KR19980075080A - 세라믹 방음벽판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

종래의 방음벽들은 처음형으로 시멘트 방음벽, 투명 방음벽이 있고, 흡음형(吸音型)으로는 알미늄 방음벽 등이 있으며, 최근에는 전면 알미늄판으로 칼라 강판을 사용하는 추세임. 그러나, 종래의 방음벽에 사용된 방음판들은 내구성이 약하고 시간이 흐름에 따라 방음특성이 저하되고 그 표면이 부식, 퇴색 또는 오염되어 미관을 크게 해치며 물청소도 어렵다.

본 발명은 방음특성이 우수하고, 시간경과에 따라 방음특성의 저하가 없고, 내구성이 탁월함과 동시에 그 표면의 색조 퇴색이 없고, 항상 미려한 상태로 유지되는 방음벽판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 방음벽판 본체와 방음판 틀의 결합체로 구성되어 있다.

방음벽판 본체의 골재로는 페타일, 패애자 및 페도자기류를 분쇄한 것으로서 그 입도가 4 내지 50메쉬(Mesh)인 것만을 사용하며 이들은 내후성(耐朽性) 내부식성(耐腐蝕性)이 탁월하고 입자구조가 단단하기 때문이다.

중량비로 골재 66.9% 내지 86.9%와 소성융착용 유약 13.1% 내지 33.1%을 투입하고 10분간 혼합하고, 다시 중량비로 제1차 혼합물 91.2% 내지 96.2%와 성형촉진용 바인다 3.8% 내지 8.8%을 투입하고 30분간 혼합 혼련한다. 제2차 혼합물에 성형촉진용 바인다를 첨가한 것을 진동 성형후 소성하는 것이다.

방음벽판 표면의 색체를 골재 본래의 색채대로 사용하려고 하는 경우는 투명한 유약 또는 엷은 흰색이나 회색의 유약을 사용하며, 특정 색채를 갖는 방음벽을 제조하려면 해당색채의 색유를 활용하면 된다.

두께가 0.8mm-2.3mm의 칼라코팅된 철판 또는 아연도 철판을 수요자의 주문 길이에 맞춰 절단하여 철판틀 제3도와 같은 형태로 방음판틀을 성형하여 방음벽판 본체와 조립하는 것이다.

본 발명의 방음벽판 본체는 다각형의 골재(페타일,페애자 및 페도자기 분쇄물)가 1200℃의 고온 소성으로 상호융착 고화된 것으로서 비중은 1.4 내지 1.5 정도의 경량으로서 무작위적(RANDOM) 다공성 조직으로서 그 개구율은 평균 15% 이상이다.

발명의 방음벽판은 환경부고시 제96-85호의 제6조가 규정하는 투과손실 표준치보다 우수한 것이며, 또한 흡음율에 있어서도 동 제7제조가 규정하는 흡음율 기준치를 월등히 초과하는 탁월한 것이다.

Description

세라믹 방음벽판 및 그 제조방법

본 발명은 방음벽판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 방음벽들은 차음형으로 시멘트 방음벽(석면과 시멘트의 혼합 고형물로된 것), 투명 방음벽(아크릴등의 수지 또는 강화유리 사용)이 있고, 흡음형(吸音型)으로는 알미늄 방음벽(전면은 알미늄 타공식그릴이고, 후면은 1.6mm 아연도 강판으로 그 사이에 흡임재로 암면 또는 유리면을 충진한 것)등이 있으며, 최근에는 전면 알미늄판으로 칼라 강판을 사용하는 추세임. 그러나, 종래의 방음벽에 사용된 방음판들은 내구성이 약하고 시간이 흐름에 따라 방음특성이 저하되고 그 표면이 부식, 퇴색 또는 오염되어 미관을 크게 해치며 물청소도 어렵다. 즉 암면이나 유리면(Grass Wool) 등은 물에 젖으면 압축 및 흡음성이 저하되는 것이 대부분이기 때문이다. 또한 소음 흡수 또는 차음효율을 증대하려면 방음판의 재질구조와 표면 상태가 접합해야 하며 방음벽 설치후 미관상태가 미려하게 유지되어야 한다.

본 발명은 방음특성이 우수하고, 시간경과에 따라 방음특성의 저하가 없고, 내구성이 탁월함과 동시에 그 표면의 색조 퇴색이 없고, 항상 미려한 상태로 유지되는 방음벽판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

제1도 방음벼판 본체

제2도 방음벽판 틀

제3도 방음벽판 조립 상태도

제4도 방음벽판 본체 표면상태 사진(20배 확대)

제5도 흡음율 및 투과손실 실험도

본 발명은 방음벽판 본체(그림 1)과 방음판틀(그림 2)의 결합체로 구성되어 있다.

본 발명의 방음판 및 그 제조방법에 대하여 공정도에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

(1) 골재

방음벽판 본체의 골재로는 페타일, 페애자 및 페도자기류를 분쇄한 것으로서 그 입도가 4 내지 50메쉬(Mesh)인 것만을 사용한다(0.3mm 내지 5mm 크기의 골재). 골재로서 페타일, 페애자 및 페도자기 분쇄물을 이용한 것은 입도(粒度) 조절이 용이하고, 뮤라이트와 석영 성분이 적당량 이상 함유되어 있어 물이 스며들지 않을 뿐만 아니라, 내후성(耐候性) 내부식성(耐腐蝕性)이 탁월하고 입자구조가 단단하기 때문이다.

0.3mm 이하의 골재를 사용했을 경우 절대흡수량이 커지게 되어 물흐름이 느리고 건조가 늦어져 흡음성이 저하되었다. 또 WA% 15%이내의 것을 사용하므로 입도조절이 용이하고 물이 스며들지 않을 뿐 아니라, 내후성과 내부식성이 탁월하고 입자구조가 단단하므로 성형시 입자가 파괴되지 않게 한다.

너무 미세한 입자를 제거하는 것은 다음의 성형 또는 소성 과정에서 골재 입자간의 공극을 메꾸어 주는 일이 없도록 하려는 것이며, 입자가 너무 큰 것은 공극 구조가 너무 소대(疎大)해져서 방음효과 및 방음판 본체의 기계적 강도를 저하시킴을 방지하기 위함이다.

(2) 소성융착성 유약 및 성형촉진용 바인다

소정 융착용 유리질 유약은 중량비로 규산소다 3호 55.3% 내지 75.3%와 유약 24.7% 내지 44.7%의 혼합물이며, 성형촉진용 바인다는 중량비로 전분 63.7% 내지 83.7%와 CMC 16.3% 내지 36.3%의 혼합물을 사용한다. 여기서 사용되는 유약은 후리트(FRIT) 약 35%, 장석 약 25%, 석역이 주성분으로 된 규산염 약 15%, 석회석 약 15%, 카올링 약 5%, ZnO 약 5%의 조성의 것을 사용하였을 경우에 가장 우수한 성과를 얻었다.

(3) 혼합 및 해괴

중량비로 골재 66.9% 내지 86.9%와 소성융착용 유약 13.1% 내지 33.1%을 투입하고 10분간 혼합혼언하고(제1차 혼합), 중량비로 제1차 혼합물 91.2% 내지 96.2%와 성형촉진용 바인다 3.8% 내지 8.8%을 투입하고 30분간 혼합 혼련하고(제2차 혼합), 이 혼합물을 다시 해괴기에 넣어 혼합물을 부드럽게 해 준다.

제2차 혼합시에 성형촉진용 바인다를 첨가한 것은 진동 성형후 소성과정에서 성형촉진용 바딘다는 타서 없어지므로써 방음판 본체의 구조가 15% 이상의 개구율을 가지는 무작위적 다공성(Random Porous) 구조로 소성 고정하기 위한 것이다.

(4) 성형몰드에 투입, 가입진동 성형

가압 및 진동 성형기에서 원료를 투입 후 75kg/cm²내지 85kg/cm²압력을 가하고 45초 내지 80초간 가압 진동 성형한다. 성형압력이 95kg/cm²가 되면 최밀충진 상태가 되며 70kg/cm²이하로 되면 성형물 내의 입자 분포의 균일성이 저하되므로 75kg/cm²내지 85kg/cm²의 범위의 가압으로서 개구율이 15% 이상이 되고 양호한 상태의 성형물을 얻을 수 있었다.

(5) 탈형 및 건조

가압 진동으로 성형된 성형물을 흡착기로써 탈형하여 흡수율이 있는 보드위에 적재한 후 회전식 건조기에서 100℃부터 200℃의 구간별 통과시키면서 5시간 내지 6시간 건조하여 함수량이 1% 미만으로 건조시킨다.

(6) 유약 살포

방음벽판 표면의 색채를 골재 본래의 색채대로 사용하려고 하는 경우는 투명한 유약 또는 엷은 흰색이나 회색의 유약을 사용한다. 그리고 특정의 색채를 갖는 방음벽판을 제조하려는 경우는 일반적으로 도자기용 유약 80% 내지 99%에 안료가 10% 내지 20% 함유된 색유(色釉)를 사용한다.

(7) 소성

본 발명의 특징의 하나는 방음판 본체의 소성이 산소농도가 대기의 산소농도 보다 약간 낮은 13% 내지 18%의 산소 수준에서 분당 2℃ 정도로 550℃까지 가열후, 다시 산소농도 8% 내지 12%의 저수준에서 분당 3.5℃ 정도로 1200℃까지 가열하여 소성하고 냉각시킴으로서 방음벽판 본체(1)가 완성된다.

이와 같이 하여 소성된 방음판 본체의 표면 상태의 20배 확대도는 제4도와 같다.

소성온도의 상승에 따르는 변화는 대략 다음과 같아진다.

350℃ 이하에서 전분 및 CMC의 분해 및 연소, 550℃ 이하에서 후릿트 부분의 연화, 750℃ 부근에서 석영과 장석의 용해전 온도로서 이들 입자가 보이며, 900℃ 부근에서 골재와 유약사이의 용해시작, 규산소다 용해, 1050℃ 부근에서 기포발생, 1100℃ 부근에서 석영도 용해, 1200℃부근에서 골재와 유약사이 완전융곽 및 유약이 숙성된다.

(8) 검사

방음판 본체에 대한 규격검사, 비중 및 강토 측정, 외관 및 숨겨진 크랙(Crack) 검사를 위한 다음 검사를 한다. 특히 비중은 1.4 내지 1.5의 범위가 되며, 꺽임 강도(Bending Stress)는 50kg/cm²±5kg/cm²가 되도록 품질 관리를 한다.

(9) 방음판틀 성형

위의 방음벽판 본체의 제조와 병행하여 방음판 틀을 성형한다.

두께가 0.8mm-2.3mm의 칼라코팅된 철판 또는 아연도 철판을 수요자의 주문 길이에 맞춰 절단하고 철판틀 성형기(Roll Forming Machine)로 또는 사량기로 제2도 및 제3도의 A-A 단면도에 같은 형태로 방음벽판 본체를 삽입하는 홈(4)이 설치된 방음판틀(2)과 측면 마무리판(5)을 성형한다.

(10) 방음판 본체와 방음판 틀의 조립

전 공정에서 성형된 방음판 본체를 칼라코팅된 철판 또는 아연도 철판으로 성형된 방음판 틀의 삽입홈(4)에 삽입하고 방음판틀 양쪽을 성형된 마무리판(5)을 물려서 조립한다.

이 방음판 틀(2)에 방음벽판본체(1)를 조립하여 방음벽판이 완성된다. 방음벽판 본체 5매를 삽입한 방음벽판의 조립 상태도는 제3도에 표시한 바 같다. 이 방음판의 길이는 방음벽판 틀의 길이에 따라 방음벽판 본체의 수를 조절할 수 있으며 통상 4매 내지 7매 정도가 시공 및 운반상 적절하였다.

이와같이 제작된 본 발명이 방음벽판의 단면도는 제3도 A-A에 표시된 바와 같이 방음벽판 본체와 멀티미터 틀 사이에는 공간(3)이 설치되어 있다. 이 공간은 방음벽판의 크기와 요구되는 방음 특성에 따라 조절될 수 있으나, 일반적으로 70mm 내지 80mm 정도일 때 가장 방음 효과가 우수하였다.

본 발명은 방음벽판 본체는 페타일, 페애자 및 페도자기 분쇄물인 무작위적인 다각형의 골재가 1200℃의 고온 소성으로 상효융착 고화된 것으로서 비중은 1.4 내지 1.5 정도의 경량으로서 무작위적 다공성 조직으로서 그 개구율은 평균 15% 이상인 것이다.

방음벽판 본체와 벽판틀 사이에는 공간(3)이 형성되어 있는데 이 공기층은 저음도의 소음효과를 증진시키는 효과가 있다. 이 공간을 Glass Wool이나 합성수지로 된 별집(Honey Comb) 구조물로 충진을 한 것을 흔히 볼 수 있으나, 본 발명은 이 공간을 공기층으로 유지함으로서 흡음 효과를 증가시켰다.

본 발명의 방음판으로서 방음벽판 본체의 두께를 20mm, 방음판 틀과의 사이의 공간이 약 75mm, 방음판 틀의 철판 두께 1.6mm로 하였을 때의 방음판의 표면적 1m²당의 무게는 약 35kg이었고, 꺽임 강도는 50kg/cm²으로서 경량이면서 강도다 높았다.

본 발명의 방음벽판 본체의 두께는 20mm, 방음판 틀의 철판 두께 1.6mm로서 방음벽판과의 사이에 75mm 두께의 공간이 형성된 본 발명의 방음벽판을 한국공업규격 KSF 2805 및 KSF2808에 따라 측정한 흡음율 및 음향 투과손실의 측정치는 제5도와 같다.

즉, 음향주파수 500HZ에서의 투과손실은 30dB이고, 1000HZ에서는 35dB에 달하였으며, 흡음율 역시 250HZ, 500HZ, 1000HZ 및 2000HZ에서 각각 58%, 88%, 74%, 72%이었다.

이 결과는 환경부고시 제96-85호의 제6조가 규정하는 투과손실 표준치인 500HZ에서 25dB, 1000HZ에서 30dB보다 우수한 것이며, 또한 흡음율에 있어서도 동 제7조가 규정하는 흡음율을 기준치인 250HZ부터 2000HZ 범위의 음파에 대한 평균값 70%를 월등히 초과하는 탁월한 것이다.

본 발명품의 흡음율과 투과손실을 현재 주로 사용되고 있는 알미늄 방음벽판과 비교해 보면 125HZ 내지 1000HZ 범위에서의 투과손실은 비슷하게 나타났으나 1000HZ 이상 4000HZ까지의 범위에서는 본 발명의 방음판이 6% 내지 10%나 성능이 우수하였고, 흡음율은 5000HZ부터 4000HZ의 범위에 걸쳐 10% 내지 30%나 우수한 결과를 얻었다.

교통소음에 있어서의 주주파수가 400HZ부터 800HZ의 범위에 있음을 감안하면 본 발명품은 교통소음의 방지에 특히 우수한 효과가 있다할 것이다.

본 발명의 방음판 벽 표면은 발수성(撥水性)이 우수한 유리질 박막이 형성되어 있고, 경양이고, 내후성, 내부식성이 매우 우수하다. 그리고 페타일, 페애자 및 페도자기를 활용하므로서 자원의 재활용에도 기여하게 될 것이다.

Claims (4)

1. 페타일, 페애자 및 페도자기류을 분쇄하여 그 입자 크기가 4메쉬 내지 50메쉬가 되는 분쇄물을 골재로 하여 소성융착용 유리질 유약과 성형 촉진용 바인를 혼합하여, 판상으로 성형 소성한 방음벽판 본체(1)을 방음벽판 본체의 삽입할 수 있는 홈을 가진 철판으로 성형한 방음벽판틀(2)과 결합 고정한 것으로, 방음벽판 본체와 방음벽판 틀 사이에 공간(空間)이 형성되어 있는 방음벽판.
2. 제1항에 있어서 방음벽판 본체와 방음벽판 틀 사이에 70mm 내지 80mm의 공간이 설치되어 있는 방음벽판.
3. 입자 크기 4메쉬 내지 50메쉬가 되는 페타일, 페애자 및 페도자기류 분쇄물을 골재로 하여 중량비로 골재 66.9% 내지 86.9%, 소성융착용 유리질 유약 13.1% 내지 33.1%을 혼합아혀 10분간 혼련한 다음, 중량비로 이 혼합물 91.2% 내지 96.2%에 성형 촉진용 바인다 3.8% 내지 8.%를 첨가 혼합 혼련하고, 그 혼합물을 성형 몰드에 투입하여 75kg/cm²내지 85kg/cm²압력 하에서 진동을 가하여 가압 진동 성형한 다음 함수량이 1% 미만이 되도록 건조하고, 표면 발색용 유약을 살표한 다음 소성로에서 산소농도 13% 내지 18%에서 분당 2℃ 정도로 550℃까지 가열하고, 다시 산소농도 8% 내지 12%에서 분당 35℃ 정도로 1200℃까지 가열하고 소송시킴을 특징으로 하는 방음벽판 본체의 제조방법.
4. 제3항에 있어서 소송융착용 유리질 유약으로 규산소다 3호 기준 55.3% 내지 75.3%와 일반 도자기용 유약 24.7% 내지 44.7%의 혼합물을 사용하고, 성형 촉진용 바인다로 전분 63.7% 내지 83.7%와 CMC 16.3% 내지 36.3%의 혼합물을 사용하여 성형 소성함을 특색으로 하는 방음벽판 본체의 제조방법.