KR102447348B1 - 이중 구조의 층간소음 방지재 - Google Patents

이중 구조의 층간소음 방지재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 층간소음 방지재로서, 더욱 상세하게는 상단부는 고탄성 우레탄 패드를 하단부는 점탄성 우레탄 패드를 적용하여 2중구조의 하이브리드 복합 탄성체를 구성함으로서, 반발 탄성과 점탄성을 활용하여 중량 충격음을 분산시키는 이중 구조의 층간소음 방지재에 관한 것이다.
본 발명은 상단부는 고탄성 우레탄 패드부(110), 하단부는 점탄성 우레탄 패드부(120)를 포함하여 구성된 이중 구조의 층간소음 방지재(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 고탄성 우레탄 패드부(110)는 고탄성 주제(A액)와 고탄성 경화제(B액)가 혼합 반응되어 형성되되,
상기한 고탄성 주제(A액)는 폴리올, 제1폴리프로필렌글리콜, 제2폴리프로필렌글리콜, 실리콘 정포제, 물, 촉매를 포함하여 구성되어 있고,
상기한 고탄성 경화제(B액)는 통상의 우레탄 경화제로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 구조의 층간소음 방지재(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 점탄성 우레탄 패드부(120)는 점탄성 주제(C액)와 점탄성 경화제(D액)가 혼합되고 반응되어 형성되되,
상기한 점탄성 주제(C액)는 폴리올, 제1폴리프로필렌글리콜, 제2폴리프로필렌글리콜, 부탄디올, 실리콘 정포제, 물, 촉매를 포함하여 구성되어 있고,
상기한 점탄성 경화제(D액)는 통상의 우레탄 경화제로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 구조의 층간소음 방지재(100)를 제공한다.

Description

이중 구조의 층간소음 방지재{a double layered matt for preventing interformational noise and bang}
본 발명은 층간소음 방지재로서, 더욱 상세하게는 상단부는 고탄성 우레탄 패드를 하단부는 점탄성 우레탄 패드를 적용하여 2중구조의 하이브리드 복합 탄성체를 구성함으로서, 반발 탄성과 점탄성을 활용하여 중량 충격음을 분산시키는 이중 구조의 층간소음 방지재에 관한 것이다.
아파트와 같은 공동주택이나 복층 건축물의 경우, 공기전파음은 콘크리트 슬라브 구조에 의해 대다수가 차단되나, 상층 바닥에서 사람의 보행이나 물건의 낙하 등에 의해 바닥에 충격이나 진동이 직접 가해지면 고체전파음으로 변하여 거의 감쇠되지 않고, 바닥 슬라브나 천정 또는 벽체를 통해 아래층이나 인접 세대 안으로 방사되는 특성이 있다. 이와 같은 충격음은 '층간 소음'이라 불리우며, 그릇이나 물건의 낙하음, 의자 이동음과 같이 고주파수 성분의 음을 많이 발생시키는 경량충격음과, 성인보행 또는 어린이의 뜀뛰기 등과 같이 저주파수 성분의 음을 많이 발생시키는 중량충격 등으로 구별된다. 공동주택 등에서는 중량충격음과 경량충격음이 모두 발생하며, 이의 전파를 막기 위한 건축물의 층간 소음 저감용 바닥 완충재가 더 요구되고 있다.
이와 같은 바닥 완충재에는 탄성 특성, 부드러운 촉감과 우수한 충격 강도 및 내열성을 가지는 엘라스토머의 함유가 요구된다. 이를 위해, 발포성을 갖는 열가소성 엘라스토머 수지 조성물을 사출 성형한 발포체가 사용되고 있다.
한국공개특허 제10-2003-0078135호에는 EVA를 주재료 성분으로 하고 LDPE를 보조재료 성분으로 가지는 조성물을 발포체로 만든 "EVA 패드"가 일례로써 개시되어 있다. 또한, 한국공개특허 제10-2016-0107773호에는 EVA를 주재료 성분으로 하되, 재료 성분인 LDPE의 전부 또는 일부를, LDPE보다 연화점이 높은 LLDPE로 대체함으로써 동탄성의 장기간 유지 성능이 더욱 향상되고 내열 유지성의 지속능력도 향상된 EVA 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 EVA를 조성물로 사용한 완충재는 시간이 경과됨에 따라 진동을 절연하고 음압을 흡수하는 물성인 동탄성이 급격하게 상승하는 현상이 발생한다.
따라서, 동탄성 계수를 보다 더 오랜 시간 동안 일정하게 지속 가능하게 하여, 아파트 및 공동주택 등의 건축물에서 발생하는 층간 소음을 효율적으로 저감할 수 있는 엘라스토머 조성물이 요구되고 있다.
상기와 같은 요구로 등록특허 10-2139975호(층간 소음 저감용 열가소성 엘라스토머 조성물 및 그의 발포체, 이하 선행기술 1)는 " 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 10 내지 30 중량%; 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 20 내지 55 중량%; 올레핀 블록 코폴리머(OBC) 15 내지 30 중량%; 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 15 내지 30 중량%; 및 스티렌-이소프렌-스티렌　블록 공중합체(SIS) 5 내지 15 중량%를 포함하고, 상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)는 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있는 층간 소음 저감용 열가소성 엘라스토머 조성물"을 제공한 바 있다.
또한 본 발명자는 등록특허 10-1740046호(층간소음 방지재, 이하 선행기술 2)로 "건축 구조물의 층간 슬라브 바닥면에 안치되며 겔(Gel)재질로서, 진동에 속하는 바닥충격음을 차단하도록 한 겔시트; 상기 겔시트의 상부에 적층되며 고무재질로서, 고주파에 속하는 중량충격음을 차단하도록 한 고무시트; 상기 고무시트의 상부에 적층되며 폼재질로서, 저주파에 속하는 경량충격음을 차단하도록 한 폼시트; 및 상기 폼시트, 고무시트, 겔시트의 사이에 각각 적층되는 접착시트;를 포함하여 구성된 층간소음 방지재"를 제공한 바 있다.
상기한 선행기술 1 및 2는 층간 소음의 충격 흡수에 유용한 기술이기는 하나, 현대의 아파트의 내역벽식 구조에서 발생하는 층간소음의 주원인은 중량충격음(KSF2863-2002, 63Hz ~ 500Hz)을 방지하는데 미흡한 점이 있어 층간 소음을 효과적으로 방지하지 못하는 문제점이 있었던바,
본 발명은 상기한 층간소음의 주원인인 중량충격음(KSF2863-2002, 63Hz ~ 500Hz)을 효과적으로 분산시키기 위하여, 상단부는 고탄성 우레탄 패드를 하단부는 점탄성 우레탄 패드를 적용하여 2중구조의 하이브리드 복합 탄성체를 구성함으로서, 반발 탄성과 점탄성을 활용하여 중량 충격음을 효과적으로 분산시키는 이중 구조의 층간소음 방지재를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기존의 바닥재 또는 시공방법과 호환이 손쉬워 이미 출시되어 있는 일반 바닥재 등에 그대로 적용하기가 쉽고, 추가적인 생산라인 구축이 없이 제조가 매우 용이한 이중 구조의 층간소음 방지재를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기한 문제점 및 요구를 해결하기 위하여,
상단부는 고탄성 우레탄 패드부(110), 하단부는 점탄성 우레탄 패드부(120)를 포함하여 구성된 이중 구조의 층간소음 방지재(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 고탄성 우레탄 패드부(110)는 고탄성 주제(A액)와 고탄성 경화제(B액)가 혼합 반응되어 형성되되,
상기한 고탄성 주제(A액)는 폴리올, 제1폴리프로필렌글리콜, 제2폴리프로필렌글리콜, 실리콘 정포제, 물, 촉매를 포함하여 구성되어 있고,
상기한 고탄성 경화제(B액)는 통상의 우레탄 경화제로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 구조의 층간소음 방지재(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 점탄성 우레탄 패드부(120)는 점탄성 주제(C액)와 점탄성 경화제(D액)가 혼합되고 반응되어 형성되되,
상기한 점탄성 주제(C액)는 폴리올, 제1폴리프로필렌글리콜, 제2폴리프로필렌글리콜, 부탄디올, 실리콘 정포제, 물, 촉매를 포함하여 구성되어 있고,
상기한 점탄성 경화제(D액)는 통상의 우레탄 경화제로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 구조의 층간소음 방지재(100)를 제공한다.
본 발명에 따른 이중 구조의 층간소음 방지재는 상단부는 고탄성 우레탄 패드를 하단부는 점탄성 우레탄 패드를 적용하여 2중구조의 하이브리드 복합 탄성체를 구성함으로서, 반발 탄성과 점탄성을 활용하여 중량 충격음을 효과적으로 분산시키는 기능을 수행하여 층간소음의 주원인인 중량충격음(KSF2863-2002, 63Hz ~ 500Hz)을 효과적으로 방지하는 효과가 나타난다.
또한 본 발명에 따른 이중 구조의 층간소음 방지재는 기존의 바닥재 또는 시공방법과 호환이 손쉬워 이미 출시되어 있는 일반 바닥재 등에 그대로 적용하기가 쉽고, 또한 추가적인 생산라인 구축이 없이 제조를 할 수 있는 기능이 있어 제조 공정의 편의성과 경제성의 효과가 현저히 높게 나타난다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 구조의 층간소음 방지재의 구조도.
도 1b는 본 발명에 따른 이중 구조의 층간소음 방지재의 설치도(C는 콘크리트 층).
도 2는 본 발명에 따른 이중 구조의 층간소음 방지재의 시험 성적서.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 상단부는 고탄성 우레탄 패드부(110), 하단부는 점탄성 우레탄 패드부(120)를 포함하여 구성된 이중 구조의 층간소음 방지재(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 상단부는 고탄성 우레탄 패드부(110), 하단부는 점탄성 우레탄 패드부(120)를 포함하여 구성된 이중 구조의 층간소음 방지재의 제조방법을 제공한다.
도 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 상단부는 고탄성 우레탄 패드부(110)로 구성되어 있고, 하단부는 점탄성 우레탄 패드부(120)로 구성된 이중 구조로 되어 있다.
상기한 바처럼, 지금의 고층아파트의 내역벽식 구조에서 발생하는 층간소음의 주원인은 중량충격음(2863-2, 63Hz ~ 500Hz)인데 이를 방지하는데 미흡한 점이 있어 효과적으로 층간 소음을 방지하지 못하였는바, 본 발명은 고탄성 우레탄 패드부(110)로 구성되어 있고, 하단부는 점탄성 우레탄 패드부(120)로 구성되어 있어 이와 같은 이중 구조로 되어 있는 층간소음 방지 구조로 인하여 중량충격음(KSF2863-2002, 63Hz ~ 500Hz)을 효과적으로 분산시켜 층간소음을 현저히 방지하는 기능을 수행하게 된다.
본 발명의 상기한 고탄성 우레탄 패드부(110)는 고탄성 주제(A액)와 고탄성 경화제(B액)가 혼합 반응되어 형성되어 있다.
본 발명의 고탄성의 의미는 일반적으로 큰 탄성 변형을 할 수 있는 성질을 말한다. R. Houwink는 편의상 1%의 변형을 그 경계로 하였다. 고탄성을 보이는 물체를 고탄성체라 한다. 결정체는 고탄성을 보이지 않고, 변형이 1%에 이르기 전에 파괴되거나 혹은 소성 변형을 일으킨다.
상기한 고탄성 주제(A액)는 폴리올, 제1폴리프로필렌글리콜, 제2폴리프로필렌글리콜, 실리콘 정포제, 물, 촉매를 포함하여 구성되어 있다.
바람직하게는 고탄성 주제(A액)는 폴리올 100중량부에, 제1폴리프로필렌글리콜 50~70 중량부, 제2폴리프로필렌글리콜 30~50중량부, 실리콘 정포제 2~8 중량부, 물 3~10중량부, 촉매 0.1~1 중량부를 포함하여 구성되어 있다.
본 발명의 상기한 폴리올(polyol)은 OH-V 50~60, 점도 2000±200인 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol)을 사용하는 것이 매우 효과적이다.
본 발명의 상기한 제1폴리프로필렌글리콜은 PPG(Polypropylene glycol)로서 화학식은 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 3000 ± 200을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 상기한 제2폴리프로필렌글리콜은 PPG(Polypropylene glycol)로서 화학식은 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 5000 ± 200을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 상기한 실리콘 정포제(silicone surfactants)는 통상의 실리콘 계면활성제를 사용할 수 있으며, 폴리에테르 변성실리콘 등을 사용할 수 있다.
이와 같은 실리콘 정포제(silicone surfactants)는 원료의 혼합을 용이하게 하고(유화작용), 우레탄 System의 표면장력을 낮춰 기포성장을 도우며, 기포를 성장시킨다.
또한 기포간 압력차를 낮춰 가스의 확산을 막고 우레탄 셀이 커지고 불균일화되는 것을 예방하며, 또한 점도상승시 기포 불안정화로 인한 셀의 파괴, 합일 및 셀막이 엷어지는 등의 문제를 예방하여 폼의 꺼짐 현상이 없도록 하게 한다.
더불어 폼의 유동성과 몰드발포시 충전성을 좋게 하여 제품밀도를 균일하게 하는 작용을 한다.
본 발명의 상기한 물은 순수 물(H2O)를 사용하며 불순물이 제거된 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 촉매는 고탄성 주제를 형성하는 것을 촉진하는 기능을 수행하며 상기한 고탄성 우레탄을 제조하는데 사용하는 통상의 촉매를 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기한 촉매는 아민 촉매를 사용하는 것이 고탄성 주제를 형성하는데 매우 효과적이다.
상기한 아민 촉매는 트리에틸아민, N-에틸몰포린, 트리에틸렌디아민, 테트라메틸헥사메틸렌디아민, N,N-디메틸-3-[디메틸아미노] 프로판아미드, 3-[비스-(3-[디메틸아미노]프로필)]아미노-N,N-디메틸 프로판아미드, N,N-디메틸-N-(2-히드록시프로필)아민, N,N,N'-트리메틸-N'-(2-히드록시프로필)에틸렌디아민, N,N,N',N''-테트라메틸-N''-(2-히드록시프로필)디에틸렌트리아민, N,N,N',N'',N'''-펜타메틸-N'''-(2-히드록시프로필)트리에틸렌트리아민 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 상기한 고탄성 주제는 아래와 같은 방법으로 제조된다.
먼저 상기한 폴리올 100중량부에, 제1폴리프로필렌글리콜 50~70 중량부, 제2폴리프로필렌글리콜 30~50중량부의 주원료를 준비한다.
바람직하게는 폴리올(polyol)은 OH-V 50~60, 점도 2000±200인 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol)을, 상기한 제1폴리프로필렌글리콜은 PPG(Polypropylene glycol)로서 화학식은 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 3000 ± 200을, 상기한 제2폴리프로필렌글리콜은 PPG(Polypropylene glycol)로서 화학식은 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 5000 ± 200을 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 상기에서 준비한 3가지 주원료를 믹싱조에 동시 투입하여 온도 25~30℃를 유지하면서 믹싱조의 교반기를 회전 RPM을 700~800로 회전시키면서 혼합 반응시키되 진공상태에서 0.5~2시간 정도를 혼합하여 반응시키는 과정을 수행한다.
본 발명은 상기한 과정 후에 진공상태를 해제한 후 교반기를 RPM 400~500으로 유지하면서 상기한 폴리올(polyol) 100중량부를 기준으로 실리콘 정포제 1~10중량부, 물 1~12중량부, 아민촉매 0.1~2중량부를 순서대로 투입하고 1~2 시간 동안 교반시키면서 반응시켜 고탄성 주제를 형성하게 된다.
본 발명은 상기한 고탄성 경화제(B액)는 통상의 우레탄 경화제를 사용할 수 있으며 바람직하게는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 사용할 수 있으며 더욱 바람직하게는 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI)를 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 고탄성 주재(A액)와 고탄성 경화제(B액)를 혼합하여 고탄성 우레탄 패드부(110)를 형성하는 과정을 수행한다.
본 발명은 상기한 고탄성 주재 100 중량부에 고탄성 경화제 20~60 중량부, 바람직하게는 35~45중량부를 혼합한 것을 고압발포기를 통하여 고탄성 우레탄 패드부를 성형하는 금형으로 주입한 후 금형 온도를 35~40℃로 유지한 후 105 ~ 120초간 성형하는 과정을 수행하여 상단부의 고탄성 우레탄 패드부(110)를 형성하게 된다.
상기한 혼합액을 금형으로 주입하는 경우 4~6% 정도의 오버 패킹하여 주입하는 것이 고탄성 우레탄 패드부 성형 효율이 좋아진다.
본 발명의 상기한 하단부의 점탄성 우레탄 패드부(120)는 점탄성 주제(C액)와 점탄성 경화제(D액)가 혼합되고 반응되어 형성된다.
상기한 점탄성(viscoelasticity)의 의미는 변형이 일어날 때 점성 및 탄성 특성을 모두 나타내는 재료의 특성을 의미한다. 물과 같은 점성 물질은 응력이 가해졌을 때 시간에 대해 선형적으로 전단(shear) 흐름이나 변형에 저항한다. 탄성 물질은 잡아당기면 변형이 일어나지만 응력을 제거하면 곧바로 원래의 상태로 되돌아온다.
점탄성 물질은 이러한 특성을 모두 가지고 있기 때문에 변형이 일어나도 시간에 따라 그 정도가 달라진다. 탄성(elasticity)은 대개 정렬된 고체에서 원자간 결합이 늘어나거나 압축되어 발생하는 데에 반해, 점도는 무정형 물질 안에 있는 원자나 분자의 확산의 결과이다.
상기한 점탄성 주제(C액)는 폴리올, 제1폴리프로필렌글리콜, 제2폴리프로필렌글리콜, 부탄디올, 실리콘 정포제, 물, 촉매를 포함하여 구성되어 있다.
바람직하게는 점탄성 주제(C액)는 폴리올 100중량부에, 제1폴리프로필렌글리콜 60~90 중량부, 제2폴리프로필렌글리콜 40~70중량부, 부탄디올 20~30 중량부, 실리콘 정포제 2~8 중량부, 물 2~10중량부, 촉매 0.1~1 중량부를 포함하여 구성되어 있다.
본 발명의 상기한 폴리올(polyol)은 OH-V 50~60, 점도 2000±200인 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol)을 사용하는 것이 매우 효과적이다.
본 발명의 상기한 제1폴리프로필렌글리콜은 PPG(Polypropylene glycol)로서 화학식은 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 3000 ± 200을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 상기한 제2폴리프로필렌글리콜은 PPG(Polypropylene glycol)로서 화학식은 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 5000 ± 200을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 상기한 부탄디올은 본 발명의 하단부의 점탄성 우레탄 패드부(120)의 점성을 현저히 높여주는 기능을 수행한다.
상기한 부탄디올은 통상의 부탄디올을 사용할 수 있으며, 탄소 4개를 갖는 부탄디올은 무색의 액체 화학물로 수산기(hydroxyl group)의 위치에 따라 1,4-부탄디올(1,4-butandiol), 1,3-부탄디올(1,3-butandiol), 2,3-부탄디올(2,3-butandiol), 1,2-부탄디올(1,2-butandiol)을 사용할 수 있다.
2,3-부탄디올의 경우 탄소 2번과 3번에 광학이성질체가 존재하여 3개의 다른 광학이성질체 형태가 있으며 (2R,3R)와 (2S,3S)의 부탄디올과 메소 화합물(meso compound)의 경우 (2S, 3R)의 부탄디올이 존재한다. 미생물 발효에 의해 피루브산으로부터 만들어지는 부탄디올은 (2R,3R)-부탄디올로 알려져 있다.
본 발명은 상기한 부탄디올은 1,3-부탄디올(1,3-butandiol)을 사용한 점에 기술적 특징이 있다.
하단부의 점탄성 우레탄 패드부(120)의 제조시 1,3-부탄디올(1,3-butandiol)을 포함하여 점탄성의 효능을 높이며 특히 중 주파수(100~250Hz) 대역 중량충격음 을 흡수 완화 하는 기능을 현저히 높이게 된다.
본 발명의 상기한 실리콘 정포제(silicone surfactants)는 통상의 실리콘 계면활성제를 사용할 수 있으며, 폴리에테르 변성실리콘 등을 사용할 수 있다.
이와 같은 실리콘 정포제(silicone surfactants)는 원료의 혼합을 용이하게 하고(유화작용), 우레탄 System의 표면장력을 낮춰 기포성장을 도우며, 기포를 성장시킨다.
또한 기포간 압력차를 낮춰 가스의 확산을 막고 우레탄 셀이 커지고 불균일화되는 것을 예방하며, 또한 점도상승시 기포 불안정화로 인한 셀의 파괴, 합일 및 셀막이 엷어지는 등의 문제를 예방하여 폼의 꺼짐 현상이 없도록 하게 한다.
더불어 폼의 유동성과 몰드발포시 충전성을 좋게 하여 제품밀도를 균일하게 하는 작용을 한다.
본 발명의 상기한 물은 순수 물(H2O)를 사용하며 불순물이 제거된 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 촉매는 고탄성 주제를 형성하는 것을 촉진하는 기능을 수행하며 상기한 고탄성 우레탄을 제조하는데 사용하는 통상의 촉매를 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기한 촉매는 아민 촉매를 사용하는 것이 고탄성 주제를 형성하는데 매우 효과적이다.
상기한 아민 촉매는 트리에틸아민, N-에틸몰포린, 트리에틸렌디아민, 테트라메틸헥사메틸렌디아민, N,N-디메틸-3-[디메틸아미노] 프로판아미드, 3-[비스-(3-[디메틸아미노]프로필)]아미노-N,N-디메틸 프로판아미드, N,N-디메틸-N-(2-히드록시프로필)아민, N,N,N'-트리메틸-N'-(2-히드록시프로필)에틸렌디아민, N,N,N',N''-테트라메틸-N''-(2-히드록시프로필)디에틸렌트리아민, N,N,N',N'',N'''-펜타메틸-N'''-(2-히드록시프로필)트리에틸렌트리아민 등이 사용될 수 있다.
본 발명은 상기한 점탄성 경화제(D액)는 통상의 우레탄 경화제를 사용할 수 있으며 바람직하게는 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트를 사용할 수 있으며 더욱 바람직하게는 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI)를 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 상기한 점탄성 주재(C액)와 점탄성 경화제(D액)를 혼합하여 점탄성 우레탄 패드부(120)를 형성하는 과정을 수행한다.
본 발명은 상기한 점탄성 주재 100 중량부에 점탄성 경화제 30~70 중량부, 바람직하게는 45~55 중량부를 혼합한 것을 고압발포기를 통하여 점탄성 우레탄 패드부를 성형하는 금형으로 주입한 후 금형 온도를 35~40℃로 유지한 후 130 ~ 150초간 성형하는 과정을 수행하여 하단부의 점탄성 우레탄 패드부(120)를 형성하게 된다.
상기한 혼합액을 금형으로 주입하는 경우 4~6% 정도의 오버 패킹하여 주입하는 것이 점탄성 우레탄 패드부 성형 효율이 좋아진다.
본 발명은 상기와 같이 제조된 고탄성 우레탄 패드부(110)를 상단부에 위치시키고 점탄성 우레탄 패드부(120)를 하단부에 위치시켜 결합시켜 이중 구조의 층간소음 방지재(100)를 제조하게 된다.
상기한 고탄성 우레탄 패드부(110)는 두께가 15~35mm, 바람직하게는 20mm로 된 것이 좋으며,
상기한 점탄성 우레탄 패드부(120)는 두께가 7~13mm, 바람직하게는 10mm로 된 것이 소음 및 충격 흡수에 매우 효과적이다.
상기한 고탄성 우레탄 패드부(110)와 점탄성 우레탄 패드부(120)를 결합시키는 방법은 통상의 결합 방법으로 할 수 있으며 접착제를 사용하여 결합하는 것이 좋다.
상기한 접착제는 천연 성분 접착제 또는 합성의 고분자 물질 접착제를 사용하는 것이 바람직하며 통상의 플라스틱, 고무 또는 우레탄을 접착시키는 접착제를 사용할 수 있다.
접착제는 합성의 고분자 물질 접착제 또는 천연 성분 접착제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며 바람직하게는 합성의 고분자 물질 접착제 100중량부에 천연 성분 접착제를 10~150 중량부를 혼합하여 사용하는 것이 친환경적인 특성을 갖게 된다.
상기한 합성의 고분자 물질 접착제의 사용 실시예로 일액형 또는 이액형 폴리우레탄 접착제를 사용할 수 있다.
상기한 일액형 폴리우레탄 접착제의 일 실시예로 MDI(메틸렌다이이소시아네이트), PPG(폴리프로필렌글리콜), 1,3 BD(부틸렌 글라이콜, Butylene Glycol), 반응촉매 DBDTL(디부틸틴디라우레이트), 이소프로필, 산화방지제, 경화촉매를 포함하는 일액형 폴리우레탄 접착제를 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기한 일액형 폴리우레탄 접착제는 MDI(메틸렌다이이소시아네이트) 100중량부에 PPG(폴리프로필렌글리콜) 100~200중량부, 1,3 BD(부틸렌 글라이콜, Butylene Glycol) 0.5~5중량부, 반응촉매 DBDTL(디부틸틴디라우레이트) 0.1~3중량부, 이소프로필 1~10중량부, 산화방지제 0.5~5중량부, 경화촉매 0.1~3중량부를 혼합하는 것이 좋다.
상기한 이액형 폴리우레탄 접착제의 일 실시예로 원재료로 폴리우레탄 프리폴리머 100중량부에, 디이소시아네이트 10~50중량부, 아디프산, 글리콜, 희석제, 충진제, 증점제, 가소제, 경화제, 탄소 섬유, 난연제를 첨가 혼합하여 형성된 것을 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기의 이액형 폴리우레탄 접착제는 폴리우레탄 프리폴리머 100중량부에, 디이소시아네이트 10~50중량부, 아디프산 5~15중량부, 글리콜 5~15중량부, 희석제 5~15중량부, 충진제 2~10중량부, 증점제 2~10중량부, 가소제 2~10중량부, 경화제 2~5중량부, 탄소 섬유 2~5중량부, 난연제 1~3중량부를 첨가 혼합하여 형성된 것을 사용할 수 있다.
상기한 천연 성분 접착제의 일 실시예로는 계피 추출액 100 중량부에 대하여 구절초 추출액 0.1 ~ 3 중량부, 가시풀 추출액 0.1 ~ 5 중량부, 질경이 추출액 0.5~5 중량부, 섬유질 분말 1 ~ 10 중량부, 아밀로펙틴 10 ~ 70 중량부; 황토분말, 견운모분말 또는 이들의 혼합물 10 ~ 180 중량부 및; 카놀라유 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 형성된 천연 성분 접착제를 사용할 수 있다.
상기의 추출액은 통상의 물 또는 알코올을 이용하여 추출한 추출액을 의미한다.
본 발명의 상기한 이중 구조의 층간소음 방지재(100)의 상단부의 고탄성 우레탄 패드는 두께가 15~35mm의 탄성 패드로서 저 주파수(63Hz) 대역 중량충격음을 반발탄성을 이용하여 충격음의 상당량을 반사시키는 기능을 수행하고,
하단부의 점탄성 우레탄 패드는 두께 7~13mm의 탄성패드로서 중 주파수(100~250Hz) 대역 중량충격음을 흡수 완화 시키는 기능을 수행하여 층간소음의 주원인은 중량충격음(2863-2, 63Hz ~ 500Hz)을 현저히 방지하는 기능을 수행하게 된다.
따라서 본 발명의 이중 구조의 층간소음 방지재(100)는 상단부의 고탄성 우레탄 패드부(110)와 하단부의 점탄성 우레탄 패드부(120)의 복합 적용으로 반발과 흡수 완화를 동시에 작용하여 중량충격음을 효과적으로 완화시키는 기능을 수행하게 된다.
본 발명의 아래와 같은 실시예로 한국건설생활환경 시험연구원(KCL) 측정결과를 보여준다.
<실시예>
1. 이중 구조의 층간소음 방지재(100)의 제조
(1) 고탄성 우레탄 패드부(110)의 제조
A. 고탄성 주재(A액) 제조
1) 폴리올, OH-V 50~60, 점도 2000±200인 polyetherpolyol 50g
2) PPG(폴리프로필렌글리콜, HC3CH(OH)CH2OH, 분자량 3000 ± 200) 30g
3) PPG(폴리프로필렌글리콜, HC3CH(OH)CH2OH, 분자량 5000±200) 20g
4) 실리콘 정포제 2g
5) 물(H20) 2.5g
6)아민촉매(Niax-A1) 0.2g 을 준비한다.
상기에서 준비한 재료 1) 폴리올, OH-V 50~60, 점도 2000±200인 polyetherpolyol 50g, 2) PPG(폴리프로필렌글리콜, HC3CH(OH)CH2OH, 분자량 3000 ± 200) 30g, 3) PPG(폴리프로필렌글리콜, HC3CH(OH)CH2OH, 분자량 5000±200) 20g을 믹싱조(온도 25~30℃)에 동시 투입하여 믹싱조의 교반기 회전 RPM을 700~800 유지하고, 진공상태에서 1시간 정도 혼합 한다.
혼합이 완료된 후, 진공상태를 해제 한 후, RPM 400~500으로 유지하면서 실리콘 정포제 2g, 물(H20) 2.5g, 아민촉매(Niax-A1) 0.2g을 순서로 투입하고 1시간 30분간 교반하여 고탄성 주재(A액)를 제조한다.
B. 고탄성 경화제(B액) 제조
1) 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (MDI)[기성제품(COSMONATE LL, 금호미쓰이]를 준비한다.
C. 고탄성 우레탄 패드부(110) 형성
상기한 고탄성 주재(A액)와 고탄성 경화제(B액)을 100:40의 중량비로 믹싱(mixing) 혼합 후, 고압발포기를 통하여 금형내 주입하되 금형온도는 35~40℃로 유지하며 주입시 오버패킹(5%)하여 주입하고 주입 후 105 ~ 120초간 성형하는 과정으로 고탄성 우레탄 패드부(110)를 형성한다.
(2) 점탄성 우레탄 패드부(120)의 제조
A. 점탄성 주재(C액) 제조
1) 폴리올, OH-V 50~60, 점도 2000±200인 polyetherpolyol 40g
2) PPG(폴리프로필렌글리콜, HC3CH(OH)CH2OH, 분자량 3000 ± 200) 30g
3) PPG(폴리프로필렌글리콜, HC3CH(OH)CH2OH, 분자량 5000±200) 20g
4) 1,3-부탄디올 (1,3-Butanediol) 10g
5) 실리콘 정포제 1.5g
6) 물(H20) 3.5g
7) 아민촉매(Niax-A1) 0.2g
을 준비한다.
상기에서 준비한 재료 1) 폴리올, OH-V 50~60, 점도 2000±200인 polyetherpolyol 40g, 2) PPG(폴리프로필렌글리콜, HC3CH(OH)CH2OH, 분자량 3000 ± 200) 30g, 3) PPG(폴리프로필렌글리콜, HC3CH(OH)CH2OH, 분자량 5000±200) 20g, 1,3-부탄디올 (1,3-Butanediol) 10g을 믹싱조(온도 25~30℃)에 동시 투입하여 믹싱조의 교반기 회전 RPM을 700~800 유지하고, 진공상태에서 1시간 정도 혼합한다.
혼합이 완료된 후, 진공상태를 해제 한 후, RPM 400~500으로 유지하면서 실리콘 정포제 1.5g, 물(H20) 3.5g, 아민촉매(Niax-A1) 0.2g을 순서로 투입하고 1시간 30분간 교반하여 점탄성 주재(C액)를 제조한다.
B. 점탄성 경화제(D액) 제조
1) 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (MDI)[기성제품(COSMONATE LL, 금호미쓰이]를 준비한다.
C. 점탄성 우레탄 패드부(120) 형성
상기한 점탄성 주재(A액)와 점탄성 경화제(B액)을 100:50의 중량비로 믹싱(mixing) 혼합 후, 고압발포기를 통하여 금형내 주입하되 금형온도는 35~40℃로 유지하며 주입시 오버패킹(5%)하여 주입하고 주입 후 130 ~ 150초간 성형하는 과정으로 점탄성 우레탄 패드부(120)를 형성한다.
(3) 이중 구조의 층간소음 방지재(100)의 제조
상기에서 제조한 고탄성 우레탄 패드부(110)를 두께 20mm로 상단부에 위치시키고 점탄성 우레탄 패드부(120)를 두께 10mm로 하단부에 위치시켜 접착제를 이용하여 서로 결합시켜 이중 구조의 층간소음 방지재(100)의 제조한다.
2. 실험
(1) 상기와 같이 제조된 이중 구조의 층간소음 방지재를 국내 건식 난방제조 기업의 제품 모듈 내에 적용하여 한국건설생활환경 시험연구원(KCL) 측정하였다.
도 2에서 보는 바와 같이, 63Hz에서 74.8dB 이어서 규준곡선상회값(dB)이 1.8이고, 125Hz에서 67.2dB 이어서 규준곡선상회값(dB)이 4.2인바 규준곡선상회값(dB)의 합계가 6.0dB로서 8.0dB이하이고, 전체 평균 건식난방 중량충격음 통과 50dB로서 건식난방 적용 4등급을 받았는바, 이는 국내최초로 4등급을 받은 결과를 보여준다.
또한 이와 같은 결과는 습식 난방 적용 시, 건식난방 적용보다 훨씬 뛰어난 효과가 나타날 수 있음이 예상된다.
본 발명은 상기한 기능과 구성으로 이루어진 이중 구조의 층간소음 방지재 제조 방법 및 이에 따른 이중 구조의 층간소음 방지재를 제공한다.
본 발명은 층간 소음을 방지하는 방지재를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 매우 유용하다.
특히, 본 발명은 상단부는 고탄성 우레탄 패드를 하단부는 점탄성 우레탄 패드를 적용하여 2중구조의 하이브리드 복합 탄성체를 구성하는 층간 소음을 방지하는 방지재를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 매우 유용하다.
고탄성 우레탄 패드부(110),
점탄성 우레탄 패드부(120),
이중 구조의 층간소음 방지재(100),

Claims (3)

  1. 상단부는 고탄성 우레탄 패드부(110), 하단부는 점탄성 우레탄 패드부(120)를 포함하여 구성되되,
    상기 고탄성 우레탄 패드부(110)는 고탄성 주제(A액)와 고탄성 경화제(B액)가 혼합 반응되어 형성되되,
    상기한 고탄성 주제(A액)는 폴리올, 제1폴리프로필렌글리콜, 제2폴리프로필렌글리콜, 실리콘 정포제, 물, 촉매를 포함하여 구성되어 있고,
    상기한 폴리올(polyol)은 OH-V 50~60, 점도 2000±200인 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol)을 사용하고,
    상기한 제1폴리프로필렌글리콜은 화학식은 HC3CH(OH)CH2OH로서 분자량은 3000 ± 200을 사용하고,
    상기한 제2폴리프로필렌글리콜은 화학식은 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 5000 ± 200을 사용하고,
    상기한 실리콘 정포제(silicone surfactants)는 폴리에테르 변성실리콘을 사용하고,
    상기한 촉매는 아민 촉매를 사용하고,
    상기한 고탄성 경화제(B액)는 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI)를 사용하고,
    상기한 점탄성 우레탄 패드부(120)는 점탄성 주제(C액)와 점탄성 경화제(D액)가 혼합되고 반응되어 형성되되,
    상기한 점탄성 주제(C액)는 폴리올, 제1폴리프로필렌글리콜, 제2폴리프로필렌글리콜, 부탄디올, 실리콘 정포제, 물, 촉매를 포함하여 구성되어 있고,
    상기한 폴리올(polyol)은 OH-V 50~60, 점도 2000±200인 폴리에테르폴리올(polyetherpolyol)을 사용하고,
    상기한 제1폴리프로필렌글리콜은 화학식이 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 3000 ± 200을 사용하고,
    상기한 제2폴리프로필렌글리콜은 화학식이 HC3CH(OH)CH2OH이고 분자량은 5000 ± 200을 사용하고,
    상기한 부탄디올은 1,4-부탄디올(1,4-butandiol), 1,3-부탄디올(1,3-butandiol), 2,3-부탄디올(2,3-butandiol) 또는 1,2-부탄디올(1,2-butandiol)을 사용하고,
    상기한 실리콘 정포제(silicone surfactants)는 폴리에테르 변성실리콘을 사용하고,
    상기한 촉매는 아민 촉매를 사용하고,
    상기한 점탄성 경화제(D액)는 변성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI)를 사용하는 것을 특징으로 하는 이중 구조의 층간소음 방지재(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 고탄성 주제(A액)는 폴리올 100중량부에, 제1폴리프로필렌글리콜 50~70 중량부, 제2폴리프로필렌글리콜 30~50중량부, 실리콘 정포제 2~8 중량부, 물 3~10중량부, 촉매 0.1~1 중량부를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 구조의 층간소음 방지재(100).
  3. 제1항에 있어서,
    상기한 점탄성 주제(C액)는 폴리올 100중량부에, 제1폴리프로필렌글리콜 60~90 중량부, 제2폴리프로필렌글리콜 40~70중량부, 부탄디올 20~30 중량부, 실리콘 정포제 2~8 중량부, 물 2~10중량부, 촉매 0.1~1 중량부를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 구조의 층간소음 방지재(100).
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