KR101375618B1 - Non-sintered lightweight sound absorber having dual pore structure and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세기공을 갖는 다공성 발포유리 그래뉼이 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더에 의하여 상호 연결되어 있으며, 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 500㎛∼7㎜ 크기의 조대기공이 분포되어 있으며, 다공성 발포유리 그래뉼의 미세기공 및 상기 조대기공이 구비되는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 다공성 발포유리 그래뉼의 미세기공과 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 형성된 조대기공으로 이루어진 이중 기공 구조가 구비되어 경량을 나타내고 흡음 성능과 난연성이 우수하며, 소성 과정을 실시하지 않고 제조 가능하여 제조 및 가공이 용이하고, 재활용 소재인 폐유리로 제조될 수 있어 제조원가가 절감되고 폐기물을 재활용할 수 있다.In the present invention, porous foamed glass granules having micropores are interconnected by at least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fiber binder, and coarse pores having a size of 500 μm to 7 mm are formed between the porous foamed glass granules. The present invention relates to a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure that is distributed and is provided with micropores of the porous foam glass granules and the coarse pores.
According to the present invention, there is provided a double pore structure made of micropores of porous foamed glass granules and coarse pores formed between the porous foamed glass granules, indicating light weight, excellent sound absorption performance and flame retardancy, and can be manufactured without performing a firing process. And it is easy to process, can be made of recycled glass waste material can reduce the manufacturing cost and recycle waste.
Description
본 발명은 경량 흡음재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다공성 발포유리 그래뉼의 미세기공과 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 형성된 조대기공으로 이루어진 이중 기공 구조가 구비되어 경량을 나타내고 흡음 성능과 난연성이 우수하며, 소성 과정을 실시하지 않고 제조 가능하여 제조 및 가공이 용이하고, 재활용 소재인 폐유리로 제조될 수 있어 제조원가가 절감되고 폐기물을 재활용할 수 있는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a light-weight sound absorbing material and a method for manufacturing the same, and more particularly, has a double-pore structure made of micropores of porous foamed glass granules and coarse pores formed between the porous foamed glass granules to exhibit light weight and excellent sound absorption performance and flame retardancy. Non-plastic lightweight sound-absorbing material having a double pore structure that can be manufactured and processed without waste firing process, can be easily manufactured and processed, and can be manufactured from recycled waste glass, which can reduce manufacturing costs and recycle waste. It is about a method.
종래의 흡음재는 폴리에스터 섬유를 이용하여 다공성 구조를 가지게 하고 이를 흡음소재에 응용하거나, 유리섬유를 주요 소재를 사용하여 흡음성능을 발휘하고 있다. Conventional sound absorbing materials have a porous structure using polyester fibers and apply them to sound absorbing materials, or use glass fibers as a main material to exhibit sound absorption performance.
그러나, 폴리에스터 섬유 재질의 흡음재는 유기물로 구성되어 있어 화재 발생시 유독가스를 방출하는 위험성이 있다. However, the sound absorbing material of the polyester fiber material is composed of organic matter, there is a risk of emitting toxic gases in case of fire.
유리섬유 재질의 흡음재는 화재 등의 위험으로부터 안전하나, 대기중에 노출될 경우 유리섬유의 마모로 인체에 유해한 침상의 먼지가 발생할 가능성이 있다. 또한, 유리섬유 재질의 흡음재는 시공할 때 유해한 먼지가 발생하여 시공 과정 중의 작업자의 건강에 나쁜 영향을 끼칠 염려가 있다. Glass-fiber absorbers are safe from fire and other hazards. However, when exposed to the atmosphere, there is a possibility that acupuncture dust, which is harmful to the human body, may occur due to abrasion of glass fibers. In addition, the sound absorbing material made of glass fiber may cause harmful dust during construction, which may adversely affect the health of workers during the construction process.
한편, 목재 재질의 흡음재는 친환경적인 장점이 있으나, 폴리에스터계 흡음재와 마찬가지로 화재에 취약하고, 무엇보다도 흡음재로서 성능이 떨어지는 문제점이 있다. On the other hand, the sound absorbing material of the wood material has an environmentally friendly advantage, but, like the polyester-based sound absorbing material is vulnerable to fire, and above all, there is a problem of poor performance as a sound absorbing material.
또한, 시멘트 콘크리트 소재를 흡음재로 적용하는 경우도 있으나, 시멘트 콘크리트 재질의 흡음재는 비중이 커서 제품이 무거우며, 시공성이 나쁘고, 흡음 성능이 충분하지 않은 문제점이 있다. In addition, the cement concrete material may be applied as a sound absorbing material, but the sound absorbing material of the cement concrete material has a large specific gravity, resulting in heavy products, poor workability, and insufficient sound absorbing performance.
폴리에스터 섬유 재질, 유리섬유 재질, 목재 재질 및 시멘트 콘크리트 재질을 사용하여 형성되는 종래의 흡음재는 무겁거나, 화재에 취약하거나, 흡음 성능이 부족하거나, 인체에 유해하거나, 시공성이 나쁘거나 등과 같은 결점을 적어도 하나 이상 지니고 있다. 이에 따라, 상기에서 기술된 결점이 해소된 경량 흡음재의 개발이 요구되고 있다.
Conventional sound absorbing materials formed using polyester fiber material, glass fiber material, wood material and cement concrete material have defects such as heavy, fire vulnerable, poor sound absorption performance, harmful to human body, poor workability, etc. Have at least one. Accordingly, there is a demand for the development of a lightweight sound absorbing material in which the drawbacks described above are eliminated.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다공성 발포유리 그래뉼의 미세기공과 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 형성된 조대기공으로 이루어진 이중 기공 구조가 구비되어 경량을 나타내고 흡음 성능과 난연성이 우수하며, 소성 과정을 실시하지 않고 제조 가능하여 제조 및 가공이 용이하고, 재활용 소재인 폐유리로 제조될 수 있어 제조원가가 절감되고 폐기물을 재활용할 수 있는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
The problem to be solved by the present invention is provided with a double pore structure consisting of micropores of porous foamed glass granules and coarse pores formed between the porous foamed glass granules to exhibit light weight, excellent sound absorption performance and flame retardancy, and is manufactured without carrying out a firing process. The present invention provides a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure that can be manufactured and processed easily, can be manufactured from recycled waste glass, which can reduce manufacturing costs and recycle waste, and a method of manufacturing the same.
본 발명은, 10㎚∼500㎛ 크기의 미세기공을 갖는 다공성 발포유리 그래뉼이 상호 연결되어 있고, 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 500㎛∼7㎜ 크기의 조대기공이 분포되어 있으며, 상기 조대기공은 열려 있어 외부로 연결되어 있고, 상기 다공성 발포유리 그래뉼은 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더에 의하여 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재를 제공한다. According to the present invention, porous foamed glass granules having micropores having a size of 10 nm to 500 µm are interconnected, and coarse pores having a size of 500 µm to 7 mm are distributed between the porous foamed glass granules, and the coarse pores are opened. Is connected to the outside, the porous foam glass granules provide a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure characterized in that they are interconnected by at least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder. .
상기 다공성 발포유리 그래뉼은 0.5∼7㎜의 평균 입경을 갖고, 비중이 0.7 보다 작거나 같은 것이 바람직하다. The porous foam glass granules have an average particle diameter of 0.5 to 7 mm, preferably with a specific gravity less than or equal to 0.7.
상기 다공성 발포유리 그래뉼은 폐유리 분말이 발포되어 형성된 다공성 발포폐유리 그래뉼로 이루어질 수 있다.The porous foam glass granules may be made of porous foamed waste glass granules formed by foaming waste glass powder.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 길이가 0.1∼6mm인 것이 바람직하다. It is preferable that the pulp-based natural fiber binder has a length of 0.1 to 6 mm.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 닥나무 또는 삼지닥나무 껍질을 원료로 만들어진 한지로 이루어질 수 있다.The pulp-based natural fibrous binder may be made of Korean paper made of raw material of bark or cedar.
상기 고분자계 바인더는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 글리콜, 메틸셀룰로오스 및 폴리아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.The polymer binder may be made of at least one material selected from polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol, methyl cellulose, and polyacrylate.
고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더는 상기 비소성 경량 흡음재에 상기 다공성 발포유리 그래뉼 100중량부에 대하여 1∼20중량부 함유되어 있는 것이 바람직하다. The at least one binder selected from the polymeric binder and the pulp-based natural fiber binder is preferably contained in the non-plastic lightweight sound absorbing material in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the porous foam glass granules.
상기 비소성 경량 흡음재는 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더 100중량부에 대하여 보락스, 소듐 보레이트, 칼슘 보레이트, 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질 1∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The non-plastic lightweight sound absorbing material is 1 to 10 weights of one or more materials selected from borax, sodium borate, calcium borate, sodium silicate and potassium silicate based on 100 parts by weight of one or more binders selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder. It may further include wealth.
상기 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 10∼100mm의 두께를 갖고, 벽체로부터 10∼50mm의 간격이 이격되게 설치되어 상기 비소성 경량 흡음재와 상기 벽체 사이에 공기층이 형성되게 구비되어 있을 수 있다.The non-plastic lightweight sound absorbing material having the double pore structure may have a thickness of 10 to 100 mm, and a distance of 10 to 50 mm is spaced apart from the wall to form an air layer between the non-plastic lightweight sound absorbing material and the wall. .
또한, 본 발명은, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더와 10㎚∼500㎛ 크기의 미세기공을 갖는 다공성 발포유리 그래뉼을 혼합하여 흡음재 제조용 조성물을 형성하는 단계와, 상기 흡음재 제조용 조성물을 성형하여 성형체를 형성하는 단계 및 상기 성형체를 건조하는 단계를 포함하며, 상기 다공성 발포유리 그래뉼은 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더에 의하여 상호 연결되며, 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 500㎛∼7㎜ 크기의 조대기공이 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of mixing the at least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder and porous foam glass granules having micropores of 10 nm to 500㎛ size to form a sound absorbing material composition, and And forming a molded body by molding a sound absorbing material manufacturing composition and drying the molded body, wherein the porous foam glass granules are interconnected by at least one binder selected from a polymer binder and a pulp-based natural fiber binder. It provides a method for producing a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure characterized in that the coarse pores of 500 ㎛ ~ 7 mm size is formed between the porous foam glass granules.
상기 다공성 발포유리 그래뉼은, (a) 유리 분말과 발포재를 혼합하여 발포성형용 혼합물을 형성하는 단계와, (b) 상기 발포성형용 혼합물을 발포하여 다공성 발포유리를 형성하는 단계 및 (c) 상기 다공성 발포유리를 파쇄하여 0.5∼7㎜ 크기인 다공성 발포유리 그래뉼을 형성하는 단계를 통해 제조될 수 있다.The porous foam glass granules, (a) mixing the glass powder and the foam material to form a foam molding mixture, (b) foaming the foam molding mixture to form a porous foam glass and (c) the porous By crushing the foam glass it can be prepared through the step of forming a porous foam glass granule having a size of 0.5 to 7 mm.
상기 (a) 단계에서 상기 발포재는 상기 유리 분말 100중량부에 대하여 0.1∼5중량부 혼합되며, 상기 발포재는 탄소, 탄화규소 및 하이드록시아파타이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용하며, 상기 (c) 단계에서 상기 유리 분말의 연화점보다 높은 온도인 700∼1200℃ 범위의 온도에서 상기 발포가 이루어지는 것이 바람직하다.In the step (a), the foaming material is mixed with 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the glass powder, and the foaming material uses at least one material selected from carbon, silicon carbide and hydroxyapatite, and (c) Preferably, the foaming is performed at a temperature in the range of 700 to 1200 ° C., which is higher than the softening point of the glass powder in the step.
상기 다공성 발포유리 그래뉼은 폐유리 분말이 발포되어 형성된 다공성 발포폐유리 그래뉼로 이루어질 수 있다.The porous foam glass granules may be made of porous foamed waste glass granules formed by foaming waste glass powder.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 길이가 0.1∼6mm인 것이 바람직하다.It is preferable that the pulp-based natural fiber binder has a length of 0.1 to 6 mm.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 닥나무 또는 삼지닥나무 껍질을 원료로 만들어진 한지로 이루어질 수 있다.The pulp-based natural fibrous binder may be made of Korean paper made of raw material of bark or cedar.
상기 흡음재 제조용 조성물을 형성하는 단계에서, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더는 상기 다공성 발포유리 그래뉼 100중량부에 대하여 1∼20중량부 혼합하는 것이 바람직하다.In the step of forming the sound absorbing material manufacturing composition, it is preferable that at least one binder selected from the polymeric binder and the pulp-based natural fibrous binder is mixed in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the porous foam glass granules.
상기 건조는 60∼300℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.The drying is preferably carried out at a temperature of 60 ~ 300 ℃.
상기 고분자계 바인더는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 글리콜, 메틸셀룰로오스 및 폴리아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.The polymer binder may be made of at least one material selected from polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol, methyl cellulose, and polyacrylate.
상기 흡음재 제조용 조성물을 형성하는 단계에서, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더 100중량부에 대하여 보락스, 소듐 보레이트, 칼슘 보레이트, 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질 1∼10중량부를 더 혼합할 수 있다.
At least one material selected from borax, sodium borate, calcium borate, sodium silicate, and potassium silicate based on 100 parts by weight of the at least one binder selected from a polymer binder and a pulp-based natural fibrous binder in forming the sound absorbing material manufacturing composition. It can mix 1-10 weight part further.
본 발명에 의하면, 다공성 발포유리 그래뉼의 미세기공과 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 형성된 조대기공으로 이루어진 이중 기공 구조가 구비되어 경량을 나타내고 흡음 성능과 난연성이 우수하다.According to the present invention, it is provided with a double pore structure made of micropores of porous foamed glass granules and coarse pores formed between the porous foamed glass granules to exhibit light weight and excellent sound absorption performance and flame retardancy.
또한, 본 발명에 의하면, 발포유리을 사용함으로써 일반 유리와 비교하여 경량이고 사용되는 원료의 양이 1/10 정도에 불과하다는 장점이 있다. In addition, according to the present invention, there is an advantage that the use of foamed glass is light compared to ordinary glass and the amount of raw materials used is only about 1/10.
또한, 본 발명에 의하면, 소성 과정을 실시하지 않고 제조되어 제조 및 가공이 용이하다. In addition, according to the present invention, it is manufactured without carrying out the firing process, so that manufacturing and processing are easy.
또한, 본 발명에 의하면, 폐기물인 폐유리로 제조 가능하여 제조원가가 절감되고 폐기물을 재활용할 수 있다.
In addition, according to the present invention, it is possible to manufacture the waste glass as waste can reduce the manufacturing cost and recycle the waste.
도 1은 다공성 발포유리 그래뉼의 사진이다.
도 2는 일 예에 따른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 사진이다.
도 3 및 도 4는 일 예에 다른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 주사전자현미경(scanning electron microscope; SEM) 사진이다.
도 5 내지 도 7은 일 예에 따른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재를 이용하여 흡음 패널을 형성한 사진이다.
도 8은 실시예 1에 따라 제조된 경량 흡음재에 대한 흡음계수를 보여주는 그래프이다.
도 9는 실시예 4에 따라 제조된 경량 흡음재에 대한 흡음계수를 보여주는 그래프이다.
도 10 및 도 11은 펄프계 천연섬유질 바인더로 사용된 한지의 모습을 보여주는 주사전자현미경 사진이다. 1 is a photograph of a porous foam glass granule.
2 is a photograph of a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to one embodiment.
3 and 4 are scanning electron microscope (SEM) photographs of a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to one example.
5 to 7 are photographs in which a sound absorbing panel is formed using a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to an example.
Figure 8 is a graph showing the sound absorption coefficient for the light weight sound absorbing material prepared according to Example 1.
Figure 9 is a graph showing the sound absorption coefficient for the light-weight sound absorbing material prepared according to Example 4.
10 and 11 are scanning electron micrographs showing the appearance of Hanji used as a pulp-based natural fiber binder.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is not.
종래의 흡음재는 무겁거나, 화재에 취약하거나, 성능이 부족하거나, 인체에 유해하거나, 시공성이 나쁘거나 등의 최소한 한가지 이상의 결함을 가지고 있으며, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 이중 기공구조를 갖는 비소성 경량 흡음재를 제시한다.Conventional sound absorbing material has at least one or more defects such as heavy, vulnerable to fire, poor performance, harmful to the human body, poor workability, etc. The present invention has a double pore structure that can solve such problems A non-plastic lightweight sound absorbing material is presented.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는, 10㎚∼500㎛ 크기의 미세기공을 갖는 다공성 발포유리 그래뉼이 상호 연결되어 있고, 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 500㎛∼7㎜ 크기의 조대기공이 분포되어 있으며, 상기 조대기공은 열려 있어 외부로 연결되어 있고, 상기 다공성 발포유리 그래뉼은 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더에 의하여 상호 연결되어 있다. 상기 조대기공의 일부가 열려 있어 외부로 연결되어 있을 수 있고, 상기 조대기공의 대부분 또는 전체가 열려 있어 외부로 연결되어 있을 수도 있다. In the non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to a preferred embodiment of the present invention, porous foamed glass granules having micropores having a size of 10 nm to 500 µm are interconnected, and 500 µm to 500 between the porous foamed glass granules. 7 mm coarse pores are distributed, the coarse pores are open and connected to the outside, the porous foam glass granules are interconnected by at least one binder selected from a polymer binder and a pulp-based natural fiber binder. A portion of the coarse pores may be open to be connected to the outside, and most or all of the coarse pores may be open to be connected to the outside.
상기 다공성 발포유리 그래뉼은 0.5∼7㎜의 평균 입경을 갖고, 비중이 0.7 보다 작거나 같은 것이 바람직하다. The porous foam glass granules have an average particle diameter of 0.5 to 7 mm, preferably with a specific gravity less than or equal to 0.7.
상기 다공성 발포유리 그래뉼은 폐유리 분말이 발포되어 형성된 다공성 발포폐유리 그래뉼로 이루어질 수 있다.The porous foam glass granules may be made of porous foamed waste glass granules formed by foaming waste glass powder.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 길이가 0.1∼6mm인 것이 바람직하다. It is preferable that the pulp-based natural fiber binder has a length of 0.1 to 6 mm.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 닥나무 또는 삼지닥나무 껍질을 원료로 만들어진 한지로 이루어질 수 있다.The pulp-based natural fibrous binder may be made of Korean paper made of raw material of bark or cedar.
상기 고분자계 바인더는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 글리콜, 메틸셀룰로오스 및 폴리아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.The polymer binder may be made of at least one material selected from polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol, methyl cellulose, and polyacrylate.
고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더는 상기 비소성 경량 흡음재에 상기 다공성 발포유리 그래뉼 100중량부에 대하여 1∼20중량부 함유되어 있는 것이 바람직하다. The at least one binder selected from the polymeric binder and the pulp-based natural fiber binder is preferably contained in the non-plastic lightweight sound absorbing material in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the porous foam glass granules.
상기 비소성 경량 흡음재는 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더 100중량부에 대하여 보락스(borax), 소듐 보레이트(sodium borate), 칼슘 보레이트(calcium borate), 소듐 실리케이트(sodium silicate), 포타슘 실리케이트(potassium silicate) 중에서 선택된 1종 이상의 물질 1∼10중량부를 더 포함할 수 있다.The non-plastic lightweight sound absorbing material is borax, sodium borate, calcium borate, sodium silicate based on 100 parts by weight of at least one binder selected from a polymer binder and a pulp-based natural fiber binder. silicate), potassium silicate (potassium silicate) may further comprise 1 to 10 parts by weight of one or more materials selected from.
상기 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 10∼100mm의 두께를 갖고, 벽체로부터 10∼50mm의 간격이 이격되게 설치되어 상기 비소성 경량 흡음재와 상기 벽체 사이에 공기층이 형성되게 구비되어 있을 수 있다.The non-plastic lightweight sound absorbing material having the double pore structure may have a thickness of 10 to 100 mm, and a distance of 10 to 50 mm is spaced apart from the wall to form an air layer between the non-plastic lightweight sound absorbing material and the wall. .
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 제조방법은, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더와 10㎚∼500㎛ 크기의 미세기공을 갖는 다공성 발포유리 그래뉼을 혼합하여 흡음재 제조용 조성물을 형성하는 단계와, 상기 흡음재 제조용 조성물을 성형하여 성형체를 형성하는 단계 및 상기 성형체를 건조하는 단계를 포함하며, 상기 다공성 발포유리 그래뉼은 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더에 의하여 상호 연결되며, 상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 500㎛∼7㎜ 크기의 조대기공이 형성된다. According to a preferred embodiment of the present invention, a method for producing a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure includes a porous material having at least one binder selected from a polymer binder and a pulp-based natural fiber binder and micropores having a size of 10 nm to 500 μm. Mixing the foamed glass granules to form a sound absorbing material manufacturing composition, forming the sound absorbing material manufacturing composition to form a molded body and drying the molded body, wherein the porous foamed glass granule is a polymer-based binder and a pulp-based material Interconnected by at least one binder selected from natural fibrous binders, coarse pores having a size of 500 μm to 7 mm are formed between the porous foam glass granules.
상기 다공성 발포유리 그래뉼은, (a) 유리 분말과 발포재를 혼합하여 발포성형용 혼합물을 형성하는 단계와, (b) 상기 발포성형용 혼합물을 발포하여 다공성 발포유리를 형성하는 단계 및 (c) 상기 다공성 발포유리를 파쇄하여 0.5∼7㎜ 크기인 다공성 발포유리 그래뉼을 형성하는 단계를 통해 제조될 수 있다.The porous foam glass granules, (a) mixing the glass powder and the foam material to form a foam molding mixture, (b) foaming the foam molding mixture to form a porous foam glass and (c) the porous By crushing the foam glass it can be prepared through the step of forming a porous foam glass granule having a size of 0.5 to 7 mm.
상기 (a) 단계에서 상기 발포재는 상기 유리 분말 100중량부에 대하여 0.1∼5중량부 혼합되며, 상기 발포재는 탄소, 탄화규소 및 하이드록시아파타이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용하며, 상기 (c) 단계에서 상기 유리 분말의 연화점보다 높은 온도인 700∼1200℃ 범위의 온도에서 상기 발포가 이루어지는 것이 바람직하다.In the step (a), the foaming material is mixed with 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the glass powder, and the foaming material uses at least one material selected from carbon, silicon carbide and hydroxyapatite, and (c) Preferably, the foaming is performed at a temperature in the range of 700 to 1200 ° C., which is higher than the softening point of the glass powder in the step.
상기 다공성 발포유리 그래뉼은 폐유리 분말이 발포되어 형성된 다공성 발포폐유리 그래뉼로 이루어질 수 있다.The porous foam glass granules may be made of porous foamed waste glass granules formed by foaming waste glass powder.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 길이가 0.1∼6mm인 것이 바람직하다.It is preferable that the pulp-based natural fiber binder has a length of 0.1 to 6 mm.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 닥나무 또는 삼지닥나무 껍질을 원료로 만들어진 한지로 이루어질 수 있다.The pulp-based natural fibrous binder may be made of Korean paper made of raw material of bark or cedar.
상기 흡음재 제조용 조성물을 형성하는 단계에서, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더는 상기 다공성 발포유리 그래뉼 100중량부에 대하여 1∼20중량부 혼합하는 것이 바람직하다.In the step of forming the sound absorbing material manufacturing composition, it is preferable that at least one binder selected from the polymeric binder and the pulp-based natural fibrous binder is mixed in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the porous foam glass granules.
상기 건조는 60∼300℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.The drying is preferably carried out at a temperature of 60 ~ 300 ℃.
상기 고분자계 바인더는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 글리콜, 메틸셀룰로오스 및 폴리아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.The polymer binder may be made of at least one material selected from polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol, methyl cellulose, and polyacrylate.
상기 흡음재 제조용 조성물을 형성하는 단계에서, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더 100중량부에 대하여 보락스, 소듐 보레이트, 칼슘 보레이트, 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질 1∼10중량부를 더 혼합할 수 있다.At least one material selected from borax, sodium borate, calcium borate, sodium silicate, and potassium silicate based on 100 parts by weight of the at least one binder selected from a polymer binder and a pulp-based natural fibrous binder in forming the sound absorbing material manufacturing composition. It can mix 1-10 weight part further.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 기공구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 비중 0.7 이하이면서도 유기물을 20중량% 이내로 포함하고 있고, 인체에 무해하면서도 두께 25mm 기준 흡음율이 NRC(Noise reduction coefficient) 기준 0.5 이상의 우수한 흡음성능을 제공한다. 본 발명에 따른 이중 기공구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 두께를 늘리거나 후면에 공간을 두는 경우, 흡음율이 더욱 상향되어 흡음소재로서 다양한 곳에 응용될 수 있다. 본 발명에 따른 이중 기공구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 기존의 콘크리트 재질의 흡음재, 유리섬유 재질의 흡음재와 달리 시공과정 중의 편의성이 크게 개선된다. The non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to a preferred embodiment of the present invention has a specific gravity of 0.7 or less and contains organic materials within 20% by weight, and is harmless to the human body, and has a sound absorption of 25 mm based on NRC (Noise reduction coefficient) of 0.5 or more. Provides excellent sound absorption performance. The non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to the present invention may be applied to various places as the sound absorbing material by increasing the sound absorption rate when increasing the thickness or leaving a space on the rear surface. The non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to the present invention is greatly improved in convenience during the construction process, unlike the sound absorbing material made of concrete and glass fiber material.
이하에서, 본 발명의 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재 및 그 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail.
도 1은 다공성 발포유리 그래뉼의 사진이다. 도 2는 일 예에 따른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 사진이다. 도 3 및 도 4는 일 예에 다른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 주사전자현미경 사진이다. 도 5 내지 도 7은 일 예에 따른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재를 이용하여 흡음 패널을 형성한 사진이다. 도 8은 실시예 1에 따라 제조된 경량 흡음재에 대한 흡음계수를 보여주는 그래프이다. 도 9는 실시예 4에 따라 제조된 경량 흡음재에 대한 흡음계수를 보여주는 그래프이다. 도 10 및 도 11은 펄프계 천연섬유질 바인더로 사용된 한지의 모습을 보여주는 주사전자현미경 사진이다. 1 is a photograph of a porous foam glass granule. 2 is a photograph of a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to one embodiment. 3 and 4 are scanning electron micrographs of a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to one embodiment. 5 to 7 are photographs in which a sound absorbing panel is formed using a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to an example. Figure 8 is a graph showing the sound absorption coefficient for the light weight sound absorbing material prepared according to Example 1. Figure 9 is a graph showing the sound absorption coefficient for the light-weight sound absorbing material prepared according to Example 4. 10 and 11 are scanning electron micrographs showing the appearance of Hanji used as a pulp-based natural fiber binder.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명에서는 흡음재의 무게를 경감시키기 위하여 세라믹 재질의 난연성 소재로 이루어진 다공성의 원료를 사용하여 무게, 화재 취약성, 인체 유해성을 저감하고자 한다. 1 to 11, in the present invention, to reduce the weight of the sound absorbing material by using a porous raw material made of a flame retardant material of a ceramic material, to reduce the weight, fire fragility, human hazards.
상기 다공성 원료의 입자 크기는 0.5∼7mm 이내인 것이 바람직하다. 상기 다공성 원료의 입자 크기가 너무 작을 경우 오히려 흡음성능이 저하되며, 상기 다공성 원료의 입자크기가 너무 클 경우 최종적인 흡음재의 기계적 강도를 취약하게 한다. 본 발명에서는 상기 다공성 원료로 그래뉼(granule)을 사용하며, 상기 그래뉼은 비중이 0.7 이하로서 기존의 소재와 비교하여 매우 경량이다. The particle size of the porous raw material is preferably within 0.5 to 7mm. If the particle size of the porous raw material is too small, the sound absorption performance is lowered. If the particle size of the porous raw material is too large, the mechanical strength of the final sound absorbing material is weak. In the present invention, a granule is used as the porous raw material, and the granule has a specific gravity of 0.7 or less, which is very light compared with conventional materials.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 기공구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 0.5∼7mm 입자 크기를 갖는 다공성 원료를 결합하여 그래뉼 사이에 조대기공을 형성시킴으로써 제조 가능하다. 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 일정 크기의 입자로서 미세 기공이 형성된 다공성 그래뉼을 상호 연결하여 상기 다공성 그래뉼과 다공성 그래뉼 사이에서 조대한 기공을 형성함으로써 제조된다. 흡음재 내의 조대기공들은 상호 연결되어 있어 공기의 유동저항을 감소시키며, 흡음성능을 향상시키게 된다. A non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to a preferred embodiment of the present invention can be manufactured by combining porous raw materials having a particle size of 0.5-7 mm to form coarse pores between granules. A non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure is prepared by interconnecting porous granules in which micropores are formed as particles of a predetermined size to form coarse pores between the porous granules and the porous granules. The coarse pores in the sound absorbing material are interconnected to reduce the flow resistance of the air and improve the sound absorbing performance.
흡음재의 무게를 감소시키기 위하여서는 경량의 소재를 사용하는 것이 필요하다. 따라서 그래뉼 자체가 경량일 필요가 있다. 이러한 요구를 충족하기 위하여 그래뉼 사이의 조대기공보다 크기가 훨씬 작은 미세기공이 다수 포함된 그래뉼을 사용하는 것이 적합하다. 미세기공이 포함되어 그래뉼의 비중이 0.7 이하로 가능하며 전체 흡음재의 경량화에 결정적인 기여를 하게 된다. In order to reduce the weight of the sound absorbing material, it is necessary to use a lightweight material. Thus, the granules themselves need to be lightweight. To meet this need, it is appropriate to use granules containing many micropores that are much smaller in size than the coarse pores between the granules. The micropores are included so that the specific gravity of the granule can be less than 0.7, which makes a decisive contribution to the weight reduction of the entire sound absorbing material.
본 발명에서는 조대기공을 형성시키고 그래뉼을 상호 연결하기 위하여 짧은 길이의 고분자계 바인더와 mm 단위의 긴 펄프계 천연섬유질 바인더를 단독 혹은 동시에 적용한다. 이러한 바인더는 조대기공을 안정되게 유지하며, 흡음재의 강도를 유지하여 시공성을 향상시키는 역할을 하게 된다. In the present invention, to form coarse pores and to interconnect the granules, a short length polymeric binder and a long pulp-based natural fibrous binder in mm are applied alone or simultaneously. Such a binder keeps the coarse pores stable and maintains the strength of the sound absorbing material, thereby improving the workability.
고분자계 바인더(또는 유기 바인더)는 분자량이 증가함에 따라 발포유리 그래뉼의 결합력을 증가시켜 흡음재의 굽힘강도를 증가시키지만 혼합시에 점도가 급격하게 증가하게 된다. 따라서, 적정 범위의 분자량을 가지는 고분자계 바인더를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고분자계 바인더는 분자량이 20,000∼120,000 정도인 것이 굽힘강도가 우수하면서도 혼합이 용이하여 작업성이 우수하다. 이러한 상기 고분자계 바인더는 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌 글리콜, 메틸셀룰로오스 및 폴리아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 이루어질 수 있다.The polymeric binder (or organic binder) increases the bending strength of the sound absorbing material by increasing the bonding strength of the foamed glass granules as the molecular weight increases, but the viscosity increases rapidly when mixing. Therefore, it is preferable to use the polymeric binder which has a molecular weight of an appropriate range. The polymer-based binder has a molecular weight of about 20,000 to 120,000 and is excellent in bending strength but easy to mix, and thus has excellent workability. The polymer binder may be made of at least one material selected from polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol, methyl cellulose, and polyacrylate.
상기 펄프계 천연섬유질 바인더는 닥나무 또는 삼지닥나무 껍질을 원료로 만들어진 한지로 이루어질 수 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 한지는 보통 0.1∼6㎜의 길이에 달하고 폭은 약 30㎛ 정도의 섬유로서, 그래뉼의 크기와 유사한 길이를 가지고 있다. 따라서, 펄프계 천연섬유질 바인더인 한지가 그래뉼을 서로 연결할 경우에 높은 탄성과 강도를 기대할 수 있다. 또한, 이러한 펄프계 천연섬유질 바인더를 사용할 경우 흡음재의 탄성이 증가하는 효과도 얻을 수 있다. 또한, 펄프계 천연섬유질 바인더의 경우 존재 자체로서 공기의 흐름에 대한 방해 역할을 수행하여 흡음율을 향상시킬 수 있다. 또한, 천연 바인더이므로 표면의 질감이 개선되는 효과도 얻을 수 있고, 흡음재를 작업자가 다룰 때 발포유리 그래뉼이 탈락하는 것을 억제하는 효과도 있다. The pulp-based natural fibrous binder may be made of Korean paper made of raw material of bark or cedar. As shown in Figures 10 and 11, Hanji usually reaches 0.1-6 mm in length and is about 30 μm in width, having a length similar to that of granules. Therefore, high elasticity and strength can be expected when Hanji, a pulp-based natural fibrous binder, connects granules with each other. In addition, when the pulp-based natural fiber binder is used, the elasticity of the sound absorbing material may be increased. In addition, in the case of the pulp-based natural fibrous binder itself, it can improve the sound absorption rate by acting as an obstruction to the flow of air. In addition, since it is a natural binder, it is also possible to obtain the effect of improving the texture of the surface, there is also the effect of suppressing the foamed glass granules falling off when the worker handles the sound absorbing material.
다공성 기공을 가지는 그래뉼은 다양한 방법으로 만들어질 수 있다. 그 중에서도 특히 발포유리를 파쇄하여 제조할 경우 효과적이다. 유리 분말에 탄소 등의 발포재를 첨가하여 700∼1200℃ 부근에서 열처리할 경우, 다공성을 띠는 벌크한 발포유리 형태를 가지게 된다. 그러나, 이러한 발포유리의 벌크(bulk)는 다공성의 기공구조를 가지고 외부와 격리되어 있어 흡음효과가 제한적이게 된다. 본 발명에서는 벌크한 형태의 발포유리를 0.5∼7mm 크기로 파쇄하여 그래뉼을 제조하고, 이를 연결하여 조대기공을 형성함으로써 우수한 흡음성능을 발휘하게 한다. 발포유리는 파쇄하게 되면 도 1에 도시된 바와 같이 날카로운 면이 거의 없는 그래뉼의 형태를 가지게 된다. 상기 유리 분말로 폐기물인 폐유리를 사용할 수 있으며, 이렇게 폐유리를 사용함으로써 제조원가가 절감될 수 있고 폐기물을 재활용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 발포유리는 일반 유리와 비교하여 경량이고 사용되는 원료의 양이 1/10 정도에 불과하다는 장점이 있다. Granules with porous pores can be made in a variety of ways. Especially, it is effective when manufactured by crushing foam glass. When a foaming material such as carbon is added to the glass powder and heat treated at around 700 to 1200 ° C., the glass powder has a bulky foamed glass form. However, the bulk of such foam glass has a porous pore structure and is isolated from the outside so that the sound absorption effect is limited. In the present invention, the granules are manufactured by crushing the bulky foamed glass in a size of 0.5 to 7 mm, and connecting them to form coarse pores, thereby exhibiting excellent sound absorption performance. When the foam is broken, as shown in FIG. 1, the foam glass has a granule having almost no sharp surface. Waste glass as waste may be used as the glass powder, and by using waste glass, manufacturing costs may be reduced and waste may be recycled. In addition, the foam glass has the advantage that compared to the ordinary glass is lightweight and the amount of the raw material used is only about 1/10.
다공성 기공을 가지는 그래뉼을 사용할 경우, 그래뉼 자체의 비중이 낮고 이를 활용한 흡음재 또한 경량성을 달성할 수 있다. 이러한 흡음재는 그래뉼 내의 미세기공과 그래뉼 사이의 조대기공을 가지는 이중의 기공구조를 가지는 특별한 흡음소재로서 두께 25mm 기준 흡음율이 NRC 기준 0.5 이상의 우수한 흡음성능을 나타내며, 두께가 늘어나거나 흡음재 후면의 구조를 제어함으로써 흡음율을 0.7 이상으로 향상시킬 수 있다. When using a granule having porous pores, the specific gravity of the granule itself is low, and the sound absorbing material utilizing the granule itself can also achieve light weight. The sound absorbing material is a special sound absorbing material having a double pore structure with micropores in the granules and coarse pores between the granules. The sound absorption rate can be improved to 0.7 or more.
경량 그래뉼을 제조하는 방법은 유리를 분말로 만들고 여기에 탄소, 탄화규소, 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite; HAP) 등과 같은 약 500℃ 이상의 온도에서 가스를 방출하는 발포재를 유리 분말 100중량부에 대하여 5중량부 이내(바람직하게는 0.1∼5중량부)로 혼합하여 준비한다. 다공성 그래뉼을 제조하기 위한 재료로서 세라믹 재질의 난연성 소재인 유리가 분쇄되어 이루어진 유리 분말이 사용될 수 있으나, 유리 중에서도 폐유리가 분쇄되어 이루어진 폐유리 분말이 사용되는 것이 제조원가를 절감하고 폐기물을 재활용할 수 있다는 측면에서 바람직하다. 발포재의 함량이 0.1중량부 미만이면 상기 발포성형용 혼합물의 내부에서 가스가 거의 발생하지 않아서 다공성 발포유리가 형성되지 않을 수 있으며, 발포재의 함량이 5중량부를 초과하면 상기 발포성형용 혼합물의 내부에서 가스가 과다하게 발생하여 기공 상태가 매우 불균일한 다공성 발포유리가 형성될 수 있으므로, 발포재는 0.1∼5중량부 혼합하는 것이 바람직하다. The method for producing the lightweight granules is made of glass powder, and foamed material which releases gas at a temperature of about 500 ° C. or higher such as carbon, silicon carbide, hydroxyapatite (HAP), etc. It is prepared by mixing within a weight part (preferably 0.1-5 weight part). As a material for producing porous granules, glass powder made of pulverized glass, which is a flame retardant material made of ceramic, may be used, but waste glass powder made of crushed waste glass may be used to reduce manufacturing cost and recycle waste. It is preferable in that it is. If the content of the foaming material is less than 0.1 parts by weight, the gas is hardly generated in the foaming mixture, so that the porous foam glass may not be formed. When the content of the foaming material is more than 5 parts by weight, the gas is contained in the foaming mixture. Since excessively occurring porous foam glass having a very non-uniform pore state may be formed, the foaming material is preferably mixed with 0.1 to 5 parts by weight.
혼합된 원료를 700℃ 이상의 온도에서 열처리하게 되면 유리들이 일부 용융되면서 결합하게 되고 동시에 발포재가 가스를 분출하며 기공을 형성하게 된다. 유리의 조성에 따라 열처리 온도를 유리 분말의 연화점보다 높은 온도인 700∼1200℃ 사이에서 열처리하는 경우 유리 혼합체 내부에서 가스의 발생이 활발히 일어나 미세기공을 다수 포함한 벌크가 만들어진다. 상기 열처리 온도가 700℃ 미만이면 상기 발포성형용 혼합물의 가스 분출이 지연되어 제대로 발포 성형되지 않을 수 있으며, 1200℃를 초과하면 상기 발포성형용 혼합물의 유리 분말이 전체적으로 용융될 수 있으므로 미세기공을 갖는 다공성 발포유리가 형성되지 않을 수 있다. When the mixed raw material is heat treated at a temperature of 700 ° C. or more, the glass is partially melted and bonded, and at the same time, the foam material blows out gas and forms pores. According to the composition of the glass when the heat treatment temperature is heat treated between 700 ~ 1200 ℃, a temperature higher than the softening point of the glass powder, the generation of gas in the glass mixture is actively generated to create a bulk containing a large number of micropores. If the heat treatment temperature is less than 700 ℃ gas blowing of the foaming mixture may be delayed may not be properly foamed, if it exceeds 1200 ℃ because the glass powder of the foaming mixture may be melted as a whole, porous foam having fine pores Glass may not be formed.
벌크의 크기는 수십 cm 이상으로 혼합체를 담은 틀의 크기에 따라 달라진다. 이렇게 미세기공이 포함된 다공성 발포유리를 흡음재로 사용하기 위하여서는 0.5∼7mm의 크기로 파쇄하는 것이 필요하다. 발포유리는 비중이 0.7 이하로서 다수의 기공을 포함하고 있기 때문에 파쇄가 용이하게 이루어진다. 파쇄된 원료를 체가름하여 과대한 그래뉼은 재분쇄하고 과소한 그래뉼은 제거하여 사용한다. 이와 같이 0.5∼7mm의 크기이면서 다수의 미세한 기공을 포함하고 있는 경량 그래뉼이 이중의 기공구조를 가지는 비소성 경량 흡음재의 원료가 된다. 다공성 발포유리 그래뉼이 0.5㎜ 미만이면 상기 다공성 발포유리 그래뉼을 재료로 하여 형성되는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재에서 다공성 발포유리 그래뉼 사이의 조대기공이 감소되어 흡음성능이 저하될 수 있으며, 다공성 발포유리 그래뉼이 7㎜를 초과하면 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 기계적 강도가 저하될 수 있다. The bulk size is several tens of centimeters or more, depending on the size of the frame containing the mixture. In order to use the porous foam glass containing the micropores as a sound absorbing material it is necessary to crush to a size of 0.5 ~ 7mm. Foam glass has a specific gravity of 0.7 or less and contains a plurality of pores, so that the glass is easily broken. The crushed raw material is sieved to regrind the excessive granules and to remove the excessive granules. As such, a lightweight granule having a size of 0.5 to 7 mm and containing a plurality of fine pores becomes a raw material for a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure. If the porous foam glass granules are less than 0.5 mm, coarse pores between the porous foam glass granules may be reduced in the non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure formed using the porous foam glass granules, and the sound absorption performance may be reduced. If the glass granules exceed 7 mm, the mechanical strength of the non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure may be lowered.
경량 그래뉼을 제조하는 방법은 발포유리를 사용하는 방법 이외에도 다양한 방법이 있다. 세라믹 원료 분말을 회전하는 원통형 반응기 안에 조금씩 넣으면서 동시에 약간의 수분을 공급한다. 이 경우 세라믹 원료는 회전하는 원통기 내부에서 서로 응집이 일어나 원형의 그래뉼을 형성하게 된다. 형성된 그래뉼은 원통형 반응기 내에 난 틈을 통하여 배출되고 한편 또 다른 원통형 반응기의 틈으로 원료 및 수분이 계속 공급되어 그래뉼을 형성하게 된다. 이렇게 만들어진 그래뉼은 통상 강도가 매우 약하여 흡음재의 원료로 사용하기에는 부적합할 수 있어 약간의 열처리가 필요하기도 하다. 이외에도 미세한 기공을 가진 경량 그래뉼을 제조하는 방법은 다양하다. There are a variety of methods for producing lightweight granules in addition to using foam glass. The ceramic raw powder is introduced into the rotating cylindrical reactor little by little while simultaneously supplying some moisture. In this case, the ceramic raw materials are agglomerated with each other in the rotating cylinder to form a circular granule. The granules formed are discharged through the gaps in the cylindrical reactor while the raw material and the moisture are continuously supplied to the gaps of another cylindrical reactor to form the granules. Granules made in this way are usually very weak in strength and may not be suitable for use as a raw material for sound absorbing materials. In addition, there are various methods of manufacturing lightweight granules having fine pores.
벌크 상태인 다공성 발포유리는 미세기공이 구비되어 어느 정도의 흡음 성능을 지니고 있으나, 단일한 기공 구조로 이루어져 있어서 벌크의 양 표면 사이를 공기가 소통하지 않고 격리되어 있는 상태이기 때문에 상기 다공성 발포유리의 흡음 효과는 제한적이다.The porous foamed glass in the bulk state is provided with micropores and has a sound absorbing performance to some extent. However, since the porous foamed glass has a single pore structure, air is isolated between both surfaces of the bulk without being in communication with each other. Sound absorption effect is limited.
흡음재가 우수한 흡음성능을 달성하기 위해서는 조대기공이 외부로 연결된, 즉 열려진 기공(open pore)이 다수를 차지하여 소리에 의한 종파의 에너지를 효과적으로 흡수하는 기구가 필요하다. 따라서 열려진 기공을 만드는 방법으로 본 발명에서는 0.5∼7mm의 크기를 가진 그래뉼을 조합하여 성형체를 만든다. In order for the sound absorbing material to achieve excellent sound absorbing performance, a mechanism is needed to effectively absorb the energy of the longitudinal wave due to the coarse pores connected to the outside, that is, the open pores occupy a large number. Therefore, in the present invention as a method of making open pores to form a molded body by combining a granule having a size of 0.5 ~ 7mm.
고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더와 10㎚∼500㎛ 크기의 미세기공을 갖는 다공성 발포유리 그래뉼을 혼합하여 흡음재 제조용 조성물을 형성하고, 상기 흡음재 제조용 조성물을 성형하여 성형체를 형성한다. 상기 흡음재 제조용 조성물을 형성하는 단계에서, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더 100중량부에 대하여 보락스(borax), 소듐 보레이트(sodium borate), 칼슘 보레이트(calcium borate), 소듐 실리케이트(sodium silicate), 포타슘 실리케이트(potassium silicate) 중에서 선택된 1종 이상의 물질 1∼10중량부를 더 혼합할 수 있다.At least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder is mixed with a porous foam glass granule having micropores having a size of 10 nm to 500 µm to form a sound absorbing material manufacturing composition, and the sound absorbing material manufacturing composition is molded to form a molded article. Form. In the step of forming the sound absorbing material composition, borax (sodium borate), sodium borate (calcium borate), based on 100 parts by weight of at least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fiber binder, 1-10 parts by weight of at least one material selected from sodium silicate and potassium silicate may be further mixed.
상기 흡음재 제조용 조성물을 형성하기 위해, 펄프계 천연섬유질 바인더를 혼합하고 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더가 분산된 수용액을 얻고, 상기 수용액에 고분자계 바인더를 혼합하고 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더와 고분자계 바인더가 균질하게 혼합된 혼합용액을 형성한 후에, 상기 혼합용액에 상기 다공성 발포유리 그래뉼을 혼합하고 교반하여 흡음재 제조용 조성물을 형성할 수 있다. In order to form the sound absorbing material manufacturing composition, the pulp-based natural fiber binder is mixed and stirred to obtain an aqueous solution in which the pulp-based natural fiber binder is dispersed, and the pulp-based natural fiber binder and the polymer-based polymer are mixed and stirred in the aqueous solution. After forming a mixed solution in which the binder is homogeneously mixed, the porous foam glass granules may be mixed with the mixed solution and stirred to form a sound absorbing material composition.
또한, 상기 흡음재 제조용 조성물을 형성하기 위해, 물, 펄프계 천연섬유질 바인더를 혼합하고 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더가 분산된 수용액을 얻고, 상기 수용액에 상기 다공성 발포유리 그래뉼을 혼합하고 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더와 그래뉼이 혼합된 혼합액을 얻은 후에, 고분자계 바인더를 혼합하고 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더, 고분자계 바인더 및 그래뉼이 균질하게 혼합된 흡음재 제조용 조성물을 형성할 수도 있다.Further, in order to form the sound absorbing material composition, water and pulp-based natural fiber binders are mixed and stirred to obtain an aqueous solution in which pulp-based natural fiber binders are dispersed, and the porous foamed glass granules are mixed with the aqueous solution and stirred to be pulp-based. After obtaining a mixed solution in which the natural fiber binder and granules are mixed, the polymer binder may be mixed and stirred to form a composition for preparing a sound absorbing material in which the pulp-based natural fiber binder, the polymer binder and the granules are homogeneously mixed.
흡음재를 만드는 방법은 300℃ 초과의 고온에서 건조하지 않는 것을 특징으로 한다. 성형체를 300℃를 초과하여 제조하는 경우 열처리를 위한 장비가 필요할 뿐만 아니라 열처리에 필요한 추가의 에너지가 소모되기 때문이다. 고온에서 열처리를 하지 않고 성형체를 만들고 적절한 강도를 부여하기 위하여 본 발명에서는 고분자계 바인더와 천연섬유질 바인더를 사용한다. 상기 고분자계 바인더 또는 펄프계 천연섬유질 바인더는 다공성 발포유리 그래뉼과 다공성 발포유리 그래뉼 사이의 조대기공을 안정되게 유지하며, 상기 경량 흡음재의 강도를 유지하고 시공성을 향상시키는 역할을 수행한다. 다공성 발포유리 그래뉼과 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 조대한 기공이 형성되도록, 고분자계 바인더 또는 펄프계 천연섬유질 바인더가 단독으로 사용되거나 혼합 사용되어 다공성 발포유리 그래뉼이 상호 연결됨으로써 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재가 형성될 수 있다. The method of making a sound absorbing material is characterized in that it does not dry at a high temperature of more than 300 ℃. This is because when the molded product is manufactured above 300 ° C., not only equipment for heat treatment is required but also additional energy required for heat treatment is consumed. In the present invention, a high molecular binder and a natural fibrous binder are used to make a molded article without imparting heat treatment at high temperature and to impart proper strength. The polymeric binder or pulp-based natural fibrous binder maintains the coarse pores between the porous foamed glass granules and the porous foamed glass granules in a stable manner, and serves to maintain the strength and improve the construction properties of the lightweight sound absorbing material. In order to form coarse pores between the porous foamed glass granules and the porous foamed glass granules, a polymer binder or a pulp-based natural fiber binder is used alone or mixed to form a porous non-plastic structure having a double pore structure by interconnecting the porous foamed glass granules. A lightweight sound absorbing material can be formed.
일반적으로 고분자계 바인더는 그래뉼 사이의 접합력을 향상시키는 데 도움이 되지만 고분자계 바인더만으로는 신축성이 부족하고 강도가 떨어지는 단점이 있다. 펄프계 천연섬유질 바인더는 길이가 0.1∼6mm 정도로 길고 그래뉼과 그래뉼을 연결하면서도 신축성을 부여하는데 적합하다. 따라서 고분자계 바인더와 천연섬유질 바인더를 조합하여 적절한 강도와 신축성을 동시에 부여하는 것이 가능하다. 다공성 발포유리 그래뉼, 고분자계 바인더와 펄프계 천연섬유질 바인더의 바인더 조성물이 혼합되어 흡음재 제조용 조성물이 형성되는 것이 다공성 발포유리 그래뉼과 다공성 발포유리 그래뉼 사이의 접합강도 및 신축성을 동시에 부여할 수 있다는 측면에서 바람직하다.In general, the polymeric binder helps to improve the bonding force between the granules, but the polymer binder alone has disadvantages of insufficient elasticity and low strength. The pulp-based fibrous binder is about 0.1 to 6 mm long and is suitable for providing elasticity while connecting granules and granules. Therefore, it is possible to simultaneously provide a suitable strength and elasticity by combining a high molecular binder and a natural fibrous binder. The mixing of the binder composition of the porous foam glass granules, the polymeric binder and the pulp-based natural fiber binder to form a sound absorbing material composition in terms of providing the bonding strength and elasticity between the porous foam glass granules and the porous foam glass granules at the same time desirable.
본 발명에 따른 흡음재는 조대기공이 그래뉼 사이에 존재하며, 그래뉼은 고분자계 바인더와 천연섬유질 바인더로 연결되어 있으면서 신축성과 동시에 강도를 가진 비소성 경량 흡음재가 된다. 상기 다공성 발포유리 그래뉼과 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 형성된 조대기공이 상호 연결되어 공기의 유동저항을 감소시키고, 이에 따라 흡음 성능이 크게 향상되는 것이다.In the sound absorbing material according to the present invention, the coarse pores are present between the granules, and the granules are non-plastic lightweight sound absorbing materials having elasticity and strength while being connected with a polymer binder and a natural fiber binder. Coarse pores formed between the porous foam glass granules and the porous foam glass granules are interconnected to reduce the flow resistance of the air, thereby greatly improving the sound absorption performance.
이하에서, 조대기공을 갖는 성형체를 형성하는 방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of forming a molded article having coarse pores will be described in detail.
펄프계 천연섬유질 바인더는 길이가 0.1∼6mm 정도로 길고 그래뉼과 그래뉼을 연결하면서도 신축성을 부여하는데 적합하다. 펄프계 천연섬유의 길이가 0.1㎜ 미만이면 흡음재의 신축성이 저하될 수 있으며, 6㎜를 초과하면 상기 펄프계 천연섬유질 바인더를 포함하는 흡음재 제조용 조성물의 작업성이 저하될 수 있다. The pulp-based fibrous binder is about 0.1 to 6 mm long and is suitable for providing elasticity while connecting granules and granules. When the length of the pulp-based natural fiber is less than 0.1mm, the elasticity of the sound absorbing material may be lowered. If the length of the pulp-based natural fiber exceeds 6mm, the workability of the sound absorbing material manufacturing composition including the pulp-based natural fiber binder may be reduced.
다공성 발포유리 그래뉼과, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택되는 적어도 하나의 바인더 1∼20중량부를 혼합하여 흡음재 제조용 조성물을 형성한다. 상기 바인더의 함량이 1중량부 미만이면 다공성 발포유리 그래뉼 사이의 결합력이 저하될 수 있으며, 상기 바인더의 함량이 20중량부를 초과하면 다공성 발포유리 그래뉼 사이의 조대기공이 감소되어 흡음성능이 저하될 수 있다. 1 to 20 parts by weight of the porous foamed glass granules and at least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder are mixed to form a sound absorbing material composition. When the content of the binder is less than 1 part by weight, the bonding force between the porous foamed glass granules may be lowered. When the content of the binder is greater than 20 parts by weight, the coarse pores between the porous foamed glass granules may be reduced, thereby lowering sound absorption performance. .
상기 흡음재 제조용 조성물을 성형하여 흡음재 성형체를 형성한다. 다공성 발포유리 그래뉼과, 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택되는 적어도 하나의 바인더가 포함된 흡음재 제조용 조성물을 형틀에 성형하고, 60∼300℃에서 건조한다. 상기 건조 온도가 60℃ 미만일 경우에는 충분한 건조가 이루어지지 않을 수 있고, 300℃를 초과하면 상기 흡음재 제조용 조성물을 성형가공하는데 필요한 설비비용과 에너지 비용이 과다하게 소요되며 이는 결국 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 제조원가 상승으로 연결된다.The said sound absorbing material manufacturing composition is shape | molded and a sound absorbing material molded object is formed. A sound-absorbing material manufacturing composition comprising a porous foam glass granule and at least one binder selected from a polymer binder and a pulp-based natural fiber binder is molded into a mold and dried at 60 to 300 ° C. If the drying temperature is less than 60 ℃ may not be sufficient drying, if it exceeds 300 ℃ excessive cost of equipment and energy required to mold the composition for manufacturing the sound absorbing material is excessive, which in turn has a non-porous structure This leads to an increase in the manufacturing cost of the plastic lightweight sound absorbing material.
이렇게 제조된 흡음재는 비중 0.7 이하, 유기물 함량 20중량% 이하이고, 인체에 무해하면서도 25㎜ 두께의 흡음율이 NRC 기준 0.5 이상의 우수한 흡음성능을 나타낸다. The sound absorbing material thus prepared has a specific gravity of 0.7 or less, an organic content of 20% by weight or less, and is harmless to the human body, but has an excellent sound absorbing performance of 0.5 mm or more based on NRC.
도 3 및 도 4에서는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재에서 구(半)형을 이루는 다공성 발포유리 그래뉼이 바인더에 의하여 상호 연결되어 있는 구조를 관찰할 수 있다.In FIGS. 3 and 4, it is possible to observe a structure in which porous foamed glass granules having a spherical shape are interconnected by a binder in a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure.
본 발명의 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 그 두께를 증가시키거나, 또는 경량 흡음재와 경량 흡음재 사이에 공간을 둔 구조로 형성되는 경우 흡음율이 NRC 기준 0.7 이상으로 더욱 향상되어 흡음소재로서 다양한 분야에 응용될 수 있으며, 기존의 콘크리트 재질의 흡음재, 유리섬유 재질의 흡음재와 달리 시공과정 중의 편의성이 크게 개선되는 효과를 지닌다. The non-plastic lightweight sound absorbing material having the double pore structure of the present invention increases its thickness, or when formed into a structure having a space between the light absorbing material and the light absorbing material, the sound absorption rate is further improved to 0.7 or more based on the NRC standard, so that the sound absorbing material is various. It can be applied to the field, unlike the existing sound-absorbing material of the concrete material, glass fiber material of the sound absorbing material has the effect of greatly improving the convenience during the construction process.
또한, 본 발명의 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 기존의 흡음재와 비교하여 대폭 경량화됨으로써, 각종 구조물의 부하를 경감할 수 있다. 예를 들면, 실내의 흡음재로서 특히 천장과 같이 지지체를 설치하기 어려운 부분의 흡음재로서 적용하였을 때 경량의 효과를 이용할 수 있다.In addition, the non-plastic, light-weight sound absorbing material having a double pore structure of the present invention can be significantly reduced in weight compared to the existing sound absorbing material, thereby reducing the load on various structures. For example, when applied as a sound absorbing material in a room, especially as a sound absorbing material of a part where a support body is hard to install, such as a ceiling, a light weight effect can be utilized.
또한, 본 발명의 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 폐기물인 폐유리를 재활용하여 제조할 수 있으므로 환경문제의 해결에도 기여하게 된다. In addition, the non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure of the present invention can be produced by recycling waste glass as waste, thereby contributing to the solution of environmental problems.
또한, 본 발명의 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재는 폴리에스터 섬유 재질의 흡음재 및 목재 재질의 흡음재와 비교하여 난연성이 획기적으로 개선되며, 폴리에스터 섬유, 목재 재질 등과 같은 가연성 소재의 흡음재에 비하여 화재 등과 같은 비상시의 안정성이 매우 우수하다.
In addition, the non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure of the present invention is significantly improved flame retardancy compared to the sound absorbing material of polyester fiber material and wood material, and compared with the sound absorbing material of combustible material such as polyester fiber, wood material, etc. Excellent stability in case of emergency such as fire.
이하에서, 본 발명에 따른 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the embodiments of the non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure according to the present invention will be described in more detail, and the present invention is not limited to the following examples.
<실시예 1>≪ Example 1 >
일반 소다라임계 폐유리, 상기 폐유리 100중량부에 대하여 발포재인 탄소 3중량부를 혼합하여 발포성형용 혼합물을 형성하였다.General soda-lime-based waste glass, 3 parts by weight of carbon as a foam material was mixed with respect to 100 parts by weight of the waste glass to form a mixture for foam molding.
상기 발포성형용 혼합물을 800℃에서 발포성형하여 비중 0.3의 다공성 발포폐유리 시편을 형성하였다.The foaming mixture was foamed at 800 ° C. to form porous foamed waste glass specimens having a specific gravity of 0.3.
상기 다공성 발포폐유리 시편을 롤러 밀로 분쇄하여 다공성 발포폐유리 그래뉼을 형성하였다. 상기 롤러 밀의 간격을 3㎜의 크기로 조절하여 분쇄함으로써 2∼4㎜ 크기인 다공성 발포폐유리 그래뉼을 얻었다.The porous foamed waste glass specimen was ground with a roller mill to form a porous foamed waste glass granule. The roller mill was adjusted to a size of 3 mm and pulverized to obtain a porous foamed waste glass granule having a size of 2 to 4 mm.
물 285중량부, 펄프계 천연섬유질 바인더 2.4중량부를 혼합하고 고속 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더가 분산된 수용액을 얻었다. 상기 펄프계 천연섬유질 바인더로는 한지를 사용하였다. 이때 교반 속도는 100rpm 정도 였으며, 상기 교반은 10분 정도 동안 수행하였다. 상기 수용액에 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate)계 고분자계 바인더 40중량%와 물 60중량%로 이루어진 고분자계 바인더 수용액 25중량부를 혼합하고 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더와 고분자계 바인더가 균질하게 혼합된 혼합용액을 형성하였다. 이때, 교반 속도는 50rpm 정도 였으며, 상기 교반은 10분 정도 동안 수행하였다.285 parts by weight of water and 2.4 parts by weight of the pulp-based natural fiber binder were mixed and stirred at high speed to obtain an aqueous solution in which the pulp-based natural fiber binder was dispersed. Hanji was used as the pulp-based natural fiber binder. At this time, the stirring speed was about 100rpm, and the stirring was performed for about 10 minutes. The pulp-based natural fiber binder and the polymer-based binder are homogeneously mixed by mixing and stirring 25 parts by weight of the aqueous solution of the polymeric binder consisting of 40% by weight of polyvinyl acetate-based polymer binder and 60% by weight of the aqueous solution. A solution was formed. At this time, the stirring speed was about 50rpm, the stirring was performed for about 10 minutes.
상기 혼합용액에 상기 다공성 발포폐유리 그래뉼 100중량부를 혼합하고 저속으로 교반하여 흡음재 제조용 조성물을 형성하였다. 100 parts by weight of the porous foamed waste glass granules were mixed with the mixed solution and stirred at low speed to form a sound absorbing material composition.
상기 흡음재 제조용 조성물을 아크릴 수지 재질의 형틀에 부어 넣은 후에, 롤러로 표면을 매끄럽게 밀어주어 성형체를 형성하였다.After pouring the said sound absorbing material manufacturing composition into the mold of the acrylic resin material, the surface was pushed smoothly with the roller, and the molded object was formed.
상기 성형체를 항온 건조기에서 80℃로 24시간 동안 유지하면서 건조시켰다. The molded body was dried while maintaining at 80 ° C. for 24 hours in a constant temperature dryer.
이렇게 제조된 경량 흡음재의 밀도는 3.5g/㏄ 정도로 나타났다.The light absorbing material thus prepared had a density of about 3.5 g / cc.
KS F2814 규정에 의거하여 실시예 1에 따라 제조된 경량 흡음재에 대한 흡음계수를 측정하였다. 흡음계수 측정을 위한 임피던스관의 길이는 1000㎜ 이고 지름은 70㎜ 이며 두께는 10㎜인 아크릴판으로 제작하였다. 상기 임피던스관의 입구측에는 스피커가 부착되어 있으며, 출구측에는 음파가 수직으로 입사하도록 흡음재가 설치되어 있으며, 출구측 흡음재 뒤에는 음의 누출이 없도록 O링이 부착된 강체피스톤으로 밀봉하였다. 측정주파수의 상한범위는 3200㎐로 하였다. The sound absorption coefficient for the light weight sound absorbing material manufactured according to Example 1 was measured according to KS F2814. The impedance tube for sound absorption coefficient measurement was made of acrylic plate with length of 1000mm, diameter of 70mm and thickness of 10mm. A speaker is attached to the inlet side of the impedance tube, and a sound absorbing material is installed on the outlet side so that the sound wave is incident vertically, and the sound absorbing material is sealed with a rigid piston attached to the O-ring so that no sound leaks behind the outlet sound absorbing material. The upper limit of the measurement frequency was 3200 Hz.
흡음계수는 임피던스관의 두 지점에 설치된 두 개의 마이크로폰간의 음향전달함수 측정값으로부터 구하였다. 마이크로폰(B&K, 4938)은 1/4인치 압력형 마이크로폰을 사용하였으며, 흡음재로부터 첫번째 마이크로폰까지의 거리와 두번째 마이크로폰의 간격은 각각 S1=80㎜와 S2=40㎜ 이다. 측정에 사용한 경량 흡음재는 두께 25㎜, 직경 70㎜의 크기를 가졌다. 흡음재 뒤에 공극을 두지 않은 경우와, 흡음재 뒤에 25㎜의 공극을 둔 경우에 대하여 흡음계수를 측정하였다. Sound absorption coefficients were obtained from the sound transfer function measurements between two microphones installed at two points of the impedance tube. The microphone (B & K, 4938) uses a 1/4 inch pressure microphone, and the distance from the sound absorbing material to the first microphone and the distance of the second microphone are S 1 = 80 mm and S 2 = 40 mm, respectively. The lightweight sound absorbing material used for the measurement had the size of thickness 25mm and diameter 70mm. The sound absorption coefficient was measured about the case where a space | gap was not provided behind a sound absorption material and the case where a 25 mm space | gap was placed behind a sound absorption material.
도 8은 흡음계수를 주파수에 따라 측정한 결과이다. 8 is a result of measuring the sound absorption coefficient according to the frequency.
도 8을 참조하면, 두께 25㎜ 흡음재로서 뒤에 공극을 두지 않은 경우, 흡음계수가 최대인 주파수가 1.6㎑를 나타내었다. 이에 비하여 흡음재 뒤에 25㎜의 공극이 있는 경우, 흡음계수가 최대인 주파수가 약 0.8㎑로 이동하였다. 평균적인 흡음계수인 NRC를 측정하면 두께 25㎜ 흡음재로서 뒤에 공극을 두지 않은 경우에 흡음계수가 0.48 이고, 흡음재 뒤에 25㎜의 공극을 둔 경우에는 흡음계수가 0.56으로 높은 흡음계수를 나타내었다.
Referring to FIG. 8, when the air gap was not placed behind as a sound absorbing material having a thickness of 25 mm, the frequency with the maximum sound absorption coefficient was 1.6 Hz. In contrast, in the case where the air gap was 25 mm behind the sound absorbing material, the frequency with the maximum sound absorption coefficient moved to about 0.8 Hz. NRC, an average sound absorption coefficient, was measured as a sound absorption coefficient of 0.48 with a thickness of 25 mm as a sound absorbing material without a void and a sound absorption coefficient of 0.56 with a space of 25 mm behind the sound absorbing material.
<실시예 2><Example 2>
일반 소다라임계 폐유리, 상기 폐유리 100중량부에 대하여 발포재인 탄소 3중량부를 혼합하여 발포성형용 혼합물을 형성하였다.General soda-lime-based waste glass, 3 parts by weight of carbon as a foam material was mixed with respect to 100 parts by weight of the waste glass to form a mixture for foam molding.
상기 발포성형용 혼합물을 800℃에서 발포성형하여 비중 0.3의 다공성 발포폐유리 시편을 형성하였다.The foaming mixture was foamed at 800 ° C. to form porous foamed waste glass specimens having a specific gravity of 0.3.
상기 다공성 발포폐유리 시편을 롤러 밀로 분쇄하여 다공성 발포폐유리 그래뉼을 형성하였다. 상기 롤러 밀의 간격을 조절하여 분쇄함으로써 1∼3㎜, 0.3∼1㎜, 0.3㎜ 이하의 크기를 갖는 다공성 발포폐유리 그래뉼을 얻었다.The porous foamed waste glass specimen was ground with a roller mill to form a porous foamed waste glass granule. By grinding the roller mill by adjusting the gap, porous foamed waste glass granules having sizes of 1 to 3 mm, 0.3 to 1 mm, and 0.3 mm or less were obtained.
물 230중량부, 펄프계 천연섬유질 바인더 2.3중량부를 혼합하고 고속 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더가 분산된 수용액을 얻었다. 상기 펄프계 천연섬유질 바인더로는 한지를 사용하였다. 이때, 교반 속도는 100rpm 정도 였으며, 상기 교반은 10분 정도 동안 수행하였다. 상기 수용액에 상기 다공성 발포폐유리 그래뉼 100중량부를 혼합하고 저속으로 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더와 그래뉼이 혼합된 혼합액을 얻었다. 이때, 교반 속도는 50rpm 정도 였으며, 상기 교반은 10분 정도 동안 수행하였다. 여기에 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate)계 고분자계 바인더 40중량%와 물 60중량%로 이루어진 고분자계 바인더 수용액 25중량부를 혼합하고 교반하여 펄프계 천연섬유질 바인더, 고분자계 바인더 및 그래뉼이 균질하게 혼합된 흡음재 제조용 조성물을 형성하였다. 이때, 교반 속도는 50rpm 정도 였으며, 상기 교반은 10분 정도 동안 수행하였다. 230 parts by weight of water and 2.3 parts by weight of the pulp-based natural fiber binder were mixed and stirred at high speed to obtain an aqueous solution in which the pulp-based natural fiber binder was dispersed. Hanji was used as the pulp-based natural fiber binder. At this time, the stirring speed was about 100rpm, the stirring was performed for about 10 minutes. 100 parts by weight of the porous foamed waste glass granules were mixed with the aqueous solution and stirred at a low speed to obtain a mixed solution of pulp-based natural fiber binder and granules. At this time, the stirring speed was about 50rpm, the stirring was performed for about 10 minutes. The pulp-based natural fiber binder, the polymer-based binder and granules are homogeneously mixed by mixing and stirring 25 parts by weight of an aqueous solution of a polymeric binder composed of 40% by weight of a polyvinyl acetate polymer binder and 60% by weight of water. The composition for sound absorbing material manufacture was formed. At this time, the stirring speed was about 50rpm, the stirring was performed for about 10 minutes.
상기 흡음재 제조용 조성물을 아크릴 수지 재질의 형틀에 부어 넣은 후에, 롤러로 표면을 매끄럽게 밀어주어 성형체를 형성하였다.After pouring the said sound absorbing material manufacturing composition into the mold of the acrylic resin material, the surface was pushed smoothly with the roller, and the molded object was formed.
상기 성형체를 항온 건조기에서 80℃로 24시간 동안 유지하면서 건조시켰다. The molded body was dried while maintaining at 80 ° C. for 24 hours in a constant temperature dryer.
이렇게 제조된 경량 흡음재의 밀도는 1∼3㎜, 0.3∼1㎜, 0.3㎜ 이하의 크기를 갖는 다공성 발포폐유리 그래뉼에 따라 각각 0.46g/㏄, 0.57g/㏄, 0.99g/㏄ 정도로 나타났다.The lightweight sound absorbing material thus prepared had a density of 0.46 g / mm, 0.57 g / mm, and 0.99 g / mm, respectively, according to porous foamed waste glass granules having sizes of 1 to 3 mm, 0.3 to 1 mm, and 0.3 mm or less.
KS F2814 규정에 의거하여 실시예 2에 따라 제조된 경량 흡음재에 대한 흡음계수를 측정하였다. 측정에 사용한 경량 흡음재는 두께 25㎜, 직경 70㎜의 크기를 가졌다. 흡음재 뒤에 공극을 두지 않은 경우와, 흡음재 뒤에 25㎜의 공극을 둔 경우에 대하여 흡음계수를 측정하였다. The sound absorption coefficient for the light weight sound absorbing material prepared according to Example 2 was measured according to KS F2814. The lightweight sound absorbing material used for the measurement had the size of thickness 25mm and diameter 70mm. The sound absorption coefficient was measured about the case where a space | gap was not provided behind a sound absorption material and the case where a 25 mm space | gap was placed behind a sound absorption material.
상기 측정된 다공성 발포폐유리 그래뉼의 입도 크기에 따른 흡음계수의 변화를 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the change in sound absorption coefficient according to the particle size of the porous foamed waste glass granules measured.
상기 표 1에서 다공성 발포폐유리 그래뉼의 크기가 작아질수록 흡음계수가 낮아지는 경향을 나타내었는데, 이는 경량 흡음재의 밀도의 증가와 관련이 있는 것으로 판단되었다.
In Table 1, the smaller the size of the porous foamed waste glass granules showed a lower sound absorption coefficient, which was determined to be related to the increase in the density of the light-weight sound absorbing material.
<실시예 3><Example 3>
상기 실시예 2에서 펄프계 천연섬유질 바인더 및 고분자계 바인더의 함량만 달리하되, 상기 실시예 2와 동일한 공정을 사용하여 각각의 경량 흡음재를 제조하였다. 상기 각 경량 흡음재의 밀도 및 굽힘강도를 측정하고, 관내법을 이용하여 흡음계수를 측정하였으며, 그 측정 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에서 단독층은 흡음재 뒤에 공극을 두지 않은 경우를 의미하고, 공기층은 흡음재 뒤에 25㎜의 공극을 둔 경우를 의미한다. In Example 2, only the content of the pulp-based natural fiber binder and the polymer-based binder was different, but each lightweight sound absorbing material was manufactured using the same process as in Example 2. Density and bending strength of each of the light-weight sound absorbing materials were measured, and sound absorption coefficient was measured using an in-tube method, and the results of the measurement are shown in Table 2. In Table 2, a single layer means a case in which no void is placed behind the sound absorbing material, and an air layer means a case in which a space of 25 mm is placed behind the sound absorbing material.
(중량%)Binder content
(weight%)
상기 표 2에서 펄프계 천연섬유질 바인더 및 고분자계 바인더의 함량이 다양하게 변화되더라도, 본 실시예의 경량 흡음재 전부의 흡음계수가 높아서 흡음성능이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
In Table 2, even though the content of the pulp-based natural fiber binder and the polymer-based binder was variously changed, it was confirmed that the sound absorption coefficient of all of the light-weight sound absorbing materials of the present embodiment was high and the sound absorption performance was excellent.
<실시예 4><Example 4>
고분자계 바인더 7중량부, 펄프계 천연섬유질 바인더 3중량부, 다공성 발포폐유리 그래뉼 90중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 조건으로 경량 흡음재를 제조하여 흡음성능을 측정하였다. 측정에 사용한 흡음재는 두께 25㎜, 가로 250㎜, 세로 500㎜의 직사각형 흡음 패널로서, 면적 합계 12㎡가 되도록 다수의 흡음 패널을 배치하였다. Except for using 7 parts by weight of the polymeric binder, 3 parts by weight of pulp-based natural fiber binder, 90 parts by weight of porous foamed waste glass granules, a light-weight sound absorbing material was prepared under the same conditions as in Example 2, and the sound absorption performance was measured. The sound absorbing material used for the measurement was a rectangular sound absorbing panel having a thickness of 25 mm, a width of 250 mm, and a length of 500 mm.
흡음 성능은 KS F2805 잔향실법 흡음률 측정 방법에 의거하여 실시하고 그 결과를 도 9 및 표 3에 나타내었다. 잔향실법은 실제 사용환경과 동일하게 흡음 패널의 표면에 음파를 난입사를 하게 되므로, 실제 상황과 동일한 정도의 흡음계수를 얻을 수 있다. 일반적으로 잔향실법이 관내법보다 약 20∼30% 정도 높은 흡음계수를 나타내게 된다. Sound absorption performance was performed based on the KS F2805 reverberation chamber method sound absorption coefficient measurement method and the results are shown in Figure 9 and Table 3. Since the reverberation chamber method injects sound waves into the surface of the sound absorbing panel in the same manner as in the actual use environment, the sound absorption coefficient can be obtained at the same level as the actual situation. In general, the reverberation chamber method exhibits a sound absorption coefficient of about 20 to 30% higher than that of the tube method.
도 9는 주파수대 별로 측정한 흡음계수로서, 실선은 두께 25㎜의 흡음재를 단독으로 사용한 경우이며, 점선은 바닥으로부터 25㎜의 공극을 두었을 때 측정된 흡음계수이다. 흡음계수가 최대가 되는 주파수가 공극을 두었을 경우에 좀더 저주파수대로 이동하는 것으로 나타났으며, 어느 경우에나 500㎐ 이상의 대부분의 주파수에서 흡음계수가 0.8 이상으로 나타나서 매우 탁월한 흡음 특성을 지니고 있음을 보여주고 있다. 전체적인 NRC 흡음계수는 두께 25㎜의 흡음 패널을 단독으로 사용한 경우가 0.77, 바닥으로부터 25㎜의 공극을 형성한 경우가 0.69로서 매우 우수한 흡음특성을 지니고 있음을 보여주고 있다. 이러한 흡음계수는 통상의 폴리에스터 재질의 흡음재의 흡음계수 0.6∼0.7을 상회하는 결과라고 할 수 있다.9 is a sound absorption coefficient measured for each frequency band, the solid line is a case of using a sound absorbing material having a thickness of 25mm alone, the dotted line is a sound absorption coefficient measured when a space of 25mm from the bottom. When the maximum sound absorption coefficient is placed in the air gap, it appears to move to a lower frequency, and in all cases, the sound absorption coefficient is 0.8 or more at most frequencies of 500 kHz or more, which shows very good sound absorption characteristics. Giving. The overall NRC sound absorption coefficient was 0.77 when the sound absorbing panel having a thickness of 25 mm was used alone, and 0.69 when the air gap having 25 mm was formed from the bottom, showing very good sound absorption characteristics. Such a sound absorption coefficient may be said to be a result exceeding the sound absorption coefficient of 0.6-0.7 of the normal sound absorption material of polyester material.
상기 표 3에서 본 실시예의 경량 흡음재는 전체적인 NRC 흡음계수가 높아서 매우 우수한 흡음특성을 지니고 있으며, 500 ㎐ 이상의 대부분의 주파수에서 흡음계수가 0.8 이상으로 나타나서 매우 탁월한 흡음 특성을 지닌 것으로 나타났다.
In Table 3, the light-weight sound absorbing material of the present embodiment has a very good sound absorption characteristic because the overall NRC sound absorption coefficient is high, and the sound absorption coefficient is 0.8 or more at most frequencies of 500 kHz or more, indicating that the sound absorption property is very excellent.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation by a person of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea of this invention is carried out. This is possible.
Claims (19)
상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 500㎛∼7㎜ 크기의 조대기공이 분포되어 있으며,
상기 조대기공은 열려 있어 외부로 연결되어 있고,
상기 다공성 발포유리 그래뉼은 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더에 의하여 상호 연결되어 있으며,
고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더 100중량부에 대하여 보락스, 소듐 보레이트, 칼슘 보레이트, 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질 1∼10중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재.
Porous foamed glass granules having micropores of 10 nm to 500 μm are interconnected,
Coarse pores having a size of 500 μm to 7 mm are distributed between the porous foam glass granules.
The coarse pores are open and connected to the outside,
The porous foam glass granules are interconnected by at least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder,
1 to 10 parts by weight of at least one material selected from borax, sodium borate, calcium borate, sodium silicate and potassium silicate based on 100 parts by weight of at least one binder selected from a polymer binder and a pulp-based natural fiber binder. A non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure.
The non-plastic lightweight sound absorbing material according to claim 1, wherein the porous foam glass granule has an average particle diameter of 0.5 to 7 mm and a specific gravity is less than or equal to 0.7.
The non-plastic lightweight sound absorbing material according to claim 1, wherein the porous foam glass granule is made of porous foamed waste glass granules formed by foaming waste glass powder.
The non-plastic lightweight sound absorbing material according to claim 1, wherein the pulp-based natural fibrous binder has a length of 0.1 to 6 mm.
The non-plastic lightweight sound absorbing material according to claim 1, wherein the pulp-based natural fibrous binder is made of Korean paper made of bark or cedar.
The non-plastic lightweight sound absorbing material according to claim 1, wherein the polymer binder is made of at least one material selected from polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol, methyl cellulose, and polyacrylate.
The method of claim 1, wherein the at least one binder selected from the polymeric binder and the pulp-based natural fiber binder is contained in the non-plastic lightweight sound absorbing material in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the porous foam glass granules. Non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure.
According to claim 1, wherein the non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure has a thickness of 10 to 100mm, 10 to 50mm spaced apart from the wall to form an air layer between the non-plastic lightweight sound absorbing material and the wall. Non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure, characterized in that it is provided.
상기 흡음재 제조용 조성물을 성형하여 성형체를 형성하는 단계; 및
상기 성형체를 건조하는 단계를 포함하며,
상기 건조는 60∼300℃의 온도에서 수행하며,
상기 다공성 발포유리 그래뉼은 고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더에 의하여 상호 연결되며,
상기 다공성 발포유리 그래뉼 사이에 500㎛∼7㎜ 크기의 조대기공이 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 제조방법.
Mixing at least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder with a porous foam glass granule having micropores having a size of 10 nm to 500 µm to form a sound absorbing material composition;
Forming a molded article by molding the sound absorbing material composition; And
Drying the molded body,
The drying is carried out at a temperature of 60 ~ 300 ℃,
The porous foam glass granules are interconnected by at least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder,
Method for producing a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure characterized in that the coarse pores of 500㎛ ~ 7㎜ size is formed between the porous foam glass granules.
(a) 유리 분말과 발포재를 혼합하여 발포성형용 혼합물을 형성하는 단계;
(b) 상기 발포성형용 혼합물을 발포하여 다공성 발포유리를 형성하는 단계; 및
(c) 상기 다공성 발포유리를 파쇄하여 0.5∼7㎜ 크기인 다공성 발포유리 그래뉼을 형성하는 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 제조방법.
The method of claim 10, wherein the porous foam glass granules,
(a) mixing the glass powder and the foaming material to form a foaming mixture;
(b) foaming the foam forming mixture to form a porous foam glass; And
(C) a method for producing a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure, characterized in that the porous foam glass is crushed to form a porous foam glass granules having a size of 0.5 ~ 7mm.
상기 발포재는 탄소, 탄화규소 및 하이드록시아파타이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용하며,
상기 (c) 단계에서 상기 유리 분말의 연화점보다 높은 온도인 700∼1200℃ 범위의 온도에서 상기 발포가 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 제조방법.
The method according to claim 11, wherein in the step (a) the foam is mixed with 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the glass powder,
The foam uses at least one material selected from carbon, silicon carbide, and hydroxyapatite,
The method of manufacturing a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure, characterized in that the foaming is carried out at a temperature in the range of 700 ~ 1200 ℃ that is a temperature higher than the softening point of the glass powder in the step (c).
The method of claim 10, wherein the porous foam glass granules are made of porous foamed waste glass granules formed by foaming waste glass powder.
The method of claim 10, wherein the pulp-based natural fibrous binder has a length of 0.1 to 6 mm.
The method of claim 10, wherein the pulp-based natural fibrous binder is a non-plastic lightweight sound-absorbing material having a double pore structure, characterized in that it is made of Korean paper made from the bark of the mulberry or cedar.
고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더는 상기 다공성 발포유리 그래뉼 100중량부에 대하여 1∼20중량부 혼합하는 것을 특징으로 하는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 제조방법.
The method of claim 10, wherein in the step of forming the sound absorbing material composition,
At least one binder selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder is mixed with 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the porous foam glass granules.
The non-plastic lightweight sound absorbing material according to claim 10, wherein the polymer binder is made of at least one material selected from polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyethylene glycol, methyl cellulose, and polyacrylate. Manufacturing method.
고분자계 바인더 및 펄프계 천연섬유질 바인더 중에서 선택된 1종 이상의 바인더 100중량부에 대하여 보락스, 소듐 보레이트, 칼슘 보레이트, 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트 중에서 선택된 1종 이상의 물질 1∼10중량부를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 이중 기공 구조를 갖는 비소성 경량 흡음재의 제조방법.The method of claim 10, wherein in the step of forming the sound absorbing material composition,
1 to 10 parts by weight of one or more materials selected from borax, sodium borate, calcium borate, sodium silicate, and potassium silicate are further mixed with respect to 100 parts by weight of one or more binders selected from a polymeric binder and a pulp-based natural fibrous binder. A method for producing a non-plastic lightweight sound absorbing material having a double pore structure.
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