KR102416061B1 - 수세미오이를 이용한 소음 저감재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수세미오이를 이용한 소음 저감재에 관한 것으로, 인체에 무해한 천연 물질인 수세미오이 섬유를 포함하여, 얇은 두께에도 불구하고, 우수한 소음 및 진동 저감 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 항균 코팅층을 포함하여, 공동 주택의 벽지 또는 바닥재에 생길 수 있는 각종 세균에 대한 항균 효과를 향상시킬 수 있다.

Description

수세미오이를 이용한 소음 저감재{NOISE AND VIBRATION REDUCTION MATERIAL USING SCRUBBER CUCUMBER}
본 발명은 수세미오이를 이용한 소음 저감재에 관한 것이다. 보다 상세하게는 인체에 무해한 천연 물질인 수세미오이 섬유를 포함하여 우수한 소음 및 진동 저감 효과를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 항균 코팅층을 포함함으로써 공동 주택의 벽지 또는 바닥재에 생길 수 있는 각종 세균에 대한 항균 효과를 갖는 수세미오이를 이용한 소음 저감재에 관한 것이다.
산업의 발달로 건축 구조물이 대량 보급되고, 생활수준과 생활의식이 높아짐에 따라 쾌적한 작업 환경과 주거 환경에 대한 요구가 날로 증가하고 있다. 특히 주택구조가 단독 가구 주택에서 공동 주택으로 변화됨에 따라, 방송뉴스나 신문기사 등을 통해 공동 주택에서의 층간 소음문제로 인한 위, 아래 세대 간 분쟁의 소식을 자주 접할 수 있으며, 이와 같은 소음 문제는 사회적 문제로서 대두되고 있다.
건축물의 층간 소음에는, 뛰는 소리, 걷는 소리, 물건의 낙하, 망치 소리, 급배수관, 화장실 하수관 등에 의한 구조물 표면에 방사되는 고체 전달 소음과 기계음, 대화음, 악기음 등 공기를 통해 전달되는 공기 전달 소음이 있다.
아파트와 같은 공동주택이나 복층 건축물의 경우, 공기 전달 소음은 콘크리트 슬라브 구조에 의해 대다수가 차단되나, 상층바닥에서 사람의 보행이나 물건의 낙하 등에 의해 바닥에 충격이나 진동이 직접 가해지면 고체 전달 소음으로 변하여 거의 감쇄되지 않고, 바닥 슬라브나 천정 또는 벽체를 통해 하층 또는 인접 세대 내로 방사되는 특성이 있다.
따라서 차음 시스템의 주 대상은 고체 전달 소음이며, 이러한 고체 전달 소음은 그릇이나 물건의 낙하음, 의자 이동음과 같은 고주파 성분의 음을 발생시키는 고음역 경량 충격음과 성인의 보행 또는 어린이의 뜀뛰기 등과 같은 저주파수 성분의 음을 발생시키는 저음역 중량 충격음으로 나뉜다.
좌식생활을 하는 우리나라에서는 경량 충격음은 물론 중량 충격음도 소음공해의 주요원인이 되며, 이의 전파를 막기 위한 건출물의 충격음 저감재가 특히 요구되는 실정이다.
좀 더 구체적으로 우리나라 공동 주택은 통상 두께 120 내지 200mm의 콘크리트로 이루어진 벽체 및 바닥이 서로 연결되어 하나의 건물 구조체로 구성되는 벽식구조가 대부분이다. 이러한 콘크리트 구조는 재료의 특성상 강성이 있고 밀실하기 때문에, 말소리, TV음 등 공기를 매체로 전달되는 공기 전달음에 대해서는 충분한 차단성능을 갖고 있다. 그러나 콘크리트면에 충격이 가하여질 때 발생되는 고체 전달음의 경우 콘크리트는 자체 진동 감쇄능력이 매우 작기 때문에, 인접 세대로 쉽게 전달되는 특성을 갖고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 층간의 소음을 차음하기 위한 다양한 방식이 제안되고 있다.
특허공개문헌 제10-2005-45164호는 공동주택 소음방지용 저감재로서, 고무 칩층, 폴리에틸렌 패드층 및 에틸렌비닐아세테이트 칩층이 순서대로 적층되어 3중 복합구조로 이루어진 공동주택 소음방지용 저감재를 개시한다.
이와 같은 소음방지용 저감재는 소음에 대한 흡수율이 뛰어나고 단열성능도 우수한 효과가 있으나, 소음의 흡수면적이 협소하여 완전하게 차음할 수 없으며, 특히 두께가 얇은 경우 차음 효과가 현저히 저하되는 문제점이 있다.
더 나아가, 충격음을 감소시키기 위한 방안으로서, 충격음 저감 완충재를 적용하는 방법이 최근 활용되고 있으며, 이러한 완충재로는 유리솜, 암면, 폐타이어칩, 화이버 등이 이용되고 있다.
그러나, 유리솜, 암면의 경우 절삭, 운반, 시공 과정에서 인체에 해로운 분진 등으로 인하여 인체에 치명적인 장애를 유발시킬 수 있을 뿐 아니라 국부적 순간 하중 및 장기적 하중에 의한 침하 등으로 인해 구조적 안정성에 문제를 야기할 수 있다. 또한, 국내의 건축방식인 습식공법에서 시공되는 경량콘크리트가 유리솜 또는 암면의 사이에 스며들어 소음 저감효과를 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
폐타이어 분쇄칩은 폐자원의 재활용이라는 측면에서 충격음 완충재로 활용되고 있으나 만족할 만한 충격음 감소 성능은 나타내지 못하고 있으며, 칩들을 연결시키기 위한 바인더의 사용으로 시공 시 발생하는 용매의 휘발냄새, 하중에 대한 역학적 안정성 부족, 경량콘크리트 타설 시의 경량콘크리트 침투에 의한 양생의 불안정으로 몰탈층의 크랙발생 등의 문제점을 안고 있다.
또한, 바닥충격음의 저감대책으로 건축물의 슬라브 강성을 높이는 방안이 있는데, 이것은 슬라브의 두께가 두꺼워져 층고가 낮아지고, 건축물의 하중증가의 문제점 등으로 현실적이지 못한 실정이다.
이에 본 출원인은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 인체에 무해한 천연 물질인 수세미오이를 이용하여 기존 소음 저감재에 비하여 얇은 두께로도 향상된 소음 및 진동 효과를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 실내, 외 온도차에 의해 발생할 수 있는 곰팡이균 등의 유해균에 대한 항균 효과를 나타낼 수 있는 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 발명하기에 이르렀다.
KR 10-2005-45164 A KR 10-0707360 B1
본 발명의 목적은 인체에 무해한 천연 물질인 수세미오이를 흡음층에 포함하여, 얇은 두께에도 불구하고, 우수한 소음 및 진동 저감 효과를 갖는 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 항균 코팅층을 포함함으로써, 실내 유해균에 대한 항균효과를 갖는 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수세미오이를 이용한 소음 저감재는 표면층; 상기 표면층의 하측면에 위치하며, 수세미오이 섬유를 포함하는 흡음층; 상기 흡음층의 하측면에 위치하며, 단열 효과를 갖도록 반경질폼 또는 경질폼으로 구성된 단열층; 및 상기 단열층의 하측면에 위치하며, 일면에 금속층이 형성된 방수층을 포함하는 것이다.
상기 표면층은 폴리우레탄계 수지 및 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리메타크릴계 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이다.
상기 흡음층은 용매, 펄프 섬유, 바인더재, 팽창재, 난연재 및 수세미오이 섬유의 혼합으로 형성되는 것이다.
상기 단열층은 스티로폼, 우레탄폼, 라텍스폼, 발포실리콘, 폴리비닐아세테이트 폼 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이다.
상기 금속층은 알루미늄(Al) 분말, 알루미늄 합금 분말 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 분말로 열 융착하여 형성되는 것이다.
상기 표면층은 항균 코팅 조성물로 코팅된 것이며, 상기 항균 코팅 조성물은 미분말 šœ가이트(shungite), 미분말 일라이트(illite), 미분말 제올라이트(zeolite), 미분말 맥반석, 미분말 벤토나이트, 미분말 규조토, 미분말 게르마늄, 미분말 황토, 미분말 백반석, 미분말 옥(jade) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 무기분말을 포함하는 것이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 벽지는 상기 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 바닥재는 상기 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 포함하는 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수세미오이를 이용한 소음 저감재는 표면층; 상기 표면층의 하측면에 위치하며, 수세미오이 섬유를 포함하는 흡음층; 상기 흡음층의 하측면에 위치하며, 단열 효과를 갖도록 반경질폼 또는 경질폼으로 구성된 단열층; 및 상기 단열층의 하측면에 위치하며, 일면에 금속층이 형성된 방수층을 포함하는 것이다.
상기 표면층은 폴리우레탄계 수지 및 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리메타크릴계 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이다.
상기 표면층은 고경도의 수지로 이루어져 외부의 충격을 분산시키는 역할을 해주며, 상기 표면층의 두께가 너무 얇은 경우 이러한 충격 분산 효과가 낮고, 그 두께가 너무 두꺼운 경우에는 충격의 분산에는 효과적이나, 전체 소음 저감재의 무게를 증가시킬 뿐만 아니라, 충격음을 효율적으로 차단하기 어려운 단점이 있다. 따라서, 상기 표면층은 그 두께가 0.2 내지 2 ㎜인 것이 바람직하다.
특별히 폴리우레탄계 수지의 경우, 에테르를 함유한 폴리에스테르를 포함하는 열가소성 폴리우레탄을 사용할 경우 상기 충격 분산 효과가 우수하다.
한편, 폴리우레탄 원료로 사용되는 폴리올, 이소시아네이트의 특성에 따라 우레탄의 특성이 달라진다. 상기 폴리올 중에는 에테르, 에스테르가 있으며, 에스테르는 락톤계, 아디페이트계로 대별되는데 아디페이트계는 다관능 카본산과 다관능 하이드로겐 화합물의 중합법에 의하여 얻어진다.
기존의 에스테르를 사용한 폴리우레탄은 기계적 강도, 가공성, 내열성, 내마모성, 가격적인 측면에서 장점을 갖고 있는 반면, 내약품성, 탄성, 내한성, 내수성 및 비중에서는 에테르 중 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG; polytetramethylene ether glycol)보다 떨어지는 단점이 있다. 본 발명에서의 폴리 우레탄은 그 원료로 에스테르 분자 구조내에 폴리테트라메틸렌글리콜이 포함되는 에테르 분자구조를 첨가한 폴리올을 사용함으로써 에스테르 단점을 보완할 수 있다.
한편, 상기 방수층은 필름 형태로서, 상기 단열층의 하측면에 위치하여, 단열층 및 흡음층으로 수분이 침투되는 것을 방지함으로써, 본 발명인 소음 저감재의 수명을 증대시킬 수 있다.
구체적으로 상기 방수층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리이미드(PI), 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌비닐알코올(EVOH) 및 폴리염화비니리덴(PVDC)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것으로, 바람직하게는 폴리프로필렌(PP) 필름 형태인 것이나, 기체 차단성 및 수분 차단성의 특성을 지닌 재질로서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 모든 재질의 형태를 포함하는 것으로 정의한다.
상기 흡음층은 용매, 펄프 섬유, 바인더재, 팽창재, 난연재 및 수세미오이 섬유의 혼합으로 형성되는 것이다.
상기 흡음층은 흡음재(吸音材)가 포함된 층을 의미한다. 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 소리 에너지가 열 에너지로 변환되어 흡수된다. 그리고 상기 판상 흡음재는, 음파가 판을 진동시키면서 소리에너지를 소모함으로써 흡음 효과를 얻는다. 이와 같은 흡음재는 흡음 성능의 확보를 위하여 일반적으로 솜이나 펄프 섬유를 주재료로 하여 제작된다. 그리고 솜이나 펄프섬유 등에 바인더, 난연재, 등과 같은 혼화재(混和材)를 첨가한 후, 소정의 형상 및 크기로 성형 및 절단하여 패널의 형태로 사용할 수 있다.
상기 용매는 물(냉수, 열수), 주정, 탄소수 1 내지 4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올 등), 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 바인더재는 상기 펄프섬유 및 각종 첨가 재료의 접착을 위한 접착제 역할을 한다.
한편, 상기 팽창재는 발포제라고 칭할 수 있는 것으로서 상기 흡음층의 흡음 성능의 확보를 위한 다수의 미세 기공(氣孔)을 형성하는 역할을 한다.
구체적으로 물과 함께 팽창재가 포함되므로 팽창재가 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.
구체적으로 본 발명의 상기 바인더재로 카복실메틸 섬유소(Carboxymethyl cellulose, CMC)가 사용될 수 있으며, 상기 팽창재로 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
한편, 상기 흡음층은 건축 재료로 많이 사용되기 때문에 난연성을 갖는 것이 중요하다. 상기 난연재는 내연 성능을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 기존에 많이 사용되던 난연재는 붕산 및 암모늄 폴리포스페이트 등이다. 그러나, 종래의 난연재는 난연성이 충분하지 않으며, 충분한 난연성의 확보를 위해 첨가되는 난연재의 양을 늘려야 하는 문제가 있다.
본 발명의 상기 난연재는 펜타에리스리톨(Pentaerythritol, PT) 또는 폴리인산암모늄(Ammonium Phosphate, APP)이 사용될 수 있다. 이는 종래의 난연재에 비해 난연 성능이 우수하여, 종래의 난연재보다 적은 양으로 사용할 수 있어, 두께가 감소한 흡음층을 형성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상기 바인더재, 팽창재 및 난연재의 종류는 상술한 예시에 제한되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 바인더재, 팽창재 및 난연재의 종류로 사용할 수 있는 범위를 포함한다.
상기 수세미오이(Luffa cylindrica Roem.)는 영어로는 sponge-gourd이며, 영어의 이름에서 알 수 있듯이 천연 수세미는 스펀지 같은 특성을 가지고 있으며, 이는 천연 수세미의 그물 형태 섬유에 기인한 것이다. 열대 아시아 원산이며 한국에는 일본이나 중국에서 도입된 것이다. 줄기는 덩굴성으로 녹색을 띠고 가지를 치며 덩굴손이 나와서 다른 물체를 감아올라간다. 잎은 손바닥 모양으로 5 내지 7개로 갈라지고 긴 잎자루가 있는데, 줄기 밑부분의 잎은 깊게 패어진 모양이 얕으나 위쪽에 붙는 잎은 깊게 갈라진다. 꽃은 5개로 갈라지는 합판화관으로 노란색이며 잎 겨드랑이에 달려서 늦여름에 핀다. 과육의 내부에는 그물 모양으로 된 섬유가 발달되어 있고 그 내부에는 검게 익은 종자가 들어 있다.
한편, 성숙한 열매를 물에 담가 두면 먼저 표면의 과피가 과육에서 떨어지기 쉽게 된다. 이후, 종자와 물을 빨아들여 끈적끈적하게 된 과육을 씻어내면 그물 모양으로 된 섬유만이 남게 된다. 어린 열매는 식용으로도 하며 성숙한 섬유는 주로 철도차량의 차축급유(車軸給油)의 버트, 선박기관과 갑판의 세척용, 신 바닥의 깔개, 여성용 모자의 속, 슬리퍼·바구니 등을 만드는 데 쓰인다. 한방에서는 열병신열·유즙불통·장염·정창 등의 치료에 이용한다.
본 발명에서는 상기 수세미오이 섬유가 흡음층에 포함됨으로써, 충격음 등에 의해 발생한 소음을 흡수하여, 소음 저감 효과를 향상시킬 수 있다.
바람직하게는 상기 흡음층은 상기 용매 100 중량부에 대하여, 상기 펄프 섬유 30 내지 50 중량부, 상기 바인더재 1 내지 5 중량부, 상기 팽창재 1 내지 5 중량부, 상기 난연재 1 내지 5 중량부 및 상기 수세미오이 섬유 5 내지 10 중량부를 혼합하여 형성되는 것이다.
보다 바람직하게는 상기 흡음층은 시무나무 섬유 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 시무나무(Hemiptelea davidii)는 장미목 느릅나무과에 속하는 낙엽 활엽 교목로 대한민국 및 만주 등에 자생하며, 동양에 1속 1종만 존재한다. 겨울에 잎이 지는 큰키나무이며, 15 내지 30m 정도 자라며 볕이 잘 드는 곳에서 잘 자란다. 나무껍질은 회갈색이거나 흑회색이고 세로로 깊게 갈라진다. 가지에 어린 가지가 변한 길쭉한 가시가 많이 난다. 잎은 어긋나고 긴 타원 모양이거나 타원 모양이며 끝이 뾰족하고 가장자리에 톱니가 있다. 길이는 1 내지 6cm이며, 측맥은 8 내지 15쌍이며 잎 뒷면 잎맥 위에 털이 있다. 5월에 잎겨드랑이에서 연노란색 꽃이 1 내지 4개씩 모여 핀다. 속명 Hemiptelea가 절반을 뜻하는 'hemi'와 날개를 뜻하는 'ptelea'의 합성어인데서 알 수 있듯이 9월에 여무는 시과 열매는 납작한 반달 모양인데 특이하게 날개가 한쪽에만 달려 있다. 약효로는 시무나무 뿌리껍질은 이뇨작용을 활발히 하도록 도와 소변을 잘 나오게 하여 신장 결석을 치료하는데 사용된다. 또한, 붓기를 제거하는데 효과적이며, 습기로 인한 열과 염증을 제거해주는 효능을 갖고 있다. 이 밖에도 종창(腫脹), 악창(惡瘡) 및 옹저(癰疽) 등을 치료하는데 사용된다.
보다 구체적으로, 상기 흡음층은 용매 100 중량부에 대하여 상기 시무나무 섬유 5 내지 10 중량부를 추가로 혼합하여 형성되는 것이다.
상기 중량범위에 의해 본 발명의 흡음층을 형성하는 경우, 첨가제인 수세미오이 섬유, 펄프 섬유 및 시무나무 섬유 등에 포함되는 유효성분의 혼합작용으로 충격음에 대한 우수한 흡음 효과 및 진동 저감 효과를 나타낼 수 있다.
다만, 상기 중량 범위 미만으로 혼합하는 경우, 흡음 및 진동 저감 효과가 미미하며, 상기 중량 범위를 초과하여 혼합하는 경우, 상기 팽창재에 작용하여 흡음층 내부에 미세 기공의 형성을 억제하고, 결과적으로 흡음 및 진동 저감 효과를 떨어뜨리는 문제가 있다.
상기 단열층은 스티로폼, 우레탄폼, 라텍스폼, 발포실리콘, 폴리비닐아세테이트 폼 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이다.
상기 단열층은 본 발명의 소음 저감재가 벽면 또는 바닥면에 형성됨에 따라, 내부 공간과 외부 공간 사이의 열교환작용을 억제하여 내부 공간의 급격한 온도 변화를 억제할 수 있으며, 바람직하게는 단열 효과를 우수하게 하기 위하여 상기 단열층은 반경질폼 또는 경질폼으로 구성될 수 있다.
상기 금속층은 알루미늄(Al) 분말, 알루미늄 합금 분말 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 분말로 열 융착하여 형성되는 것이다.
구체적으로 상기 금속층은 상기 방수층의 일면에 형성되는 것이다.
알루미늄(Al)의 경우, 그 조직이 치밀하고 견고하여 내구성을 향상시키고, 내충격성을 증진시킬 수 있다. 또한, 내구성 및 외부자극에 대한 반발력과 내성이 높으며, 본 발명의 금속층으로 포함되는 경우, 콘크리트, 석고보드 등 건축자재 중에 포함되어 있는 발암 물질인 라돈 방사능의 방출을 차단시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 표면층은 항균 코팅 조성물로 코팅된 것이며, 상기 항균 코팅 조성물은 미분말 šœ가이트(shungite), 미분말 일라이트(illite), 미분말 제올라이트(zeolite), 미분말 맥반석, 미분말 벤토나이트, 미분말 규조토, 미분말 게르마늄, 미분말 황토, 미분말 백반석, 미분말 옥(jade) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 무기분말을 포함하는 것이다.
본 발명에서 말하는 미분말은 볼밀, 제트밀, 기타 분쇄장치 등으로 파쇄하거나 합성과정에서 미분말의 성상을 가지도록 제조하는 것을 말하며, 상기 미분말은 평균입경이 100μm 이하인 것으로 정의한다.
본 발명에서 말하는 šœ가이트란, 러시아 Karelia Ladoga호 북부 부근 Shunga에서 원생대 야툴리아 시대(Jatulian)의 작은 흑연 미세 결정이 풍부한 변성도가 낮은 혈암 중에 층(두께 2m 에도 달한다)이나 렌즈 모양체로 산출된다.
본 발명에서 말하는 일라이트란, 화학조성은 (K,H3O)Al2(Si,Al)4O10(H2O,OH)2이다. 화학성분으로 보아, 백운모에 가까운 것도 있으나, 비교적 SiO2, MgO, H2O가 많고, K2O는 적다. 수백운모(水白雲母) 등과 같은 계열의 광물이다. 굳기 1 내지 2, 비중 2.6 내지 2.9이다. 쪼개짐은 완전하며, 조흔색은 백색이며, 토상(土狀)광택이 있다. 화학성분이나 결정구조로 보아 독립된 광물이 아니고, 다른 성분을 포함하고 있는 혼합광물이라는 견해가 있다. 알루미늄이 풍부한 이질(泥質) 또는 응회암질(凝灰岩質) 퇴적암 중에 산출되며, 열수성(熱水性) 광상모암의 변질광물로서 산출된다.
본 발명에서 말하는 제올라이트는 비석(沸石)이라고도 한다. 종류는 많으나 함수량(含水量)이 많은 점, 결정의 성질, 산상(産狀) 등에 공통성이 있다. 굳기는 6을 넘지 않으며, 비중은 약 2.2이다. 일반적으로 무색 투명하거나 백색 반투명하다. 취관으로 가열하면 끓어서 팽대하기 때문에 이 이름이 붙었다. 대개의 종류는 염산에 녹아 흔히 아교 모양이 되지만, 소수의 종류는 염산에 녹지 않는다. 주요한 종류로서 방비석, 어안석, 캐버자이트, 소다비석·휼란다이트, 스틸바이트, 로몬타이트, 이네사이트 등이 있다. 현무암이나 휘록응회암 등 염기성 화성암의 공동(空洞) 속이나 열극에서 산출되며, 때로는 화강암, 편마암 중에 2차광물로서 존재한다. 또한 금광맥 그 밖의 광맥 중에 산출되는 경우도 있다. 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여, 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립물질을 흡착할 수가 있다. 이 성질을 이용해서 흡착제로 사용하며, 크기가 다른 미립물질을 분리시키는 분자체(分子篩)로 사용한다.
본 발명에서 말하는 맥반석은 중국의 한방의학에서 사용한 용어로 알려지고 있으며 지질학적으로 분류하자면 화강암류에 속한다. 석영반암, 장석반암, 화강반암과 같은 것으로서, 암석명으로 석영-몬조나이트와 일치한다. 석영과 장석이 촘촘하게 섞여 있다. 누런 백색, 연한 누런 갈색, 옅은 회색, 짙은 녹색 또는 옅은 녹색 암석에 빨간 점 또는 하얀 점이 고르게 섞여 있는 모습이 보리밥으로 만든 주먹밥과 같다고 하여 맥반석이라는 이름이 붙었다. 주성분은 무수규산과 산화알루미늄이고, 산화제철이 소량 함유되어 있다. 약석으로 알려진 것은 누런 백색을 띤 맥반석으로 예전에는 환약을 정제하는 여과제, 등에 나는 부스럼 또는 종기 등 피부질병을 치료하는 소염제로 사용하였다. 동의보감에 의하면 그 성질은 달고, 따뜻하며, 독이 없다고 한다. 1cm3 당 3 내지 15만 개의 구멍으로 이루어져 있어 흡착성이 강하고, 약 2만 5000종의 무기 염류를 함유하고 있다. 중금속과 이온을 교환하는 작용을 하기 때문에 유해금속 제거제로도 사용하며, 이 암석에 열을 가하면 원적외선을 방출하는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성 때문에 찜질방, 식기, 의료기 등 여러 산업 부분에서 이용하고 있다.
본 발명에서 말하는 벤토나이트는 석영, 장석(長石), 제올라이트 등을 포함한 것이 많다. 빛깔은 백색, 회색, 담갈색, 담녹색 등을 나타낸다. 진주광택, 납상광택을 가지며 지방감이 있는 치밀한 괴상으로 산출되는데, 물을 흡착하여 팽윤하고, 양이온 교환성이 뚜렷한 것 등 몬모릴로나이트의 성질과 흡사하다. 응회암과 유리질 유문암(流紋岩)이 변질된 것이다. 용도는 매우 넓어 석유정굴진용 이수(石油井掘進用泥水)의 주성분, 주물형(鑄物型)의 결합제, 요업원료의 혼입제, 연고의 기초제로서 사용되기도 한다. 명칭은 발견지인 미국 와이오밍주(州)의 지층에서 유래되었다.
본 발명에서 말하는 규조토는 주로 규산(SiO2)으로 되어 있으며, 백색 또는 회백색을 띤다. 가벼우며 손가락으로 만지면 분말이 묻을 정도로 연하다. 미세한 다공질(多孔質)이기 때문에 흡수성이 강하고, 열의 불량도체이다. 우리 나라에서의 규조토는 제3기 또는 제4기 지층내에서 토상(土狀)으로 산출된다. 우리나라 고제3기(古第三期)에는 북동 내지 북북동 방향의 단층운동이 일어나서 여러 곳에 지구대(地溝帶) 퇴적분지가 형성되었다. 영일 분지, 길주와 명천 간 지구대, 서울과 원산 간 지구대, 두만강 분지 등이 형성되었고, 여기에 제3기층이 퇴적되었다. 퇴적층이 형성될 때 곳곳에서 소규모의 얕은 호수 또는 담수분지에 규조가 침적되어 광상을 이루었다. 이들 퇴적분지 가운데에서 영일만에 있는 규조토가 규조토 광상에 있어서 규모가 가장 크고, 경상북도 월성과 영일 등지에서 집중적으로 발견된다. 그 밖에도 북한지역에서는 함경남도 안변군 문산면 행현리와 안변군 안변면 남산리, 함경북도 경성군 주남면 부평동과 경성군 주북면 회문광산, 길주군 웅평면 산본광산, 명천군 명천광산, 명천군 서면 백록광산, 강원도 평강군 고삽면 세포리 등의 산지가 알려져 있다. 우리 나라에서 규조토를 광상으로 개발하기 시작한 것은 1941년 '조선광업령(朝鮮鑛業令)'에 의하여 지정법정광물로 편입되면서부터이다. 이후 국내의 규조토광상이 각지에서 발견되었고, 특히 경상북도 월성군 양북면 이일리에서 산출된 규조토를 원료로 경주시 노동리에서 일본의 아사히 곤로(旭爐)제조에 긴요히 사용되었다고 한다. 근래에 와서는 내화재용(耐火材用)으로 쓰이며, 강한 흡수성 때문에 대부분 공업용수, 수도, 의약품, 식품 등의 정제를 위한 여과재(濾過材)로 사용된다. 그 밖에 플라스틱과 제지의 충전재(充塡材), 다이너마이트의 흡착제, 지혈제(止血劑), 시멘트의 혼합재 등으로도 사용된다.
본 발명에서 말하는 게르마늄은 원소기호 Ge, 원자번호 32, 원자량 72.59±3이다. 1871년 D. I. 멘델레예프에 의해 그 존재가 예언되어 에카규소로 불렸으나 86년에 독일의 화학자 C. A. 빙클러에 의해 황은게르마늄석(Ag GeS) 속에서 발견되어 독일의 라틴명인 「Germania」를 따서 명명되었다. 규소와 유사하므로 지각(地殼) 속의 규산염의 규소와 치환하여 널리 존재하며, 또 구리나 아연 등을 함유한 황화광물이나 석탄 속에 함유되지만 게르마늄을 주체로 하는 광물은 극히 적다.
본 발명에서 말하는 백반석은 명반석이라고도 한다. 화학성분은 KAl3(SO4)2(OH)6이다. 육각 판상(板狀) 또는 인상(鱗狀)의 결정으로 나타나는데, 대개는 괴상 또는 입상(粒狀)이다. 굳기 3.5 내지 4, 비중 2.6 내지 2.9이다. 결정형의 것은 밑면에 완전한 쪼개짐이 있고, 쪼개짐면에 진주광택이 난다. 괴상의 것은 광택이 없다. 백색, 회색이며 때로는 홍색, 황색, 적갈색을 띠기도 한다. 조흔색(條痕色)은 백색이다. 염산에 녹지 않고, 수산화칼륨이나 더운 황산에 녹는다. 열수(熱水) 변질작용을 받은 화산암 지대에서 산출된다.
본 발명에서 말하는 옥이란, 치밀하고 경질(硬質)이며, 투명하여 아름답게 빛나고, 연마하여 광택이 나는 것을 말한다. 광물학적으로 연옥은 각섬석의 일종이며, 경옥은 알칼리 휘석의 일종이다. 연옥은 유백색인 것이 많으며, 녹색, 황색, 홍색 등도 있고, 경옥은 녹색, 백색이다. 색에 따라 여러 가지 명칭이 있으나, 백옥과 비취(翡翠)가 대표적인 것이다. 고대로부터 동양에서 귀히 여겨왔으며, 세공하여 장식석, 옥기(玉器)로서 사용되어 왔다. 연옥은 터키 등지에서는 결정편암이나 편마암 속에 맥상(脈狀)으로 산출되고, 중국 동북에서는 화강암의 접촉대(接觸帶)에서 산출된다. 경옥은 미얀마에서는 사문암 중에 맥상을 이루어 산출되고, 중국 윈난(雲南)이나 티베트고원에서도 산출된다. 좁은 뜻의 jade는 비취를 가리키는 것이지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명에서 말하는 옥은 상술한 넓은 의미의 옥을 모두 포함하는 것으로 정의한다.
바람직하게 상기 무기분말은 스트론튬 이온(Sr2+), 칼슘 이온(Ca2+), 마그네슘 이온(Mg2+)이 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 포함된 용액과 혼합하여 열처리된 것일 수 있다.
상기 무기분말이 상기 이온이 포함된 용액에 혼합되어 열처리되는 경우 무기분말 자체의 세균(Escherichia coli 등)에 대한 항균력이 향상될 수 있으며, 바람직하게는 스트론튬 이온(Sr2+) 및 칼슘 이온(Ca2+)이 포함된 용액과 혼합하여 열처리된 것일 수 있다.
더 바람직하게 상기 무기 분말은 미분말 제올라이트(zeolite)을 포함하고, 상기 제올라이트 100 중량부에 대하여 미분말 šœ가이트(shungite) 50 내지 70 중량부, 미분말 일라이트(illite) 50 내지 70 중량부, 미분말 맥반석 50 내지 70 중량부, 미분말 벤토나이트 50 내지 70 중량부, 미분말 규조토 30 내지 50 중량부, 미분말 게르마늄 30 내지 50 중량부, 미분말 황토 30 내지 50 중량부, 미분말 백반석 30 내지 50 중량부 및 미분말 옥(jade) 30 내지 50 중량부가 포함된 것이고, 스트론튬 이온(Sr2+) 및 칼슘 이온(Ca2+)이 포함된 용액과 혼합하여 열처리된 것일 수 있다.
상기 범위에 의하는 경우 상기 무기분말을 이루는 분말의 상호 작용으로 단순조합 이상의 항균 효과가 나타날 수 있다.
상기 항균 코팅 조성물은 산골취 추출물, 범꼬리풀 추출물, 선등갈퀴 추출물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 천연 추출물을 더 포함한다.
산골취(Saussurea neoserrata)는 깊은 산에서 자라며 높이는 50 내지 110cm이고. 줄기는 곧게 서고 윗부분에서 가지를 내기도 한다. 잎의 밑동이 줄기로 흘러서 줄기의 날개가 된다. 뿌리에 달린 잎과 밑부분에 달린 잎은 꽃이 필 때 지며, 줄기에 달린 잎은 어긋나고 바소꼴이거나 타원 모양 바소꼴로서 길이 12 내지 15cm이다. 끝이 뾰족하며 밑은 좁아진다. 윗부분으로 갈수록 작아지고, 뒷면에 꼬부라진 털이 나며 가장자리에 뾰족한 톱니가 있다. 또한 꽃은 8 또는 9월에 자줏빛으로 핀다. 가지 끝과 원줄기 끝에 두화(頭花)가 산방꽃차례로 달리며, 꽃지름 8 내지 10mm이다. 총포는 통 모양이며 길이 8 내지 9mm, 지름 4 내지 5mm이다. 포조각은 4줄로 늘어서며 가장자리가 자줏빛이고 거미줄 같은 흰 털이 난다. 열매는 수과로서 길이 약 5mm이며 검은 갈색 줄이 있다. 관모(冠毛)는 2줄이며 갈색이다. 어린순은 식용한다. 한국 특산종으로 북부지방에 분포한다.
상기 범꼬리풀은 산골짜기 양지에서 자란며, 높이 30 내지 80cm이다. 뿌리줄기가 짧고 굵으며 잔뿌리가 많다. 뿌리에 달린 잎은 어긋나고 잎자루가 길며 넓은 달걀 모양이고 점차 좁아져서 끝이 뾰족하고 밑은 심장밑 모양이다. 잎 가장자리는 밋밋하고 뒷면은 흰빛이다. 잎 길이 5 내지 10cm, 나비 3 내지 7cm이다. 줄기에 달린 잎은 이와 비슷하지만 잎자루가 짧고 잎도 작다. 잎집은 막질(膜質: 얇은 종이처럼 반투명한 것)이다. 꽃은 6 또는 7월에 연분홍색 또는 흰색으로 피고 수상꽃차례에 달린다. 꽃잎은 없고 꽃받침은 5개로 갈라진다. 수술은 8개로 꽃받침보다 좀더 길고, 꽃밥은 연한 붉은빛을 띤 자주색이며 수술대 밑부분에 작은 샘[腺]이 있다. 열매는 수과로서 9 또는 10월에 익는데, 꽃받침에 싸이며 3개의 능선이 있다. 어린 잎과 줄기는 식용하고, 뿌리줄기는 열을 내리거나 경기(驚氣)를 다스리며 종기의 염증을 없애는 데 사용한다. 한국, 중국 동북부, 헤이룽강, 우수리강 등지에 분포한다.
상기 선등갈퀴 (Vicia heptajuga Nakai)는 산지에서 자라는 여러해살이풀로 잎은 어긋나기하고 4~6쌍의 소엽으로 구성된 짝수깃모양겹잎이며 끝에 덩굴손의 흔적이 있으며 밑은 둔하고 끝은 길게 뽀족하며 가장자리는 밋밋하다. 꽃은 6~7월에 홍자색으로 피며 잎겨드랑이에서 2~4cm의 화경이 나와 총상꽃차례로 한쪽으로 치우쳐 달린다.
상기 천연 추출물은 상기 무기분말에 흡착된 것일 수 있다.
바람직하게는 상기 천연 추출물은 산골취 추출물 100 중량부에 대하여 범꼬리풀 추출물 50 내지 70 중량부 및 선등갈퀴 추출물 50 내지 70 중량부가 혼합된 것일 수 있다.
상기 범위에 의하는 경우 각 추출물의 상호 작용에 의하여 상기 소음 저감재를 포함하는 벽지 또는 바닥재 등에 흔히 생길 수 있는 세균에 대한 항균활성을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 상기 범위에 의하는 경우 상기 무기분말을 담체로 무기분말의 기공에 상기 천연 추출물이 포함되어도 항균효과를 잃지 않을 수 있어 오랜 기간 상기 항균 활성이 지속되도록 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 항균 코팅 조성물의 제조방법은 미분말 šœ가이트, 미분말 일라이트, 미분말 제올라이트, 미분말 맥반석, 미분말 벤토나이트, 미분말 규조토, 미분말 게르마늄, 미분말 황토, 미분말 백반석, 미분말 옥 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 무기분말을 산골취 추출물, 범꼬리풀 추출물, 선등갈퀴 추출물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 천연 추출물에 함침하여 상기 무기분말의 다공질 내부로 상기 천연 추출물이 함침되도록 하는 무기분말 함침단계; 상기 함침단계에 따라 천연 추출물이 함침된 무기분말을 건조시키는 건조단계; 상기 건조단계에 따라 건조된 무기분말을 정제수에 혼합하는 단계; 알코올을 혼합하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 벽지는 상기 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 포함하는 것이며, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 바닥재는 상기 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 포함하는 것이다.
구체적으로 가정 내 사용되는 벽지 또는 바닥재에 상기 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 포함함으로써, 충격음 등에 대한 흡음 효과의 향상을 통해 공동 주택의 층간 소음 문제를 저감시킬 수 있다.
더 나아가, 상기 소음 저감재의 표면층을 항균 코팅 조성물로 코팅시킴으로써, 벽지 또는 바닥재에 발생할 수 있는 곰팡이 또는 각종 세균에 대한 항균 효과를 향상시킬 수 있다.
상기 벽지 및 바닥재의 재질, 종류 및 크기 등은 제한되지 않고, 해당 분야의 통상의 지식을 가진 자가 적용할 수 있는 모든 범위를 포함하는 것으로 정의한다.
본 발명의 수세미오이를 이용한 소음 저감재에 의하면 인체에 무해한 천연 물질인 수세미오이 섬유를 포함하여, 얇은 두께에도 불구하고, 우수한 소음 및 진동 저감 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 소음 저감재의 표면층에 항균 코팅층을 포함하여, 공동 주택의 벽지 또는 바닥재에 생길 수 있는 각종 세균에 대한 항균 효과를 향샹시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수세미오이를 이용한 소음 저감재의 소음 저감율에 대한 실험 결과를 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수세미오이를 이용한 소음 저감재의 진동 저감율에 대한 실험 결과를 도식화한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예1: 본 발명인 소음 저감재를 구성하는 흡음층의 제조]
1. 수세미오이 섬유 및 시무나무 섬유의 제조
수세미오이 열매 및 시무나무 줄기를 긴 섬유 형태로 제조하기 위해 수세미오이 열매 및 시무나무 줄기를 100℃의 온도에서 한 시간동안 삶아 각각 으로부터 인피 섬유를 추출하였다.
2. 흡음층의 제조
반죽기에 물, 상기 펄프 섬유, 바인더재, 팽창재, 난연재, 수세미오이 섬유 및 시무나무 섬유를 첨가하여 20분간 혼합한 후, 혼합된 재료를 사출 성형기를 통하여 패널(Pannel) 형상으로 사출 성형하였다.
이후, 18 내지 20 mm 마이크로 웨이브 건조기를 이용해 60 내지 80℃로 건조하는 건조단계를 거쳐 수세미오이 섬유를 포함하는 흡음층을 제조하였다.
흡음층에 포함되는 용매(물), 펄프 섬유, 바인더재, 팽창재, 난연재, 수세미오이 섬유 및 시무나무 섬유의 중량부는 하기 표 1과 같다.
용매(물) 펄프섬유 바인더재 팽창재 난연재 수세미오이 섬유 시무나무 섬유
t1 100 40 2.5 2.5 2.5 - -
t2 100 40 2.5 2.5 2.5 3 -
t3 100 40 2.5 2.5 2.5 5 -
t4 100 40 2.5 2.5 2.5 7.5 -
t5 100 40 2.5 2.5 2.5 10 -
t6 100 40 2.5 2.5 2.5 12 -
t7 100 40 2.5 2.5 2.5 7.5 3
t8 100 40 2.5 2.5 2.5 7.5 5
t9 100 40 2.5 2.5 2.5 7.5 7.5
t10 100 40 2.5 2.5 2.5 7.5 10
t11 100 40 2.5 2.5 2.5 7.5 12
(단위 : 중량부)
[제조예2: 항균 코팅 조성물의 제조]
1. 혼합성상의 무기분말 분산액의 제조
미분말 šœ가이트, 미분말 일라이트, 미분말 제올라이트, 미분말 맥반석, 미분말 벤토나이트, 미분말 규조토, 미분말 게르마늄, 미분말 황토, 미분말 백반석, 미분말 옥의 혼합사용에 따른 상승효과를 확인하기 위하여 각 함량을 달리하면서 하기의 표 2와 같이 무기분말을 제조하였다.
또한 상기 무기분말은 스트론튬 이온(Sr2+) 및 칼슘 이온(Ca2+)이 포함된 용액에 혼합하고 1시간 동안 열처리한 뒤 정제수를 혼합하여 제조하였다.
S1 S2 S3 S4 S5 S6
제올라이트 100 100 100 100 100 100
šœ가이트 100 40 50 60 70 80
일라이트 100 40 50 60 70 80
맥반석 100 40 50 60 70 80
벤토나이트 100 40 50 60 70 80
규조토 100 20 30 40 50 60
게르마늄 100 20 30 40 50 60
황토 100 20 30 40 50 60
백반석 100 20 30 40 50 60
옥 100 20 30 40 50 60
(단위 : 중량부)
2 코팅 조성물에 포함되는 천연 추출물의 제조
산골취 잎을 믹서기로 분쇄한 다음 분말로 제조하였다. 분말 시료를 추출 용매인 50% 에탄올을 1;10(w;v)의 비율로 가한 다음 완전히 침지 시킨 후, 80℃에서 환류시키면서 3시간씩 3회 반복 추출하였다. 추출액은 Whatman No. 2 여과지로 여과하였다. 여과액은 60℃에서 감압 농축하여 산골취 추출물(SE)을 제조하였다.
상기 산골취 추출물(SE)의 제조 방법과 동일한 방법을 이용하여 범꼬리풀 추출물(BE) 및 선등갈퀴 추출물(VE)을 제조하였다.
이후, 하기 표 3과 같이 천연 추출물을 혼합하여 복합 추출물을 제조하였다.
MS1 MS2 MS3 MS4 MS5 MS6 MS7 MS8
SE 100 100 100 100 100 100 100 100
BE - 60 - 40 50 60 70 80
VE - - 60 40 50 60 70 80
(단위 : 중량부)
[실험예1: 수세미 오이를 이용한 소음 저감재의 소음 저감 효과 실험]
본 발명인 수세미 오이를 이용한 소음 저감재의 소음 저감 효과의 측정은 사각형 상자에 소음 발생기를 넣고 각기 다른 재질의 소재로 상자의 내부 벽면을 도배하고, 상자의 문을 닫은 후, 상자 외부에서 소음 측정기(RION-NA-27)로 소음도를 파악하는 방법으로 수행하였다.
구체적으로 소음 측정값이 81.9dB로 고정된 핸드폰을 상기 상자 속에 둔 상태에서 상자의 문을 닫고, 외부에서 상기 상자 속의 핸드폰에 전화를 걸어, 상자 외부에서 소음 측정기로 소음 정도를 측정하였다. 이 과정을 각각 3회 반복 수행하여 평균값을 구한 후, 그 저감율을 산정하였다.
아무런 소재로 상자 내부 벽면을 처리하지 않았을 때의 소음 측정값을 대조군으로 하였다.
그 결과는 하기 표 4에 나타난 바와 같다. 한편, 도 1에서는 하기 표 4에 나타난 각 소재에 대한 소음 저감율을 그래프로 도식화한 것이다.
재료 소음 측정값(dB)
1회 2회 3회 평균 저감율(%)
대조군 70.5 70.9 71.0 70.8 13.56
나무 66.3 67.5 68.9 67.6 17.47
스티로폼 64.5 66.0 67.0 65.8 19.7
일반 벽지 65.5 67.8 66.5 66.6 18.7
T1 61.2 62.2 62.5 62.0 24.3
T2 60.5 59.5 61.2 60.4 26.3
T3 57.5 58.2 57.3 57.7 29.6
T4 53.4 52.5 53.5 53.1 35.2
T5 56.0 55.0 54.0 55.0 32.9
T6 57.8 59.5 60.2 59.1 27.8
T7 60.2 59.5 61.2 60.3 26.4
T8 52.0 51.5 51.7 51.7 36.9
T9 49.7 49.5 48.5 49.2 39.9
T10 51.2 51.0 50.5 50.9 37.9
T11 58.0 57.4 58.5 57.9 29.3
(T1 내지 T11 은 상기 t1 내지 t11의 중량부에 의해 제조된 흡음층을 포함하는 소음 저감재를 의미한다.)
상기 표 4에 의하면, 용매 100 중량부에 대하여, 상기 펄프 섬유 30 내지 50 중량부, 상기 바인더재 1 내지 5 중량부, 상기 팽창재 1 내지 5 중량부, 상기 난연재 1 내지 5 중량부 및 상기 수세미오이 섬유 5 내지 10 중량부를 혼합(t3 내지 t5)하여 제조한 흡음층을 포함하는 소음 저감재의 경우, 소음에 대한 저감 효과가 우수함을 알 수 있다.
특히 용매 100 중량부에 대하여 상기 시무나무 섬유 5 내지 10 중량부를 추가로 혼합(t8 내지 t10)하여 제조한 흡음층을 포함하는 소음 저감재의 경우, 그 효과가 극대화됨을 알 수 있다.
[실험예2: 수세미 오이를 이용한 소음 저감재의 진동 저감 효과 실험]
본 발명인 수세미 오이를 이용한 소음 저감재의 진동 저감 효과의 측정은 10cm X 10cm 철판에 바닥재를 깔고 50cm 수직 상공에서 쇠구슬을 자유 낙하시켜 진동 측정기(RION-VM-52)를 이용하여 진동 정도를 측정하였다.
철판 자체를 대상으로 한 결과를 대조군으로 하고, 각기 다른 재질의 소재로 구성된 소음 저감재를 상기와 동일한 철판의 밑에 깐 후, 50cm 수직 상공에서 쇠구슬을 자유 낙하시켜 진동 측정기로 진동의 정도를 측정하였다. 이 과정을 각각 3회 반복 수행하여 평균값을 구한 후, 그 저감율을 산정하였다.
그 결과는 하기 표 5와 같다. 한편, 도 2에서는 하기 표 5에 나타난 각 소재에 대한 진동 저감율을 그래프로 도식화한 것이다.
재료 진동수(dB)
1회 2회 3회 평균 저감율(%)
대조군(철판) 40.8 41.0 40.8 40.8 -
철판+나무 37.5 37.5 36.8 37.3 8.6
철판+스티로폼 38.5 38.0 37.5 38.0 6.9
철판+일반 벽지 38.0 38.5 37.7 38.1 6.7
철판+T1 35.5 36.5 36.8 36.3 11.0
철판+T2 35.7 34.5 36.9 35.7 12.5
철판+T3 32.2 32.5 33.0 32.6 20.1
철판+T4 31.5 32.5 31.2 31.7 22.3
철판+T5 32.5 33.1 33.4 33.0 19.2
철판+T6 36.5 36.7 37.5 36.9 10.0
철판+T7 36.7 36.7 37.0 36.8 9.9
철판+T8 28.5 29.5 27.4 28.5 30.1
철판+T9 25.5 24.5 25.8 25.3 38.0
철판+T10 27.7 28.4 28.5 28.2 30.9
철판+T11 36.7 37.0 37.4 37.0 9.3
(T1 내지 T11 은 상기 t1 내지 t11의 중량부에 의해 제조된 흡음층을 포함하는 소음 저감재를 의미한다.)
상기 표 5에 의하면, 용매 100 중량부에 대하여, 상기 펄프 섬유 30 내지 50 중량부, 상기 바인더재 1 내지 5 중량부, 상기 팽창재 1 내지 5 중량부, 상기 난연재 1 내지 5 중량부 및 상기 수세미오이 섬유 5 내지 10 중량부를 혼합(t3 내지 t5)하여 제조한 흡음층을 포함하는 소음 저감재의 경우, 진동 저감 효과가 우수함을 알 수 있다.
특히 용매 100 중량부에 대하여 상기 시무나무 섬유 5 내지 10 중량부를 추가로 혼합(t8 내지 t10)하여 제조한 흡음층을 포함하는 소음 저감재의 경우, 그 효과가 극대화됨을 알 수 있다.
[실험예3: 표면층에 형성된 항균 코팅층의 항균 효과 실험]
3-1. 혼합성상의 무기분말 분산액에 대한 항균 효과 실험
KS 0693 - 1990 시험법에 의거 Escherichia coli를 균주로 하여 106 마리를 면, PET에 대해 접종하고 혼합성상의 무기분말 분산액(S1 내지 S6)에 대한 직물의 항균도를 측정하였다.
항균 효과는 하기 표 6과 같다.
[평가표]
◎ : 미생물의 양 103 이하
○ : 미생물의 양 104 이하
△ : 미생물의 양 105 이하
S1 S2 S3 S4 S5 S6
항균력 ○ △ ◎ ◎ ◎ △
상기 항균력 평가에 따르면, S3 내지 S5에서 우수한 평가를 나타낸 것으로 확인되었다.
3-2. 천연 추출물을 포함하는 무기분말에 대한 항균 효과 실험
상기 S4에 상기 MS1 내지 MS8의 복합 추출물을 흡착시키고, 이를 정제수에 분산하여 각 혼합물의 항균 효과를 실험하였다. 시험방법은 상기 혼합성상의 무기분말 분산액에 대한 항균 효과 실험과 동일하게 진행하였고, 그 결과는 혼합성상의 무기분말 분산액(S4)에 대한 상대적인 효과로 비교하여 하기의 표 7에 나타내었다.
상기 S4의 항균 효과와 비교를 위해 S4의 지수를 5로 놓고, MS1 내지 MS8의 항균 효과를 지수 1 내지 10으로 평가하였다. 지수가 클수록 항균 효과가 우수한 것이다.
S4 MS1 MS2 MS3 MS4 MS5 MS6 MS7 MS8
항균력 5 6 5 6 7 9 10 9 6
(단위 : 지수)
상기 표 7의 결과에 따르면, S4에 비해 MS1 내지 MS8은 동등 또는 우수한 평가를 나타낸 것으로 확인되었으며, 특히 MS5 내지 MS7의 경우 가장 우수한 항균 효과가 있음이 나타났다.
이는 상기 혼합성상의 무기분말 분산액만 사용하는 경우와 비교하여, 천연 복합 추출물로 사용 시, 각 성분 간의 복합 작용에 의해 코팅층의 항균 효과가 우수함을 의미한다고 할 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 표면층;
    상기 표면층의 하측면에 위치하며, 수세미오이 섬유를 포함하는 흡음층;
    상기 흡음층의 하측면에 위치하며, 단열 효과를 갖도록 반경질폼 또는 경질폼으로 구성된 단열층; 및
    상기 단열층의 하측면에 위치하며, 일면에 금속층이 형성된 방수층을 포함하고,
    상기 흡음층은 시무나무(Hemiptelea davidii) 섬유를 더 포함하는 것으로,
    상기 흡음층은 용매 100 중량부에 대하여, 펄프 섬유 30 내지 50 중량부, 바인더재 1 내지 5 중량부, 팽창재 1 내지 5 중량부, 난연재 1 내지 5 중량부, 상기 수세미오이 섬유 5 내지 10 중량부 및 시무나무 섬유 5 내지 10 중량부를 혼합하여 형성되는 것인
    수세미오이를 이용한 소음 저감재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면층은 폴리우레탄계 수지 및 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리메타크릴계 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인
    수세미오이를 이용한 소음 저감재.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단열층은 스티로폼, 우레탄폼, 라텍스폼, 발포실리콘, 폴리비닐아세테이트 폼 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인
    수세미오이를 이용한 소음 저감재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄(Al) 분말, 알루미늄 합금 분말 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 분말로 열 융착하여 형성되는 것인
    수세미 오이를 이용한 소음 저감재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표면층은 항균 코팅 조성물로 코팅된 것이며,
    상기 항균 코팅 조성물은 미분말 šœ가이트(shungite), 미분말 일라이트(illite), 미분말 제올라이트(zeolite), 미분말 맥반석, 미분말 벤토나이트, 미분말 규조토, 미분말 게르마늄, 미분말 황토, 미분말 백반석, 미분말 옥(jade) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 무기분말을 포함하는
    수세미오이를 이용한 소음 저감재.
  7. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 포함하는 벽지.
  8. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 수세미오이를 이용한 소음 저감재를 포함하는 바닥재.
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