KR101444674B1 - 숯이 내장된 건축용 흡음재 및 흡음 도어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내·외장재, 창호재, 칸막이 벽체 등 건물에 시공되는 건축용 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내에서 발생한 음향 소음을 효과적으로 흡음하기 위해 사용되는 건축용 흡음재 및 흡음 도어로서 우수한 방음 효과 및 실내 잔향음의 질적 상승을 도모하면서 실내 공기 환경을 개선하고 아울러 디자인적으로도 매우 뛰어난 다(多) 기능성 건축용 흡음 자재 및 도어 부재에 관한 것이다.
본 발명은, 일정한 외형을 갖도록 형성된 프레임과; 상기 프레임 내측을 구획하여 다수개의 단위 셀로 분할하는 간격재와; 상기 프레임의 일측에 부착되어 상기 간격재로 구획된 단위 셀들의 일측면을 막아 주며, 다수개의 통공이 천공되어 상기 단위 셀들이 공간적으로 외부와 연통되도록 형성되는 전면판과; 상기 전면판이 부착된 프레임의 반대측에 부착되어 상기 간격재로 구획된 단위 셀들이 일정 공간을 갖도록 막아 주는 이면재; 및, 상기 간격재로 구획된 단위 셀의 내부에 숯을 충전하여 이루어지는 숯 흡음층;을 포함하는 건축용 흡음재로서, 상기 숯 흡음층은 상기 단위 셀 내부에 충전됨에 있어 상기 이면재로부터 일정 높이까지만 채워짐으로써 상기 숯 흡음층과 상기 통공이 천공된 전면판과의 사이에 빈 공간으로 이루어진 진동흡음 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

숯이 내장된 건축용 흡음재 및 흡음 도어{SOUND-ABSORBING MATERIAL AND DOOR WITH CHARCOAL INSIDE FOR ARCHITECTURAL USE}

본 발명은 내·외장재, 창호재, 칸막이 벽체 등 건물에 시공되는 건축용 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내에서 발생한 음향 소음을 효과적으로 흡음하기 위해 사용되는 건축용 흡음재 및 흡음 도어로서 우수한 방음 효과 및 실내 잔향음의 질적 상승을 도모하면서 실내 공기 환경을 개선하고 아울러 디자인적으로도 매우 뛰어난 다(多) 기능성 건축용 흡음 자재 및 도어 부재에 관한 것이다.

최근들어 경제 발전에 따라 생활 수준이 향상되면서 삶의 질, 특히 주거 환경 개선에 대한 관심이 높아지면서 주택 역시 단순히 외부 자연 환경으로부터의 보호의 개념을 넘어 보다 쾌적하고 안락한 휴식을 제공할 수 있는 개인 생활 공간으로서 인식되고 있다. 이에 따라 건축 재료 분야에 있어서도 콘크리트, 철재, 석고 등의 기존에 보편적으로 사용되어 오던 재료에서 벗어나 황토, 목재, 숯 등 친환경 소재에 대한 관심이 부쩍 증가하고 있으며, 특히 최근 포름알데히드나 톨루엔과 같은 인체 유해 물질로 인한 이른바 새집 증후군에 대해 알려지면서 이러한 친환경 건축에 대한 요구가 급증하고 있는 실정이다.

상기와 같은 친환경 건축에 있어 숯은 현재 각광받고 있는 가장 대표적인 재료 중의 하나로서, 원적외선 방사, 탈취, 실내 유해물질 흡착과 같은 숯의 효능이 널리 알려짐에 따라 기존에도 건축용 내·외장 보드를 비롯한 각종 건축 자재에 있어 숯을 내장한 제품들이 많이 생산 및 판매되고 있으며 이에 대한 특허 출원도 상당히 많이 나와 있다고 할 수 있다.

하지만, 이러한 기존의 숯 보드와 같은 제품들의 경우 단순히 제품 안에 숯 층을 형성하여 숯에서 발생하는 원적외선 발산 효과 등 숯이 가지는 기본적인 유리한 효과만을 고려하였을 뿐, 이러한 숯의 고유 효과 이외에 다른 기술적 효과를 함께 발휘하도록 고려한 제품은 많지 않은 실정이다.

또한, 상기와 같은 기존의 숯 내장형 건축 자재의 경우 단순히 보드 등의 내측에 숯을 넣어 마감한 형태가 대부분으로서, 이러한 기존 형식의 숯 제품에 의하면 내장된 숯에서 원적외선 등이 자연적으로 확산되도록 한 것에 불과하고 원적외선의 발생을 촉진하여 그 효과를 높일 수 있는 수단이 마련되어 있지 않았는바 실제적으로 숯을 내장함으로 인한 효과가 그리 만족스럽지 못하다는 문제가 있었다.

한편, 전술과 같은 친환경 건축과 더불어 주거 환경 개선에 대한 최근의 관심 분야 중의 하나는 실내 음향에 대한 고려라 할 수 있다. 기본적으로 주택의 경우(특히, 아파트 등 공동주택)에도 각 세대 및 각 실의 프라이버시 및 소음 방지의 관점에서 방음 내지는 차음 시공이 불가피하며, 근래에는 전자 기술의 발달 및 생활 수준의 향상으로 실내 AV 장치들이 보편화 됨에 따라 실내 방음/차음의 필요성이 더욱 높아졌다. 더구나 현대 건축의 특징인 커튼월(유리 면)과 빌트인 가구 등이 실내 공간의 면적에 많은 비중을 차지함에 따라 실내 반사음이 늘어남으로써 심리적 불안감, 두통 등을 호소하는 경우도 발생하고 있는바 실내 음이 보이지 않는 공해로까지 인식되고 있다.

전술과 같은 소음 피해 문제 및 실내 반사음 문제 등을 해결하기 위해서는 실내 벽 내부에 적절한 흡음재를 시공하여 반사음과 소음을 적절히 흡음할 수 있도록 하는 것이 바람직하지만, 현재의 주거 건물에 있어 이와 같이 별도로 흡음 시공을 하게 되면 공사 비용의 상승이 있는 것은 물론, 흡음재의 추가로 인해 가용 실내 공간이 줄어드는 문제 등 여러 단점들이 존재하였다.

한편, 주거용 건물에 있어 통상적으로 차음이 가장 취약한 부분으로는 문(門)이라 할 수 있는데, 벽체의 경우 대부분 콘크리트 내력벽이어서 어느 정도의 차음 성능을 기대할 수 있으나 문의 경우에는 보통 합판 등을 주재료로 하여 제작되므로 차음 성능이 떨어져 이를 통해 외부로의 소음 확산의 대부분이 일어나고 있었다. 또한, 적절한 실내 반사음과 흡음량이 균형을 이루어야 음향적으로 쾌적한 느낌을 줄 수 있는데, 문의 경우 유리와 마찬가지로 실내음을 지나치게 다량 반사하고 음의 흡수가 거의 없으므로 실내 잔향음을 질적으로 떨어뜨리는 문제가 있었다. 따라서, 실내 음향 문제의 해결을 위해서는 특히 문에 대한 적절한 흡음 처리가 필요하다고 할 수 있지만 문에 별도의 흡음판 등을 설치할 경우 도어 공사와 흡음 공사를 각각 시공해야 하므로 번거로움과 비용 부담이 있을 뿐 아니라 미관적인 면에서도 그다지 좋은 효과를 나타내지 못하는 단점이 있었다.

이상과 같은 점들을 고려할 때, 실내 소음을 효과적으로 방지하면서도 부가적으로 친환경 소재를 통해 실내 공기 환경을 개선할 수 있는 고부가가치의 다기능성 건축용 자재의 개발이 요청된다고 하겠는바, 본 발명자는 이러한 점들을 감안하여 신제품 개발에 많은 연구 및 노력을 한 결과 아래에서 설명하는 것과 같이 다공성 재질인 숯이 흡음 성능이 있음을 발견하고 이에 착안하여 숯을 흡음재로서 사용 함과 동시에, 음이 숯과 충돌하면서 단위 공간 내에서 진동할 수 있는 구조를 형성하여 소실되는 음 에너지에 의해 숯의 원적외선 발생이 촉진될 수 있도록 하는 새로운 형태의 친환경 건축용 흡음재를 개발하게 되었다.

상기와 같이 본 발명은 실내음 개선 문제 및 공기 환경 개선 문제 등을 종합적으로 감안하여 이를 해결하고자 안출된 것으로서, 구체적으로 본 발명은 다공질 숯을 흡음 재료로서 활용하고, 일정한 단위 셀 공간 내에서 실내 음파가 진동하면서 숯 흡음층에 충돌·흡수되어 음 에너지가 효과적으로 소실되도록 구성함으로써 우수한 흡음 및 방음 효과를 나타냄과 동시에 실내음의 적절한 반사와 흡음의 균형을 통한 실내 잔향음의 질적 향상 효과를 기대할 수 있는 건축용 흡음재를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 숯을 내장함으로써 숯이 갖는 냄새 흡착, 실내 공기 정화 효과, 원적외선 및 음이온 방출 효과, 습도 조절 효과 등 인체에 매우 유익한 효과를 얻을 수 있도록 하되, 이러한 숯의 효능을 발휘함에 있어 숯에 의해 실내음의 음 에너지를 흡수하여 소실시킬 때 발생하는 숯의 미세 진동으로 인해 원적외선 발산 효과 등이 촉진될 수 있는바 기존 숯 제품에 비해 높은 원적외선 발산 등의 효과를 나타낼 수 있는 개선된 숯 내장형 건축 자재를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기와 같은 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명에서는, 일정한 외형을 갖도록 형성된 프레임과; 상기 프레임 내측을 구획하여 다수개의 단위 셀로 분할하는 간격재와; 상기 프레임의 일측에 부착되어 상기 간격재로 구획된 단위 셀들의 일측면을 막아 주며, 다수개의 통공이 천공되어 상기 단위 셀들이 공간적으로 외부와 연통되도록 형성되는 전면판과; 상기 전면판이 부착된 프레임의 반대측에 부착되어 상기 간격재로 구획된 단위 셀들이 일정 공간을 갖도록 막아 주는 이면재; 및, 상기 간격재로 구획된 단위 셀의 내부에 숯을 충전하여 이루어지는 숯 흡음층;을 포함하는 건축용 흡음재를 제공한다.

이러한 본 발명에 있어서, 상기 숯 흡음층은 상기 단위 셀 내부에 충전됨에 있어 상기 이면재로부터 일정 높이까지만 채워짐으로써 상기 숯 흡음층과 상기 통공이 천공된 전면판 및 상기 간격재와의 사이 공간에 빈 공간으로 이루어진 진동흡음 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하며, 이러한 구성에 따라 외부에서 발생한 음파가 상기 통공을 통해 상기 단위 셀 내로 들어가 상기 진동흡음 공간부 내에서 계속적으로 맴돌면서 진동함으로써 상기 숯 흡음층의 표면에 음압에 의한 미세 진동을 가하여 원적외선의 방출을 촉진하면서 음 에너지가 효과적으로 소실된다.

상기와 같은 본 발명에 있어 더욱 바람직하게는, 상기 숯 흡음층 상부의 진동흡음 공간부 내에 입자 형태의 숯 그래뉼을 더욱 채워 구성할 수 있다. 이와 같이 숯 흡음층과 숯 그래뉼을 복합적으로 구성하는 경우, 숯 그래뉼 사이의 공극 및 단위 셀 간격재와의 사이 공간 내에서 음파의 진동이 더욱 효과적으로 일어날 수 있으므로 음의 흡음 및 원적외선 방출 촉진 효과가 더욱 높아지는 장점이 있다.

상기와 같은 본 발명의 건축용 흡음재는 다양한 건축 자재에 적용될 수 있으며, 특히 도어 부재에 적용하는 경우 디자인적으로 활용도가 높고, 기존의 도어 부재의 경우 차음 기능이 특히 취약하므로 본 발명은 이러한 도어 부재에 매우 바람직하게 적용될 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 건축용 흡음재에 따르면, 다공질 숯으로 흡음층을 구성하되 일정한 단위 셀 공간 내에서 실내 음파가 진동하면서 상기 숯 흡음층과 충돌·흡수되어 음 에너지가 효과적으로 소실되도록 구성함으로써 우수한 흡음 및 방음 효과를 낼 수 있는 것은 물론 실내음의 적절한 반사와 흡음의 균형을 통한 실내 잔향음의 질적 향상 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 숯이 내장됨으로써 실내 공기 정화 효과, 원적외선 및 음이온 방출 효과, 습도 조절 효과 등 인체에 매우 유익한 효과를 얻을 수 있음은 물론, 흡음 작용시 음압에 의해 숯 입자에 전달된 음 에너지로 인해 숯 입자에 미세 진동이 발생함으로써 기존 숯 제품에 비하여 높은 원적외선 발산 등의 효과를 나타낼 수 있다.

나아가, 본 발명의 바람직한 측면에 따르면, 도어 자체에 흡음재 및 공기 정화재로서의 성능을 부여하여 별도의 방음 시설을 할 번거로움이 없이 도어의 설치 시공만으로 방음 공사가 완료되어 매우 경제적이며, 아울러 천공된 전면 마감판은 숯의 충전과는 무관하게 디자인적으로 우수한 미관을 제공하여 기존 도어 등 일반 제품들보다 훨씬 높은 고급스러움을 연출할 수 있다.

따라서, 본 발명에서 제공하는 건축용 흡음재에 따르면, 현대 건축물에 있어 실내 공기 환경의 문제점을 해결하고 인체에 유익한 환경을 제공함과 동시에 우수한 흡음 방음을 통한 개인 프라이버시를 확보하고 소리 잔향의 질을 높여 줌으로써 주거 환경의 개선을 이룰 수 있는바, 이러한 본 발명은 흡음 보드 및 기능성 도어, 기타 각종 마감재 내지 창호재 등으로 건축 분야에서 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

도1은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예로서 흡음 도어를 구성한 예를 보여 주는 도면이다.
도2는 도1의 A-A'선에 따른 단면도로서, 본 발명의 흡음 도어의 측단면을 보여 주는 도면이다.
도3은 본 발명에서 숯 흡음층의 형성에 대한 다양한 실시 형태들을 예시해 보여주는 도면이다.
도4는 본 발명에 대한 또 다른 바람직한 실시예로서 단위 셀 내부에 숯 흡음층과 숯 그래뉼을 함께 구성한 예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예의 구성을 보여주는 도면으로서, 도1에서는 건축용 도어(door)에 본 발명을 적용하여 흡음 도어를 구성한 예를 보여 주고 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용된 흡음 도어의 전체적인 구성을 보게 되면, 도어의 외부를 형성하기 위해 직사각 형태를 갖는 프레임(10)의 내부에 다수개의 단위 셀(21)을 연속적으로 갖는 간격재(20)를 배치하고, 상기 프레임(10)의 앞쪽 면에는 전면판(30)을, 배면 측에는 이면재로서 후면판(40)을 각각 부착한 구성으로 이루어져 있음을 알 수 있다. 그리고, 상기 전면판(30)에는 일정 간격마다 통공(35)이 관통되게 천공되어 있어 그 뒷쪽에 형성된 단위 셀(21)들이 공간적으로 외부와 연통되도록 되어 있다.

또한, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면 상기 간격재(20)에 의해 형성된 단위 셀(21)들의 내부에는 숯을 주성분으로 하는 숯 흡음층(50)이 형성되어 있다. 상기 숯 흡음층(50)은 단위 셀(21) 내부에 숯을 충전하여 이루어지는데, 상기 숯 흡음층(50)은 도2에서 보는 바와 같이 상기 단위 셀(21) 내부에 충전됨에 있어 상기 후면판(40)으로부터 일정 높이까지만 채워짐으로써 상기 숯 흡음층(50)과 상기 통공(35)이 형성된 전면판(30) 사이에 빈 공간으로 이루어진 진동흡음 공간부(25)가 형성되도록 구성하고 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 흡음 도어에 있어, 상기 간격재(20)는 도1에서 보는 것과 같이 정사각형의 단위 셀(21)들이 상하좌우로 연속적으로 구획된 형태로 되어 있으며, 이외에도 육각형이 벌집 모양으로 연속된 형태, 즉, 하니콤 구조로 형성되거나 기타 다른 단일 혹은 2 이상의 복합 형상으로 형성되는 등 다양한 형태로 제작이 가능하다. 또한 상기 간격재(20)의 크기는 도어에 사용할 경우 1변 길이 약 30 ~ 40mm, 깊이 약 25 ~ 50mm 정도가 적당하며, 재질로는 종이 재질이나 합성수지 등을 사용할 수 있다.

전면판(30)은 상기 도어 프레임(10)의 양 측면 중 실내측 면에 부착되어 도어의 외부 평면을 형성하는 판재로서, 본 발명에서는 5mm MDF 패널이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 주요한 구성상의 특징에 따르면 상기 전면판(30)에는 일정 위치마다 통공(35)이 관통되게 천공되어 있어 그 후면에 배치된 간격재(20)의 각 단위 셀(21)들이 상기 통공(35)을 통하여 외측 실내 공간을 향해 오픈되도록 구성되어 있다.

상기 통공(35)의 직경은 음향적인 측면과 후술하는 것과 같이 숯에 의한 원적외선/음이온 방출 등을 고려하여 약 4mm 정도로 천공되는 것이 바람직하며, 천공 간격은 간격재(20)의 단위 셀(21) 간격에 대응하여 이와 동일하게 대략 30 ~ 40mm 정도의 간격으로 형성하면 된다. 또한, 상기 통공(35)의 형태로서 도시된 예에서와 같이 원형으로 형성될 수도 있으나 장공형 및 기타 다른 형태의 통공으로 형성하여도 무방하다.

상기 전면판(30)이 부착된 프레임(10)의 반대측 면에는 이면재로서 도어 후면판(40)이 부착되며, 이에 따라 상기 간격재(20)로 구획된 단위 셀(21)들의 전후면이 각각 상기 도어 전면판(30)과 후면판(40)에 의해 막혀짐으로써 소정의 밀폐형 공간을 갖게 되며, 이때, 전술한 바와 같이 상기 전면판(30)에는 통공(35)들이 다수 천공 형성되어 있음으로써 상기 단위 셀(21)은 도2에서 보는 것과 같이 통공(35)에 의해 외부와 통하도록 일부가 오픈된 챔버의 형태를 가지게 된다.

상기 이면재(40)로는 도시된 실시예에서와 같이 도어 제품의 경우에는 MDF 합판으로 할 수 있으며, 벽체용 마감 패널에 적용할 경우에는 상기와 같이 MDF 합판 및 기타 판재로 마감하거나 혹은 부직포를 대어 마감함으로써 제품 단가를 절감할 수도 있다.

상기와 같이 형성된 단위 셀(21) 내부 공간에는 숯 흡음층(50)이 형성되는데, 상기 숯 흡음층(50)은 숯 분말을 바인더에 혼합하여 숯 페이스트를 제조하고, 상기 숯 페이스트를 단위 셀(21) 내부에 일정 높이까지 채움으로써 형성할 수 있다. 상기 숯 페이스트의 제조에 있어 사용되는 바인더는 숯 분말을 고정하여 일정한 형상으로 굳힐 수 있는 수지 등의 성분으로서, 일반적인 숯 페인트에 사용되는 바인더로는 EVA계 또는 폴리아크릴계 수지 에멀젼 바인더가 사용되고 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 숯 페인트용으로 공지된 합성수지 에멀젼 바인더도 사용할 수 있으나 이러한 합성수지 에멀젼 바인더의 경우 결합력이 높아 음파(音波)에 의한 숯 성분의 진동이 다소 효과적으로 일어나지 못할 수 있다.

이에 본 발명에서는 바인더로서 전분과 가성소다를 주원료로 하는 것을 바람직한 제조 방법으로서 제공하며, 이때 상기 바인더를 이루는 전분과 가성소다의 혼합비는 전분 2g 당 가성소다 40 ~ 80g(중량비 1 : 20 ~ 40)으로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 바인더에는 필요에 따라 증점제 또는 윤활제가 더 포함될 수 있으며, 숯 페이스트를 제조함에 있어 상기 바인더와 숯 분말은 대략 중량비로 1 : 1 비율로 혼합하여 제조할 수 있다.

상기와 같이 제조된 숯 페이스트는 단위 셀(21) 내부에 충전되어 숯 흡음층(50)을 구성하게 되는데, 이때 상기 숯 페이스트가 채워지는 높이는 대략 단위 셀(21) 깊이의 1/4 ~ 4/5 범위에서, 바람직하게는 약 1/2 정도로 채워질 수 있다. 또한, 상기와 같이 숯 페이스트를 충전하는 방법은 수작업 또는 기계로 직접 투여할 수도 있고, 또는 숯 페이스트를 스프레이(spray)한 후 경화하는 방법을 사용할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따르면, 단위 셀(21)의 일부 높이까지만 숯 페이스트를 채워 숯 흡음층(50)을 형성함으로써 그 상부에는 일정하게 비어 있는 공간으로서 진동흡음 공간부(25)가 형성되며, 이 진동흡음 공간부(25)는 이후에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 실내 음향에 대하여 반사 진동의 반복에 의한 음 에너지의 소실 공간으로 작용하게 된다.

한편, 상기와 같은 기본 구성에 더하여 전면판(30) 또는 후면판(40)의 표면에 마감재(60)를 덧붙이는 등 적절한 마감 처리를 하여 미관을 더욱 돋보이게 할 수 있다. 이러한 마감재로는 예컨대 무늬목 무늬 필름을 부착하거나 지정도장 마감 등을 고려할 수 있으며 기타 다른 방식의 마감도 가능하다.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 건축용 흡음재의 작용 효과에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이 본 발명에서 제공하는 건축용 흡음재에 있어 가장 중요한 특징의 하나는 흡음 재료로서 숯을 사용하고 있다는 점에 있다. 잘 알려진 바와 같이 숯은 참나무와 같이 보통 목질이 단단한 나무를 연소시켜 생기는 고체 생성물로서, 그 형상을 보면 미세한 구멍들이 다수 형성된 다공질(多孔質)의 재질로 되어 있다.

본 발명은 이러한 숯의 다공질 형태에 주목하여 이를 흡음재로서 활용하고 있음에 일차적인 기술적 특징이 있으며, 또한, 이러한 숯에서의 흡음 성능이 더욱 효과적으로 발휘될 수 있도록 단위 셀(21) 내부에는 숯 흡음층(50)과 전면판(30) 사이에 진동흡음 공간부(25)가 형성되어 음 소실 공간으로 작용하도록 하며, 상기 전면판(30)에는 통공(35)을 두어 이를 음향공으로서 작용하도록 구성하고 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성상의 특징에 따르면, 프레임(10) 내부는 간격재(20)에 의해 다수개의 단위 셀(21)로 구획되어 있으며, 상기 각 단위 셀(21)의 내부는 숯에 의한 숯 흡음층(50)과 상기 숯 흡음층(50)의 전면부에 형성되는 진동흡음 공간부(25)로 구성되어 있다. 즉, 상기 진동흡음 공간부(25)는 상기 단위 셀(21) 내부에 형성되는 공간으로서, 그 후면은 숯 흡음층(50)으로, 측면은 간격재(20)로, 그리고 전면은 전면판(30)에 의해 구획되며 상기 통공(35)에 의해 외부와 공간적으로 연결되는 형태를 가진다.

이러한 본 발명의 구성에 따라, 실내에서 발생한 각종 소음들의 음파 중의 일부는 전면판(30)에서 반사되고 일부는 상기 통공(35)을 통해 간격재(20)로 구획된 단위 셀(21)들의 공간 내로 들어가게 된다. 여기서, 상기 단위 셀(21)들의 내부는 전술한 바와 같이 그 후면측은 숯 흡음층(50)이 형성되고 상기 통공(35)과 연결되는 형태로 진동흡음 공간부(25)가 형성되는바, 상기 통공(35)을 통해 진동흡음 공간부(25)의 내부로 유입된 음파(音波)는 숯 흡음층(50)의 표면에 충돌하여 일부는 반사되고 일부는 다공질 숯의 구멍에 의해 흡음되어 음 에너지가 소실되며, 이렇게 반사되어 약해진 음파는 외부로 빠져나가지 못하고(일부는 통공을 통해 돌아 나가는 음파도 있지만 대부분은 내부에서 계속적으로 반사를 거듭함) 상기 진동흡음 공간부(25) 내에서 계속적으로 숯 흡음층(50)에 충돌하는 과정이 반복됨으로써 전체 음 에너지가 효과적으로 흡수·소실되게 된다.

즉, 본 발명에 따르면, 상기와 같은 흡음 작용이 일어나는 단위 셀(21)들의 형태가 상기한 통공(35)을 좁은 입구로 갖고 그 안쪽에는 비교적 넓은 공간을 이루는 진동흡음 공간부(25)에 의해 마치 악기의 공명통과 같이 일부 개구부(즉, 통공)를 제외하고는 전체적으로 밀폐된 구조를 갖도록 구성하고 있으며, 이에 따라 단위 셀(21) 내로 들어온 음파가 다시 실내로 되돌아 가지 않고 내부에서 맴돌면서 숯 흡음층(50)에 의해 반복적으로 흡수됨으로써 점차 약해져 소실될 수 있도록 하고 있는 것에 주요한 특징 중의 하나가 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 주요한 특징에 따르면, 상기와 같이 음 에너지가 숯 흡음층(50)에 음 에너지를 전달하고 소멸하는 과정에서 음 에너지를 전달받은 숯 입자가 음압에 의해 미세한 진동을 일으키게 되고, 이와 같이 숯 입자가 진동함으로 인해 숯의 원적외선 발산 및 음이온 발산 효과가 더욱 촉진되는 장점도 기대할 수 있다.

특히, 본 발명을 강당이나 음향실, 영화관 등과 같이 강한 음이 발생하는 장소에 도어 등의 형태로 적용하게 되면, 실내에서 발생한 음향(즉, 공기의 진동)이 단위 셀(21) 내부의 협소한 진동흡음 공간부(25) 내에서 공명하여 숯 흡음층(50)의 숯 입자를 진동시킴으로써 원적외선 발산 효과 및 음이온 발산 효과가 매우 높아질 뿐 아니라 숯의 향기가 실내로 퍼지는 효과를 기대할 수 있으므로 더욱 바람직하다.

아울러, 본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기와 같은 음 에너지의 반사·소멸 및 숯의 진동이 더욱 효과적으로 일어날 수 있게 하는 구성으로서, 상기 숯 흡음층(50)을 형성함에 있어 도3의 (b)에 도시된 예에서와 같이 주변부에 비해 중앙부가 만곡하여 오목하게 들어간 형태를 가지게 할 수 있으며, 이와 같이 구성할 경우 숯 흡음층(50)의 표면적이 더욱 넓어지고 음의 반사면이 중심쪽으로 수렴하는 형태를 가지므로 더욱 효율적인 흡음 작용이 가능하게 된다.

또한, 상기 숯 흡음층(50)의 음에 대한 흡음성을 더욱 높이기 위해 상기 숯 흡음층(50)의 표면을 거칠게 조면 처리할 수도 있으며, 도3의 (c)에서처럼 표면에 오목한 홈부를 더욱 형성하거나, 또는 도3의 (d)에서처럼 돌출된 돌기 또는 엠보싱을 형성할 수도 있다. 이러한 엠보싱, 홈부 등의 처리는 도3의 (b)에서와 같은 형태와 병용할 수도 있으며, 상기와 같은 숯 흡음층(50) 표면에 대한 처리는 음에 대한 흡음성을 높이는 측면 외에도 음압에 의한 숯의 원적외선 발산 및 음이온 발산에 대한 촉진 효과를 높이는 측면에서도 더욱 효과적이다.

나아가, 본 발명의 더욱 바람직한 측면에 따르면, 상기와 같이 빈 공간으로 마련된 진동흡음 공간부(25) 내에는 도4에 도시된 것과 같이 덩어리 형태의 숯 그래뉼(55)을 채워 넣어 구성할 수도 있다. 본 발명에 따르면 상기 숯 그래뉼(55)은 숯을 알갱이 형태로 가공한 조립질(粗粒質) 입자로서 이는 구형이나 육면체와 같이 일정한 형상을 갖도록 할 수도 있지만 더욱 바람직하게는 규칙적인 형태 없이 부정형(不定形) 덩어리 형태를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 숯 그래뉼(55)은 숯 페이스트를 이용하여 형성되는 숯 흡음층(50)과는 달리 바인더나 접착제 없이 서로 결합되지 않은 상태로 채워 넣어짐으로써 진동이 쉽게 일어날 수 있도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명은 이와 같은 숯 그래뉼(55)이 더욱 추가됨에 따라 도4에서 보는 바와 같이 숯 그래뉼(55)들 사이 및 숯 그래뉼과 간격재(20) 측벽 간에 상당한 크기의 빈 공극(56)들이 부정형으로 형성되게 되며, 이에 따라 상기한 통공(35) 내로 음파가 들어오게 되면 일차적으로 상기 공극(56) 내에서 반사를 반복하면서 숯 그래뉼(55)에 의해 흡음되어 음 에너지가 약화된다. 또한, 상기와 같이 음파가 숯 그래뉼(55) 사이의 공극(56) 내에서 진동함에 따라 음 에너지에 의해 숯 그래뉼(55) 역시 미세하게 진동하게 되며, 이러한 숯 그래뉼(55)의 미세 진동으로 인해 숯의 음이온 발산 및 원적외선 발산 등의 효과가 매우 높아지는 장점도 기대할 수 있다.

상기와 같은 숯 그래뉼(55) 사이의 공극(56) 내에서 음향의 반사·진동이 원활하게 일어나기 위해서 상기 공극(56)은 상당한 크기를 가지도록 하여야 하는바 이를 위해 본 발명에 있어서 상기 숯 그래뉼(55)은 평균 입경 10 ~ 30mm 정도의 조립질(粗粒質) 입자로 구성하여 숯 그래뉼(55) 사이에 충분한 크기의 공극(56)들이 형성될 수 있도록 한다.

따라서, 이상과 같은 본 발명의 건축용 흡음재 및 건축용 흡음 도어에 따르면, 다공질 숯으로 숯 흡음층(50)을 구성하되 일정한 단위 셀 공간 내에서 실내 음파가 맴돌면서 상기 숯 흡음층(50)과 충돌·흡수되어 음 에너지가 효과적으로 소실되도록 구성함으로써 매우 우수한 흡음 및 방음 효과를 낼 수 있다.

또한, 기존 도어 제품들의 경우 단순 개폐 기능만으로 한정되어 있고 유리와 마찬가지로 실내음의 대부분을 반사하여 반사음이 지나치게 많아져 실내 소리 잔향음을 질적으로 떨어뜨리는 문제가 있었던 반면, 본 발명에 따르면 도어 자체가 흡음 부재로서 기능하며, 특히 전면판(30)에서 일부 음이 반사되고 통공(35)을 통해 일부 음이 흡수되도록 함으로써 적절한 반사음과 소음 흡수의 조절로 실내 잔향음을 질적으로 상승시키는 효과를 기대할 수 있다.

나아가, 본 발명의 주요한 기술적 특징으로서, 상기와 같은 본 발명에 따르면, 전술한 소음의 흡수 과정에서 실내 소음에 의한 음파가 숯 흡음층(50)에 부딪쳐 음압에 의한 미세 진동을 발생시킴으로써 숯의 원적외선의 방출이 촉진되는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 기존에 개발된 숯 내장형 제품들의 경우 단순히 숯을 내장하고 있을 뿐 숯의 효과를 촉진할 수 있는 수단이 마련되어 있지 않아 큰 효과를 내지 못하였으나, 상기와 같은 본 발명에 따르면 흡음재로서의 기능과 원적외선의 발산 촉진의 기능을 함께 가지게 되어 실내 공기 환경의 문제점을 더욱 효과적으로 해결할 수 있게 되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정해지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

10 : 프레임 20 : 간격재
21 : 단위 셀 25 : 진동흡음 공간부
30 : 전면판, 도어 전면판 35 : 통공
40 : 이면재, 도어 후면판
50 : 숯 흡음층 55: 숯 그래뉼

Claims (9)

1. 일정한 외형을 갖도록 형성된 프레임;
   상기 프레임 내측을 구획하여 다수개의 단위 셀로 분할하는 간격재;
   상기 프레임의 일측에 부착되어 상기 간격재로 구획된 단위 셀들의 일측면을 막아 주며, 다수개의 통공이 천공되어 상기 단위 셀들이 공간적으로 외부와 연통되도록 형성되는 전면판;
   상기 전면판이 부착된 프레임의 반대측에 부착되어 상기 간격재로 구획된 단위 셀들이 일정 공간을 갖도록 막아 주는 이면재; 및,
   상기 간격재로 구획된 단위 셀의 내부에 숯을 충전하여 이루어지는 숯 흡음층;을 포함하되,
   상기 숯 흡음층은 상기 단위 셀 내부에 충전됨에 있어 상기 이면재로부터 일정 높이까지만 채워져 각 단위 셀마다 상기 숯 흡음층과 상기 통공이 천공된 전면판 및 상기 간격재로 둘러싸이고 빈 공간으로 이루어진 진동흡음 공간부가 형성됨으로써,
   외부에서 발생한 음파가 상기 통공을 통해 상기 단위 셀 내로 들어가 상기 진동흡음 공간부 내에서 진동하면서 반복적으로 상기 숯 흡음층의 표면에 음압에 의한 미세 진동을 가하여 원적외선의 방출을 촉진하고 음 에너지가 소실될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음재.
2. 제1항에 있어서, 상기 숯 흡음층은 숯 분말을 바인더에 혼합한 숯 페이스트를 상기 단위 셀 내부에 일정 높이로 채운 후 경화시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음재.
3. 제2항에 있어서, 상기 숯 페이스트는 전분과 가성소다의 혼합물을 바인더로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음재.
4. 제1항에 있어서, 상기 숯 흡음층은 각 단위셀 내부에서 주변부에 비해 중앙부가 만곡하여 들어간 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음재.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 숯 흡음층의 표면은 규칙적인 또는 불규칙적인 형상의 엠보싱 또는 홈부가 더욱 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음재.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 숯 흡음층 상부의 진동흡음 공간부 내에는 입자 형태의 숯 그래뉼이 더욱 채워지는 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음재.
7. 제6항에 있어서, 상기 숯 그래뉼은 평균 입경 10 ~ 30mm의 조립자(組立子)인 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음재.
8. 문의 외형을 갖도록 형성된 도어 프레임;
   상기 도어 프레임 내측을 구획하여 다수개의 단위 셀로 분할하는 간격재;
   상기 도어 프레임의 일측에 부착되어 상기 간격재로 구획된 단위 셀들의 일측면을 막아 주며, 다수개의 통공이 천공되어 상기 단위 셀들이 공간적으로 외부와 연통되도록 형성되는 도어 전면판;
   상기 도어 전면판이 부착된 도어 프레임의 반대측에 부착되어 상기 간격재로 구획된 단위 셀들이 일정 공간을 갖도록 막아 주는 도어 후면판; 및,
   상기 간격재로 구획된 단위 셀의 내부에 숯을 충전하여 이루어지는 숯 흡음층;을 포함하되,
   상기 숯 흡음층은 상기 단위 셀 내부에 충전됨에 있어 상기 도어 후면판으로부터 일정 높이까지만 채워져 각 단위 셀마다 상기 숯 흡음층과 상기 통공이 천공된 전면판 및 상기 간격재로 둘러싸이고 빈 공간으로 이루어진 진동흡음 공간부가 형성됨으로써,
   외부에서 발생한 음파가 상기 통공을 통해 상기 단위 셀 내로 들어가 상기 진동흡음 공간부 내에서 진동하면서 반복적으로 상기 숯 흡음층의 표면에 음압에 의한 미세 진동을 가하여 원적외선의 방출을 촉진하고 음 에너지가 소실될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음 도어.
9. 제8항에 있어서, 상기 숯 흡음층 상부의 진동흡음 공간부에는 조립자 형태의 숯 그래뉼이 더욱 채워지는 것을 특징으로 하는 숯이 내장된 건축용 흡음 도어.

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