KR200257123Y1 - 단열과 차음·방진용 고무 시이트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 두께 0. 5 ∼ 7. 0 mm, 길이 30 mm 이하의 분말상 또는 섬유상 폐고무 칩(1) 100 중량 부와 충전제 10 ∼ 500 중량 부 및 접착제 10 ∼ 20 중량 부가 혼합된 두께 5 ∼ 50 mm의 기능성 고무시트(2)의 한 면에는 두께 0.5 ∼ 2.0 mm의 아스팔트 함침종이(3)를 접착시키고, 이 아스팔트 함침종이 위에 가로 50 ∼ 100 cm, 세로 100 ∼ 180 cm, 두께 25 ∼ 35 mm의 스티렌 폼 시트(4)가 접착된 단열과 차음·방진용 고무시트에 관한 것이다.

Description

단열과 차음·방진용 고무 시이트{RUBBER SHEETS FOR HEAT INSULATION, SOUND INSULATION AND/OR VIBRATION-PROOF}

본 고안은 단열은 물론 외부로부터 소리를 차단함과 동시에 진동을 흡수할 수 있는 소위 말하는 단열과 차음·방진용 고무 시트에 관한 것이다.

본 고안의 고무 시트는 아파트, 연립주택, 다세대주택 등의 거주공간은 물론 태권도장, 유도장 등의 체육관 등의 상하 바닥층으로부터 울려나오는 소음을 차단하거나 또는 저감시킴과 동시에 충격으로부터 발생되는 진동을 흡수시키는 폐고무를 이용한 단열과 차음·방진용 고무 시트에 관한 것이다.

본 고안의 "단열과 차음·방진용 고무 시트"라 함은 폐타이어, 폐벨트 등의 고무를 분쇄하여 알갱이 모양이나 또는 가늘고 긴(細長) 모양 또는 이들의 혼합물 모양으로 제조하여 얻은 칩(1)(이하 "고무칩"이라 함)과 충전제 및 접착제 등을 혼합한 기능성 고무시트(2)의 한 면에는 아스팔트 함침종이(3)가 접착되고 또한 이 종이 위에 발포 폴리스티렌 수지(4)(이하, "스티렌 폼"이라 함)가 접착되어 구성된 시트를 말한다.

일반적으로 아파트, 주택, 공공시설 등의 바닥구조에는 단열과 차음·방진을 목적으로 여러 가지 무기재료, 유기재료, 고분자재료 등을 사용하고 있는 바, 이를 예로 들면,

1) 아스팔트 함침종이 위에 탄산칼슘, 클래이, 활석, 황산 바륨을 주성분으로 한 바라이트 등의 무기충전제를 배합한 EVA 등의 합성수지 조성물,

2) 섬유상 펠트 위에 기능성 충전제를 배합한 고무 중량 부착물,

3) 폴리스티렌, PVC, EVA 등의 플라스틱재료에 발포제를 가하고 일정한 온도에서 발포시켜 다공성이며 어느 정도 차음과 방진효과를 나타내는 스티렌 폼, EVA 폼, PVC 포음,

4) 코르크와 고무재를 블렌드한 복합재,

5) 석고 보오드, 암면 등의 무기재료

등을 사용한다.

이들은 어느 정도 단열과 차음 또는 방진효과를 가지고 있으나 여러 가지 문제점을 가지고 있는 바 예컨대, 생산코스가 고가이며 특히 핵심기술인 소망스러운 단열과 차음·방진 효과를 주지 못하고 있다.

상기와 같은 공지의 차음·방진재는 이미 여러 문헌에 소개되고 있다. 예로서, 일본 공개특허공보 소 63 - 197743 호(공개일자 : 1988년 8월 16일)에는 코르크 분말과 가황고무재료와 반가황 또는 미가황상태의 고무를 분쇄하여 얻은 이들 혼합물에 접착제를 가하여 혼합하고 고무배합물 형태로 제조하는 것이다. 그러나, 여기서는 원료자체가 고가이며, 코르크와 고무를 분쇄하였으도 차음·방진효과를 위해 일정한 크기의 입자만이 차음·방진효과를 나타내므로 이에 대한 기술적인 언급이 없기에 차음·방진효과를 기대할 수 없다고 사료된다. 한편, 대한민국 공개실용신안공보 제 96-33778 호(공개일자 : 1996년 11월 19일)에 의하면, 상기 인용자료와 마찬가지로 코르크 분말과 폐타이어를 원료로 이를 섬유상과 그래뉼 형태로 파쇄하고 이들을 접착제와 함께 혼합하여 폐고무배합물상으로 압착하여 차음·방진재를 제조하고 있다. 여기서는 폐타이어를 사용하는 것을 특징으로 하고 있으나, 이것 역시 일정한 크기의 고무입자가 아니라 적당히 분쇄한 것으로 사료되어 바람직한 단열과 함께 차음·방진효과를 기대할 수 없다.

본 고안은 분말상 또는 섬유상 폐고무 칩(1)과 충전제 및 접착제로 구성된 기능성 고무시트(2)의 한 면에 아스팔트 함침종이(3)가 접착되고, 이 아스팔트 함침종이 위에 스티렌 폼 시트(4)가 접착되어 구성된 단열과 차음·방진용 고무시트에 관한 것이다.

제 1 도는 본 고안의 측단면도에 관한 것이다.

제 2 도는 본 고안의 평면도에 관한 것이다.

제 3 도는 본 고안의 부분 사시도에 관한 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 폐고무 칩 3 : 아스팔트 함침종이

2 : 기능성 고무 시트 4 : 스티렌 폼 시트

본 고안은 상기의 공지기술과는 달리 새롭고도 진보된 단열과 차음·방진용 고무 시트에 관한 것인바 이를 상세히 기술하면, 산업폐기물로 폐기되고 있는 고무제품 특히, 폐타이어, 평벨트, 컨베어 벨트, 신발류 등의 폐고무를 분쇄하여 두께가 0. 5 ∼ 7. 0 mm이며, 길이가 30 mm 이하인 분말상 또는 섬유상 고무 칩(1) 100 중량 부에 충전제 10 ∼ 500 중량 부 및 접착제 10 ∼ 20 중량 부가 혼합된 두께 5 ∼ 50 mm의 기능성 고무시트(2)의 한 면에 두께가 0.5 ∼ 2.0 mm인 펠트종이 즉, 아스팔트 함침종이(3)를 접착시키고, 또한 이 함침종이 위에는 현장에서 편리하게 사용될 수 있는 가로 50 ∼ 100 cm, 세로 100 ∼ 180 cm, 두께 15 ∼ 35 mm의 스티렌 폼 시트(4)가 접착되어 단열효과는 물론 차음·방진에 우수한 고무 시트에 관한 것이다.

본 고안서 분말상 고무 칩(1) 두께가 0. 5 ∼ 7. 0 mm이며, 길이가 30 mm 이하로 한정한 이유는 이 범위 보다 너무 크거나 작으면, 실시예에서와 같이 소망스러운 단열과 함께 차음과 방진효과를 기대할 수 없기 때문이다. 스티렌 폼 시트(4)는 시중에서 판매하고 있는 것을 구입하여 사용하여도 좋으나, 바람직한 것은 본 고안인이 1998년 12월 30일자로 의장출원한 "난방 보일러 바닥 배관용 차음단열판넬"(출원번호 : 98-23234호, 98-23235호)에서와 같이, 한쪽 면이 온수 파이프를 용이하게 삽입될 수 있도록 요홈이 파져 있는 것을 사용하면 더욱 좋다.

본 고안의 각 부위별 구성과 측정방법을 설명하면 다음과 같다.

(가) 기능성 고무시트(2)의 제조

상기에서 기술한 바와 같이, 폐고무 칩(1)은 폐자동차 타이어, 폐벨트 등 환경문제로 대두되고 있는 폐고무를 두께가 0. 5 ∼ 7. 0 mm이며, 길이가 30 mm 이하로 분쇄된 분말을 사용하며, 이는 시중에서 용이하게 구입할 수 있다. 충전제는 고무공업에서 물리적 특성을 향상시키거나 또는 생산 코스트를 저감시키기 위해 널리 사용되는 것으로 본 고안에서는 상기의 효과 뿐만 아니라 단열과 함께 차음과 방진효과를 극대화하기 위하여 200 메시 이하의 벤토나이트 또는 황토를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 충전제의 첨가량을 10 ∼ 500 중량 부로 한정한 이유는, 만약 10 중량 부 이하이면 생산 코스트의 상승은 물론 기능성 고무배합시트의 점착성이 높아 압착공정이나 칼렌더공정에 지장을 주며, 500 중량 부 이상이면 고무 칩(1)과 충전제간 또는 아스팔트 함침종이(3)간의 접착성 저하 등 물리적 특성을 저하시킨다. 한편, 기능성 고무시트(2)에 사용되는 접착제, 기능성 고무시트(2)와 아스팔트 함침종이(3)와의 접착에 사용되는 접착제 그리고 아스팔트 함침종이와 스티렌 폼 시트와의 접착에 사용되는 접착제는 모두 천연 라텍스 또는 합성 라텍스(SBR, NBR, CR), 초산비닐수지 등의 수용성 고분자 물질을 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이의 첨가량은 10 ∼ 20 중량 부가 바람직한 바, 그 이유는 만약 10 중량 부 이하이면 바람직한 접착성능을 기대할 수 없으며, 20 중량 부 이상이면 점착성이 높아 작업에 지장을 초래하기 때문이다.

상기 고무시트(2)은 일반적으로 고무공업에서 널리 사용되는 반죽기, 리본 블랜더 등의 혼합기를 사용하여 상온에서 혼합하고 칼렌더 또는 일반적인 압착공정으로 고무 칩이 서로 엉켜 붙은 5 ∼ 50 mm 두께로 접착된 기능성 고무시트(2)가 얻어지며, 이를 정리하면 다음과 같다.

폐타이어 또는 일반 폐고무 칩 100 중량 부

충전제(벤토나이트 또는 황토) 10 ∼ 500 중량 부

접착제(천연/합성 라텍스, 초산비닐수지 등의 고분자화합물) 10 ∼ 20 중량 부

(나) 아스팔트함침종이

두께가 0.5 ∼ 2.0 mm인 펠트종이를 용융상태의 아스팔트에 함침시킨 다음 냉각하고 건조시켜 제조할 수 있으나, 시중에서 판매되고 있는 아스팔트 함침종이(3)를 용이하게 구입하여 사용할 수 있다.

(다) 단열과 차음·방진 효과 측정시험

본 고안의 기능성 고무시트의 단열과 차음·방진효과를 측정하기 위해, 실제 건축현장에서 시공하고 실험하였는 바, 그 상세한 내용은 다음과 같다.

우선 본 실용신안의 단열과 차음·방진용 고무 시트를 다음과 같이 현장에서 시공하였다.

측정 구조물 : 바닥의 크기 3 m × 3 m

- 마감 시멘트 모르타르 두께 30 mm

- 경량 기포 콘크리트(자갈 또는 석회석) 두께 35 mm

- 본 고안의 단열과 차음·방진용 기능성 고무시트의 두께 40 mm

- 철근 콘크리트 슬라브 두께 135 mm

주) 본 고안의 고무 시트는 기능성 고무시트 15 mm, 아스팔트 함침종이 1 mm, 스티렌 폼 24 mm의 두께임.

본 실험의 대상 측정 구조물은 일반적으로 현장에서 시공하는 공지방법이며, 다만 다른 점은 본 고안의 단열과 차음·방진용 고무 시트를 철근 콘크리트 슬라브와 경량 기포 콘크리트 사이에 삽입하였을 뿐이다.

한편, 단열과 차음·방진 측정시험에 있어서, 일반적으로 고체 전파음이라 함은 충격에 의해 진동이 건물의 구조체에 따라 전파되어 실내, 천정, 벽, 바닥면에 방사되는 음을 말한다. 이 중, 바닥충격음은 물체가 낙하하거나 진동시 또는 어린이가 뛰놀 때 바닥에 가해지는 충격에 의하여 바닥구조가 진동함으로써 발생하는 음이다. 이때에 발생하는 고체음은 여러 위치에 전달되어 구조체의 표면을 진동시키고 이에 의해 발생되는 공기음이 거주자에게 전달되어 거주자에게는 직접 방사되는 공기전파음처럼 인식하게 된다.

충격음은 다시 경량바닥 충격음과 중량바닥 충격음으로 구분할 수 있는데 경량바닥 충격음이라 함은 단단하면서 경량인 물건이 낙하될때에 발생하는 바닥 충격음으로 비교적 높은 소리를 낸다. 예컨대, 수저, 접시, 골프 공 등의 낙하소리, 가구를 끌어 당기는 소리, 슬리퍼나 또는 나무 샌들의 보행음이 이에 속한다. 한편, 중량바닥 충격음이라 함은 어린이들이 뛰는 것 처럼 무겁고 비교적 유연한 물건이 낙하될 때에 발생하는 바닥 충격음으로서 비교적 낮은 소리이며, 이에 속하는 소리를 예로 들면, 뛰는 소리, 달리기, 농구공의 낙하소리이다.

이들 충격음 시험은 한국산업표준규격인 "KS F 2810 건축물 현장에 있어서의 바닥 충격음 측정방법" 에 규정하고 있는 바, 측정 주파수대역이 63Hz ∼ 4000Hz, 측정 주파수는 1/1 옥타브 밴드 중심 주파수, 측정점의 개소는 5개 지점으로 정하고 있다. 그러나 평가방법은 우리 나라에 아직 설정되어 있지 않으며, 다만 주택건설촉진법에 기재되어 있다. 즉, 주택건설촉진법 제 45 조 및 건설부령 제 533 호에는 바닥충격음 차단성능을 적절히 평가할 수 있도록 저·중·고주파수 대역 중 대표적인 3개의 주파수(63Hz, 500Hz, 2000Hz)에서 등급별로 1 ∼ 3급으로 규정하고 있다. 1급은 76 dB 미만으로서 차음성능이 대단히 우수한 것을 의미하며, 86 ∼ 76 dB 범위의 2급은 차음성능이 대체로 만족한 것을 의미한다. 그리고 96 ∼ 86 dB 범위의 3급은 최저 한도의 차음성능을 말한다.

[실시예]

상기 현장 구조물에 본 고안의 단열과 차음·방진용 고무 시트를 삽입하여 시공하였고, 주파수 대역별 바닥충격음을 KS F 2810에 의거 측정하여 그 결과를 표에 정리하였다. 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 고안의 실시예 1과 실시예 2 및 비교예를 시험한 결과, 본 고안의 고무 시트가 우수한 단열과 함께 차음과 방진효과를 나타내는 것을 알 수 있다. 다만 비교예는 본 고안의 단열과 차음·방진용 고무 시트를 사용하지 않고 통상적으로 시공하고 있는 경량 기포 콘크리트를 75 mm의 두께로 추가하고 나머지는 본 고안과 동일한 조건이었다.

[실시예 1] 기능성 고무시트(2)

폐타이어 100 중량 부

충전제(벤토나이트) 150 중량 부

접착제 15 중량 부

[실시예 2] 기능성 고무시트(2)

폐타이어 100 중량 부

충전제(황토) 100 중량 부

접착제 15 중량 부

상기 혼합물을 공지의 혼합기를 사용하여 20℃에서 10분간 혼합한 배합물, 즉, 기능성 고무시트(2)를 제조하였다.

표 : 주파수 대역별 바닥충격음

주파수(Hz)	중량 충격음(dB)	경량 충격음(dB)
	실시예 1	실시예 2	비교예	실시예 1	실시예 2	비교예
63	53	53	65	58	57	66
125	50	51	55	59	58	72
250	42	43	51	57	57	68
500	38	37	47	54	54	65
1,000	35	35	45	50	51	63
2,000	31	30	43	47	48	62
4,000	24	23	38	44	45	65
차음등급	L = 40	L = 40	L = 50	L = 55	L = 55	L = 70

주) : 실시예 1에서는 충전제로 벤토나이트를, 접착제로 천연 라텍스를 사용하였고 실시예 2에서는 충전제로 황토를 그리고 접착제로는 천연 라텍스와 초산비닐수지(1 : 1) 혼합액을 각각 사용하였다.

비고 : 바닥 충격음에서 1급 수준에 해당하는 것은 중량충격음에서는 L = 45 이하, 경량충격음에서는 L = 65 이하를 나타낸다.

본 고안의 분말상 고무 칩(1)과 충전제 및 접착제가 혼합된 기능성 고무시트(2)의 한 면에 아스팔트 함침종이(3)가 접착되고, 또한 이 아스팔트 함침종이 위에 스티렌 폼 시트(4)가 균일하게 접착되어 구성된 시트에 관한 것으로,이는 건축물의 단열과 소음 및 진동을 감소시키는 유용한 건축 자재로 활용될 것이다.

Claims (3)

1. 두께 0. 5 ∼ 7. 0 mm, 길이 30 mm 이하의 분말상 또는 섬유상 폐고무 칩(1) 100 중량 부와 충전제 10 ∼ 500 중량 부 및 접착제 10 ∼ 20 중량 부가 혼합된 두께 5 ∼ 50 mm의 기능성 고무시트(2)의 한 면에는 두께 0.5 ∼ 2.0 mm의 아스팔트 함침종이(3)가 접착되고, 이 아스팔트 함침종이 위에 가로 50 ∼ 100 cm, 세로 100 ∼ 180 cm, 두께 25 ∼ 35 mm의 스티렌 폼 시트(4)가 접착되어 구성된 것을 특징으로 하는 단열과 차음·방진용 고무시트.
2. 제 1 항에 있어서, 충전제가 벤토나이트 또는 황토를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 단열과 차음·방진용 고무시트.
3. 제 1 항에 있어서, 접착제가 천연 라텍스, 합성 라텍스(SBR, NBR, CR), 초산비닐수지 중에서 단독 또는 두가지 이상 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 단열과 차음·방진용 고무시트.