KR101543948B1 - 난연성 흡음재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난연성 흡음재 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 난연성 흡음재의 실시예의 한 형태는 펄프; 상기 펄프에 혼합되는 물; 바인더제, 팽창제, 및 유연제를 포함하는 혼화제(混和劑); 및 염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트로 구성된 군으로부터 선택된 한 종 이상의 난연제를 포함하고, 상기 펄프 및 물은 3:10 내지 4:10의 비율로 혼합되고, 상기 펄프 100g 당 1~5g의 상기 바인더제, 1~5g의 상기 팽창제, 0.1~5g의 상기 유연제가 첨가되고, 상기 펄프, 물, 및 혼화제의 합계 100 중량부에 대해 난연제로 염화칼슘을 사용할 경우에는 염화칼슘 1~40 중량부, 난연제로 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 또는 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트를 사용할 경우에는 염화칼슘 1~35 중량부와 붕산, 붕사, 및 암모늄 폴리포스페이트 중에서 선택된 한 가지 이상의 화합물 각각 1~15 중량부를 혼합한 난연제가 첨가되어 제작될 수 있다.
Description
본 발명은 난연성 흡음재 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 흡음재는 건축 재료로 사용될 수 있다.
흡음재(吸音材)란 소리를 흡수할 목적으로 사용하는 건축재료로, 구조에 따라 다공질 흡음재와 판상(板狀) 흡음재로 구분된다. 상기 다공질 흡음재는 표면과 내부에 미세한 기포(氣泡) 또는 미세관(管) 모양의 구멍이 형성되고, 이와 같은 구멍 내부의 공기가 음파에 의해 진동하여 생긴 마찰 때문에 소리에너지가 열에너지로 변환되어 흡수된다. 그리고 상기 판상 흡음재는, 음파가 판을 진동시키면서 소리에너지를 소모함으로써 흡음 효과를 얻는다.
이와 같은 흡음재는 흡음 성능의 확보를 위하여 일반적으로 솜이나 나무섬유를 주재료로 하여 제작된다. 그리고 솜이나 나무섬유와 같은 재료와 바인더, 난연재, 방수재, 방청재 등과 같은 첨가제를 혼합한 후, 소정의 형상 및 크기로 성형 및 절단하여 패널의 형태로 사용할 수 있다.
상기 흡음재는 건축 재료로 많이 사용되기 때문에 난연성을 갖는 것이 중요하다. 펄프 흡음재에 주로 사용되어 온 종래의 난연제는 붕산, 붕사, 및 암모늄 폴리포스페이트이다. 그러나 종래의 난연제는 난연성이 충분하지 않았다. 그래서 건축 재료용 흡음재에 상기 난연제를 사용하려면 난연제의 양을 늘려야 하였다. 그러나 난연제가 과도하게 많이 사용되면 흡음재의 흡음 성능이 떨어지는 단점이 발생한다. 또한 흡음재의 제조 단가도 높아지는 단점이 있다. 무엇보다도 종래의 난연제는 그 양을 늘려도 일정 수준 이상의 난연성을 얻기가 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 첨가되는 재료의 사용을 최소화하면서도 충분한 난연성을 얻을 수 있는 난연성 흡음재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 흡음 성능을 최대화할 수 있도록 구성되는 난연성 흡음재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 흡음재에는 종래 난연제의 제반 문제점을 해결하기 위한 새로운 난연제 성분이 포함된다. 새로운 난연제 성분은 종래 난연제보다 적은 양으로도 충분한 난연성을 얻을 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 난연성 흡음재의 실시예의 한 형태는 펄프; 상기 펄프에 혼합되는 물; 바인더제, 팽창제, 및 유연제를 포함하는 혼화제(混和劑); 염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트로 구성된 군으로부터 선택된 한 종 이상의 난연제를 포함한다. 상기 팽창제는 물과 같은 액체를 머금을 수 있어서 물과 혼합되면 물이 그 내부에 들어가 부피가 팽창하고 미세 기공이 형성되는 것이다.
상기 펄프 및 물은 3:10 내지 4:10의 비율로 혼합될 수 있다. 상기 펄프 100g 당 1~5g의 상기 바인더제, 1~5g의 상기 팽창제, 0.1~5g의 상기 유연제를 첨가할 수 있다. 상기 난연제로서는 상기 펄프, 물, 및 혼화제의 합계 100 중량부에 대해 염화칼슘을 사용할 경우에는 염화칼슘 1~40 중량부; 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 또는 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트를 사용할 경우에는 염화칼슘 1~35 중량부와 붕산, 붕사, 및 암모늄 폴리포스페이트 중에서 선택된 한 가지 이상의 화합물 각각 1~15 중량부를 혼합한 혼합물을 첨가할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 난연성 흡음재의 제조 방법의 실시예의 한 형태는 펄프; 상기 펄프에 혼합되는 물; 바인더제, 팽창제, 및 유연제를 포함하는 혼화제(混和劑); 및 염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트로 구성된 군으로부터 선택된 한 종 이상의 난연제를 포함하는 난연성 흡음재의 제조 방법에 있어서,
상기 펄프 및 물은 3:10 내지 4:10의 비율로 혼합되고, 상기 펄프 100g 당 1~5g의 상기 바인더제, 1~5g의 상기 팽창제, 0.1~5g의 상기 유연제, 및
상기 펄프, 물, 및 혼화제의 합계 100 중량부에 대해 난연제로 염화칼슘을 사용할 경우에는 염화칼슘 1~40 중량부, 난연제로 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 또는 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트를 사용할 경우에는 염화칼슘 1~35 중량부와 붕산, 붕사, 및 암모늄 폴리포스페이트 중에서 선택된 한 가지 이상의 화합물 각각 1~15 중량부를 혼합한 혼합물이 첨가되는 혼합 공정; 상기 혼합 공정에서 혼합된 펄프, 물, 혼화제, 및 난연제가 기설정된 형상의 흡음재로 성형되는 성형 공정; 상기 성형 공정에서 성형된 상기 흡음재가 이송되는 이송 공정; 상기 이송 공정에서 이송된 상기 흡음재가 건조되는 건조 공정; 및 상기 건조 공정에서 건조된 상기 흡음재가 기설정된 크기로 절단되는 절단 공정을 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 난연성 흡음재 및 그 제조 방법의 실시예에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있게 된다.
먼저 본 발명의 실시예는 상기 펄프; 물; 혼화제(混和劑); 및 염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트로 구성된 군으로부터 선택된 한 종 이상의 난연제를 기설정된 비율로 첨가하여 제조된다. 본 발명의 난연성 흡음재에는 물과 함께 팽창제가 포함되므로 팽창제가 물을 머금어 부피가 팽창하고 밀도가 감소하면서 내부에 미세 기공이 생기게 된다. 따라서 종래 기술에 의한 흡음재에 비하여 첨가되는 재료의 양이 감소됨으로써 보다 간단하고 저렴하게 흡음재를 제조할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 난연성 흡음재는 종래 기술에 비하여 높은 흡음계수를 갖는다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면 흡음 성능의 증가에 따른 효율적인 흡음이 이루어질 수 있게 된다.
본 발명의 흡음재에 포함되는 난연제 성분은 종래의 난연제에 비해 난연 성능이 훨씬 우수하다. 그래서 종래의 난연제보다 적은 양으로 사용할 수 있다. 본 발명의 흡음재에 포함되는 난연제 성분은 적은 양으로도 흡음재가 충분한 난연성을 갖게 하므로 흡음재의 흡음 성능을 악화시키지 않으면서 제조 비용도 절감시킬 수 있다는 장점을 지니고 있다. 흡음재의 중량을 가볍게 할 수 있다는 점도 본 발명의 난연성 흠읍재가 갖는 장점이다.
도 1은 본 발명에 의한 난연성 흡음재의 제조 방법의 한 실시예를 보여 주는 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 의하여 제조된 흡음재를 보여 주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 의하여 제조된 흡음재를 보여 주는 평면도이다.
이하에서는 본 발명에 의한 난연성 흡음재의 제조 방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 난연성 흡음재의 제조 방법의 한 실시예를 보여 주는 플로우 차트이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 의하여 제조된 난연성 흡음재를 보여 주는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 난연성 흡음재는 펄프를 주재료로 하고, 물과 함께 바인더제, 팽창제, 및 유연제를 포함하는 혼화제, 그리고 염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트로 구성된 군으로부터 선택된 한 종 이상의 난연제를 첨가하여 제조할 수 있다. 이때 상기 바인더제, 팽창제, 및 유연제는 개별 첨가제가 아닌 혼화제(混和劑)로써 펄프 및 물과 혼합될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 상기 바인더제, 팽창제, 및 유연제가 실질적으로 펄프와 물의 배합 계산과 무관하게 별도로 설정된 중량비만큼 혼합될 수 있다.
보다 상세하게는, 본 실시예에서는 상기 펄프 및 물이 3:10 내지 4:10의 비율로 혼합될 수 있다. 바람직하게는, 상기 펄프 및 물은 7:23의 비율로 혼합될 수 있다. 이 때 상기 물에 대한 상기 펄프의 비율이 상술한 범위 초과인 경우에는 강도가 상대적으로 증가되지만 유동성의 저하로 인한 상술한 첨가 재료와의 혼합에서의 단점이 발생될 수 있다. 또한 상기 물에 대한 상기 펄프의 비율이 상술한 범위 미만인 경우에는 이와 반대의 문제점이 발생될 수 있다.
한편 본 실시예에서는 상기 바인더제, 팽창제, 유연제가 아래의 [표 1]과 같은 비율로 첨가될 수 있다.
| 혼합 성분 | 중량(g/펄프100g) |
| 바인더제 | 1~5 |
| 팽창제 | 1~5 |
| 유연제 | 0.1~5 |
여기서 상기 바인더제는 상기 펄프 및 각종 첨가 재료의 접착을 위한 접착제 역할을 한다. 그리고 상기 팽창제는 상기 흡음재의 흡음 성능의 확보를 위한 다수의 미세 기공(氣孔)을 형성하는 역할을 한다. 상기 유연제는 유동성의 확보를 위하여 상기 펄프 및 첨가 재료의 유연성을 증가시키는 역할을 한다.
본 발명의 한 실시예에서는 상기 바인더제 및 팽창제로 카복실메틸 섬유소(Carboxymethyl cellulose, CMC)가 사용될 수 있다. 상기 카복실메틸 섬유소는 상기 펄프 100g 당 3.25~9.75g이 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 상기 카복실메틸 섬유소가 상기 펄프 100g 당 6.50g이 첨가될 수 있다.
본 발명의 난연성 흠읍재는 염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트로 구성된 군으로부터 선택된 한 종 이상의 난연제를 포함할 수 있다. 상기 난연제는 상기 펄프, 물, 및 혼화제의 합계 100 중량부에 대해, 난연제로 염화칼슘을 사용할 경우에는 염화칼슘 1~40 중량부, 난연제로 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 또는 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트를 사용할 경우에는 염화칼슘 1~35 중량부와 붕산, 붕사, 및 암모늄 폴리포스페이트 중에서 선택된 한 가지 이상의 화합물 각각 1~15 중량부가 첨가될 수 있다.
그리고 본 발명의 한 실시예에서는 기타의 첨가제로 에폭시 수지 또는 우레탄 수지를 첨가할 수 있다. 에폭시 수지 또는 우레탄 수지는 경화제 또는 팽창제 또는 바인더제의 역할을 할 수 있다. 에폭시 수지 또는 우레탄 수지의 바람직한 첨가량은 상기 펄프 100g 당 1~15g일 수 있다. 첨가량이 많아지면 경화 속도, 팽창율, 바인더제의 성능이 향상되는 경향이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 난연성 흡음재의 제조 방법에 의하여 난연성 흡음재를 제조하는 과정을 보다 상세하게 설명한다.
먼저 난연성 흡음재의 제작을 위해서 혼합 공정(S10)을 수행한다. 상기 혼합 공정(S10)에서는, 반죽기에서 주재료인 펄프, 물, 상기 혼화제, 상기 난연제, 및 필요에 따라 기타의 첨가제를 첨가하여 혼합할 수 있다.
혼합 공정(S10)은 상기 펄프, 물, 바인더제, 팽창제, 유연제, 난연제를 동시에 혼합시킬 수도 있고, 도 1에 나타낸 것처럼 각 성분을 순차적으로 혼합시킬 수도 있다. 순차적으로 혼합시키는 방법은 도 1에서와 같이 제1 내지 제3혼합 공정(S11)(S12)(S13)을 포함할 수 있다. 상기 제1혼합 공정(S11)은 상기 물과 유연제와 난연제가 혼합되는 공정이고, 상기 제2혼합 공정(S12)은 상기 제1 혼합 공정(S11)의 혼합물에 상기 바인더제 및 팽창제(본 발명의 한 실시 형태에서는 카복실메틸 섬유소가 상기 바인더제 및 팽창제의 역할을 할 수 있음)가 혼합되는 공정이며, 상기 제3혼합 공정(S13)는 최종적으로 펄프가 혼합되는 공정인 것이 바람직하다. 펄프를 가장 마지막 단계에서 혼합하는 이유는 펄프를 물과 먼저 혼합하게 되면 밀가루 반죽과 같은 상태가 되어 나머지 첨가 물질들이 균질하게 혼합되지 않는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 그러나 혼합 시간을 충분히 하면 물과 펄프를 먼저 혼합해도 균질한 혼합물을 얻을 수 있으므로 혼합 순서가 반드시 상기 제1 내지 제3혼합 공정(S11)(S12)(S13)과 같을 필요는 없다.
다음으로 상기 혼합 공정(S10)에서 혼합된 재료를 소정의 형상으로 성형하는 성형 공정(S20)이 수행될 수 있다. 상기 성형 공정(S20)에서는, 예를 들면, 사출 성형기에 의하여 혼합된 재료 및 혼화제가 패널(Pannel) 형상 등으로 사출 성형될 수 있다.
그리고 상기 성형 공정(S20)에서 성형된 흡음 패널 등을 이송기가 이송하는 이송 공정(S30)이 수행될 수 있다.
상기 이송 공정(S30)에서 상기 이송기에 의하여 이송된 흡음 패널은 건조 공정(S40)에서 건조기에 의하여 건조될 수 있다. 한 실시예에서는 상기 건조 공정(S40)이 제1 및 제2건조 공정(S41)(S42)을 포함할 수 있다. 상기 제1건조 공정(S41)은 기설정된 제1건조 온도에서 기설정된 제1건조 시간동안 수행되고, 상기 제2건조 공정(S42)은 기설정된 제2건조 온도에서 기설정된 제2건조 시간동안 수행될 수 있다. 상기 제1건조 온도는 상기 제2건조 온도에 비하여 상대적으로 낮은 온도값으로 설정된다. 예를 들면, 상기 제1건조 온도는 상온, 즉 15~25℃의 온도로 설정되고, 상기 제2건조 온도는 60~70℃의 온도로 설정될 수 있다. 그리고 상기 제1건조 시간은 상기 제2건조 시간에 비하여 상대적으로 짧은 시간으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1건조 시간은 1시간 이내의 시간으로 설정되고, 상기 제2건조 시간은 10시간 이상의 시간으로 설정될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는, 상대적으로 저온에서 상대적으로 짧은 시간 동안 상기 제1건조 공정(S41)을 수행한 후, 상대적으로 고온에서 상대적으로 긴 시간 동안 상기 제2건조 공정(S42)을 수행하는 것이다. 이는 상당량의 수분을 함유한 상기 흡음 패널을 곧바로 상대적으로 고온으로 건조시키는 경우에는, 상기 흡음 패널이 휘거나 상기 흡음 패널에 크랙이 형성되는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 본 실시예에서는 상기 흡음 패널을 최초 상온에서 1차 건조시킨 후, 어느 정도의 수분이 증발되면 고온에서 2차 건조시킨다.
마지막으로 상기 건조 공정(S40)에서 건조된 흡음 패널을 소정의 크기로 절단하는 절단 공정(S50)이 수행될 수 있다. 상기 절단 공정(S50)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 흡음 패널이 절단기에 의하여 실제 건축 현장에서 사용될 수 있는 크기로 절단될 수 있다.
본 실시예에 사용되는 난연제는 종래의 난연제와 비교했을 때 매우 우수한 난연 성능을 발휘한다.
본 발명의 난연성 흡음재의 난연 성능을 확인하기 위해 ISO 국제인증 KS F ISO 5660-1 시험법(콘칼로리미터법)에 따라서 가열 개시 후 10분 동안의 총 방출 열량을 측정하였다. 구체적으로 상기 펄프, 물, 및 혼화제의 합계 100 중량부에 대해 종래 사용되어 온 붕산, 붕사, 암모늄 폴리포스페이트 40 중량부를 난연제로 사용한 흡음재와 염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화칼슘과 암모늄 폴리포스페이트 40 중량부를 난연제로 사용한 흠음재의 난연 성능을 비교하였다. 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다. 표 2에서 보듯이 염화칼슘은 붕산, 붕사, 암모늄 폴리포스페이트에 비해 난연성이 11.7% 내지 21% 우수하였다. 붕산, 붕사, 암모늄 폴리포스페이트에 염화칼슘을 혼합한 난연제는 붕산, 붕사, 암모늄 폴리포스페이트에 비해 난연성이 21.9% 내지 33.1% 우수하였다.
| 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | |
| 총방출열량 (MJ/m2) | 14.5 | 16.3 | 15.1 | 12.8 | 9.7 | 11.2 | 11.8 |
비교예 1: 붕산 40 중량부
비교예 2: 붕사 40 중량부
비교예 3: 암모늄 폴리포스페이트 40 중량부
실시예 1: 염화칼슘 40 중량부
실시예 2: 염화칼슘 25 중량부 + 붕산 15 중량부
실시예 3: 염화칼슘 25 중량부 + 붕사 15 중량부
실시예 4: 염화칼슘 25 중량부 + 암모늄 폴리포스페이트 15 중량부
상기 펄프, 물, 및 혼화제의 합계 100 중량부에 대해 붕산과 암모늄 폴리포스페이트의 혼합물을 난연제로 사용한 흡음재에 비해 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트의 혼합물을 난연제로 사용한 흡음재는 아래 표 3에서 보듯이 난연성이 51.4%나 우수하였다. 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트를 혼합한 난연제를 사용한 본 발명의 한 실시예(실시예 5)에서는 특히 KS F ISO 5660-1 시험법(콘칼로리미터법)에 의한 난연성이 준불연 재료에 해당하는 난연 2급의 수준을 달성하였다.
| 비교예 4 | 실시예 5 | |
| 총방출열량 (MJ/m2) | 14.8 | 7.2 |
비교예 4: 붕산 20 중량부 + 암모늄 폴리포스페이트 20 중량부
실시예 5: 염화칼슘 20 중량부 + 붕산 10 중량부 + 암모늄 폴리포스페이트 10 중량부
상기 실험결과에서 알 수 있듯이 본 발명의 난연성 흡음재는 종래의 난연성 흡음재보다 난연 성능이 월등히 우수하다. 범용 펄프 난연제로 사용하는 붕산, 붕사, 암모늄 폴리포스페이트보다는 염화칼슘이 더 우수한 난연 성능(실시예 1)을 보였으며, 염화칼슘을 단독으로 사용하는 것보다는 붕산, 붕사, 또는 암모늄 폴리포스페이트을 혼합하여 사용한 것(실시예 2-4)이 더 우수한 난연 성능을 보였다. 특히 염화칼슘, 붕산, 암모늄 폴리포스페이트를 혼합하여 사용한 것(실시예 5)이 가장 우수한 난연 성능을 보였다.
본 실시예에 의한 난연성 흡음 패널은 종래의 흡음 패널에 비하여 상대적으로 효율적인 흡음 성능을 발휘할 수 있다. 종래의 흡음 패널 중 가장 대표적인 것은 목모보드, 즉 나무섬유 흡음 패널로서, 나무섬유와 무기 바인더를 고온고압으로 압축하여 성형한 것이다. 그런데 펄프가 나무섬유보다 소리를 더 잘 흡수한다. 그래서 펄프를 주 원료로 사용하는 본 발명의 흡음재가 나무섬유를 주 원료로 사용하는 종래의 흡음재보다 흡음 성능이 좋은 것이다. 아래의 [표 4]는 종래 기술에 의한 흡읍 패널과 본 실시예에 의한 흡음 패널의 소음 주파수별 흡음 성능을 비교한 것이다.
| 주파수(Hz) | 종래 기술에 의한 흡음 패널 흡음 계수 |
본 실시예에 의한 흡음 패널 흡음 계수 |
| 100 | 0.02 | 0.03 |
| 125 | 0.02 | 0.04 |
| 160 | 0.04 | 0.05 |
| 200 | 0.06 | 0.08 |
| 250 | 0.07 | 0.10 |
| 315 | 0.10 | 0.15 |
| 400 | 0.16 | 0.21 |
| 500 | 0.21 | 0.33 |
| 630 | 0.32 | 0.48 |
| 800 | 0.37 | 0.59 |
| 1000 | 0.42 | 0.68 |
| 1250 | 0.46 | 0.78 |
| 1600 | 0.49 | 0.82 |
| 2000 | 0.48 | 0.90 |
| 2500 | 0.45 | 0.95 |
| 3150 | 0.42 | 1.00 |
| 4000 | 0.41 | 1.00 |
| 5000 | 0.41 | 1.00 |
[표 4]는 공실 18.1±0.1℃의 온도 조건 및 47.6±0.1% R.H.의 습도 조건 및 시료 설치 17.3±0.2℃의 온도 조건 및 52.4±0.3% R.H.의 습도 조건 하에서 각 주파수별 소음에 대한 흡음 계수를 실험한 값이다. 설치 면적은 가로 2700 mm, 세로 3750 mm이었다. 흡음 패널은 가로 750 mm, 세로 900 mm, 두게 18 mm(합판 8 mm 포함)이었다. 이 흡음 패널 15장을 위 설치 면적에 설치하였다. 실험 방법은 KS F 2805 : 2004(잔향실법 흡음률 측정방법)에 따라 측정하였으며, 측정 주파수 대역은 1/3 옥타브 밴드 중심 주파수로 100~5000 HZ이었다. 흡음 계수는 AT/S로 표시되는데(S: 시험편으로 덮여지는 면적, AT: 시험편의 등가흡음면적), 그 값이 0이면 흡음이 전혀 이루어지지 않는 것이고 1이면 흡음이 100% 이루어지는 것이다.
[표 4]에서 종래 기술에 의한 흡음재는 나무섬유를 주재료로 하고, 나무섬유 이외의 각종 첨가제를 첨가하여 제작한 것이다. [표 4]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 의한 난연성 흡음재의 경우가 종래 기술에 의한 흡음재에 비하여 월등한 흡음 성능을 갖는다고 할 수 있다. 특히 사람이 일상적으로 말하는 목소리의 주파수대인 500~1000 Hz와 날카로운 기계음 등과 같이 사람이 소음으로 인식하는 1000 Hz 이상의 고주파수대에서 본 발명에 의한 난연성 흡음재는 0.5~1의 흡음 계수를 갖는 것으로 나타나 종래의 흡음재보다 대략 1.6~2.4배 흡음 성능이 우수하였다.
또한 종래의 난연제(붕산, 붕사, 암모늄 폴리포스페이트)를 사용하면서 본 발명의 난연성 흡음 패널과 같은 정도의 난연성을 갖는 펄프 흡음 패널의 소음 주파수별 흡음 성능을 본 발명의 난연성 흡음 패널과 비교하였다. 그 결과를 아래 [표 5]에 나타내었다.
| 주파수(Hz) | 종래의 난연제를 사용한 펄프 흡음 패널의 흡음 계수 | 본 실시예에 의한 흡음 패널의 흡음 계수 |
| 100 | 0.02 | 0.03 |
| 125 | 0.03 | 0.04 |
| 160 | 0.04 | 0.05 |
| 200 | 0.07 | 0.08 |
| 250 | 0.08 | 0.10 |
| 315 | 0.10 | 0.15 |
| 400 | 0.17 | 0.21 |
| 500 | 0.26 | 0.33 |
| 630 | 0.39 | 0.48 |
| 800 | 0.47 | 0.59 |
| 1000 | 0.59 | 0.68 |
| 1250 | 0.68 | 0.78 |
| 1600 | 0.74 | 0.82 |
| 2000 | 0.81 | 0.90 |
| 2500 | 0.88 | 0.95 |
| 3150 | 0.92 | 1.00 |
| 4000 | 0.95 | 1.00 |
| 5000 | 0.95 | 1.00 |
실험 조건은 표 4와 같았다. [표 5]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 의한 난연성 흡음재는 난연재를 보다 적게 첨가하기 때문에 종래의 난연제를 사용한 흡음 패널에 비해 흡음 성능이 우수하였다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
Claims (9)
- 펄프;
상기 펄프에 혼합되는 물;
바인더제, 팽창제, 및 유연제를 포함하는 혼화제(混和劑); 및
염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트로 구성된 군으로부터 선택된 한 종 이상의 난연제
를 포함하고,
상기 펄프 및 물은 3:10 내지 4:10의 비율로 혼합되고,
상기 펄프 100g 당 1~5g의 상기 바인더제, 1~5g의 상기 팽창제, 0.1~5g의 상기 유연제가 첨가되고,
상기 펄프, 물, 및 혼화제의 합계 100 중량부에 대해
난연제로 염화칼슘을 사용할 경우에는 염화칼슘 1~40 중량부,
난연제로 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 또는 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트를 사용할 경우에는 염화칼슘 1~35 중량부와 붕산, 붕사, 및 암모늄 폴리포스페이트 중에서 선택된 한 가지 이상의 화합물 각각 1~15 중량부를 혼합한 난연제
가 첨가되어 제작되는 난연성 흡음재.
- 제 1 항에 있어서,
상기 펄프 및 물은 7:23의 비율로 혼합되는, 난연성 흡음재.
- 제 1 항에 있어서,
상기 바인더제 및 팽창제는 상기 펄프 100g 당 6.50g이 첨가되는 카복실메틸 섬유소인, 난연성 흡음재.
- 제 1 항에 있어서,
에폭시 수지 또는 우레탄 수지를 추가로 포함하는, 난연성 흡음재.
- 펄프;
상기 펄프에 혼합되는 물;
바인더제, 팽창제, 및 유연제를 포함하는 혼화제(混和劑); 및
염화칼슘, 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트로 구성된 군으로부터 선택된 한 종 이상의 난연제
를 포함하는 난연성 흡음재의 제조 방법에 있어서,
상기 펄프 및 물은 3:10 내지 4:10의 비율로 혼합되고, 상기 펄프 100g 당 1~5g의 상기 바인더제, 1~5g의 상기 팽창제, 0.1~5g의 상기 유연제, 및
상기 펄프, 물, 및 혼화제의 합계 100 중량부에 대해
난연제로 염화칼슘을 사용할 경우에는 염화칼슘 1~40 중량부,
난연제로 염화칼슘과 붕산, 염화칼슘과 붕사, 염화갈슘과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕산과 붕사, 염화칼슘과 붕산과 암모늄 폴리포스페이트, 염화칼슘과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트, 또는 염화칼슘과 붕산과 붕사와 암모늄 폴리포스페이트를 사용할 경우에는 염화칼슘 1~35 중량부와 붕산, 붕사, 및 암모늄 폴리포스페이트 중에서 선택된 한 가지 이상의 화합물 각각 1~15 중량부를 혼합한 난연제가 첨가되는 혼합 공정;
상기 혼합 공정에서 혼합된 펄프, 물, 혼화제, 및 난연제가 기설정된 형상의 흡음재로 성형되는 성형 공정;
상기 성형 공정에서 성형된 상기 흡음재가 이송되는 이송 공정;
상기 이송 공정에서 이송된 상기 흡음재가 건조되는 건조 공정; 및
상기 건조 공정에서 건조된 상기 흡음재가 기설정된 크기로 절단되는 절단 공정
을 포함하는, 난연성 흡음재의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 혼합 공정은 상기 물과 상기 유연제와 상기 난연제가 혼합되는 제1 혼합 공정,
상기 제1 혼합 공정의 혼합물에 상기 바인더제 및 팽창제가 혼합되는 제2 혼합 공정,
상기 제2 혼합 공정의 혼합물에 펄프가 혼합되는 제3 혼합 공정
이 순차적으로 수행되어 이루어지는 것인, 난연성 흡음재의 제조 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 펄프 및 물은 7:23의 비율로 혼합되는, 난연성 흡음재의 제조 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 바인더제 및 팽창제는 상기 펄프 100g 당 6.50g이 첨가되는 카복실메틸 섬유소인, 난연성 흡음재의 제조 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 혼합 공정이 에폭시 수지 또는 우레탄 수지가 첨가되는 공정을 추가로 포함하는 것인, 난연성 흡음재의 제조 방법.
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| KR20190090962A (ko) | 2018-01-26 | 2019-08-05 | 계명대학교 산학협력단 | 다공성 난연성 pet 플레이트 제조방법 및 이를 포함하는 흡음재 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150085584A (ko) | 2015-07-24 |
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