KR102466632B1 - 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재는 PET 펠트층, 상기 PET 펠트층 하부에 위치하는 실리콘층, 상기 바닥판재 상부에 위치하는 HPM(High Preure Melamine) 시트 및 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트 상부에 위치하는 표면보호층을 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재는 재활용 소재인 PET 펠트(FELT)를 이용함으로써, 효과적인 층간 소음 방지효과를 얻을 수 있고 자원을 재활용하여 산업부산물 폐기에 따른 처리비용 절감 및 환경오염의 요인을 감소시킬 수 있다.

Description

층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재{FELT MATERIAL FILLER TO PREVENT NOISE BETWEEN FLOORS}
본 발명은 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재활용 소재인 PET 펠트(FELT)를 이용하여 충진재를 제조함으로써, 효과적인 층간 소음 방지효과를 얻을 수 있고 자원을 재활용하여 산업부산물 폐기에 따른 처리비용 절감 및 환경오염의 요인을 감소시킬 수 있는 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재에 관한 것이다.
일반적으로 아파트, 주상복합 및 빌라 등과 같이 다층으로 건축하는 공동주택에서 각 층을 구획하는 슬래브가 위층에서는 바닥이 되고 아래층에서는 천장이 되는데, 이러한 슬래브가 위층에서 발생하는 경량충격소음 등을 효과적으로 완화 또는 흡수 소멸시켜 그대로 아래층에 전달되지 않도록 시공되어 있지 않았기 때문에 층간소음으로 인해 주거환경이 크게 훼손됨은 물론 심한 경우에는 이웃 간에 분쟁이 유발되어 심각한 불상사가 발생하기도 하였다.
주거공간은 언제 어느 때나 사람들이 마음대로 행동하면서 편히 쉴 수 있는 공간이어야 함에도, 이러한 공동주택은 여러 세대가 상하 및 수평으로 배치되어 있어서 위층과 옆집에서 발생되는 소음이 전달됨에 따라 쾌적한 주거환경을 해치는 동시에 이웃과의 분쟁을 초래하는 경우가 잦다. 그러나 생활에서 소음 발생을 근원적으로 줄일 수도 없는 것이어서 층간 소음을 저감시키기 위한 건물 구조에 대한 개선이 요망되었다.
이에 따라, 다양한 재료를 이용한 층간소음 저감재가 개발되고 있는데, 그 중 철근 콘크리트 슬래브층과 기포 콘크리트층 사이에 부설되는 스티로폼(발포 폴리스티렌)은 단열성능은 뛰어나지만, 차음 및 흡음효과가 미미한 문제점을 가지고 있다.
또한, 폐고무와 폐우레탄을 사용한 바닥재가 개발되었으나, 폐고무와 폐우레탄을 사용한 바닥재는 우레탄이 경화되면서 많은 크랙, 균열이 발생하는 문제점을 발생시키기도 한다.
전술한 종래 기술처럼 모두 층간소음을 차단하기 위해 건물의 바닥슬래브 상단에 별도의 층간소음 차단재를 제조함에 있어서, 그 구조가 단순하지 못하고 복잡하여 생산단가는 물론 시공비의 증대를 가져오는 등의 문제점이 있었다.
종래에는 특히 어린이가 있는 가정에서는 스티로폼이나 폴리프로필렌 또는 에틸렌비닐아세테이트나 폴리에틸렌 등을 발포시켜 만든 쿠션매트 등을 별도로 구입하여 슬래브의 바닥에 이미 시공되어있는 원목이나 합성목재 등으로 된 바닥재 또는 장판 등의 위에 깔아서 충격소음이 아래층으로 전달되는 것을 방지하기도 하였다.
그런데 이러한 쿠션매트는, 비록 쿠션이 있어 천천히 걸을 때 발생하는 소음 등은 어느 정도 흡수, 소멸시켜 주는 반면에 그 두께를 두껍게 하는데 한계가 따르므로 어린이들이 뛰어놀 때 등에 발생하는 소음은 효과적으로 흡수 소멸시켜 주지 못하기 때문에 소음이 아래층에 전달되는 것은 방지할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
또한, 쿠션매트는 별도로 구입하여 바닥에 시공되어 있는 바닥판이나 장판 등의 위에 깔아야 주는 것이므로 별도의 구입비용이 들게 되는 것임은 물론 발포제품이어서 어린이들의 장난에 의해서도 뜯겨지는 등 쉽게 손상되기 때문에 수명단축이 초래되어 자주 교체하여야 하므로 비용부담이 늘어나게 되는 비경제적인 문제점도있었다.
종래에 차음재로는 폐섬유 또는 폐타이어칩 등을 이용해서 직접 콘크리트 구조물 내에 삽입하거나, 또는 접착제와 블렌딩하여 타일타입으로 제조하여 콘크리트 슬래브층 상부에 시공함으로써 차음기능을 제공하는 방법이 널리 알려져 있었다. 그러나 전자의 경우, 직접 콘크리트 구조물 내부에 삽입하는 것은 건축시공 특성상 막대한 시간과 노력을 소요로 하며 향후에 미장면에 크랙이 발생하는 등의 문제가 있고, 후자의 방법 역시 시공 후에 장식을 목적으로 별도로 바닥재를 시공해야 하는 단점이 있었다.
따라서 종래의 바닥재가 갖추지 못했던 차음성능과 충격흡수성을 극대화함으로써 공동주택에서 많이 발생하고 있는 소음으로 인한 피해를 최소화할 수 있는 기능성 소음방지용 충진재의 개발이 필요한 실정이다.
국내등록특허 제10-1827757호(2018년 02월 05일 등록) 국내등록특허 제10-2073997호(2020년 01월 30일 등록) 국내등록특허 제10-2061884호(2019년 12월 26일 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 재활용 소재인 PET 펠트(FELT)를 이용하여 충진재를 제조함으로써, 효과적인 층간 소음 방지효과를 얻을 수 있고 자원을 재활용하여 산업부산물 폐기에 따른 처리비용 절감 및 환경오염의 요인을 감소시킬 수 있는 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서는 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재를 개시한다.
상기 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재는 PET 펠트층, 상기 PET 펠트층 하부에 위치하는 실리콘층, 상기 바닥판재 상부에 위치하는 HPM(High Preure Melamine) 시트 및 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트 상부에 위치하는 표면보호층을 포함한다.
상기 HPM(High Preure Melamine) 시트는 인쇄된 그라비아 지를 멜라민수지 혼합액에 함침한 후 건조하여 제조되되, 상기 멜라민수지 혼합액은 멜라민수지 97 내지 99 중량% 및 숯볼 1 내지 3 중량%의 중량 비율로 혼합되어 제조된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재는 재활용 소재인 PET 펠트(FELT)를 이용함으로써, 효과적인 층간 소음 방지효과를 얻을 수 있고 자원을 재활용하여 산업부산물 폐기에 따른 처리비용 절감 및 환경오염의 요인을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재의 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재의 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재(10)는 PET 펠트층(100), 상기 PET 펠트층(100) 하부에 위치하는 실리콘층(200), 상기 PET 펠트층(100) 상부에 위치하는 HPM(High Preure Melamine) 시트(300) 및 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트(300) 상부에 위치하는 표면보호층(400)을 포함한다.
상기 PET 펠트층(100)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 펠트로 형성되는 것으로 흡음 및 단열 성능의 향상을 위하여 사용될 수 있다.
상기 PET 펠트층(100)은 흡음 성능이 우수하여 종래부터 흡음재로 사용되고 있는 대표적인 재질 중 하나로, PET 펠트층(100)을 구성하는 PET 섬유 주변에 공기층이 형성되도록 하여 흡차음 성능을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 PET 펠트층(100)을 구성하는 PET 펠트는 모두 재활용이 가능하고 인체에 무해한 친환경적인 소재인데, 상기 PET 펠트의 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 실리콘층(200)은 상기 PET 펠트층(100) 하부에 위치하는데, 상기 실리콘층(200)은 충진재에 가해지는 외부적인 충격을 완화하여 층간소음을 더욱 방지하기 위하여 구비될 수 있다.
상기 HPM(High Preure Melamine) 시트(300)는 상기 PET 펠트층(100) 상부에 위치하는데, 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트(300)는 충진재의 강도를 높임과 동시에 탈취성, 항균성 등의 효과를 증진시키기 위하여 구성될 수 있다.
상기 HPM(High Preure Melamine) 시트(300)는 인쇄된 그라비아 지를 멜라민수지 혼합액에 함침한 후 건조하여 제조될 수 있다.
상기 인쇄된 그라비아 지는 종이 원단에 다양한 문양 또는 무늬가 형성된 시트로, 천연무늬, 모자이크 무늬 등과 같은 다양한 문양 또는 무늬가 형성된 종이를 의미할 수 있다.
상기 멜라민수지 혼합액은 멜라민수지와 숯볼을 혼합하여 제조될 수 있는데, 예를 들어 상기 멜라민수지 혼합액은 멜라민수지 97 내지 99 중량% 및 숯볼 1 내지 3 중량%의 중량 비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 멜라민수지는 35 내지 40℃ 온도하에서 멜라민 25 내지 35 중량부, 포름알데히드 15 내지 35 중량부, 물 15 내지 25 중량부, 디에틸렌글리콜 1 내지 3 중량부 및 수산화나트륨 0.5 내지 2 중량부의 중량 비율로 혼합한 혼합 용액을 제조하여 상기 혼합 용액의 pH를 7.8 내지 8.3으로 조절한 후, 상기 혼합 용액을 90 내지 95℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 중합 반응시키고, 상기 중합된 반응물을 35 내지 40℃로 냉각하고 pH를 7.2 내지 7.7로 조절한 후 상기 냉각된 반응물에 상기 냉각된 반응물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 (5-Ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl dimethyl phosphonate P-oxide를 첨가하여 제조될 수 있다.
또한, 상기 숯볼은 항균성, 탈취성 등의 효과를 제공할 수 있는데, 상기 숯볼은 하기의 방법으로 제조된 숯볼이 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 숯볼을 제조하기 위하여, 먼저, 재료들을 준비할 수 있다.
상기 단계에서 상기 재료들로는 대나무 숯 분말, 일라이트 분말, 고화제 및 해초풀 전분이 준비될 수 있는데, 상기 재료들은 하기의 방법으로 제조된 재료들이 준비될 수 있다.
상기 대나무 숯 분말은 대나무 숯을 분쇄하여 분말화함으로써 제조될 수 있는데, 상기 대나무 숯은 일반 숯에 비해 무기물 함량이 2배 가량 많으며, 특히 흡착제로 이용되고 있는 실리카겔의 주성분인 규산이 일반 숯에 보다 다량 함유되어 있어 탈취제로 사용된다.
또한, 대나무 숯은 수돗물을 부드럽게 하고, 미량의 염소이온의 발생으로 소독효과가 인정되어 입욕제로 사용되며, 고온탄은 원적외선 방사율이 매우 높고 전자파 차폐효능이 인정되며 음이온 발생효과가 있어 건강제품에 적용이 가능함은 물론이다.
상기 대나무 숯은 죽재를 400℃ 이상의 고온처리에 의해 생성되기 때문에 생성 후 일정기간 무균상태로 유지되며, 무기물만이 극소량 함유되고 무기물의 약 60%가 칼슘, 칼륨 등의 알칼리 성분이기 때문에 강한 알칼리성이 나타나게 된다.
또한, 대나무 숯은 표면적이 큰 다공질체로 되어 있고 유기물 함유량이 매우 적기 때문에 부패를 일으키는 미생물이 대나무숯 내로 침입하더라도 증식하지 못하고, 산성을 선호하는 미생물의 증식이 대나무숯의 알칼리성으로 인해 억제되는 경우도 있다.
예를 들어, 상기 대나무 숯 분말은 하기의 방법으로 제조된 대나무 숯 분말이 사용될 수 있다.
먼저, 대나무를 준비한 후 상기 대나무를 1 내지 3cm 길이 단위의 대나무 칩으로 절단할 수 있다. 다음으로, 상기 절단된 대나무 칩을 탄화로에 투입한 후 600 내지 700℃의 온도에서 8 내지 10시간 동안 1차 가열하고, 상기 1차 가열된 대나무 칩을 탄화로에서 분리하여 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 동안 1차 냉각할 수 있다. 그 다음으로, 상기 1차 냉각된 대나무 칩을 1,000 내지 1,200℃의 온도에서 10 내지 12시간 동안 2차 가열한 후 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 동안 2차 냉각하여 대나무 숯을 제조할 수 있다. 이어서, 상기 대나무 숯을 공지의 분쇄기를 이용하여 1 내지 300메쉬(mesh) 범위로 분쇄함으로써 대나무 숯 분말을 제조할 수 있다.
상기 일라이트 분말은 일라이트(illite)를 분쇄하여 분말화함으로써 제조될 수 있는데, 상기 일라이트(illite)는 대표적인 천연 점토 광물질로써 다공성 운모 미네랄로 정의되며 얇은 판상(sheel)의 구조로 요곡성과 탄성을 가지고 있어 탄성과 흡착성이 다른 광물보다 뛰어난 특성을 가지고 있다.
상기 일라이트(illite) 광물의 주 성분은 모공속의 노폐물 및 과일 피지를 제거하는 산화규소(SiO2) 57.5%, 혈액순환을 촉진 작용을 하는 산화알루미늄(Al2O3) 23.3%, 콜라겐 결합작용을 하는 산화철(Fe2O3) 6.76%, 해독작용, 스트레스 억제 및해소 작용을 하는 산화칼슘(C2O) 0.1%, 삼투압 조절 및 수분 조절 기능을 제공하는 산화나트륨(Na2O) 1.21%, 산화마그네슘(MgO) 0.38%, 산화칼륨(K2O) 6.43%, 이산화티타늄(TiO2), MnO, Li, Cr, Zn, Sr 등 4.32%가 포함되어 있다.
또한, 상기 일라이트의 주요 기능으로는 물속의 부유물질을 흡착하고, 음이온을 띠기 때문에 양이온의 부유 미립자와 전기적인 중화로 응집 침전을 유발하여, 물의 정화기능, 특정 방사성물질에 대한 흡착/분해 능력이 뛰어나고, 물/토양/대기 중에서 각종 중금속 및 유독가스를 흡착 탈취 분해하고, 세포를 활성화시키고, 면역을 증강시키며, 수중에서 다량의 용존산소를 발산하며, 물 분자를 활성화하고, 일라이트 자체에서 음이온을 다량 발생하고, 40℃에서 93%의 원적외선을 방사하고, 바이러스/박테리아/곰팡이 등의 정균 작용, 피부에 묻어있는 각종 중금속/유기물질/독성물질 등을 흡착 분해하고, 탄성이 좋고 덩어리지지 않으므로 부착성이 뛰어난 것으로 알려져 있다
상기 고화제는 상기 재료들을 결합함과 동시에 강도를 조절할 수 있는데, 상기 고화제는 하기의 방법으로 제조된 고화제가 사용될 수 있다.
상기 고화제를 제조하기 위하여, 먼저, 플라이애쉬, 황토, 겔라이트 및 석고를 준비할 수 있다. 이때, 상기 황토와 석고는 플라이애쉬의 점결성을 향상시킴과 동시에 고화속도를 조절하여 강도를 조절하며 오염물질 흡착 등의 기능성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 플라이애쉬, 황토, 겔라이트 및 석고를 일정한 중량 비율로 혼합하여 고화제를 제조할 수 있다.
상기 플라이애쉬, 황토, 겔라이트 및 석고는 각각 플라이애쉬 10 내지 15 중량부, 황토 2 내지 4 중량부, 겔라이트 1 내지 3 중량부 및 석고 8 내지 12 중량부의 중량 비율로 혼합됨으로써 고화제가 제조될 수 있다.
상기 플라이애쉬(Fly ash)는 석탄을 연소하는 화력발전소 등에서 발생하는 석탄재중 미분탄 연소보일러의 집진기로 포집되는 입자상의 물질로, 자체 수경성은 없으나 수화물과 반응하여 조직을 치밀화시킴으로써 장기강도 향상 및 내구성을 증진시키는 포졸란 물질로 이용되고 있다
상기 황토는 입자들 사이의 공간으로 불순물, 오염물질을 흡착 분해하며, 산소가 풍부하고, 원적외선을 방출한다. 상기 황토에서 나오는 원적외선은 파장이 8 내지 14㎛이며, 상기 황토의 원적외선은 세포의 분자를 활성화해 신진 대사를 촉진한다.
상기 황토에서는 원적외선을 복사하여 인체에 흡수, 신진대사 및 혈액순환을 활성화시켜 인체의 노화방지, 만성피로 등 각종 성인병을 예방할 수 있다. 상기 황토에서 원적외선을 방사 받게 되면 세균이 그 열작용으로 인하여 약화되며, 세포 조직의 생성 촉진 등을 도와줄 수 있다.
상기 겔 라이트(Ge-lite)는 포졸란이라고 불리우며, 게르마늄이 약 2.0ppm 함유되어 있고 다량의 원적외선과 음이온을 함유하고 있는 것으로 대표적으로는 화산재, 규산백토, 규산토 등이 있다. 즉, 상기 겔 라이트는 황토의 약 180배에 해당하는 원적외선을 방출하여 식물의 성장을 촉진하고 습도조절기능이 있으며, 음이온과 인체활성에너지를 방출하고 유해전자파차단기능이 있고, 탈취 및 살균효과와 중금속 중화 효과도 제공한다.
상기 겔 라이트는 흡착제로 작용하여 유해성분을 흡착 제거하며, 라돈과 같은 방사능 물질과 전자파를 차단하며, 암모니아와 같은 악취성분을 제거할 수 있고, 습도조절 기능을 가지고 있으므로 수분을 지속적으로 배출시켜 건조시간을 증대시킴으로써 급격한 건조에 의한 균열발생을 억제할 수 있다.
상기 석고는 단사정계(單斜晶系)의 광물로, 화학성분은 CaSO4·2H2O이며, 능판상(菱板狀) 또는 주상 결정을 이루는 것으로, 상기 석고는 수화반응에 의해 발열이 이루어짐과 아울러, 팽창되면서 강도를 강화시킬 수 있는데, 예를 들어, 상기 석고는 무수석고가 사용될 수 있다.
상기 해초풀 전분은 상기 재료들을 결합하는 천연 접착제 역할을 수행하고, 항균 효과, 항곰팡이 효과 등을 발휘할 수 있는데, 상기 해초풀 전분은 하기의 방법으로 제조된 해초풀 전분이 사용될 수 있다.
먼저, 상기 해초풀 전분을 제조하기 위하여, 전분과 물을 혼합하여 전분 용액을 제조할 수 있다.
상기 전분 용액에서 상기 전분은 해초풀 전분을 구성하는 조성물을 결합하기 위한 점착성을 부여할 수 있는데, 상기 전분 용액은 전분 80 내지 120 중량부 및 물 100 내지 150 중량부의 중량 비율로 배합되어 혼합될 수 있다.
또한, 상기 전분은 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어, 옥수수전분, 찰옥수수전분, 타피오카전분, 감자전분, 고구마전분, 쌀전분 및 밀전분으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 전분은 비변성 전분 또는 특정 변성 전분을 포함하는데, 비변성 전분은 통상적인 전분 제조 공정으로부터 수득되는 전분으로서, 화학적 처리, 열처리에 의해 그 물성(점성, 열안정성, 냉해동 안정성)이 변화된 변성 전분(예를 들어 산처리 전분, 산화 전분, 아세틸아디핀산 이전분, 아세틸인산 이전분, 옥테닐호박산 전분, 인산 이전분, 인산 일전분, 인산화인산 이전분, 아세트산 전분, 하이드록시프로필인산 이전분, 하이드록시프로필 전분 등이 있다.)과 대조되는 개념이다. 상기 특정 변성 전분으로는 산처리 전분(Acid modified starch), 산화 전분(Oxidized Starch), 아세트산 전분(Starch Acetate), 또는 옥테닐석신산 전분(Starch Octenyl Succinate) 등이 있다.
다음으로, 해초, 한천가루 및 물을 혼합하여 해초풀 용액을 제조한 후 상기 해초풀 용액을 가열할 수 있다.
구체적으로, 상기 해초풀 용액은 해초 3 내지 7 중량부, 한천가루 20 내지 40 중량부 및 물 450 내지 550 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 85 내지 90℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 가열함으로써 제조될 수 있다.
상기 해초풀 용액에서 상기 해초로는 괭생이 모자반(Sargassum horneri)이 이용될 수 있는데, 상기 괭생이 모자반(Sargassum horneri)은 생물학적으로 식물계 갈조식물군 갈조강 모자반목 모자반과로 분류되고, 북태평양 서안에 주로 분포하고 있으며, 조간대 하부에서 자란다. 국내 연안에서는 간조시에 몸의 일부분이 수면에 부표하는 것이 쉽게 관찰되며, 가장 흔한 해중림 구성 종이나, 어린 개체는 식용하고, 봄철에 암반에서 탈락되어 뜬말의 형태로 연안에 떠다닌다.
상기 괭생이 모자반(Sargassum horneri)은 황갈색이며 단추 모양의 뿌리에서 나온 줄기는 외가닥으로 길어지거나 가끔 두 갈래로 갈라지며 윗 부분에서 가지를 낸다. 현재 아토피 억제 효과, 항염증 효과, 중금속 흡착 효과에 대해 보고가 되어 있으며, 스크리닝 실험을 통해 항산화, 지방세포 생성 억제 효과, 암세포 증식 억제 효과, 항 혈액 응고 효과 등이 보고되어 있다.
상기 한천가루는 한천을 분말화하여 제조된 것으로, 상기 한천가루는 겔(GEL)화제로 사용될 수 있는데, 겔(GEL)화제로 사용되는 한천은 우뭇가사리과의 해초로 만들어진 우무를 건조시킨 제품으로, 수분 15%, 단백질 2%, 회분 3.5%, 지방 0.5% 이하로 대부분은 다당류로 구성된다. 다당류는 중성다당류인 아가로오스(Agarose) 70%와 산성다당류인 아가로펙틴(Agaropectin) 30%로 구성된다.
또한, 한천은 물과의 친수성이 강하여 수분을 일정한 형태로 유지하는 능력이 크며, 한천은 보통 3배 정도의 물을 흡수하여 0.4% 농도에서 안정적인 겔을 형성한다.
또한, 한천은 적은 양으로도 물과 반응시 40℃ 전후에서 쉽게 겔화되며, 80~85℃ 이하에서는 녹지 않는 성질을 가지고 있어 기온이 높은 여름철에도 사용할 수 있으며 겔의 상태로 저장이 가능하다.
이러한 한천은 오래전부터 의약품, 식품, 공업원료 등으로 널리 이용되고 있는 대표적인 해조류로 국내 연간 생산량이 약 3,600ton에 이르는 비교적 풍부한 자원이다. 그러나 실제 이용하는 양은 전체 생산량의 약 65% 정도로 나머지는 대부분 방치되어 있어 자원량에 비해 부가가치가 낮은 실정이다.
현재 한천의 주성분은 탄수화물로, 섭취시 독성이 없고 인체에 유해하지 않아 식품 재료로 사용되고 있다. 더욱이 자연 상태에서 잘 분해됨에 따라 환경에 미치는 유해한 영향이 없으므로 환경오염을 미연에 방지할 수 있으며, 해초로부터 추출한 한천은 젤라틴과는 달리 응고점이 비교적 높아 실온에서도 겔 상태로 존재할 수 있기 때문에 다른 겔화제에 비해 쉽게 겔화시켜서 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 전분 용액 및 해초풀 용액을 혼합하여 해초풀 전분을 제조할 수 있다.
상기 해초출 전분은 전분 용액 80 내지 120 중량부 및 해초풀 용액 60 내지 80 중량부의 중량 비율로 혼합함으로써 제조될 수 있다.
다음으로, 상기 재료들을 일정한 중량 비율로 배합하여 혼합함으로써 반죽물을 제조할 수 있다.
상기 단계에서 상기 반죽물은 대나무 숯 분말 20 내지 30 중량부, 일라이트 분말 40 내지 50 중량부, 고화제 10 내지 20 중량부 및 해초풀 전분 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 혼합됨으로써 제조될 수 있다.
그 다음으로, 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 반죽물을 프레스 몰드에 투입한 후 작은 구형의 알갱이로 제조할 수 있는데, 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조하는 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 편의를 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이어서, 상기 성형체를 건조하여 숯볼을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 성형체를 자연 건조하여 숯볼을 제조할 수 있는데, 예를 들어, 상기 단계에서 상기 숯볼은 상기 성형체를 25 내지 35℃ 온도에서 3 내지 7일 동안 자연 건조함으로써 제조될 수 있다.
상기 단계에서는 상기 성형체를 25 내지 35℃ 온도에서 3 내지 7일 동안 자연 건조함으로써, 빠른 경화에 따른 숯볼의 표면 균열이나 노화를 방지할 수 있고, 또한 강도가 증진되고 분진이 발생하지 않는 숯볼을 제조할 수 있다.
상기 표면보호층(400)은 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트(300) 상부에 위치하고, 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트(300)를 포함하는 충진재 표면을 보호하기 위하여 형성되는데, 예를 들어, 상기 표면보호층(400)은 세라믹을 코팅하여 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 세라믹으로 코팅하여 충진재의 표면을 외부적인 충격이나 스크래치 등으로부터 보호하는 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재에 대한 실시예를 들어 구체적으로 설명하기로 한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 한정되지 않으며, 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
< 실시예 >
PET 펠트층, 상기 PET 펠트층 하부에 위치하는 실리콘층, 상기 바닥판재 상부에 위치하는 HPM(High Preure Melamine) 시트 및 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트 상부에 위치하는 표면보호층을 포함하는 충진재를 제조하였다.
이때, 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트는 인쇄된 그라비아 지를 멜라민수지 혼합액에 함침한 후 건조하여 제조하였는데, 상기 멜라민수지 혼합액은 멜라민수지 98 중량% 및 숯볼 2 중량%의 중량 비율로 혼합하여 제조하였다.
또한, 상기 숯볼은 대나무 숯 분말, 일라이트 분말, 고화제 및 해초풀 전분으로 이루어진 재료들을 준비한 후, 상기 재료들을 대나무 숯 분말 25 중량부, 일라이트 분말 45 중량부, 고화제 15 중량부 및 해초풀 전분 10 중량부의 중량 비율로 혼합하여 반죽물을 제조하였고, 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조하였으며, 상기 성형체를 30℃ 온도에서 5일 동안 건조함으로써 제조하였다.
상기 고화제는 플라이애쉬 13 중량부, 황토 3 중량부, 겔라이트 2 중량부 및 석고 10 중량부의 중량 비율로 혼합하여 제조하였다.
그리고 상기 해초풀 전분은 옥수수전분 100 중량부 및 물 125 중량부의 중량 비율로 혼합하여 전분 용액을 제조하였고, 괭생이 모자반(Sargassum horneri)으로 이루어진 해초 5 중량부, 한천가루 30 중량부 및 물 500 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 87℃의 온도에서 15분 동안 가열하여 해초출 용액을 제조하였으며, 상기 전분 용액 100 중량부 및 해초풀 용액 70 중량부의 중량 비율로 혼합함으로써 해초풀 전분을 제조하였다.
< 비교예 >
스티로폼(발포 폴리스티렌)으로 제조된 쿠션매트를 준비하였고, 이를 비교예에 따른 층간소음을 방지하기 위한 충진재로 사용하였다.
1. 흡음성 측정 실험
실시예에 따른 충진재와 비교예에 따른 충진재(쿠션매트)의 흡음성을 평가하여 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
구분 실시예 비교예
흡음성 3 1
1: 나쁨 2 : 보통 3 : 우수
상기 [표 1]을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 충진재는 PET 펠트층을 형성하고, HPM 시트에 숯볼을 형성하여 충진재를 구성함으로써, 흡음성, 충격 흡수성 등의 기능성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
2. 수분 저항성 실험
실시예에 따른 충진재와 비교예에 따른 충진재(쿠션매트)에 60초 동안 130~140℃ 온도의 수증기를 가한 후, 60분 동안 35℃ 온도에서 건조하였다.
60분 건조시간이 경과한 후 실시예에 따른 충진재와 비교예에 따른 충진재(쿠션매트)의 파손 및 변형 여부를 관찰하였고, 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
○ ; 충진재가 파손 및 변형되지 않음
△ ; 충진재의 일부가 파손 및 변형이 발생함
× ; 충진재의 파손 및 변형이 심함
구분 실시예 비교예
파손 및 변형 여부 ○ ×
상기 [표 2]를 참조하면, 실시예에 따른 충진재는 뜨거운 수증기가 가해진 경우에도 파손 및 변형이 일어나지 않고 내구성이 우수함을 확인할 수 있었다.
3. 충진재의 항균성 및 항진균성 측정
실시예에 따른 충진재와 비교예에 따른 충진재(쿠션매트)의 항균성 및 항진균성을 평가하였다.
(1) 항균성
항균성은 JIS L 1902 기준으로 시험균(대장균, Escherichia coli)에 대한 항균성을 평가하였다. 시험 균액을 35 ± 1℃, RH 90 ± 5%에서 24시간 정치 배양한 후, 균수를 측정하여 항균율을 산출하였다.
(2) 항진균성
항진균성은 ASTM G-21을 기준으로 5종의 혼합 균주를 사용하여 시료에서 성장을 기준으로 평가하였다.
상기 항진균성을 평가하기 위한 곰팡이 균주(혼합균주)로는 Aspergillns niger, Penicillium pinophilum, Chaetomium globosum, Gliosiadiun virens 및 Aureobasidium pullulans를 사용하였다.
상기 항균성 및 항진균성에 대한 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.

구분
항균율
(%)		 항곰팡이 시험
배양시간의 기간
1주 후 2주 후 3주 후 4주 후
실시예 96.5 0 0 0 0
비교예 28.3 1 2 2 3
< 항곰팡이 시험 판정 기준 >
0 : 시험편의 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않음.
1 : 시험편 위 10% 이하로 발육이 인지됨.
2 : 시험편 위 10 ~ 30% 이하로 발육이 인지됨.
3 : 시험편 위 30 ~ 60% 이하로 발육이 인지됨.
4 : 시험편 위 60% 이상 발육이 인지됨.
상기 [표 3]을 참조하면, 실시예에 따른 충진재의 경우 항균성 및 항진균성이 우수하며 그 효과가 오래 지속됨을 확인할 수 있었다.
4. 충격음 저감 특성(dB) 측정
실시예에 따른 충진재와 비교예에 따른 충진재의 충격음 저감 특성(dB)을 측정하였고, 그 결과를 하기의 [표 4]에 나타내었다.
상기 충격음 저감 특성(dB) 시험은 발생장치인 표준경량충격원(Tapping Machine)을 이용하여 KS F 2810-1에 의거하여 수행하였다.

구분		 충격음 저감 특성(dB)
125Hz 500Hz 2000Hz
실시예 36 32 28
비교예 76 71 68
상기 [표 4]를 참조하면, 실시예에 따른 충진재는 충격음 저감 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 충진재
100; PET 펠트층
200; 실리콘층
300; HPM 시트
400; 표면보호층

Claims (1)

  1. PET 펠트층, 상기 PET 펠트층 하부에 위치하는 실리콘층, 상기 바닥판재 상부에 위치하는 HPM(High Preure Melamine) 시트 및 상기 HPM(High Preure Melamine) 시트 상부에 위치하는 표면보호층을 포함하고,
    상기 HPM(High Preure Melamine) 시트는 인쇄된 그라비아 지를 멜라민수지 혼합액에 함침한 후 건조하여 제조되되, 상기 멜라민수지 혼합액은 멜라민수지 97 내지 99 중량% 및 숯볼 1 내지 3 중량%의 중량 비율로 혼합되어 제조되며,
    상기 멜라민수지는 35 내지 40℃ 온도하에서 멜라민 25 내지 35 중량부, 포름알데히드 15 내지 35 중량부, 물 15 내지 25 중량부, 디에틸렌글리콜 1 내지 3 중량부 및 수산화나트륨 0.5 내지 2 중량부의 중량 비율로 혼합한 혼합 용액을 제조하여 상기 혼합 용액의 pH를 7.8 내지 8.3으로 조절한 후, 상기 혼합 용액을 90 내지 95℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 중합 반응시키고, 상기 중합된 반응물을 35 내지 40℃로 냉각하고 pH를 7.2 내지 7.7로 조절한 후 상기 냉각된 반응물에 상기 냉각된 반응물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 (5-Ethyl-2-methyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-5-yl)methyl dimethyl phosphonate P-oxide를 첨가하여 제조되고,
    상기 숯볼은, 대나무 숯 분말, 일라이트 분말, 고화제 및 해초풀 전분으로 이루어진 재료들을 준비하고, 상기 대나무 숯 분말 20 내지 30 중량부, 일라이트 분말 40 내지 50 중량부, 고화제 10 내지 20 중량부 및 해초풀 전분 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 혼합하여 반죽물을 제조하며, 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조하고, 상기 성형체를 25 내지 35℃ 온도에서 3 내지 7일 동안 자연 건조하는 과정을 거쳐 제조되며,
    상기 대나무 숯 분말은, 대나무를 준비한 후 상기 대나무를 1 내지 3cm 길이 단위의 대나무 칩으로 절단하며, 상기 절단된 대나무 칩을 탄화로에 투입한 후 600 내지 700℃의 온도에서 8 내지 10시간 동안 1차 가열하고, 상기 1차 가열된 대나무 칩을 탄화로에서 분리하여 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 동안 1차 냉각하며, 상기 1차 냉각된 대나무 칩을 1,000 내지 1,200℃의 온도에서 10 내지 12시간 동안 2차 가열한 후 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 동안 2차 냉각하여 대나무 숯을 제조하고, 상기 대나무 숯을 1 내지 300메쉬(mesh) 범위로 분쇄하는 과정을 거쳐 제조되며,
    상기 고화제는, 플라이애쉬, 황토, 겔라이트 및 석고를 준비하고, 상기 플라이애쉬 10 내지 15 중량부, 황토 2 내지 4 중량부, 겔라이트 1 내지 3 중량부 및 석고 8 내지 12 중량부의 중량 비율로 혼합하는 과정을 거쳐 제조되며,
    상기 해초풀 전분은, 전분 80 내지 120 중량부 및 물 100 내지 150 중량부의 중량 비율로 혼합하여 전분 용액을 제조하고, 해초 3 내지 7 중량부, 한천가루 20 내지 40 중량부 및 물 450 내지 550 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 85 내지 90℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 가열함으로써 해초풀 용액을 제조하되, 상기 해초로는 괭생이 모자반(Sargassum horneri)이 이용되며, 상기 전분 용액 80 내지 120 중량부 및 해초풀 용액 60 내지 80 중량부의 중량 비율로 혼합하는 과정을 거쳐 제조된 것을 특징으로 하는 층간소음 방지를 위한 펠트 소재 충진재.
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