KR101556783B1 - 흡음패널 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡음패널 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡음홀이 마련된 발포폼, 결합부에 마련되는 돌출부, ‘V'자 단면을 가지는 보강돌기의 구성들이 일체로 작용하여 소리 내지 음파의 흡수를 극대화할 수 있으며, 발포폼을 프레임의 압출 성형이 이루어진 즉시 프레임 상에 형성하기 때문에 제조 공정이 연속적으로 이루어져 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 흡음패널 제조방법에 관한 것이다.

Description

흡음패널 제조방법{sound-absorbing panel manufacturing method}

본 발명은 흡음패널 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡음홀이 마련된 발포폼, 결합부에 마련되는 돌출부, V'자 단면을 가지는 보강돌기의 구성들이 일체로 작용하여 소리 내지 음파의 흡수를 극대화할 수 있으며, 발포폼을 프레임의 압출 성형이 이루어진 즉시 프레임 상에 형성하기 때문에 제조 공정이 연속적으로 이루어져 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 흡음패널 제조방법에 관한 것이다.

교통수단의 다양화 및 교통량이 증가하고 있으며, 이러한 교통수단이 다니는 도로, 철로, 공항이 확충되고 있다. 이로 인해 도로주변, 철로주변, 공항주변에 주거하는 주민들은 교통수단에서 발생하는 소음 때문에 큰 고통을 받고 있다. 따라서, 도로, 철로, 공항을 설계할 때에는 일정한도 미만의 소음기준을 엄격히 적용하고 있으며, 이와 같은 소음기준을 만족시키기 위해 다양한 종류의 방음벽, 예컨대 흡음형, 반사형, 간섭형, 공명형 방음벽들을 설치하고 있다.

여기서, 흡음형 방음벽은 콘크리트로 된 콘크리트기초를 길이방향으로 타설한 후 이 콘크리트기초에 일정간격으로 지주를 세우고, 지주와 지주의 사이에 흡음패널을 적층 설치하여 시공된다. 이때, 상기 흡음패널은 금속재로 된 함체, 예컨대 알루미늄과 같은 금속재로 된 함체의 내부에 흡음재가 충진된 구조가 일반적이며, 이러한 함체의 전면에는 소음을 유입되는 다수의 흡음공이 천공되어 있어 상기 흡음공을 통해 유입된 소음을 흡음재가 흡수토록 함으로써 소음을 제거하게 된다. 아울러, 상기 지주는 전, 후면플레이트의 중앙부가 연결플레이트에 연결된 H빔이 적용되는데, 상기 흡음패널은 지주에 있어서 전, 후플레이트의 사이에 마련된 홈에 다수개가 삽입식으로 설치된다.

상기 흡음패널의 대표적인 예로써, 대한민국 등록특허 제10-1143415호에 흡음패널을 구비한 방음벽이 도 6에 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 상기 등록특허에는 금속함체(31)의 내부에 제1흡음층(351)과 다공극구조의 제2흡음층(352) 및 경질의 차음재로 된 차음층(353)이 겹층구성된 흡음재(35)가 설치되고 상기 금속함체의 전면에는 흡음공이 천공되는 다수의 절곡부가 구비된 흡음패널(3)이 지주(2)와 지주(2)사이에 삽입식으로 적층시공되며, 상기 흡음패널(3)은 상기 지주(2)에 결합되는 절곡부의 양단에 마감패드(33)가 설치되어 있는 흡음패널을 구비한 방음벽이 개시되어 있다. 그리고 상기 차음층은 진동에 의해 소음을 흡음함과 동시에 소음을 반사시킬 수 있도록 천연고무재 또는 합성고무재로 된 판형태로 구성된다.

한편 도 7에는 도 6과 다른 구조의 종래 흡음패널이 도시되어 있다.

도 7을 참조하면, 흡음패널은 내부 공간이 다수의 리브(11)가 형성된 프레임(10)과, 프레임(10) 내에 삽입되는 흡음재(13)로 구성되어 있다. 그리고 프레임(10)의 일면에는 음파가 유입될 수 있는 다수의 홀(12)이 형성되어 있는데, 일부의 홀에는 상기 흡음재(13)를 압착하여 고정할 수 있도록 고무 소재의 압착부재(15)가 억지끼움된다.

이와 같이, 도 6 및 도 7에 도시된 흡음패널들은 모두 각 구성들을 별개로 제조한 다음, 이들을 조립해서 완성시키는 구조로 이루어지기 때문에 구조 및 제조 공정이 복잡해지고, 그에 따라 제조비용이 상승하는 문제가 있다.

또한, 위 구성들이 서로 다른 소재로 이루어지기 때문에 철거시 재활용하기 위해서는 이들을 다시 분해한 다음 분리 수거해야 하는 번거로움이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 발포폼을 프레임의 압출 성형이 이루어진 즉시 프레임 상에 형성하기 때문에 제조 공정이 연속적으로 이루어져 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 흡음패널 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 흡음홀이 마련된 발포폼, 결합부에 마련되는 돌출부, ‘V'자 단면을 가지는 보강돌기의 구성들이 일체로 작용하여 소리 내지 음파의 흡수를 극대화하여 흡음 성능을 향상시킬 수 있는 흡음패널 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 발포폼과 프레임을 동종의 PVC로 구성함으로써, 이들의 접착 성능을 향상시키고, 별도의 분리 공정 없이도 일체로 용융시켜 재활용할 수 있는 흡음패널 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 흡음패널은 판 형상의 프레임과, 상기 프레임의 양단에 마련되는 결합부와, 상기 프레임의 일면에 상하방향으로 연장형성되며 소정 간격으로 복수 개가 마련되는 보강돌기와, 상기 프레임의 일면에 형성되는 흡음부를 포함하며, 상기 흡음부는 다수의 흡음홀이 형성된 발포폼으로 이루어지며 상기 흡음홀로 유입된 음파가 발포 폼으로 전달되어 상기 발포폼 내의 기포에서 흡수되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널의 프레임은 경질의 PVC 소재로 이루어지며, 상기 흡음부는 상기 프레임의 소재보다 연질인 PVC를 발포하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널의 보강돌기는 상기 프레임의 일면에서 바깥쪽으로 갈수록 넓어지는 테이퍼 구조인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널의 흡음부는 제1발포폼과 상기 제1발포폼과 이웃하게 배치되는 제2발포폼을 포함하되, 상기 제1발포폼과 제2발포폼은 서로 다른 두께로 이루어져 단차를 형성하고 상호 교번하여 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널의 결합부는 결합돌기가 마련된 제1결합부와, 상기 결합돌기가 끼움결합되는 결합홈이 형성된 제2결합부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법에 있어서, 압출기에서 판 형상의 프레임을 성형하여 배출하는 단계와, 상기 압출기에서 배출된 프레임이 이송롤러를 통해 이송되며, 상기 이송롤로의 일측에 마련된 티다이 또는 분사노즐에서 상기 프레임의 일면에 발포폼을 형성하는 단계와, 상기 발포폼에 다수의 흡음홀을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 프레임과 발포폼은 동종의 합성수지 소재로 이루어지고, 상기 발포폼은 상기 압출기에서 배출된 프레임이 가열된 상태에서 형성되어 상기 프레임과 열융착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법에 있어서, 발포폼은 상기 티다이를 통해 형성되는 발포시트로서 상기 프레임의 일면에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법에 있어서, 분사노즐은 제1분사노즐과 제2분사노즐이 교대로 마련된 구조로 이루어지며, 상기 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 발포액의 양을 조절하여 서로 다른 두께의 발포폼을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법에 있어서, 흡음홀은 일면에서 타면으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법에 있어서, 프레임과 발포폼은 모두 재용융이 가능한 동종의 열가소성 수지로 이루어져, 별도의 분리 과정 없이 재활용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법에 의하면 발포폼을 프레임의 압출 성형이 이루어진 즉시 프레임 상에 형성하기 때문에 제조 공정이 연속적으로 이루어져 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법에 의하면 흡음홀이 마련된 발포폼, 결합부에 마련되는 돌출부, ‘V'자 단면을 가지는 보강돌기의 구성들이 일체로 작용하여 소리 내지 음파의 흡수를 극대화하여 흡음 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법에 의하면 발포폼과 프레임을 동종의 PVC로 구성함으로써, 이들의 접착 성능을 향상시키고, 별도의 분리 공정 없이도 일체로 용융시켜 재활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 흡음패널의 일실시예를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 흡음패널의 일실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 흡음패널의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 흡음패널이 제조되는 각 공정을 도시하는 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 티다이에서 압출된 시트 형상의 발포폼이 프레임 상에 형성되는 모습을 도시하는 A-A 방향의 측면도이고, 도 5b는 도 4에 대응하는 A-A 방향의 측면도이다.
도 6 내지 도 7은 종래 흡음패널을 도시하는 도면들이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 설명에서 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 도면번호를 부여하고, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 흡음패널의 일실시예를 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 흡음패널의 일실시예를 도시하는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 흡음패널은 크게 프레임(110)과, 상기 프레임(110)의 양단에 마련되는 결합부(116,118)와, 상기 프레임(110)의 일면에 상하방향으로 연장형성되며 소정 간격으로 복수 개가 마련되는 보강돌기(120)와, 상기 프레임(110)의 일면에 형성되는 흡음부(130)를 포함한다.

상기 프레임(110)은 합성수지 소재를 판 형상으로 사출 성형하여 제조되며, 상판부(113)와 하판부(111)로 구성되고 상기 상판부(113)와 하판부(111) 사이에는 보강리브(115)가 마련된다.

상기 프레임(110)의 양단에는 상기 결합부(116,118)가 형성되어, 결합되는 다른 프레임과 암수 끼움결합한다. 구체적으로 상기 결합부(116,118)는 결합돌기(117)가 마련된 제1결합부와, 상기 결합돌기(117)가 끼움결합되는 결합홈(114)이 형성된 제2결합부(118)로 이루어진다.

상기 제1결합부(116) 및 제2결합부(118)에는 각각 프레임(110)의 내측방향으로 연장형성되는 돌출부(116a,118a)가 형성될 수 있다. 상기 돌출부(116a,118a)는 프레임(110)의 일면에 부딪쳐 반사되는 음파를 상기 흡음부(130)로 재반사하여 흡음 효율을 높이는 역할을 한다.

상기 보강돌기(120)는 상기 보강리브(115)와 함께 상기 프레임(110)의 구조적인 강도를 향상시키기 위한 것으로서, 상기 프레임(110)의 일면에서 바깥쪽으로 갈수록 넓어지는 테이퍼 구조인 것이 바람직한데, 이는 상기 돌출부(116a,118a)와 마찬가지로 반사되어 나가는 음파를 차단하기 위함이다.

상기 흡음부(130)는 음파를 흡수하는 역할을 하는 것으로서, 흡음홀(133)이 관통형성된 발포폼(131)인 것이 바람직하다.

상기 흡음홀(133)은 일면에서 타면으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조, 보다 구체적으로 'V'자 단면인 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 흡음홀(133)을 테이퍼 구조로 형성함으로써, 표면적 및 유입되는 음파의 양을 늘려 발포폼에서 음파의 흡수 성능을 향상시킬 수 있다.

상기 발포폼(131)은 PVC와 같은 열가소성 수지인 것을 예시할 수 있으며, 수많은 기포로 이루어지기 때문에 흡음 성능이 우수하다.

그리고 발포폼(131) 및 프레임(110)은 모두 동종의 합성수지, 예를 들어 PVC로 이루어지는 것이 바람직하다.

왜냐하면 상기 발포폼(131)과 프레임(110)을 동종의 PVC로 구성함으로써, 흡음패널(100)을 철거하여 재활용하는 경우 별도의 분리 공정 없이 발포폼(131)과 프레임(110)을 용융시킬 수 있기 때문이다.

또한, 프레임(110) 상에 별도의 접착부재를 도포하지 않고 열융착에 의해 발포폼(131)을 부착할 수 있기 때문이다.

다만, 상기 프레임(110)은 물리적인 강도를 유지하기 위해 경질의 PVC로, 상기 발포폼(131)은 흡음 효율이 높일 수 있도록 탄성이 강한 연질의 PVC로 구성하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 흡음패널의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 상기 흡음부(130)가 제1발포폼(131a)과 상기 제1발포폼(131a)과 이웃하게 배치되는 제2발포폼(131b)으로 이루어지도록 구성한다.

상기 제1발포폼(131a)과 제2발포폼(131b)은 서로 다른 두께로 이루어져 단차를 형성하고 상호 교번하도록 각각 복수로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 제1발포폼(131a)과 제2발포폼(131b) 사이에 단차를 형성함으로써, 그 경계에서의 표면적을 넓히고, 반사되어 나가는 음파를 줄여 흡음 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법을 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다. 다만, 상술한 구성과 동일 내지 유사한 구성은 그 자세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 흡음패널이 제조되는 각 공정을 도시하는 평면도이고, 도 5a는 본 발명의 티다이에서 압출된 시트 형상의 발포폼이 프레임 상에 형성되는 모습을 도시하는 A-A 방향의 측면도이고, 도 5b는 도 4에 대응하는 A-A 방향의 측면도이다.

도 4 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 흡음패널 제조방법은 크게 압출기(200)에서 판 형상의 프레임(110)을 성형하여 배출하는 S1단계와, 상기 압출기(200)에서 배출된 프레임이 이송롤러(240)를 통해 이송되며, 상기 이송롤러(240)의 일측에 마련된 티다이(210) 또는 분사노즐(220)에서 상기 프레임(110)의 일면에 발포폼(131)을 형성하는 S2단계와, 상기 발포폼에 다수의 흡음홀을 형성하는 S3단계를 포함한다.

상기 S1단계에서는 합성수지를 용융시켜 사출하기 때문에 성형된 프레임(110)은 아직 경화되지 않고 상당히 가열된 상태로 배출된다.

상기 S2단계는 상술한 바와 같이 가열된 상태로 배출되는 프레임(110)의 일면에 합성수지로 이루어지는 발포폼(131)을 부착하거나 또는 분사하여 형성함으로써, 별도의 접착부재 없이 발포폼(131)을 고정시킬 수 있다.

이때, 프레임(110)과 발포폼(131)이 동종의 합성수지로 이루어지기 때문에 상호 밀접하게 열융착하여 접착된다.

도 5a를 참조하면, 상기 티다이(210)에서 발포액을 압출 또는 공압출(coextrusion)하여 단층 또는 복수층의 시트를 프레임 표면에 부착하는 방식으로 발포폼(131)을 형성할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 상기 발포폼(131)은 분사노즐(220)을 통해 이루어질 수 있는데, 분사노즐(220)은 제1분사노즐(221)과 제2분사노즐(222)이 교대로 마련된 구조로 이루어질 수 있다.

이와 같이 제1, 2분사노즐(221,222)로 구분하여 발포폼(131)을 형성하는 이유는 상기 제1분사노즐(221)과 제2분사노즐(222)에서 분사되는 발포액의 양을 조절하여 서로 다른 두께의 제1,2발포폼(131)을 형성하여 발포폼의 흡음 성능을 향상시킬 수 있기 때문이다.

여기서 제1, 2발포폼(131a.131b)은 서로 접할 수도 있고, 이격할 수도 있는데, 표면적 을 증가시키기 위해서 이격하여 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 분사노즐(220)을 이용하여 발포폼(131)을 형성하는 경우 발포폼의 두께 또는 표면 평활도가 티다이를 이용한 발포폼에 비해 불균일하기 때문에 발포폼의 표면적을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

상기 S3단계는 상기 발포폼(131)에 다수의 흡음홀(133)을 형성하는 단계로서, 상기 흡음홀(133)은 회전하는 실린더(230)와, 상기 실린더(230)의 외주면에 형성된 다수의 니들(231)로 이루어지는 천공기를 통해 형성되되, 상기 실린더에 의해 압착되지 않는 상태에서 니들(231)로 펀칭하여 형성되는 것을 예시할 수 있다.

상기 실린더(230)가 직접 발포폼(131)에 접하지 않기 때문에 발포폼의 기포가 압착되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 니들(231)로 펀칭하는 과정에서 프레임(110)의 표면을 압착하거나 홈(114)을 형성하게 되는데, 상기 홈(114)에 완전 경화되지 않은 상태의 발포폼(131)이 삽입되기 때문에 프레임과의 결합력을 높일 수 있다.

종래에는 프레임과 흡음부가 서로 다른 공정에서 각각 제조된 다음, 이들을 결합하기 때문에 제조 공정이 단속적으로 이루어지고, 제조 시간 내지 수율이 낮으며, 그에 따라 제조비용이 상승하였으나, 본 발명에서는 프레임의 사출, 발포폼 형성 및 흡음홀 형성하는 과정들이 단일 공정에서 연속적으로 이루어지기 때문에 효율적이다.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 흡음패널 110 : 프레임
111 : 하판부 113 : 상판부
114 : 홈 115 : 보강리브
116 : 제1결합부 117 : 결합돌기
118 : 제2결합부 119 : 결합홈
116a, 118a : 돌출부 120 : 보강돌기
130 : 흡음부 131 : 발포폼
131a : 제1발포폼 131b : 제2발포폼
133 : 흡음홀 200 : 압출기
210 : 티다이 220 : 분사노즐
221 : 제1분사노즐 222 : 제2분사노즐
230 : 실린더 231 : 니들
240 : 이송롤러

Claims (11)

1. 압출기에서 판 형상의 프레임을 성형하여 배출하는 단계와,
   상기 압출기에서 배출된 프레임이 이송롤러를 통해 이송되며, 상기 이송롤러의 일측에 마련된 분사노즐에서 발포액을 상기 프레임의 일면에 분사하여 발포폼을 형성하는 단계와,
   상기 발포폼에 다수의 흡음홀을 형성하는 단계를 포함하며,
   상기 프레임과 발포폼은 모두 재용융이 가능한 동종의 열가소성 수지로 이루어져, 별도의 분리 과정 없이 재활용할 수 있고,
   상기 발포폼은 상기 압출기에서 배출된 프레임이 가열된 상태에서 형성되어 상기 프레임과 열융착되되,
   상기 분사노즐은 제1분사노즐과 제2분사노즐이 교대로 마련된 구조로 이루어지며,
   상기 제1분사노즐과 제2분사노즐에서 분사되는 상기 발포액의 양을 조절하여 서로 다른 두께의 발포폼을 형성하고,
   상기 흡음홀은 회전하는 실린더와, 상기 실린더의 외주면에 형성된 다수의 니들로 이루어지는 천공기를 통해 형성되되, 상기 실린더에 의해 압착되지 않는 상태에서 상기 니들로 펀칭하여 형성되며,
   상기 흡음홀은 일면에서 타면으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조인 것을 특징으로 하는 흡음패널 제조방법.
   
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