KR20040091457A - 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트 및 콘크리트 철골 구조물로 형성된 아파트 및 공동주택 의 층 사이에서 발생하는 소음 및 충격음을 흡수 및 완충하는 방음 및 흡음 건축자재의 제조방법 및 그 제품에 관한 것으로, 보다 자세히 설명하면 아파트나 빌라, 다세대 주택 등 공동주택 상하층간의 바닥 면에 발생되는 소음 및 충격음을 줄이기 위하여 층 간의 콘크리트 슬래브 위에 설치하면 방음, 방진, 방수, 단열효과가 뛰어난 장점이 있다.
특히, 상기 방음 및 흡음 건축자재는 방음 및 흡음 기능이 우수한 특수 문양이 자재의 표면에 삽입되어 일반패드 민 무늬 방음재에 비하여 뛰어난 방음 및 흡음 효과가 있는 특징이 있다.
Description
아파트나 공동주택의 건물들은 콘크리트 슬래브를 경계로 상하층간으로 이루어지는데 이때 상측 바닥 면을 타격 하여 발생되는 충격음은 차례로 바닥의 마감재 층, 보일러 배관 층, 기포 콘크리트 층을 타고 바닥 콘크리트 슬래브에 충격음이 전달되어 하층으로 내려가며 이러한 이유로 하층에 거주하는 사람에게 소음으로 인한 많은 스트레스를 주게된다.
바닥충격음을 감소하기 위한 근본적인 해결은 소음을 내지 않는 것이 최우선이나 그것은 실생활에서 거의 불가능하며 따라서 충격음이 콘크리트 슬래브로 전달되는 과정에서 반사 또는 흡음을 극대화 시켜 소음을 최소화시킬 수 있는 방법이 필요하다.
과거의 생활에서는 아파트와 같은 공동주택이 적었으며 대부분이 단독주택의 형태로 거주하였던 까닭에 소음에 대한 인식 부족과 무관심이 많았으나 인구증가로인한 공동주택의 증가와 산업의 발달에 따른 개인생활의 질적 향상에 따라 점차 쾌적한 주거환경 및 개인의 사생활 유지에 대한 요구가 급증하고 있어, 방음 및 흡음재에 대한 요구가 증가되고 있는 것이 현실이다.
이러한 방음 및 흡음이 가능한 건축자재는 다음과 같은 특성을 요구한다.
1. 경량성 : 제품의 무게가 가볍고 인장력이 좋아야 하며 층 간 두께를 줄이기 위하여 얇은 것이 좋다.
2. 단열, 차음, 방진성: 압축 성형한 제품으로서 단열 및 방진성이 뛰어나고 발포 성형에 의하여 제품에 존재하는 미세한 기포구멍에 의하여 흡음 및 차음성이 뛰어나야 한다.
3. 작업성: 성형, 제작이 쉬우며 시공이 빠르고 간편하여 작업성이 좋아야한다.
4. 친환경성 : 고분자 폐 스크랩이나 산업폐기물의 재활용이 가능하면 자연환경의 보호 및 자원절약효과가 매우 우수하여 환경 친화적이다.
5. 난연성 : 화재에 대하여 난연, 불연 성질이 있으면 좋다.
6. 사용편의성 : 간단한 공구를 사용하여 간편히 시공할 수 있어야 한다.
7. 경제성 : 시공에 따른 시공단가 측면이 낮아야한다.
8. 디자인 : 방음 및 흡음에 탁월한 문양 및 디자인이 있으면 비슷한 성능의 방음, 흡음재 보다 두께를 얇게 하여 제작할 수 있다.
최근 산업기술의 발달과 생활수준의 향상으로 저 진동, 저소음의 제품에 대한 요구가 급격히 증가하고 있으며 소음 및 진동에 의한 환경, 보건상의 문제들로인하여 소음기준치가 법으로 규제되고 있은 실정이며 이러한 요구에 따라 방음 및 흡음을 위한 건축자재가 방음재, 제진재, 방진재, 흡음재, 차음재 등의 다양한 형태로 개발되었다.
제진재는 진동이나 소리 등의 역학적 에너지를 재료의 변형에 의한 열에너지로 흡수하는 재료로서, 아스팔트계 조성물과 철판류 등이 대표적으로 사용되어왔다. 그러나 아스팔트계 제진재는 그 품질이 열악하고 사용처가 한정되어 있으며, 난연성이 없고, 요구되는 규격조건을 정확히 만족시킬 수 없다는 단점이 있고, 철판류 등의 금속은 중량이 크고, 쉽게 산화되는 등의 문제가 있다.
방진재는 진동원에서 발생하는 진동의 전달을 막기 위한 재료로써, 방진고무 등을 사용하였으나, 이는 재생이 어렵고 가격이 비싸며, 고온에서 형태를 유지하기 힘들고, 장시간에 걸친 추위에서 탄성률이 저하되어 방진기능을 하지 못하는 등의 문제점이 있다.
흡음재는 음파를 흡수하여 반사되는 음파를 최소화하기 위한 재료로서 석면 등의 다공성재료가 사용되어 왔으나 이 재료는 폐암을 유발시키는 등의 보건상의 문제가 있다.
차음재는 음파를 차단, 반사시켜 에너지의 투과를 막는 재료로서 금속류 등의 고비중의 충진재를 수지에 혼합하여 사용하는 것이 보통이나, 유연성, 성형 가공성의 면에서 다소의 문제점이 있다.
이러한 문제점들을 해결하고자 했던 과거의 사례들을 살펴보면,
대한민국 등록실용 제 20-0252799에서는 폐타이어 칩을 이용한 방음판에 대하여 설명하였으나 제품의 무게가 무겁고 성형이 어려운 단점이 있으며,
대한민국 공개특허 제 특2003-0013495에서는 폐타이어 고무칩과 콜크분말을 이용한 공동주택층간의 흡음재 제조 방법 및 그 제품에 대하여 설명하였으나 제품의 제작 시 특정 나무의 콜크 분말을 사용해야 하며 시공 후 재활용이 어려운 단점이 있다.
대한민국 등록실용 제 20-0280783에서는 탄성 고무볼이 융착된 건축용 스티로폴 패널에 대하여 설명하였으나 고무볼이 단열효과를 가지는 것에 효과가 미지수 이며 스트로폼의 재활용은 어려운 단점이 있다.
대한민국 등록실용 제 20-0262810에서는 각뿔형태의 돌기가 돌출된 방음, 흡음 단열재에 대하여 설명하였으나 제작과 시공이 어려운 단점이 있으며,
대한민국 공개특허 제 특2002-0085025에서는 전자파 및 수맥파 흡수능을 구비한 차음 및 진동 방지재용 조성물 및 이를 이용한 매트에 대하여 설명하였으나 흡음보다는 수맥파 차단에 더 비중을 둔 제품이며,
대한민국 등록실용 제 20-0259046에서는 흡음재가 삽입된 조립식 마루바닥 방음 구조에 대하여 설명하였으나 흡음, 방음기능 보다는 바닥의 조립방법에 대한 서술이다.
대한민국 공개특허 제 특1998-069083에서는 곡면이 형성된 건축용 흡음판과 그 제조 방법 및 장치에 대하여 설명하였으나 볼록한 돌기가 형성된 흡음판의 생산설비에 대한 단순설명이며,
대한민국 공개특허 제 특2003-0008801에서는 폐 에틸렌비닐아세테이트를 포함한 건축자재물 및 그 제조방법에 대하여 설명하였으나 성형방법이 각기 다른 두 고분자 물질의 혼합이 작업공정에 어려움을 줄 수 있다.
이렇듯 단열, 방음제로 쓰이는 스티로폴의 경우 시공 후 재생이 거의 불가능하고 재단과정에서의 비산물이 발생하여 산업쓰레기가 생기며 열에 매우 약한 단점이 있다. 그리고 폐타이어 칩 등을 이용한 단열, 방음재는 무게가 무거우며 시공 후 재생이 거의 불가능하며 생산 가격이 비싸며 제조가 어려운 단점이 있으며 기능적 문양을 삽입하여 방음 및 흡음의 효과를 극대화하려는 시도는 거의 없었다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 방음 및 흡음기능이 뛰어난 특수 문양을 삽입하여 아파트나 공동주택 등 상하 층을 경계로 하는 실내 바닥의 콘크리트 슬래브 상층에서 하층으로 전달되는 소음 및 충격음을 현저히 감소시키는 건축자재를 제조 설치하여 쾌적한 주거환경을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 가볍고 간단히 시공할 수 있으며 필요시 폐 고분자 화합물이나 산업폐기물을 재활용하여 성형할 수 있어서 친환경적이다.
도 1은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재의 표면 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재의 입체도.
도 3은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재의 시공 전 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재를 연결용 빔을 이용하여 시공한 예.
도 6은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재 시공 시 자재연결용 빔을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 문양을 다수 사용한 시공 예
도 8은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재 표면에서의 본 소음흡수 개념도.
도 9는 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재 단면에서 본 소음흡수 개념도.
도 10은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재가 시공된 건물 바닥 층의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 원형돌기 20 : U자형 돌기
30 : 연결 빔 40 : 소음원(충격음)
50 : 콘크리트 슬래브 60 : 기포 콘크리트
70 : 보일러 층 80 : 보일러배관
90 : 마감재 100 : 본 발명에 따른 건축자재
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명은,
콘크리트 및 콘크리트 철골 구조물로 형성된 아파트 및 공동주택 의 층 사이에서 발생하는 소음 및 충격음을 흡수 및 완충하는 방음 및 흡음 건축자재의 제조방법 및 그 제품에 관한 것으로, 보다 자세히 설명하면 아파트나 빌라, 다세대 주택 등 공동주택 상하층간의 바닥 면에 발생되는 소음 및 충격음을 줄이기 위하여 층 간의 콘크리트 슬래브 위에 설치하면 방음, 방진, 방수, 단열효과가 뛰어난 장점이 있다.
특히, 상기 방음 및 흡음 건축자재는 방음 및 흡음 기능이 우수한 특수 문양이 자재의 표면에 삽입되어 일반패드 민 무늬 방음재에 비하여 뛰어난 방음 및 흡음 효과가 있는 특징이 있다.
일반적으로 공기 중으로 전달되는 음파를 흡수하고 반사음을 만들기 위한 흡음판은 음의 진동에너지를 열에너지로 바꾸어 음파를 흡수하는 소재를 말한다. 이러한 흡음판에는 섬유질 흡음재, 다공질형 흡음재 등이 있다.
다공질형 흡음재의 원리는 흡음판 내부의 많은 미세한 구멍 속에 음파가 입사 및 반사를 되풀이되면서 내부공기의 막을 진동시키거나 마찰에 의해 음의 에너지를 흡수하여 반사음을 억제할 수 있는 원리를 이용한 것이다.
본 발명에서는 특히 고분자재료의 발포에 의한 성형을 하기 때문에 건축자재의 내부에 발포에 의한 미세 기포 구멍이 촘촘히 형성되어 방음과 흡음에 탁월한 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 자세히 설명하면,
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 방음 및 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 표면을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 건축자재(100)의 표면에는 적당한 크기의 사각형의 돌기가 자재 표면으로 돌출 되어 있으며 양 가장자리와 가운데에 모두 9개의 원형 돌기(10)가 돌출 되어있다. 그리고 대각선 네 방향으로 U자형의 볼록하고 긴 돌기(20)가 꽃잎모양같이 돌출 되어있다.
이러한 방음 및 흡음 특성이 있는 문양은 상층에서 발생된 충격음(40)이 바닥의 적층면을 타고 내려올 때에 충격음(40)을 문양의 내부구조에서 원형돌기(10)와 U형 돌기(20)사이에서 서로 흡수, 반사, 상쇄되기 때문에 하층으로 내려가는 소음(40)의 양을 현저히 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 입체모양을 나타낸 사시도이다.
본 건축자재(100)는 발포성형 시 내부에 미세한 기포구멍이 생성되기 때문에 충격음이나 소음원(40)이 발생되어 콘크리트 적층면을 타고 아래층으로 내려갈 때 자재의 표면부분의 문양에서 일차적인 소음의 반사, 흡수 등의 상쇄를 거친 후 다시 이차적으로 자재 내부의 기포구멍에서 반사, 흡음 등의 상쇄가 발생하여 방음 및 흡음에 뛰어난 효과가 있다.
본 발명의 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)는 고분자 화합물을 재질로 하여 발포성형으로 제작 시 그 발포비율이 0 ~ 500% 가 가능하며 바람직하게는 10 ~ 300 % 가 효과적이다.
도 3은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 단면도로서건축자재(100) 표면 위에는 방음 및 흡음의 기능이 있는 돌기가 돌출 되어있어서 소음(40)을 돌기 내부에서 반사, 흡수 과정을 여러 번 거치게 되어 최종 상쇄하게 하는 기능을 가지고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 시공 전 예이다. 적절한 크기의 본 문양이 규칙적으로 형성된 건축자재(100)를 간편히 재단하여 건물의 층 간 사이나 벽에 삽입하여 시공할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100) 시공 시 자재연결용 빔(30)을 사용한 시공 예를 나타낸 사시도이다.
넓은 면적의 층 간이나 벽을 시공할 때에는 본 발명의 건축자재(100) 여러 장을 함께 시공해야 한다.
이때 단순히 본 발명의 건축자재(100)만을 시공하면 보일러 배관(80)이나 마감 콘크리트 작업 시 진동 및 작업과정에 의하여 움직임이 생길 수 있다.
이러한 건축자재(100)의 움직임에 의한 공간형성은 방음 및 흡음 기능의 저하를 가져올 수 있다. 그러므로 본 건축자재(100)의 연결용 빔(30)을 크기에 맞게 층 간 벽에 우선 설치하여 H형 사이의 공간에 본 발명의 건축자재(100)의 가장자리 부분을 간단히 삽입하여 움직임을 방지함과 동시에 더욱 견고한 시공이 가능하여 방음 및 흡음에 좋은 장점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)를 시공할 때 움직이지 않고 견고하게 시공될 수 있도록 건축자재를 고정시키는 연결빔(30)을 나타낸 사시도이다.
이러한 연결빔(30)은 다양한 형태의 재질과 모양으로 성형 및 시공이 가능하나 되도록 간단히 시공될 수 있는 것이 유리하다.
본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 시공을 위한 연결용 빔(30)의 재질은 철재류, 비철금속류, 성형이 가능한 플라스틱류, 목재류, 고분자 합성 수지 등이 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 표면문양을 여러 개 겹쳐서 시공 시 방음과 흡음의 기능을 최대로 높일 수 있는 시공 예를 나타낸 사시도이다.
본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)는 아파트나 공동주택의 층 간에 시공 시 자재 바탕에 형성되는 기능성 무늬를 한 개 혹은 여러 개를 병합하여 사용하는 것이 가능하며 무늬의 개수가 적으면 건축자재의 성형은 쉬우나 방음 및 흡음 성능은 약간 저하되며 무늬의 개수가 많으면 성형은 약간 어려우나 방음 및 흡음 성능은 향상되는 것을 특징으로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 건축자재(100)의 표면에서의 소음흡수 개념도로서 충격에 의하여 발생된 소음(40)은 마감재(90)와 보일러 배관층(70)을 타고 내려와 본 발명의 건축자재(100)에 도달하게 된다.
일단 본 발명의 건축자재(100)와 만나게 된 소음(40)은 첫째로 본 발명의 건축자재(100)의 소음흡수를 위한 특별 문양에 의하여 여러 차례 반사 및 흡수가 되어 점차적으로 소멸되게 된다. 또한 남아있는 잔여 소음은 본 발명의 건축자재(100)의 내부에 발포성형으로 형성된 미세기포구멍에 의하여 대부분의 충격음(40)이 흡수되게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 측면에서 본 소음흡수의 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)가 시공된 건물 바닥 층의 단면도이다.
먼저 본 발명의 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)를 바닥 면의 콘크리트 슬래브(50) 위에 설치하고 그 위에 순차적으로 기포 콘크리트(60) 및 골재 층을 형성하고 그 위에 보일러 배관(80)을 설치한 다음 마무리로 마감재(90)를 깔아주어 거주자에게 안락감을 제공하는 구조이다.
본 발명의 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)는 그 재료가 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE)등의 고분자 화합물인 것을 특징으로 하며 특히 에틸렌비닐아세테이트(EVA)인 것이 효과적이다.
또한 자원의 재활용과 생산비용의 절감을 위해서 폐 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 스크랩으로 만들어서 혼합하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)는 그 두께가 5mm ~ 500mm 인 것이 가능하나 바람직하게는 10mm ~ 50mm 인 것이 효과적이다.
본 발명의 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 표면에 성형된 둥근 돌기의 크기는 1mm ~100mm 까지 가능하며 바람직하게는 5mm ~ 50mm 가 소음의 방음과 흡음에서 효과적이다.
또한 문양을 구성하는 사각 홈의 크기는 가로, 세로 각각 1cm ~ 50cm 까지 가능하며 바람직하게는 5cm ~ 30cm 가 효과적이다. 사각 홈의 크기가 작아질수록 제작은 어려우나 방음효과가 좋으며 크기가 커질수록 제작은 쉬우나 방음효과가 덜어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 방음 및 흡음이 가능한 특수 문양을 가진 건축자재에 대한 것으로서 상기 방음 및 흡음기능 뿐만 아니라 제진, 차음 및 단열성이 뛰어나며 다양한 밀도 및 변형된 치수로서 제조가 가능하여 건축자재 전반에 걸쳐 매우 광범위한 사용이 가능하다.
그리고 산업 폐기물을 재활용하므로 원료비 및 작업비용도 크게 절감시킬 수 있으므로 산업경제 발전 및 환경보호에 큰 도움을 줄 수 있다.
또한 건축물의 층간사이에 시공하므로 가해진 충격 및 소음이 구조물 바닥 및 벽체에 전달되어 천장이나 벽에서 방사되는 소음을 줄이는 효과가 있어, 개인의 소득수준이 높아감에 따라 절실히 요구되는 쾌적한 주거 환경 및 개인 사생활 보호를 취한 층 간, 세대간 차음에 대한 해결책이 될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 기술하였지만 본 고안이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시 예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
Claims (9)
- 콘크리트 및 콘크리트 철골 구조물로 형성된 아파트 및 공동주택 의 층 사이에서 발생하는 소음 및 충격음(40)을 흡수 및 완충하는 방음 및 흡음 건축자재(100)의 제조방법 및 그 제품에 관한 것으로,상기 방음 및 흡음 건축자재(100)는 방음 및 흡음 기능이 우수한 특수 문양이 방음재의 표면에 삽입되어 일반패드 민 무늬 방음재에 비하여 뛰어난 방음 및 흡음 효과가 있는 것을 특징으로 하는 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재.
- 상기 제 1항에서,방음 및 흡음 기능이 있는 문양은 볼록하게 튀어나와 테두리를 형성하는 사각형 안에 가운데와 가장자리에 모두 9개의 원형 돌기(10)를 형성하면서 가운데 둥근 돌기의 네 방향으로 U자형의 둥근 돌기(20)를 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재.
- 상기 제 1항에서문양을 형성하는 사각형의 테두리의 크기가 1cm ~ 50cm로 성형이 가능한 것을 특징으로 하는 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재.
- 상기 제 1항에서문양을 형성하는 원형 돌기(10)의 높이가 1mm ~ 100mm로 성형이 가능한 것을 특징으로 하는 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재.
- 상기 제 1항에서방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)는 그 두께가 1mm에서 500mm까지 성형이 가능한 것을 특징으로 하는 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재.
- 상기 제 1항에 있어서방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)는 그 재료가 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE)등의 고분자 화합물인 것을 특징으로 하는 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재.
- 상기 제 1항에 있어서방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)는 필요에 따라 동일, 혹은 다른 재료의 폐 스크랩 내지 산업폐기물을 함께 사용하여 성형할 수 있는 것을 특징으로 하는 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재.
- 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)의 시공을 위한 연결용 빔(30)의 재질은 철재류, 비철금속류, 성형이 가능한 플라스틱류, 목재류, 고분자 합성 수지 등이 가능한 것을 특징으로 하는 건축자재(100)의 연결빔(30)
- 방음, 흡음 기능이 있는 건축자재(100)는 아파트나 공동주택의 층 간 시공 시 자재 바탕에 형성되는 기능성 무늬를 한 개 혹은 여러 개를 병합하여 사용하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 기능성 문양이 있는 방음 및 흡음 건축자재.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101589075B1 (ko) | 2015-07-06 | 2016-01-28 | 장용수 | 다층 건물 층간 진동소음 차단구조장치. |
| KR20160065056A (ko) | 2016-05-16 | 2016-06-08 | 장용수 | 아파트 층간 진동 소음 저감 구조장치 |
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2003
- 2003-04-22 KR KR1020030025329A patent/KR20040091457A/ko not_active Application Discontinuation
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