바닥 충격음(진동)만 아래쪽 콘크리트 슬래브에 전달되게 되면서, 바닥면에서 발생되는 바닥 충격음(진동)의 전도를 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 완충재(10)의 둘레방향의 마주하는 두께방향 양측 단면에 체결부(11)를 형성하여 바닥충격음 저감 패널(50)을 다수 개 연결하여 사용할 경우, 인접한 체결부(11)끼리 밀착되어 결합되도록 할 수도 있다.

여기서, 상기 체결부(11)는 'ㄱ'자나 'ㄴ'자 형태로 형성되어 각각 체결부(11)끼리 밀착시킬 수도 있지만, 체결부(11)의 형상은 'ㄱ'자 'ㄴ'자 외에 서로 결합이 용이한 다양한 형상으로 제작되어도 무방하다.

덧붙여, 상기 체결부(11)는 완충재(10)의 일측 방향으로 'ㄱ' 자 형태로 형성되고, 타측 방향으로 'ㄴ' 자 형태로 형성되어 인접한 체결부(11) 끼리 맞닿으면서 결합되도록 하는데, 바람직하게는 바닥충격음이 상부에서 하부로 전도되므로 패널 간 연결부에 발생할 수 있는 수직방향 틈(온도 변화(열팽창계수의 차)에 따른 틈, 압축에 의한 단면 변형, 성형 오차, 설치면 불 균일 등)으로 전도되는 것을 차단하기 위해서 체결부(11)는 패널의 두께방향으로 마주하는 각각의 패널 단면이 한 쌍의 겹침 이음이 되도록 형성하는 것이 좋으며, 상기 체결부(11) 형상은 상술한 형상 외에 서로 맞닿으면서 결합될 수 있는 어떠한 형상으로 형성되어도 무방하나, 'ㄱ' 자, 'ㄴ' 자 형태 이외의 형상은 패널 간 연결의 통상적 구조라 별도로 도시하지 않았으나 두께 및 높이 방향의 단면에 홈과 돌기를 형성한 한 쌍의 끼워 맞춤 수단을 형성할 수도 있으나 모두 본 발명의 특징적 효과를 얻는데 큰 차이가 없으며, 일반적으로 체결부의 복잡한 구조는 고무 칩 경화 기재 패널의 두께를 키우는 문제를 발생시키게 된다.

상기 완충재(10)는 고무칩에 바인더용 화학수지가 혼합된 후, 첨가제가 더 포함되어 혼합되도록 형성된다.

상기 완충재(10)를 고무칩 경화체로 제작할 수도 있지만, 고무칩을 대신하여 발포형 고무나 고무로 제작될 수 있다.

여기서, 상기 첨가제는 섬유보강재, 결합강화제, 안료, 난연재, 항균 및 항곰팡이 소재 중 어느 하나만 선택되거나 복합으로 혼합되어 형성될 수도 있다.

덧붙여, 상기 첨가제 중에서 섬유보강재는 유리 섬유, 탄소 섬유, PVA 섬유(polyvinyl alcohol:폴리비닐알코올), PP 섬유(polypropylene:폴리프로필렌), 나일론 섬유, PET 섬유(polyethylene terephthaiate:폴리에틸렌 테레프탈레이트), 셀룰로오스 섬유, 마 섬유, 펄프 섬유, 폐 섬유 중 단독으로 혼합되거나 여러 가지를 복합으로 혼합될 수 있다.

또한, 상기 결합강화제(충진재)는 모래나, 또는 활석, 탄산칼슘, 황토 등을 포함하는 통상의 무기소재 미분말(500㎛ 이하의 크기) 형태로 형성되되, 사용자의 목적에 따라 단독으로 혼합되거나 복합으로 혼합되어 형성될 수 있으며, 미분말의 종류에 따른 특정한 효과를 나타내는 것은 아니며, 경화체의 경도 또는 압축 및 탄성 복원력 조정을 위해서 혼합하게 된다.

그리고, 상기 미분말의 입도를 500㎛ 이하의 크기로 한정하였으나, 본 발명의 목적인 층간소음 저감 효율과 저감 진동 주파수 범위를 넓이는 것과 관련한 특징적인 작용을 하지 않으므로, 입도 범위를 벗어나는 미분말 또는 모래와 같이 굵은 입자를 사용해도 무방하다.

그러나, 상기 완충재의 원적외선 방사 또는 음이온 방출을 위해서 통상적으로 사용하는 전기석, 화산석, 일라이트, 운모, 황토, 숯, 맥반석, 옥, 게르마늄 등을 통상의 미분말로 적용하여 상기 결합강화제(충진재)로 사용할 수 있다.

상기와 같이 고무칩에 화학수지 바인더를 혼합하고, 다양한 재질의 첨가제를 혼합하여 완충재(10)가 일정한 크기로 형성되게 된다.

그리고, 고무칩 입자를 화학수지 바인더로 경화시켜서 만든 상기 완충재(10)에 바닥 충격음(진동)이 전달되면, 충격 및 진동 에너지의 집중(응력)을 방지(분산)하며, 완충재(10)에 전달된 진동에너지를 고무칩 입자의 진동과 변위에 관련한 운동에너지로 변환시켜서 진동 에너지를 소모하는 작용으로 진동 에너지를 흡수 및 감소시키게 되는 것으로서, 고무칩 입자를 경화시킨 완충재(10)가 상대적으로 폴리머 분자가 강하게 단위체로 구속되어 있어서 폴리머의 변위 유도나, 발포고무 내부 기포 속 공기의 울림을 유도하는 작용을 하는 고무나 발포 고무를 이용한 완충재(10)에 비하여 진동에너지 저감 효율이 크다.

또한, 상기 섬유보강재는 중력의 방향으로 상존하는 완충재(10)에 가해지는 압축하중(마감콘크리트 중량 및 바닥 충격 등)에 의한 변형과 파손을 방지하고, 완충재(10)의 유동성(진동 감쇠 범위와 효율 향상, 힘의 크기에 대한 탄성 복원 및 변위 발생 민감도 향상)을 키우기 위해 완충재(10)의 바인더용 화학수지에 의한 구속(결합)력을 최소화(바인더 사용량 감소)한 상태로 고무칩 입자들의 변위와 유동성을 강화시키되, 지속적으로 반복 작용하는 압축 및 충격 하중에서 고무칩 경화체의 형상 유지, 탄성 복원력 유지 및 압축/휨 강도의 향상을 위해서 혼합한다.

그리고, 건축구조물의 바닥면에 설치되는 완충재(10)가 압축 하중 등에 의해 쉽게 파손되는 것을 예방하고, 다른 주파수 범위의 바닥 충격음을 저감하며, 장선 및 받침 부재에 의한 뜬 바닥 구조에서 사용할 수 있도록, 완충재(10)의 상,하부 일측 면이나, 양측 면에 보강재(30)를 추가로 형성할 수도 있다.

여기서, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 보강재(30)는 완충재(10)의 표면에 세라믹스 기재 보드(마그네슘 보드, 시멘트 보드, 섬유 강화 시멘트 판 등), 목질 인공판재(WPC), 목질 가공판재(합판, MDF(medium density fiberboard:중밀도섬유판), HDF(high density fiberboard:고밀도섬유판), P.B(particle board:파티클보드) 등) 중 어느 하나가 접착제 등을 통해 부착되어 형성될 수도 있다.

상기와 같은 완충재(10), 흡음재(20) 및 보강재(30)의 복합 재질의 구성으로 인해 본 발명의 저감 패널(50)은 바닥 충격음(진동)을 완화하며, 특히 상기 완충재(10)는 상기와 같이 완충재(10)에 함유되는 고무칩 입자간 유동성과 개별 입자의 변위에 의해서 넓은 주파수 범위의 충격음(진동)과 큰 충격음(에너지의 크기)을 흡수 및 감소시키는 완충, 흡음 및 제진의 역할을 하게 되는 것이다.

한편, 상기 흡음재(20)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 완충재(10)의 일측에 형성된 삽입 오목부(12)에 결합되어 형성되되, 상기 완충재(10)의 삽입 오목부(12)에 용이하게 결합될 수 있도록 상기 완충재(10)의 돌기형 지지대(13)가 삽입되는 체결 홈(21)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 흡음재(20)는 왕겨, 모래, 세라믹 분말, 톱밥 중에서 화학수지바인더와 혼합하여 경화시킨 기포성 경화 단위체, 화학수지 또는 고무를 튜브를 형성하고 내부를 밀폐하고 공기를 채운 에어백, 화학수지 발포 단위체, 유무기 섬유 재질의 보온단열재를 형상화한 단위체, 야자섬유, 건초 및 볏짚 중 선택한 어느 하나를 직물 또는 부직포의 형상으로 압축하여 형성한 단위체 중에서 어느 하나를 시공 환경 및 목적과 바닥충격음의 감쇠 특성에 관련한 사용 목적에 따라 선택하여 제작할 수 있다.

상기 흡음재(20)는 바닥에서 전해지는 소음을 흡수 및 감소시키는데, 흡음재(20)를 화학수지 발포 단위체로 제작할 경우, 흡음재(20)의 표면과 내부에 작은 기포나 관 모양의 구멍이 형성되어 그 구멍 속의 공기가 음파에 의해 진동하여 생긴 마찰에 의한 소리에너지를 열에너지로 바꾸어 흡음재(20)로 흡수/감소 되도록 한다.

또한, 상기 흡음재(20)를 유무기 섬유 재질의 보온단열재 등으로 제작하게 되면, 음파가 섬유를 진동시키면서 소리 에너지를 소모하게 하여 소음을 흡수/감소시키게 되는 것이다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 흡음재(20)가 완충재(10) 일 측으로 삽입되어 결합 되거나, 별도로 도시하지는 않았으나 양측으로 삽입되어 결합 될 수도 있으며, 완충재(10)와 흡음재(20)의 표면에 홈(h)과 돌기(k)가 연속적으로 배열되어 형성되는 요철형상을 통해 결합 되도록 하는 것이 좋다.

그래서, 상기 완충재(10)에 흡음재(20)를 결합시킬 때, 완충재(10)와 흡음재(20)의 표면에 요철형태의 돌기(k)와 홈(h)에 의해, 각각의 완충재(10)와 흡음재(20)에 형성된 돌기(k)와 홈(h)이 각각 결합되게 되어, 완충재(10)와 흡음재(20)가 견고하게 고정됨은 물론, 완충재(10)에서 전도되는 충격음의 진동이 흡음재에 효과적(넓은 접촉 면적)으로 전달되게 되는 것이다.

아울러, 상기와 같은 완충재(10)와 흡음재(20)의 구성을 통해 저감 패널이 완충, 흡음역할을 수행하면서 진동에 따른 진동 에너지를 완충재(10) 및 흡음재(20)의 점성 저항(고무, 고무칩 입자 및 화학수지 바인더), 하중 변위의 이력적 반복에 따라 내부마찰에 의해 진동을 흡수하는 제진재의 역할도 동시에 수행하게 되는 것이다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 완충재(10) 및 흡음재(20)로 형성된 바닥충격음 저감 패널(50)을 제작하기 위해 사용되는 형틀(도면에 미도시)의 내부에 탈형제를 도포한 후, 형틀의 바닥면에 흡음재(20)를 제작하기 위한 흡음재 성형용 혼합물을 투입한다.

여기서, 상기 흡음재(20)는 왕겨, 모래, 세라믹 분말, 톱밥 중에서 화학수지바인더와 혼합하여 경화시킨 기포성 경화 단위체, 화학수지 또는 고무를 튜브를 형성하고 내부를 밀폐하고 공기를 채운 에어백, 화학수지 발포 단위체, 유무기 섬유 재질의 보온단열재를 형상화한 단위체, 야자섬유, 건초 및 볏짚 중 선택한 어느 하나를 직물 또는 부직포의 형상으로 압축하여 형성한 단위체 중에 어느 하나를 선택하여 제작할 수 있다.

또한, 상기 바닥충격음 저감 패널(50)에 보강재(30)를 추가로 형성할 경우에는 형틀의 바닥면에 흡음재 성형용 혼합물을 투입하기 전에 보강재(30)를 먼저 위치시키고, 상기 보강재(30)의 상측으로 흡음재(20)를 투입하면 되는 것이다.

여기서, 상기 보강재(300는 세라믹스 기재 보드(마그네슘 보드, 시멘트 보드, 섬유 강화 시멘트 판 등), 목질 인공판재(WPC:wood plastic combination:플라스틱강화목재), 목질 가공판재(합판, MDF, HDF, P.B 등) 중 어느 하나가 상기 완충(10)의 상, 하부 면의 일 측 또는 양측에 부착되어 형성될 수도 있다. 부착되어 형성될 수도 있다.

덧붙여, 상기 보강재(30)를 흡음재(20)에 부착하여 보강재(30) 층을 형성할 때, 보강재(30)와 흡음재(20)가 접촉되는 접촉 면에 접착제를 도포하거나 또는 접착제 사용 없이 보강재와 흡음재를 형틀에 투입하도록 한다.(S10)

이는, 접착제를 도포하지 않아도 고무칩 입자에 붙어 있는 화학수지 바인더에 의하여 접착되어 지나, 접착력이 약하며, 보강재 표면의 강화를 목적으로 할 때에는 접착제를 도포하는 것이 효과적이다.

그런 후, 상기 보강재(30)와 흡음재(20)가 순서대로 투입된 형틀에 완충재 성형용 혼합물을 투입하고, 진동을 가하여 다질 수 있다.

여기서, 상기 완충재 성형용 혼합물은 고무칩에 바인더용 화학수지가 혼합된 후, 첨가제가 포함되어 형성되는데, 상기 고무칩을 대신하여 발포형 고무, 방진고무를 사용하여 하나의 단위체로 완충재(10)를 성형할 수 있다.

덧붙여, 상기 첨가제는 섬유보강재, 결합강화제, 안료, 난연재, 항균 및 항곰팡이 소재 중에서 어느 하나 이상이 혼합되어 형성되어 있다.

덧붙여, 상기 첨가제 중에서 섬유보강재는 유리섬유, 탄소섬유, PVA섬유, PP섬유, 나일론섬유, PET섬유, 셀룰로오스섬유, 마섬유, 펄프섬유, 폐섬유 중에서 어느 하나가 단독으로 혼합되거나 복합으로 혼합되어 형성될 수도 있다.

또한, 상기 결합강화제(충진제)는 모래나, 또는 활석, 탄산칼슘, 황토, 전기석, 화산석, 일라이트, 운모, 황토, 숯, 맥반석, 옥, 게르마늄 등의 미분말 형태가 단독으로 혼합되거나 복합으로 혼합되어 형성될 수도 있다.(S20)

그런 후, 상기 완충재 성형용 혼합물의 상측으로 가압 판을 장착하고 압축을 가하여 형성하되, 완충재를 제작하기 위해 사용되는 완충재 성형용 혼합물의 부피가 5% ~ 150%로 감소될 때까지, 압력을 가하여 저감 패널을 제작한다.(S30)

이처럼, 완충재 성형용 혼합물의 부피가 5% ~ 150%의 수치로 감소될 때까지 압축성형하는 이유는 완충재(10)와 흡음재(20)를 견고하게 압축하여 쉽게 분리 및 파손되지 않게 함은 물론, 완충재(10)의 경도, 탄성 복원력, 압축/휨 하중을 조절하기 위한 것이다.

또한, 상기 완충재(10)를 발포형 고무 성형물이나, 고무 성형물로 할 경우에는 이미 본 발명의 완충재 형상으로 성형된 고무 또는 발포 고무 재질의 성형물을 완충재로 적용해, 상기 흡음재(20)를 접착제로 부착하여 끼워 넣고, 상기 보강재(30)를 접착제 층을 형성하여 부착하는 방법으로 바닥충격음 저감 패널을 제조할 수 있다.

또한, 접착제를 도포하지 않고, 완충재 표면의 홈에 삽입하는 흡음재의 부착성 향상을 위해서는 흡음재와 완충재가 접하는 완충재의 둘레와 흡음재를 관통하는 돌기형 지지대(13)의 체결 홈(21) 둘레의 접촉 단면(흡음재 두께 방향)을 수직 방향이 아닌 사선("/")이나 홈과 돌기에 의한 끼워 맞춤의 형상으로 가공하여 삽이후 바ZR으로 빠져나오지 않게 할 수 있다.(통상적인 끼워 맞춤 형식의 단면 가공으로서, 별도로 도시하지는 않았음)

상기와 같이 바닥충격음 저감 패널(50)이 제작된 후, 온돌 등이나 체육관 등에 바닥충격음 저감 패널(50)을 설치하게 된다.

덧붙여, 상기 완충재(10)의 상, 하측면으로 흡음재(20)를 형성할 경우, 완충재(10)를 제작하기 위한 완충재 성형용 혼합물을 투입하기 전과 후에 흡음재 성형용 혼합물을 투입하도록 한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 바닥충격음 저감 패널(50)을 온돌 등에 설치할 경우, 건축구조물의 바닥은 콘크리트 슬래브(바탕 면) 상면에 경량 기포 콘크리트 층(1)과 마감 콘크리트 층(2)으로 형성되게 되며, 추가하여 경량 기포 콘크리트 층(1)의 상측 면 또는 하측 면에 단열 및 층간소음 저감을 목적으로 하는 달열재 또는 방진재를 추가로 설치하고 있는데, 상기 본 발명의 저감 패널을 콘크리크 슬래브 바탕 면 상측에 경량 기포 콘크리트 층(1)의 사이에 삽입할 수도 있고, 경량기포 콘크리트 층(1)과 온돌 파이프가 설치된 마감 콘크리트 층(2)의 사이로 삽입할 수 있다.

이는, 사용자의 목적에 따라 다양한 위치에 삽입할 수 있는 것이다.(S110)

상기와 같이 건축구조물의 바닥에 바닥충격음 저감 패널(50)을 위치시키고 상기 바닥충격음 저감 패널(50)을 건축구조물의 벽체에 추가로 위치시켜, 건축구조물의 바닥면은 물론, 벽체와 접하는 접촉 면에 설치하여 발생하는 진동이나 소음 등을 추가로 감소시킬 수 있도록 할 수도 있다.

이를 상세히 설명하면, 상기 바닥충격음 저감 패널(50)을 벽체에 밀착시켜 위치시킬 때에는 건축구조물의 벽체에 바닥충격음 저감 패널(50)을 밀착시키고, 상기 바닥충격음 저감 패널(50)의 수직높이가 건축구조물의 바닥면에 타설되는 마감 콘크리트 층(2)의 높이까지 위치되도록 바닥충격음 저감 패널(50)의 크기를 조절하며, 그 상측 면에 바닥 마감재(3)를 형성하면 되는 것이다.

또한, 상기 마감 콘크리트 층(2)에는 보일러 배관(4) 등이 형성될 수 있다.(S120)

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 바닥충격음 저감 패널(50)을 교실 및 체육관과 같은 장소에 설치하고 있는데, 이는 콘크리트 바닥면에 일반적으로 바닥의 높이조절을 위해 설치되는 높이조절 부재(A1)를 설치하고, 그 위에 제진재로 사용되고 있는 방진고무 패드(A2)를 위치키고, 상기 방진고무 패드(A2)의 상측으로 바닥충격음 저감 패널(50)을 위치시키도록 한다.(S210)

여기서, 상기 바닥충격음 저감 패널(50)에 보강재(30)가 형성되어 있지 않을 경우에는 바닥충격음 저감 패널(50)의 하측으로 보강재(30)를 설치한 후, 상기 보강재(30)의 상측으로 바닥충격음 저감 패널(50)을 설치하는 것이 좋다.

그런 후, 상기 바닥충격음 저감 패널(50)의 상측으로 보강재(30)를 설치하고, 상기 보강재(30)의 상측으로 바닥마감재(A3)를 시공하도록 한다.(S220)

여기서, 상기 바닥충격음 저감 패널(50)의 상측 면에 보강재(30)가 형성되어 있으면, 바닥충격음 저감 패널(50)의 상측으로 별도의 보강재(30)를 설치하지 않고, 바닥충격음 저감 패널(50)의 상측으로 바닥마감재(A3)를 바로 시공하도록 한다.

덧붙여, 상기 바닥충격음 저감패널(50)에 보강재(30)를 형성할 경우에는 접착제 등으로 부착할 수 있는데 접착제를 사용할 경우, 접착층이 형성되는 것은 자명한 사항으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

덧붙여, 상기 바닥에 설치되는 높이조절 부재(A1) 및 방진고무 패드(A2)는 현재 일반적으로 사용되고 있는 것으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

그런 후, 그 상측으로 바닥마감재(A3)를 시공하면 되는 것이다.

덧붙여, 상기 바닥마감재는 현재 일반적으로 사용되고 있는 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 바닥마감재를 다수 개로 배열시키고 연결하여 설치할 수 있도록 바닥마감재(A3)에도 돌기(도면에 미도시)나 홈(도면에 미도시) 등의 형상이 형성될 수도 있으며, 바닥마감재의 시공은 이미 업계에서 관행적으로 사용되는 통상적인 방법이다.

상기와 같이 바닥충격음 저감 패널(50)을 제작하여 건축구조물의 바닥면에 설치하게 되면, 건축구조물에서 발생되는 진동 및 소음을 완충재 또는 흡음재에서 원활하게 흡수, 감소시키게 되는데, 돌기형 지지대에 의해 건축물의 바닥면에서 발생되는 울림과 접촉하는 면적을 최소화하여 최소의 진동 에너지만이 건축구조물의 바닥면으로 전달되게 하고, 상기 완충재(10)에서 완전히 흡수하지 못하거나 공명 현상에 의해 증폭된 바닥 충격음(진동)은 본 발명에 의해서 완전히 압착되거나 바인더로 고정되지 않은 상태의 상기 흡음재(20)에서 흡수/소멸하도록 함으로써, 바닥 충격음 저감 효율이 높음은 물론, 진동의 흡수 및 감소 특성(진동 주파수 범위)이 서로 다른 이질(각각 다른 동탄성계수, 진동수, 밀도, 경도, 공극률을 가지는 재질)의 완충재(복합 재료; 고무칩, 분말, 섬유, 화학수지로 구성), 흡음재, 보강재에 의한 구성으로 넓은 진동주파수 범위에 대한 충격음(진동) 저감 및 흡수 성능을 나타내게 되는 것이다.

아울러, 상기 완충재와 흡음재를 통해 바닥면과 저감 패널과의 접촉면적을 최소화하여, 부분적으로 바닥접촉에 의한 중력방향으로 전해지는 하중에 의한 소음, 충격을 최소화하면서 바닥면과 저감 패널 사이로 발생되는 공간에 의한 공명현상을 흡음재가 최소화시킴은 물론, 완충재와 흡음재를 각각 다양한 재질을 혼합하여 형성함으로써, 흡음 및 완충효과를 극대화시킬 수 있으면서, 구성이 간단하여 생산성 및 경제성이 우수하고 유지보수가 간편하다.

10 : 완충재 11 : 체결부
12 : 삽입 오목부 13 : 돌기형 지지대
20 : 흡음재 21 : 체결 홈
30 : 보강재
50 : 바닥충격음 저감 패널

Claims (14)

1. 건축물의 바닥충격음을 저감하기 위해 바닥마감재와 건축물의 바닥면의 사이에 설치되어 방음, 차음 및 흡음기능을 수행하는 바닥충격음 저감 패널에 있어서,
   고무칩 경화체로 이루어지며, 상, 하부 표면의 일 측면 또는 양 측면에 돌출된 돌기형 지지대(13)가 형성된 삽입 오목부(12)가 형성되는 완충재(10)와, 상기 완충재(10)의 상, 하부 표면의 일 측면 또는 양 측면에서 내부로 삽입되어 결합되며, 상기 완충재(10)에 형성된 돌기형 지지대(13)가 결합되는 체결 홈(21)이 형성된 흡음재(20)가 형성되는 것에 특징이 있는 바닥충격음 저감 패널.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 완충재(10)를 발포형 고무 성형물이나 고무 성형물 중 어느 하나로 하는 것에 특징이 있는 바닥충격음 저감 패널.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 완충재(10)의 양측 단면에 한 쌍으로 형성된 체결부(11)와, 흡음재(20)가 삽입되는 삽입 오목부(12)가 더 포함되어 형성되는 것에 특징이 있는 바닥충격음 저감 패널.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서, 상기 완충재(10)에 흡음재(20)가 요철형태로 결합되도록 완충재(10)와 흡음재(20)의 표면에 돌기(k)와 홈(h)이 형성되는 것에 특징이 있는 바닥충격음 저감 패널.
   
8. 삭제
9. 건축물의 바닥충격음을 저감하기 위해 바닥마감재와 건축물 바닥면(콘크리트 슬래브 상면) 사이에 설치하는 방음, 차음 및 흡음 기능의 바닥충격음 저감 패널의 제조방법에 있어서,
   저감 패널을 제작하기 위한 형틀 표면에 탈형제를 도포하고, 상기 형틀의 바닥면에 흡음재 또는 세라믹스 기재 보드, 목질 인공판재(WPC), 목질 가공판재(합판, MDF, HDF, P.B) 중 어느 하나로 이루어진 보강재 상 측면에 흡음재를 정치하되, 보강재와 흡음재 접촉 면에 접착제를 도포하는 1단계(S10);
   상기 형틀에 투입된 흡음재 상측으로 완충재 성형용 혼합물을 투입한 후, 진동을 가하여 혼합물을 다짐하는 2단계(S20):
   상기 완충재의 성형용 혼합물의 위에 가압 판을 덮고, 가압판을 가압하면서 성형하되, 완충재 성형용 혼합물의 부피가 5% ~ 150%로 감소될 때까지 가압하는 3단계(S30)로 이루어진 것에 특징이 있는 바닥충격음 저감 패널의 제조방법.
   
10. 삭제
11. 제 9항에 있어서, 상기 흡음재는 왕겨, 모래, 세라믹 분말, 톱밥 중에서 화학수지 바인더와 혼합하여 경화시킨 기포성 경화 단위체;
    화학수지 또는 고무로 튜브를 형성하고, 밀폐한 내부에 공기를 채운 에어백;
    화학수지 발포 단위체;
    유무기 섬유 재질의 보온단열재를 형상화한 단위체;
    야자섬유, 건초 및 볏짚 중 선택한 어느 하나를 직물 또는 부직포의 형상으로 압축하여 형성한 단위체; 중에서 어느 하나를 선택하여 형성되는 것에 특징이 바닥충격음 저감 패널의 제조방법.
    
12. 제 9항에 있어서, 상기 완충재를 형성하기 위한 화학수지 혼합 조성물은 고무칩에 바인더용 화학수지를 혼합하되, 첨가제로 섬유보강재, 결합강화제, 안료, 난연재, 항균 및 항곰팡이 소재 중 어느 하나 이상을 혼합하여 경화시켜 형성하되;
    상기 섬유보강재는 유리섬유, 탄소섬유, PVA섬유, PP섬유, 나일론섬유, PET섬유, 셀룰로오스섬유, 마섬유, 펄프섬유, 폐섬유 중 선택한 어느 하나나 하나 이상을 선택한 것들을 혼합되도록 하며;
    상기 결합강화제는 모래로 하거나, 또는 활석, 탄산칼슘, 황토, 전기석, 화산석, 일라이트, 운모, 황토, 숯, 맥반석, 옥, 게르마늄 중 어느 하나의 미분말이나 하나 이상을 선택한 것들을 혼합되도록 하는 것에 특징이 있는 바닥충격음 저감 패널의 제조방법.
    
13. 온돌구조의 건축물에서 바닥충격음을 저감하기 위해 바닥마감재와 건축물 바닥면 사이에 설치하는 방음, 차음 및 흡음기능의 바닥충격음 저감 패널의 시공방법에 있어서,
    청구항 1항 내지 8항 중 어느 한 항의 바닥충격음 저감 패널을 사용하여, 콘크리트 슬래브 바탕 면과 경량 기포 콘크리트 층 사이나, 또는 경량 기포 콘크리트 층과 마감 콘크리트 층의 사이에 삽입하는 배열단계(S110);
    청구항 1항 내지 8항 중 어느 한 항의 바닥충격음 저감 패널을 사용하여, 콘크리트 슬래브 바탕 면과 건축물 벽체의 경계면에서 마감 콘크리트의 타설 높이까지 벽체에 밀착하여 벽체에 설치하는 벽면 설치단계(S120)로 이루어진 것에 특징이 있는 바닥충격음 저감 패널의 시공방법.
    
14. 교실 및 체육관과 같은 건축물에서 바닥충격음 저감과 탄성 향상을 위채 바닥마감재와 건축물 바닥면 사이에 설치하는 방음, 차음 및 흡음기능의 바닥충격음 저감 패널의 시공방법에 있어서,
    콘크리트 바닥면에 높이조절 부재를 설치하고, 그 위에 제진재인 방진고무 패드를 설치한 후, 상기 방진고무 패드의 상측으로 청구항 1항 내지 8항 중 어느 한 항의 바닥충격음 저감패널을 설치하되, 상기 바닥충격음 저감패널에 보강재가 형성되어 있지 않은 경우, 방진고무 패드의 상측으로 보강재를 설치하고 상기 보강재의 상측으로 바닥충격음 저감패널을 설치하는 장착단계(S210);
    상기 바닥충격음 저감 패널의 상 측면에 보강재를 설치하고 바닥마감재를 설치할 때, 상기 바닥충격음 저감패널에 보강재가 형성되어 있을 경우, 추가적인 보강재를 설치하지 않고, 상기 바닥충격음 저감패널의 상측으로 바닥 마감재를 바로 설치하는 바닥마감재 시공단계(S220)로 이루어진 것에 특징이 있는 바닥충격음 저감 패널의 시공방법.
    

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