KR101788934B1 - 소음 저감용 패널의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소음 저감용 패널의 제조방법 및 그로부터 수득되는 소음 저감용 패널에 관한 것으로서, (1) 흡음재로서 펄라이트 6 내지 25중량부를 기준으로 하여 구조체 15 내지 40중량부 및 결합제 10 내지 20중량부를 포함하는 층간소음재 조성물을 준비하는 단계; (2) 상기 층간소음재 조성물에서 상기 구조체 15 내지 40중량부 중 일부인 구조체 14 내지 35 중량부를 나머지 조성물을 구성하는 구성성분인 펄라이트 및 결합제와 혼합하는 단계; (3) 상기 (2) 단계에서 수득되는 혼합물을 1차 건조하여 겔(gel) 상태로 형성하는 단계; (4) 무기 난연제 분말 1 내지 10중량부, 황토 10 내지 15중량부를 포함한 무기 보조제 분말 10 내지 15중량부를 혼합한 코팅혼합물로 겔 상태의 혼합물을 코팅하는 단계; (5) 상기 코팅혼합물로 1차 코팅된 겔 상태의 혼합물을 금형에 투입하고, 그 위에 상기 구조체의 잔량 1 내지 5중량부를 펼쳐놓는 과정을 반복하여 형성한 적층체를 판상체로 가압 성형하는 단계; 및 (6) 상기 판상체를 2차 건조하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
이에 따르면, 소음 차단의 기본 효과에 더해 단열 효과와 함께 건축물 등의 화재 등의 긴급 상황에서도 화염 전파를 차단하는 난연 효과를 제공하며, 또한, 난방의 경우 등에 의해서 황토가 갖는 효과를 포함하여 원적외선 방사 효과 등을 추가하여 건축물 내 거주하는 거주자에게 유리한 거주환경을 제공할 수 있다.

Description

소음 저감용 패널의 제조방법{Manufacturing method of panel for noise lowering}
본 발명은 소음 저감용 패널의 제조방법 및 그로부터 수득되는 소음 저감용 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공동주택을 포함한 다층구조를 갖는 건축물의 슬라브 상부에 일정 규격을 갖는 패널들을 배열하는 형식으로 설치한 후, 시멘트 마감모르타르로 덮어 매설토록 함으로써 상하층 간에 발생하는 바닥소음 및 매설되는 온수배관의 열손실을 저감토록 하는 소음 저감용 패널의 제조방법 및 그로부터 수득되는 소음 저감용 패널에 관한 것이다.
현대 사회의 건축물은, 토지의 활용도를 극대화하기 위하여 복수의 공간을 상하로 분리 구획하는 다층구조로 형성된다.
그리고, 복수의 공간을 분리 구획하는 벽체와 슬라브는 이들 각각의 공간이 독립적인 환경을 유지할 수 있도록 하는 기본적인 요건을 필요로 한다.
이러한 요건으로는, 어느 한 공간 내부의 온도와 그 내부에서 발생한 소음이 벽체 또는 슬라브를 통하여 이웃하는 다른 공간으로 전이되지 않도록 방지하는 것을 들 수 있다.
특히, 슬라브의 경우는, 우리나라 주거공간의 특성에서 보는 바와 같이, 대상 공간에 대하여 온도를 전달하기 위한 온수배관이 매설되고, 벽체 등 다른 구조물에 비교하여 바닥충격음 등 소음의 발생빈도가 높게 나타난다.
따라서, 다층구조의 건축물을 축조함에 있어서, 슬라브는 열손실 및 건축물 층간소음을 저감하기 위한 각별한 노력이 요구되고 있다.
이를 위한 일반적인 기술 구성은, 이미 형성된 슬라브의 상부에 일정 두께의 차음층을 형성하고, 온수배관을 시설한 후 차음층과 온수배관의 상부를 다시 마감 모르타르로 포설하는 것이다.
지금까지 시행된 차음층의 구성은, 각종 차음성 소재를 접착제 또는 수지류를 이용하여 슬라브와 마감 모르타르 사이에서 고착시키거나 차음성 소재로 이루어진 매트 형식의 것(층간소음재)을 슬라브 위에 깔고 그 상부를 마감 모르타르로 메우는 형태의 것이 일반적이었다.
이렇게 사용되는 종래의 층간소음재는 고무 또는 합성수지에 사이클로펜테인(cyclopentane) 등의 휘발성 발포제 등을 사용한 것으로 경량화와 단열성 및 음의 전도를 줄이도록 하였다.
그러나, 종래의 층간소음재는 경량화와 단열성을 확보에 대하여 충족하지만, 층간소음의 저감에 대하여는 그 해결이 미약한 관계에 있었다.
더욱이, 폐타이어 또는 폐합성수지 등 환경오염 물질을 재활용하고 있어 그에 따른 이차적인 피해의 위험도 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-897000호 (2009.05.14. 공고)
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 공동주택을 포함한 다층구조를 갖는 건축물의 슬라브 상부에 일정 규격을 갖는 패널들을 배열하는 형식으로 설치한 후, 시멘트 마감모르타르로 덮어 매설토록 함으로써 상하층 간에 발생하는 바닥소음 및 매설되는 온수배관의 열손실을 저감토록 하는 소음 저감용 패널의 제조방법 및 그로부터 수득되는 소음 저감용 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 일태양에 따르면, (1) 흡음재로서 펄라이트 6 내지 25중량부를 기준으로 하여 구조체 15 내지 40중량부 및 결합제 10 내지 20중량부를 포함하는 층간소음재 조성물을 준비하는 단계; (2) 상기 층간소음재 조성물에서 상기 구조체 15 내지 40중량부 중 일부인 구조체 14 내지 35 중량부를 나머지 조성물을 구성하는 구성성분인 펄라이트 및 결합제와 혼합하는 단계; (3) 상기 (2) 단계에서 수득되는 혼합물을 1차 건조하여 겔(gel) 상태로 형성하는 단계; (4) 무기 난연제 분말 1 내지 10중량부, 무기 보조제 분말 10 내지 15중량부를 혼합한 코팅혼합물로 겔 상태의 혼합물을 코팅하는 단계; (5) 상기 코팅혼합물로 1차 코팅된 겔 상태의 혼합물을 금형에 투입하고, 그 위에 상기 구조체의 잔량 1 내지 5중량부를 펼쳐놓는 과정을 반복하여 형성한 적층체를 판상체로 가압 성형하는 단계; 및 (6) 상기 판상체를 2차 건조하는 단계;를 포함하는 소음 저감용 패널의 제조방법이 제공됨을 특징으로 한다.
상기 구조체는 솜, 펄프, 부직포, 면직물 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 솜은 천연섬유, 합성섬유, 카본섬유 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 결합제가 아크릴계 결합제, 우레탄계 결합제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있고, 상기 아크릴계 결합제가 부틸 아크릴산에스트(Buthyl acrylate), 메타크릴산메틸(methyl methacrylate), 메타아크릴 아마이드(2-hydroxy ethyl methacrylate), 폴리초산비닐(PVAc:polyvinyl-acetate), 폴리비닐피롤리돈(PVP:polyvinylpyrrolidone) 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 무기 난연제 분말의 무기 난연제는 인계 난연제, 질소계 난연제 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 무기 보조제 분말이 탄재(coal ash), 시멘트(cement), 황토(loess) 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 탄재는 10 내지 15 중량부의 범위 이내의 양으로 포함될 수 있다.
상기 시멘트는 1 내지 9 중량부의 범위 이내의 양으로 포함될 수 있다.
상기 황토는 10 내지 15중량부의 범위 이내의 양으로 포함될 수 있다.
상기 층간소음재 조성물은 경화제로서 폴리이소시아네이트(polyisocianate) 0.1 내지 1.0 중량부, 계면활성제로서 폴리소르베이트(polysorbate)0.01 내지 0.05 중량부, 기제로서 카본블랙워터(carbon black water) 0.1 내지 1.0 중량부 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일태양에 따르면, 상기한 바와 같은 소음 저감용 패널의 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 소음 저감용 패널이 제공됨을 특징으로 한다.
상기 소음 저감용 패널은 판상체의 저부에 복수의 돌기가 일체로 돌출되게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 공동주택을 포함한 다층구조를 갖는 건축물의 슬라브 상부에 일정 규격을 갖는 패널들을 배열하는 형식으로 설치한 후, 시멘트 마감모르타르로 덮어 매설토록 함으로써 상하층 간에 발생하는 바닥소음 및 매설되는 온수배관의 열손실을 저감토록 하는 소음 저감용 패널의 제조방법 및 그로부터 수득되는 소음 저감용 패널을 제공하며, 그에 의하여, 소음 차단의 기본 효과에 더해 단열 효과와 함께 건축물 등의 화재 등의 긴급 상황에서도 화염 전파를 차단하는 난연 효과를 제공하며, 또한, 난방의 경우 등에 의해서 황토가 갖는 효과를 포함하여 원적외선 방사 효과 등을 추가하여 건축물 내 거주하는 거주자에게 유리한 거주환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 층간소음재 제조과정의 일 실시예로부터 제조한 소음 저감용 패널의 일 예를 개략적으로 나타낸 부분 절취 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 층간소음재 제조과정의 다른 실시예로부터 제조한 소음 저감용 패널의 일 예를 개략적으로 나타낸 부분 절취 부분 확대 사시도이다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.
그리고, 본 명세서의 설명에 있어서, 소음 저감용 패널은 그 설치에 있어서 상하 방향이 구분되는 것이고, 여기서 상부는 설치 시에 상측 또는 상측 방향에 있는 부위를 지칭하는 것으로 하고, 하부는 슬라브에 대향하는 하측 또는 하측 방향에 있는 부위를 지칭하는 것으로 하여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일태양에 따른 소음 저감용 패널의 제조방법은, (1) 흡음재로서 펄라이트 6 내지 25중량부를 기준으로 하여 구조체 15 내지 40중량부 및 결합제 10 내지 20중량부를 포함하는 층간소음재 조성물을 준비하는 단계; (2) 상기 층간소음재 조성물에서 상기 구조체 15 내지 40중량부 중 일부인 구조체 14 내지 35 중량부를 나머지 조성물을 구성하는 구성성분인 펄라이트 및 결합제와 혼합하는 단계; (3) 상기 (2) 단계에서 수득되는 혼합물을 1차 건조하여 겔(gel) 상태로 형성하는 단계; (4) 무기 난연제 분말 1 내지 10중량부, 무기 보조제 분말 10 내지 15중량부를 혼합한 코팅혼합물로 겔 상태의 혼합물을 코팅하는 단계; (5) 상기 코팅혼합물로 1차 코팅된 겔 상태의 혼합물을 금형에 투입하고, 그 위에 상기 구조체의 잔량 1 내지 5중량부를 펼쳐놓는 과정을 반복하여 형성한 적층체를 판상체로 가압 성형하는 단계; 및 (6) 상기 판상체를 2차 건조하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
단계 (1)은 흡음재로서 펄라이트 6 내지 25중량부를 기준으로 하여 구조체 15 내지 40중량부 및 결합제 10 내지 20중량부를 포함하는 층간소음재 조성물을 준비하는 단계이다.
단계 (2)는 상기 층간소음재 조성물에서 상기 구조체 15 내지 40중량부 중 일부인 구조체 14 내지 35 중량부를 나머지 조성물을 구성하는 구성성분인 펄라이트 및 결합제와 혼합하는 것으로 이루어지며, 여기에서는 흡음재로서 펄라이트 6 내지 25중량부를 기준으로 하여 상기 구조체 15 내지 40중량부 중 일부인 구조체 14 내지 35 중량부 및 결합제 10 내지 20중량부를 용제로서 물 25 내지 45중량부와 함께 혼합하는 것에 의해 달성된다. 이렇게 혼합된 상태는 졸 상태에 가까운 겔 상태이며, 혼합이 완료된 상태로부터 후속하는 1차 건조가 수행될 수 있다.
단계 (3)은 상기 단계 (2)에서 수득되는 혼합물을 1차 건조하여 겔(gel) 상태로 형성하는 것으로 이루어지며, 1차 건조에 의해 상기 혼합물이 겔화되어 거의 고형화된 겔 상태의 혼합물이 될 수 있으며, 1차 건조의 수행에 의해 용제가 기화하여 방출될 때까지 건조될 수 있으며, 이러한 건조과정에 의해 겔 상태의 혼합물이 수득되고, 이는 후속하여 성형 내지는 정형될 수 있다.
단계 (4)는 무기 난연제 분말 1 내지 10중량부, 무기 보조제 분말 10 내지 15중량부를 혼합한 코팅혼합물로 겔 상태의 혼합물을 코팅하는 것으로 이루어진다. 여기에서 코팅은 겔 상태의 혼합물의 표면에 무기 난연제 분말 및 무기 보조제 분말의 혼합물을 피복시키는 것으로 수행될 수 있으며, 이는 떡에 콩고물을 묻혀 인절미를 만드는 것과 유사하게 겔 상태의 혼합물을 무기 난연제 분말 및 무기 보조제 분말의 혼합물을 묻히는 것으로 수행될 수 있으며, 단지 이러한 피복에 의해서도 반고체인 겔 상태의 혼합물의 표면에 무기 난연제 분말 및 무기 보조제 분말들이 고착되어 난연표피를 형성할 수 있게 된다.
여기에서는 상기한 바와 같이 수득된 겔 상태의 혼합물을 난연제 등으로 코팅하여 난연성을 부여하고, 또한 보조제, 특히, 예를 들면, 황토 등을 분말상으로 코팅하여 원적외선 방사 효율을 높이는 등의 효과를 기대할 수 있도록 한다.
단계 (5)는 상기 코팅혼합물로 1차 코팅된 겔 상태의 혼합물을 금형에 투입하고, 그 위에 상기 구조체의 잔량 1 내지 5중량부를 펼쳐놓는 과정을 반복하여 형성한 적층체를 판상체로 가압 성형하는 것으로 이루어지며, 따라서 이미 고형화에 가까운 겔 상태의 혼합물을 이미 정해진 금형 내에 투입하고, 이어서 프레스 등의 가압장치를 이용한 가압으로 남은 용제의 배출이 있도록 함과 동시에 판상체를 이루도록 성형한다.
단계(6)은 상기 판상체를 2차 건조하는 것으로 이루어지며, 상기한 바와 같이 형성되는 판상체는, 도 1에 도시한 바와 같은 형태의 소음 저감용 패널(10) 형상을 이루고, 이것을 고온의 상태로 건조 또는 자연 건조를 시행하는 제2차 건조과정을 거쳐 소음 저감용 패널(10)로 형성된다.
즉, 본 발명에서는 소음 저감용 패널의 주원료를 펄라이트 및 솜과 같은 구조체의 2종의 친환경적인 물질들로만 구성하여 이들을 결합제로 결합시켜 소음 저감용 패널로 성형시킴으로써 펄라이트와 구조체로서의 솜의 혼합에 따른 다공성, 경량성, 단열성 및 펄라이트의 균일한 분포를 통해 난연성의 특성을 갖도록 한 것이다.
여기서, 상술한 펄라이트(영어: perlite)는 화산 작용으로 생긴 진주암을 850 내지 1200℃로 가열, 팽창시켜 만든 인공 토양을 의미한다. 상기 진주암을 순간적으로 고열로 가열하면 안에 있던 수분(2 내지 6%)이 밖으로 나와 팽창하는 현상을 이용해 생산된다. 상기 펄라이트는 주로 식물 재배나 건축 자재로 사용된다. 상기 펄라이트는 가열 시 소독이 되기 때문에 무균상태로 유해물질을 방사하지 않는 친환경소재로 알려져 있다. 또한, 펄라이트 중에는 흑요석(黑曜石), 진주암의 파쇄 조각을 급열하여 결정수를 팽창시켜서 만든 경량 골재가 있고, 이를 콘크리트, 미장 공사(바닥, 벽 도장)에 골재로서 단열, 보온, 흡음 등의 목적으로 사용하기도 한다. 또 펄라이트는 시멘트 기타의 결합재를 사용한 판, 통 등의 성형품의 원료로 사용하기도 한다. 본 발명에서 설명하는 펄라이트는 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다.
상기에서 구조체는 솜, 펄프, 부직포, 면직물 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있으며, 상기 솜은, 바람직하게는 천연섬유, 합성섬유, 카본섬유 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 솜은 사전적인 의미로는 목화씨에 달라붙은 털 모양의 흰 섬유질을 호칭하는 것이며, 부드럽고 가벼우며, 탄력이 풍부하고, 흡습성, 보온성이 있다. 가공하여 직물 따위로 널리 쓴다. 달리, 식물성, 동물성, 광물성의 섬유나 화학 섬유의 뭉치를 총칭하는 것으로 사용되기도 한다. 상기 솜은 바람직하게는 천연섬유로 이루어지는 솜 또는 합성섬유 및 섬유를 카본화 한 카본섬유 중 어느 하나 이상을 조합한 것일 수 있다. 본 발명에서 소음 저감용 패널로 제작 사용토록 함에 있어서, 인체에 무해한 것으로 인정되는 천연섬유 또는 카본섬유로 이루어진 솜을 사용함이 바람직하다.
상기 결합제는 아크릴계 결합제, 우레탄계 결합제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있고, 상기 아크릴계 결합제가 부틸 아크릴산에스트(Buthyl acrylate), 메타크릴산메틸(methyl methacrylate), 메타아크릴 아마이드(2-hydroxy ethyl methacrylate), 폴리초산비닐(PVAc:polyvinyl-acetate), 폴리비닐피롤리돈(PVP:polyvinylpyrrolidone) 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 특히, 결합제로서 아크릴계 결합제를 사용함이 바람직하고, 상기 아크릴계 결합제는 상기 펄라이트와 솜을 물리적으로 결합시키도록 기능하는 것으로서, 일반적으로 접착제를 사용할 수도 있겠으나, 펄라이트와 같은 무기물들의 결합에 바람직한 결합제이다. 상기 아크릴계 결합제는 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이기는 하나, 보다 바람직하게는 수용성의 아크릴계 결합제가 사용될 수 있고, 그 외에도 부틸 아크릴산에스트(Buthyl acrylate), 메타크릴산메틸(methyl methacrylate), 메타아크릴 아마이드(2-hydroxy ethyl methacrylate), 폴리비닐피롤리돈(PVP:polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐알코올(PVA:polyvinyl alchol) 및 폴리비닐아크릴레이트(PVAc) 등을 사용할 수 있다. 아크릴계 결합제는 다른 수계 결합제와는 달리 에멀젼 상태이기 때문에 따로 용해시키지 않고 그대로 정량하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 유리전이온도의 조절이 용이하고, 그 온도가 낮아 유연성, 접착성이 우수하고 습도의 영향을 많이 받지 않는 특성을 지니고 있다. 본 발명에서 사용되는 아크릴계 결합제는 유리전이온도가 -30 내지 30℃ 범위 이내인 것일 수 있으며, 이 온도범위에서 강도 및 접착성을 적절하게 유지하여 본 발명에 따른 소음 저감용 패널의 성형에 적합하다. 또한, 아크릴계 결합제에서 에멀젼 내 단량체 함량은 그 값이 높은 것을 사용할수록 좋은데, 그 이유는 적은 양의 첨가로도 슬러리를 구성할 수 있어 본 발명에 따른 소음 저감용 패널의 성형에 유리하기 때문이다. 본 발명에서는 에멀젼 내에서 단량체가 50% 이상의 함량을 갖는 아크릴 결합제를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 아크릴 결합제로서 본 발명에서는 중량비로 부틸아크릴레이트(buthyl acrylate) 30 내지 80%, 메틸메타아크릴레이트(methyl methacrylate) 10 내지 20%, 2-수산화에틸메타아크릴레이트(2-hydroxy ethyl methacrylate) 10 내지 40%, 메타아크릴산(methacrylic acid) 2 내지 10%로 구성되는 것일 수 있다. 상기 우레탄계 결합제 역시 당업자에게는 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 이를 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것으로서, 본 발명에서는 특별한 제한은 없으나, 예시적으로 대한민국 경기도 시흥시 소재 경오화학사 제품으로서, 상품명 KA-770 등과 같은 상용화된 우레탄계 결합제를 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다. 달리, 상기 결합제로는 전분을 호화시켜 만든 풀과 같은 식물성 풀이나, 달걀의 난백(흰자위), 아교 또는 천연 옻 등과 같은 동물성 풀이 사용될 수 있으며, 이들은 또한 이들을 포함하는 본 발명에 따른 소음 저감용 패널의 초기 성형 및 형상 유지의 기능과 함께 건축물의 층간 사이로 전이되는 진동 및 음파를 흡수, 소면 간섭이 이루어지도록 변형, 지연시키는 용도로 기능할 수 있다.
상기 무기 난연제 분말의 무기 난연제는 인계 난연제, 질소계 난연제 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 본 발명에서는 환경친화적인 난연성을 부여하기 위하여 할로겐계 난연제를 사용하지 않으며, 따라서, 본 발명에서 사용하기에 적절한 인계 난연제는 또한 인계 난연제 중에서도 적인(red phosphorus)을 제외한 다른 인계 난연제를 사용한다.
상기 인계 난연제는 액상 또는 분말상일 수 있으며, 구체적인 예를 들면, 인산 에스테르 화합물, 포스페이트, 파이로포스페이트(pyrophosphate), 포스포네이트(phosphonate), 금속치환된 포스피네이트(metal substitutedphosphinate) 및 포스파네이트(phosphanate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물일수 있다. 상기 인산 에스테르 화합물로는 방향족기를 갖는 단량체가 바람직하며, 구체적으로는 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 트리자이레일포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트 및 하기 화학식 1의 구조를 갖는 방향족 디포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112015115009590-pat00001
상기 식에서, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 페닐기 또는 탄소수 1 내지 4(C1 내지 C4)의 알킬기가 1 내지 3개 치환된 아릴기이고, R은 페닐 또는 비스페놀-A이고, n은 1 내지 5 이다.
상기 질소계 난연제로는, 예를 들면, 질소 함유 난연제 또는 질소-인 함유 난연제가 있다. 질소 함유 난연제로는 트리아진 구조를 갖는 화합물로서 멜라민, 멜라민 시아누레이트, 및 트리페닐 아이소시아누레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이며, 질소-인 함유 난연제로는 멜라민 포스페이트, 멜라민 파이로포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 알킬 아민 포스페이트, 및 피퍼라진산 폴리포스페이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이다. 이외에도 다양한 질소계 난연제 및/또는 인투메슨트(intumescent) 첨가제 (예를 들면 디펜타에리트리톨, 전분, 덱스트린 등의 폴리하이드릭 화합물, 무기산 등)를 1종 또는 2종 이상 병행하여 사용할 수 있다.
상기 무기 난연제 분말이 상기한 범위를 벗어나서 너무 적게 사용되면 난연효과가 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 너무 많이 사용되는 경우, 내열성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
또한 상기 언급된 인계 난연제 외에 인, 질소 복합계 난연제, 포스파진 화합물 등을 사용할 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 무기 난연제들은 연소 시 독성가스 배출이 없다는 장점을 갖는다.
상기 무기 보조제 분말이 탄재(coal ash), 시멘트(cement), 황토(loess) 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
이렇게 보조제로서 사용되는 탄재는 구조체로서의 솜 등의 부패 방지를 위한 방부의 기능과 소음 저감용 패널의 총 부피 대비의 경량화를 기대할 수 있다. 또한 보조재로서 혼합하는 시멘트는 상술한 탄재와 마찬가지로 구조체로서의 솜 등의 부패 방지를 위한 방부의 기능과 결합제와 더불어 펄라이트와 솜의 결속력을 향상시키는 기능을 기대할 수 있다.
또한 황토 역시 상술한 탄재 및 시멘트와 마찬가지로 구조체로서의 솜 등의 부패 방지를 위한 방부의 기능과 결합제와 더불어 펄라이트와 솜의 결속력을 향상시키는 기능을 기대할 수 있으며, 특히 황토는 원적외선 방사 효능을 기대할 수 있다. 황토는 주로 실트 크기의 입자들로 구성되어 있으며, 탄산칼슘에 의해 느슨하게 교결되어 있는 연황색 퇴적물을 칭한다. 황토는 대개 균질하고 층리가 발달되어 있지 않으며, 공극률이 크다. 또한 퇴적층을 수직방향으로 갈라지게 하는 수직한 열극들이 발달해 있다. 황토를 뜻하는 'loess'는 풍성퇴적(風成堆積 : 바람에 의한 퇴적작용) 기원이라는 의미를 내포하고 있는데, 어원은 독일어이며 '느슨하게 교결되어 있다'는 뜻이다. 황토 크기에 해당하는 입자크기는 0.02 내지 0.05㎜이며, 조립질과 중립질의 먼지를 포함한다. 다양한 방법들에 의한 입자크기 분석에 의하면, 이러한 크기의 비율은 무게비로 50％ 정도이다. 점토크기(0.005㎜ 이하)의 입자들은 5 내지 10％를 구성한다. 황토 내에 점토가 풍부하면 공극률은 34 내지 45％로 감소한다. 사질 황토의 공극률은 약 60％이고 밀도는 1.5g/㎤이며, 비중은 평균 2.7이다. 황토의 광물조성은 다음과 같다. 60 내지 70％의 석영을 함유하며 그 함량은 최저 40％에서 최고 80％까지 변화한다. 장석과 운모는 10 내지 20％, 탄산염광물은 5 내지 35％를 구성하고 있다. 약 2 내지 5％의 실트는 각섬석, 인회석, 흑운모, 녹니석, 디스텐(남정석), 녹렴석, 석류석, 해록석, 휘석, 금홍석, 규선석, 십자석, 전기석, 지르콘 등과 같은 중광물들로 구성되어 있으며, 입자들은 전형적으로 미약하게 풍화되어 있다. 세립질(0.002㎜ 이하)의 입자크기에서는 몬모릴로나이트, 일라이트, 캐올리나이트 등과 같은 점토광물들이 쇄설성(파편성)인 것에 비해 우세하다. 점토광물은 황토가 쌓이는 동안이나 쌓인 후에 다양한 콜로이드 작용 또는 물리화학적 작용에 의해 생성된다. 황토의 광물조성은 매우 균질하지만, 입자크기와 기원지의 차이에 의해 약간씩 변화한다. 황토의 화학조성은 50 내지 60％의 실리카(SiO2), 8 내지 12％의 알루미나(Al2O3), 2 내지 4％의 산화철(Ⅲ)(Fe2O3), 0.8 내지 1.1％의 산화철(Ⅱ)(FeO), 약 0.5％의 이산화티탄(TiO2)과 산화망간(MnO), 4 내지 16％의 석회(CaO), 2 내지 6％의 산화마그네슘(MgO) 등과 같은 비율로 가장 흔하게 나타난다. 황토 내에 있는 탄산염의 함량은 먼지 공급지의 특성, 먼지의 퇴적중이나 퇴적 후에 일어나는 지구화학적, 생물학적 작용, 강수현상, 지하수에 의한 용탈작용 등에 의해 좌우된다. 탄산염들은 황토 내에 여러 가지 형태로 존재하는데, 주로 석영, 점토 입자로 구성된 집합체 표면에 결각(結殼)으로 존재하거나 작은 크기의 입상체나 패각 파편의 형태로 존재한다. 탄산염들이 2차적으로 농집될 경우에는 단괴나 석회암층(칼크리드)을 형성한다. 석회는 식물뿌리, 열극충전물 및 이들과 유사한 통로를 따라 관 모양의 결각을 형성한다. 황토 속에 있는 미생물은 유기물을 분해하는 역할을 하며, 미생물에 의해 분해 된 유기물은 인간의 질병을 치료하는 약품으로도 활용되고 있다. 특히 아토피성 피부염은 황토 염색 의류와 침구, 토욕, 식사법 등의 체질개선으로 치료효과를 볼 수 있다. 황토는 황토 스스로 습도조절능력이 우수하고 원적외선을 방사함으로써 인체에 매우 유익한 재료이며, 다양한 무기질과 효소의 작용에 의해 수질 및 토양개선 및 치료, 미용효과 등의 효능이 뛰어나다. 또한, 황토는 천연 염색재료로 알레르기 및 기타 피부질환의 우려가 없고 피부와 친화력이 우수하므로 피부의 유연성 증대 및 모공의 노폐물제거, 해독작용 등의 효과를 가지고 있으며, 입자가 곱고 많은 산소를 함유하고 있고, 정화능력이 뛰어나 탈취, 탈지의 성질이 있다. 황토는 원적외선 방사가 월등하여 인체에 가장 유익한 에너지 곡선에 근접, 인체의 중심부분이 35℃의 체온을 유지, 혈류량을 유지시켜 신진대사 촉진으로 피로를 풀어주는 역할을 하며, 황토 1g 속에는 약 2억 내지 2억5천 마리의 미생물이 살고 있어, 다양한 효소들이 복합적으로 순환작용을 일으킬 뿐만 아니라 인체에 유익한 원적외선을 방출하여 해독력, 흡수력, 자정력 등이 뛰어납니다. 따라서, 시멘트의 독성 중화시켜 시멘트 건축물의 유해성을 막아준다. 또한 습기, 악취제거와 더불어 곰팡이와 잡균의 번식을 차단하는 기능이 매우 높다. 황토의 가장 근본적인 효능은 물질을 활성화 시키는데 가장 효과가 있는 생명관선이라고 불리는 원적외선을 대량으로 흡수방출하는데 있다. 이때 방사되는 원적외선은 인체에 매우 유익하게 작용되어, 원활한 신진대사 촉진으로 노화방지, 만성피로 방지, 각종 성인병 예방, 화상에 효과가 높다. 또한 세포의 생리작용을 활발하게 하고, 열에너지를 발생시켜 유해물질을 방출하는 광전효과가 있으며, 독소제거, 정화작용, 분해 작용이 있는 황토는 인체의 독을 제거해주어 제독제, 해독제로 널리 사용되고 있다. 원적외선의 한 파장으로 분류되는 원적외선은 물질에 흡수될 때 인체 내 세포를 구성하는 수분 등 분자에 영향을 주어 분자를 진동시키기 때문에 세포의 생리작용을 활발하게 하며, 물질내부의 열에너지를 발생시키고 세포 속의 유해물질을 배출하는 효과도 있다.
상기 탄재는 10 내지 15 중량부의 범위 이내의 양으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 구조체로서의 솜 등의 부패 방지 효과를 낼 수 있다.
상기 시멘트는 1 내지 9 중량부의 범위 이내의 양으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 구조체로서의 솜 등의 부패 방지를 위한 방부의 기능과 결합제와 더불어 펄라이트와 솜의 결속력을 향상시키는 효과가 있다.
상기 황토는 10 내지 15중량부의 범위 이내의 양으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 구조체로서의 솜 등의 부패 방지를 위한 방부의 기능과 함께 특히 원적외선 방사 효과를 기대할 수 있다.
상기 층간소음재 조성물은 경화제로서 폴리이소시아네이트(polyisocianate) 0.1 내지 1.0 중량부, 계면활성제로서 폴리소르베이트(polysorbate)0.01 내지 0.05 중량부, 기제로서 카본블랙워터(carbon black water) 0.1 내지 1.0 중량부 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일태양에 따르면, 상기한 바와 같은 소음 저감용 패널의 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 소음 저감용 패널이 제공됨을 특징으로 하며, 특히, 상기 소음 저감용 패널은 판상체의 저부에 복수의 돌기가 일체로 돌출되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 층간소음재 제조방법에 따른 소음 저감용 패널(10)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 슬라브와 대향하는 저면에 복수의 돌기(12)가 일체로 돌출한 형상을 갖는다. 상술한 돌기(12)는 위의 설명한 바와 같이, 금형 내에서 판상체로 가압 성형하는 과정에서 소음저감용 패널의 저면에 해당하는 부위에 대하여 돌기(12) 형상을 갖도록 하는 캐비티 등을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 그리고, 위의 방법으로 제작된 소음 저감용 패널(10)은, 그 규격은 특별히 제한된 크기를 가질 필요는 없으며, 필요에 따라 적절한 크기와 형상으로 재단되어 사용될 수 있으나, 바람직하게는 단위 규격, 보다 바람직하게는 가로(W) 30 내지 70㎝, 세로(L) 30 내지 70㎝의 범위 이내가 되도록 성형될 수 있으며, 이때, 가로(W)와 세로(L)는 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 상기 소음 저감용 패널(1)의 규격은 가장 바람직하게는 가로(W) 50㎝, 세로(L) 50㎝의 크기를 갖도록 성형될 수 있다. 이렇게 단위 규격을 갖도록 본 발명에 따른 소음 저감용 패널를 성형함으로써 현장에서 필요에 따른 개수를 설치하여 사용할 수 있으며, 생산, 유통 및 보관이 용이하도록 할 수 있다. 또한, 소음 저감용 패널(10)의 두께(t)는 슬라브 위의 층간소음층 설계에 대응할 수 있도록 제작이 가능하겠으나 20 내지 40㎝ 범위에 있도록 함이 바람직하고, 돌기(12)를 포함한 소음 저감용 패널(10)의 높이(h)는 25 내지 50㎝ 범위에 있도록 함이 바람직하다. 이렇게 돌기(12)를 포함한 소음 저감용 패널(10)의 높이(h) 제한은, 25㎝ 미만일 경우 강성이 취약할 뿐 아니라 흡음 성능이 저하될 수 있고, 50㎝ 이상일 경우에는 생활 공간을 줄이거나 그 확보를 위한 층고를 높이는 결과로 이어질 수 있다. 그리고, 이들 소음 저감용 패널(10)은 슬라브 상부에 설치된 후 마감 몰탈에 묻히는 관계에 있으므로 소음 저감용 패널(10)들 사이를 통한 마감 몰탈의 유입을 방지하기 위한 결속 수단을 필요로 한다. 이를 위한 일 실시예의 결속 수단은, 도 1에 도시한 바와 같이, 상술한 소음 저감용 패널(10)의 평면 형상이 정사각 또는 장방형 형상인 것에 대응하여 각 변들 중 상호 마주보는 어느 한 변에 체결돌기(14)를 형성하고, 상대측 변에 체결돌기(14)가 대응하여 끼워지는 체결홈(16)을 형성한 것으로 이루어질 수 있다. 비록 도면에는 도시하지 않았으나, 소음 저감용 패널(10)의 상면에는 이들 상호 간의 적재가 용이하도록 하기 위하여 돌기(12)들이 대응하여 끼워지는 끼움홈(도시 안됨)을 더 형성한 것으로 이루어질 수 있다.
한편, 층간소음재 조성물을 기초하여 층간소음재 제조방법의 다른 실시예는, 앞에 설명한 일 실시예의 방법 중에 층간소음재 조성물 중 솜이 갖는 중량부 일부를 제외한 상태로 층간소음재 조성물을 준비하고, 이를 용제로서 물 25 내지 45중량부와 함께 혼합하고, 이후의 제1차 건조과정을 거쳐 겔 상태를 이룬 혼합물을 금형에 일부 넣고, 또 그 위헤 솜의 1 내지 5 중량부를 펼쳐 올려놓는 과정을 적어도 1회 이상 실시한 후 솜을 마지막으로 펼쳐 올린 위에 다시 혼합물을 적층시킨 상태로 프레스 등의 가압수단을 이용하여 가압 성형하는 과정의 차이를 갖는다.
한편, 위의 다른 실시예의 층간소음재 제조방법에 따른 소음 저감용 패널(10')는, 도 2에 도시한 바와 같이, 판상체 내에 상측과 하측 사이에 상하 방향으로 층간소음재 조성물의 배합이 다르도록 분리층(18')을 갖는다. 이러한 분리층(18')은, 상층에서 하층으로 진행하는 충격에 따른 진동 및 그에 따른 음파의 진행을 변조시키므로써 층간소음을 더욱 효율적으로 저감할 수 있다.
본 발명은 상술한 특성들에 기초하여 특히 층간소음재로서 경량충격음과 중량충격음이 슬라브를 통해 격리된 다른 공간으로 전이되는 것을 효과적으로 차단할 수 있도록 한다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10, 10': 소음 저감용 패널
12, 12': 돌기
14, 14': 체결돌기
16, 16': 체결홈
18': 분리층

Claims (12)

  1. (1) 흡음재로서 펄라이트 6 내지 25중량부를 기준으로 하여 구조체 15 내지 40중량부 및 결합제 10 내지 20중량부를 포함하는 층간소음재 조성물을 준비하는 단계;
    (2) 상기 층간소음재 조성물에서 상기 구조체 15 내지 40중량부 중 일부인 구조체 14 내지 35 중량부를 나머지 조성물을 구성하는 구성성분인 펄라이트 및 결합제와 혼합하는 단계;
    (3) 상기 (2) 단계에서 수득되는 혼합물을 1차 건조하여 겔(gel) 상태로 형성하는 단계;
    (4) 무기 난연제 분말 1 내지 10중량부, 무기 보조제 분말 10 내지 15중량부를 혼합한 코팅혼합물로 겔 상태의 혼합물을 코팅하는 단계;
    (5) 상기 코팅혼합물로 1차 코팅된 겔 상태의 혼합물을 금형에 투입하고, 그 위에 상기 구조체의 잔량 1 내지 5중량부를 펼쳐놓는 과정을 반복하여 형성한 적층체를 판상체로 가압 성형하는 단계; 및
    (6) 상기 판상체를 2차 건조하는 단계;를 포함하되,
    상기 무기 난연제 분말의 무기 난연제는 인계 난연제, 질소계 난연제 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것이고,
    상기 무기 보조제 분말은 탄재(coal ash), 시멘트(cement), 황토(loess) 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 소음 저감용 패널의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조체가 솜, 펄프, 부직포, 면직물 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 소음 저감용 패널의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 솜이 천연섬유, 합성섬유, 카본섬유 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 소음 저감용 패널의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합제가 아크릴계 결합제, 우레탄계 결합제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있고, 상기 아크릴계 결합제가 부틸 아크릴산에스트(Buthyl acrylate), 메타크릴산메틸(methyl methacrylate), 메타아크릴 아마이드(2-hydroxy ethyl methacrylate), 폴리초산비닐(PVAc:polyvinyl-acetate), 폴리비닐피롤리돈(PVP:polyvinylpyrrolidone) 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 소음 저감용 패널의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄재가 10 내지 15 중량부의 범위 이내의 양으로 포함됨을 특징으로 하는 소음 저감용 패널의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 시멘트가 1 내지 9 중량부의 범위 이내의 양으로 포함됨을 특징으로 하는 소음 저감용 패널의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 황토가 10 내지 15중량부의 범위 이내의 양으로 포함됨을 특징으로 하는 소음 저감용 패널의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 층간소음재 조성물이 경화제로서 폴리이소시아네이트(polyisocianate) 0.1 내지 1.0 중량부, 계면활성제로서 폴리소르베이트(polysorbate)0.01 내지 0.05 중량부, 기제로서 카본블랙워터(carbon black water) 0.1 내지 1.0 중량부 중 적어도 하나 이상을 더 포함함을 특징으로 하는 소음 저감용 패널의 제조방법.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 9 항, 제 10 항 중의 어느 한 항에 따라 제조됨을 특징으로 하는 소음 저감용 패널.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 소음 저감용 패널이 판상체의 저부에 복수의 돌기가 일체로 돌출되게 형성됨을 특징으로 하는 소음 저감용 패널.
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