KR200484453Y1 - 숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재 - Google Patents

숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재 Download PDF

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Abstract

본 고안은 현재 시공되고 있는 일반 차음재에 비해 다공성 구조를 가진 숯을 이용하여 완충적 효과 및 차음 효과를 더욱 극대화해주고, 숯의 항균 기능으로 탈취력과 유해한 화학물질들을 흡수하는 차음재에 관한 것이다.
본 고안은 숯을 함유하는 차음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼을 혼합하여 제조되되, 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼이 중량부 2~4중량부 : 0.5~2중량부 : 5~7중량부로 혼합되어 제조된다.
본 고안에 따른 차음재는 차음재의 상판 및 하판에 반구 또는 사각형 등의 중공을 포함하여 발생되는 완충력 및 탄력으로 차음 효과를 갖는다.
또한, 본 고안에 따른 차음재는 네 모퉁이마다 4등분된 몰탈부가 형성되어 다수개의 차음재가 사방으로 결합되면서 시멘트 몰탈이 주입되는 하나의 몰탈 주입구가 형성되어, 상기 몰탈 주입구를 통하여 상기 소정의 공간으로 몰탈을 주입할 수 있게 됨으로써 차음재 시공시 기초바닥판의 비틀림 및 벌어짐을 방지한다.

Description

숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재{SOUNDPROOFING MATERIAL HAVING CHARCOAL POWDER AND MICA}
본 고안은 현재 시공되고 있는 일반 차음재에 비해 다공성 구조를 가진 숯을 이용하여 완충적 효과 및 차음 효과를 더욱 극대화해주고, 숯의 항균 기능으로 탈취력과 유해한 화학물질들을 흡수하는 차음재에 관한 것이다.
본 고안은 숯을 함유하는 차음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼을 혼합하여 제조되되, 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼이 중량부 2~4중량부 : 0.5~2중량부 : 5~7중량부로 혼합되어 제조된다.
본 고안에 따른 차음재는 차음재의 상판 및 하판에 반구 또는 사각형 등의 중공을 포함하여 발생되는 완충력 및 탄력으로 차음 효과를 갖는다.
또한 본 고안에 따른 차음재는 네 모퉁이마다 4등분된 몰탈부가 형성되어 다수개의 차음재가 사방으로 결합되며 시공될 때, 상기 4등분된 몰탈부가 하나의 몰탈 주입구를 형성하게 되어 시멘트 몰탈(mortar, 모르타르)을 채워넣을 수 있게 됨으로써 기초바닥층에 안정력있게 고정되고, 벌어지거나 비틀림을 방지한다.
전 국민의 71%이상이 공동주택에서 생활하는 현재, 층간 소음으로 인한 분쟁은 다툼을 넘어 범죄로 이어지는 상황이 빈번하게 발생하고 있다. 환경부 이웃사이센터의 통계에 따르면 매년 층간 소음으로 인한 민원 건수는 증가하고 있다.
2015년 기준으로 4월까지 6195건이 접수되었으며, 연간 기준으로 환산 시 1만 8500여건에 달할 정도로 층간 소음은 일상생활 속에서 큰 비중을 차지하고 있다.
층간 소음이 발생하는 주요 원인은 뛰거나 걷는 소리가 73%로 조사되었고, 주요 피해자는 79.6%로 아래층이라고 나타났다. 뛰거나 걷는 발걸음 소리에 의한 소음으로 아래층에서 가장 큰 피해를 당하게 된다는 것이다.
여기에서 뛰거나 걷는 소음처럼 무거운 충격으로 발생하는 소리는 중량충격음으로써 공기와 접촉하는 면의 진동으로 인한 것이고, 이때 상층과 하층 사이의 진동 전달 즉, 고체전달음을 차단 및 흡수하기 위해 설치되는 것이 바로 차음재이다.
차음재는 건축시공시 설치되는 것으로 두께가 정확하고 일정해야 진동을 더욱 고르게 분산시켜 차음 효과를 높여주며 층격음 흡수 및 관리 성능이 높아진다.
한편, 차음재에 관련된 기술 중 하나로, 공개특허공보 제10-2007-0099349호에 보면 충격흡수용 차음제에 대해 기재되어있다.
청구항 1을 살펴보면, 빌라나 다세대 주택 및 아파트 등의 다층구조로 이루어진 공동주택의 층간 바닥인 콘크리트 슬래브층의 상부측에 설치되어 상부로부터의 충격 흡수와 층간 소음을 차단하기 위한 충격흡수용 차음재에 있어서, 가교 발포 공정을 통해 일정두께로 성형되어 쿠션·단열·방음 특성을 갖는 평판 상의 일면에 전후 및 좌우의 등간격으로 다수의 지지돌기가 일정높이 돌출 형성된 제 1 차음재; 및 가교 발포 공정을 통해 일정두께로 성형되어 쿠션·단열·방음 특성을 갖는 평판 상의 일면에 전후 및 좌우의 등간격으로 다수의 지지돌기가 일정높이 돌출 형성된 제 2 차음재로 이루어지며, 상기 지지돌기가 형성된 제 1 차음재와 제 2 차음재의 일면 상호가 대향되도록 결합되어지되 상기 제 1 차음재와 제 2 차음재 각각의 지지돌기는 상기 제 1 차음재와 제 2 차음재의 대향되는 일면 상에 결합되어 상부로부터 전달된 충격을 흡수함은 물론 상부로부터의 수직충격음을 상기 제 1 차음재와 제 2 차음재의 지지돌기 사이에 형성되는 공간 상의 충격음분산층을 통해 사방의 수평방향으로 분산시켜 충격음을 저감시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 충격흡수용 차음재에 대해 기재되어있다.
상기 선행기술은 숯을 함유하고 있지 않은 기술로서 본 출원인이 도출하고자 하는 숯의 효능을 포함할 수 없다.
이때, 숯은 차음재에 이용되기에 가장 적합한 재료로서 다양한 효능을 가지고 있다. 숯은 다공성 구조를 가진 물질로서 많은 공기층이 있는데 이를 분말화하여 이용하게 되면 부피가 줄어들게 됨과 동시에 미세한 공기층을 유지하여 완충적 효과를 극대화할 수 있다.
그리고 숯은 유기물의 분해를 쉽게 도와주는 방성균이 서식함으로 그냥 두어도 공기정화를 도와주고, 냄새를 제거해주는 효능이 있다. 또한, 전자기기의 주변에 숯을 두면 전자파를 흡수하게 되고, 건축 인테리어 시공 때 나온 방사물질 라돈 등의 각종 화학물질을 흡수함으로 새집 증후군을 없애는데 효과가 좋다.
또한 상기 선행기술은 다수개의 차음재를 연결하여 사용하게 될 때 바닥과 접촉하는 부위 및 차음재의 결합 부위를 안정력있게 잡아주지 못한다는 한계가 있다. 이로 인해 시간의 흐름에 따른 차음재의 형태 변형 및 비틀림을 방지할 수 없게 된다.
숯의 성분을 포함하고 있는 차음재에 관한 기술로서, 공개특허공보 제10-2007-0010265호에 보면 공동주택의 친환경 층간 차음재 구조물 및 그 시공방법에 대해 기재되어있다.
청구항 1을 살펴보면, 층간 바닥벽(100)의 상부면에 설치되고, 30∼100메쉬의 운모(micar), 황산 바륨 및 규산 입자로부터 선택된 어느 하나의 알갱이를 포설하는 공간흡음부(10); 상기 공간흡음부(10)의 상부면에 설치되면서, 가운데에 종이와 파이버(fiber)로 이루어진 제 1흡음부재(21), 상기 제 1흡 음부재(21)의 양쪽면에 얇은 알루미늄 판재가 접착설치된 단열부재(23), 상기 단열부재(23) 중 일측의 단열부재에 우레탄 수지와 황산 바륨 또는 운모가 혼합되어 코팅되는 제 2흡음부재(25)를 구비하는 단열차음부(20); 상기 단열차음부(20)의 상부면에 설치되고, 철강 제조시 발생하는 수제 슬래그 또는 펄라이트를 건조한 후 우레탄 수지와 혼합해서 판상으로 제조한 2차 차음부(30); 및 상기 2차 차음부(30)의 상부면에 설치되고, 3∼10mm의 숯 입자와 우레탄 수지를 혼합하여 구성되는 흡음완충부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 층간 차음재 구조물이 기재되어있다.
그러나 상기 선행기술은 흡음재와 차음재 및 완충재가 각각 따로 구성되어 있으며 숯을 함유하는 부재는 흡음완충부 하나뿐이다. 이는 건축시공에서 발생되는 각종 화학물질 등을 완전히 흡수하기에는 적은 양이고, 이것 외에도 숯의 다양한 효능을 기대하기 어려운 점이 있다.
또한 차음재가 시공될 때 다수개의 차음재를 연결하여 사용하게 되는데 이때 바닥과 접촉하는 부위 및 차음재의 결합 부위를 안정력있게 잡아주지 못한다는 한계가 있다. 이로 인해 시간의 흐름에 따른 차음재의 형태 변형 및 비틀림을 방지할 수 없게 된다.
종합적으로 상기 기재된 선행기술들은 숯이 혼합될 때의 혼합비를 기재하고 있지 않기 때문에 본 출원인이 도출하고자 하는 숯의 효과를 기대할 수 없으며, 또한 다수개의 차음재를 연결할 때 바닥과 접촉하는 부위 및 차음재의 결합 부위를 안정력있게 고정해줄 수 있는 기술의 개발이 요구된다.
공개특허공보 제10-2007-0099349호(2007.10.09.) 공개특허공보 제10-2007-0010265호(2007.01.24.)
본 고안의 목적은 숯을 함유하는 차음재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼을 혼합하여 제조되되, 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼이 2~4중량부 : 0.5~2중량부 : 5~7중량부로 혼합하는 것에 있다.
본 고안의 목적은 차음재의 상판 및 하판에 반구 또는 사각형 등의 중공을 포함하여 발생되는 완충력 및 탄력으로 차음 효과를 갖는 것에 있다.
또한 본 고안의 목적은 네 모퉁이마다 4등분된 몰탈부가 형성되어 다수개의 차음재가 사방으로 결합되며 시공될 때, 상기 4등분된 몰탈부가 하나의 몰탈 주입구를 형성하게 되어 시멘트 몰탈(mortar, 모르타르)을 채워넣을 수 있게 됨으로써 기초바닥층에 안정력있게 고정하고, 벌어지거나 비틀림을 방지하는 것에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 고안은, 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼을 포함하는 조성물을 이용하여 제조됨으로써 차음 성능, 압축강도, 탈취효과 및 유해성분의 흡수를 증진시키는 차음재에 있어서, 상기 차음재는, 상판과 하판에 일정한 간격으로 이루어진 중공이 형성되어 상판과 하판이 결합될 때 각각의 중공이 결합되어 소정의 공간이 형성되면서, 각 네 모퉁이에 4등분된 몰탈부가 형성되어 다수개의 차음재가 사방으로 결합되면서 시멘트 몰탈이 주입되는 하나의 몰탈 주입구가 형성되며, 상기 몰탈 주입구를 통하여 상기 소정의 공간으로 몰탈을 주입할 수 있게 됨으로써 차음재 시공시 기초바닥판에 비틀림 및 벌어짐을 방지할 수 있도록 고정되는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 조성물의 혼합비는, 상기 숯 분말 2~4중량부, 돌가루 0.5~2중량부 및 스티로폼 5~7중량부가 혼합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 4등분된 몰탈부는, 상기 차음재가 사방으로 결합되면서 몰탈 주입구가 형성될 수 있는 모든 형태 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상판 및 하판은 슬라이딩 돌출부와 슬라이딩 오목부가 형성되어 인접한 차음재와 슬라이딩 결합되는 것을 특징한다.
본 고안에 따른 차음재는, 숯의 다공성 구조를 이용하여 차음재에 미세한 공기층을 만들고, 완충적 효과 및 차음 효과를 극대화하는 효과를 보유하고 있다.
본 고안에 따른 차음재는, 숯 성분을 함유하여 건축시공시 유해한 화학물질을 흡수 및 흡착하여 새집 증후군을 예방하는 효과를 보유하고 있다.
본 고안에 따른 차음재는, 여러 개의 차음재를 연결할 때 바닥과 접촉하는 부위 및 차음재의 결합 부위를 안정력있게 고정해주는 효과를 보유하고 있다.
본 고안에 따른 차음재는, 완충력 및 탄력을 가져 진동을 흡음 및 차음하는 효과를 보유하고 있다.
도 1은 본 고안에 따른 차음재의 상판 및 하판이 분리된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 고안에 따른 차음재의 상판 및 하판이 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 고안에 따른 차음재의 상판 및 하판이 분리된 상태에서 4등분된 몰탈부의 일실시예를 나타낸 분리 사시도이다.
도 4는 본 고안에 일실시예에 따른 4개의 차음재가 연결되는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 차음재의 4등분된 몰탈부의 다른 실시예를 나타내는 분리 사시도이다.
도 6은 본 고안에 따른 차음재 조성물의 숯 분말 혼합비와 효능의 관능평가 및 압축강도를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 고안에 따른 차음재 조성물의 혼합비에 따른 데시벨(dB)과 압축강도 및 형태유지 정도의 실험표를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 고안에 따른 차음재의 또 다른 실시예를 나타내는 분리 사시도이다.
도 9는 본 고안에 따른 차음재의 또 다른 실시예가 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 출원인이 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 기재한 것으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 고안의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 고안은 다수의 중공을 포함하여 발생된 완충력 및 탄력으로 진동을 흡음 및 차음하고, 숯의 성분을 함유한 유해한 화학물질을 흡수하거나 냄새를 감소시켜주는 차음재에 관한 것이다.
실시예 1. 숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재
도면을 살펴보면, 도 1은 본 고안에 따른 차음재의 상판 및 하판이 분리된 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 차음재의 상판 및 하판이 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
또한, 도 3은 본 고안에 따른 차음재의 상판 및 하판이 분리된 상태에서 4등분된 몰탈부의 일실시예 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 고안에 일실시예에 따른 4개의 차음재가 연결되는 상태를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 차음재의 4등분된 몰탈부의 다른 실시예를 나타내는 분리 사시도이다.
본 고안의 차음재는 상판(10)의 네 모퉁이에 각각 4등분된 몰탈부(101, 102, 103, 104)가 형성되고, 하판(20)의 네모퉁이에도 4등분된 몰탈부(201, 202, 203, 204)가 형성되어, 건축 시공 때 기초바닥층의 상면에 다수개의 차음재가 연결되면서 상기 4등분된 몰탈부(101, 102, 103, 104)(201, 202, 203, 204)가 결합되어 하나의 몰탈 주입구(300)를 형성하게 됨으로써, 상기 몰탈 주입구(300)를 통해 몰탈을 채워넣어 고정시킨다.
차음재에서 스티로폼(Expandable Poly Styrene, EPS)을 사용하게 되면, 기초바닥층과 일체화가 어렵고, 건축물의 하중 때문에 모양 변형 및 비틀림 등의 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하고 차음재의 안정력을 상승시키기 위하여 4등분된 몰탈부(101, 102, 103, 104)(201, 202, 203, 204)가 결합되어 이루어지는 몰탈 주입구(300)에 시멘트 몰탈을 채워 고정시키는 것이다.
도 5를 살펴보면 알 수 있듯이, 4등분된 몰탈부(101, 102, 103, 104)(201, 202, 203, 204)는 시멘트 몰탈을 채울 수 있는 어떤 형태로든 변경 가능하다. 다만 공간의 안정력 및 견고성과 같은 것을 위해서는 원형 또는 사각형이 좋다. 따라서 차음재의 네 모퉁이를 4등분된 반구나 직선 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 차음재의 상판(10) 및 하판(20)에 반구형으로 되는 다수의 중공(120)(220)을 만들어서, 상판(10)과 하판(20)이 결합되었을 때 내부에 상기 중공(120)(220)에 의한 공간(400)이 형성되어 차음재의 완충력과 흡음 및 차음의 효과를 더욱 극대화 시켜주는 역할을 한다.
이때, 반구형 중공(120)(220)의 형상은 내부에 공간을 만들 수 있는 정도의 형태이면 어느 것으로나 변경 가능하다.
이러한 차음재는 숯 분말, 돌가루(운모) 및 스티로폼(EPS)의 혼합으로 구성된다. 다음에서 상기 구성에 따른 혼합비에 대해 살펴본다.
차음재의 조성물은 숯 분말, 돌가루(운모) 및 스티로폼(EPS)로 구성되고, 숯의 효능과 차음의 효과를 동시에 나타내기 위해서는 숯 분말 2~4 중량부, 돌가루(운모) 0.5~2 중량부 및 스티로폼(EPS) 5~7 중량부로 혼합시켜 주는 것이 바람직하다. 어느 하나의 비율이 높거나 낮아지게 되면 경화작용을 일으켜 차음의 효과가 떨어지거나 압축 강도가 낮아져서 하중을 버티지 못하고 압축될 수 있기 때문이다.
이때 돌가루는 30~100메쉬(mesh)의 입자 크기로 구성되는 것이 바람직한데, 이는 30메쉬 이하의 경우에 돌가루의 입자가 커서 충격음을 흡수하기에 부적합하고, 100메쉬 이상의 경우에 돌가루의 작은 입자로 인해 물과 수화반응을 일으켜 응결 작용 즉, 경화 현상이 발생되고 충격음이나 소음을 흡수하기가 어렵다.
실시예 2. 숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재
실시예 1과 동일하되, 상판(10)과 하판(20)의 결합을 위한 구성과 차음재끼리의 슬라이딩 결합을 위한 구성을 추가하여 실시예 2를 형성한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 하판(20)의 중공 사이사이에 돌출부(230)를 구성하고, 상판에는 상기 돌출부(230)가 끼움결합될 수 있도록 돌출부(230)에 대응되는 위치에 오목부(130)를 형성하여 상판(10)과 하판(20)을 견고하게 결합할 수 있다. 여기에서, 돌출부(230) 및 오목부(130)의 개수, 위치 및 형상은 설계조건에 따라 변경될 수 있다.
또한, 차음재끼리의 슬라이딩 결합을 위해 상판(10) 및 하판(20) 일측면에 슬라이딩 돌출부(140)(240)를 형성하고, 타측면에 슬라이딩 오목부(150)(250)를 형성할 수 있다. 즉, 상판(10)과 하판(20)이 결합된 후 일측면의 슬라이딩 돌출부(1400(240)가 다른 차음재 타측면의 슬라이딩 오목부(150)(250)에 슬라이딩 끼움 결합되어 차음재끼리도 견고하게 결합될 수 있도록 한다. 여기에서, 슬라이딩 돌출부(140)(240) 및 슬라이딩 오목부(150)(250)의 형상은 설계조건에 따라 변경될 수 있다.
실험예 1. 차음재의 혼합비에 따른 숯의 효능 관능 평가
1-1. 실험 과정
실험예 1에서의 관능평가는, 신축 건물에서 아토피 또는 알레르기 반응을 보이는 50명을 선정하여 제조 조건을 각각 달리한 실험군이 설치된 공간에서 7일 동안 생활을 한 뒤 탈취 정도 및 알레르기 반응을 질의응답하는 방식으로 수행한다.
또한 각 혼합비에 따라 제조된 차음재의 압축강도를 측정하여 현장에서 사용될 수 있는지의 여부를 판단하였다.
평가는 5점 척도법을 이용하여 5점으로 갈수록 탈취 정도가 잘 되는 것이고, 알레르기 반응이 더 많이 일어나는 평가방식을 책정하였다.
실험과정은 상기와 같이 수행되되, 혼합되는 실험군은 실시예 1에 비롯한 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼을 사용하였고, 변경되는 혼합비는 숯 분말이며, 이에 따른 혼합 비율은 구체적으로 아래 도 6을 참조한다.
이때 사용되는 돌가루 및 스티로폼의 혼합비는 돌가루 0.5~2중량부 : 스티로폼 5~7중량부의 비율을 적용한다.
1-2. 실험 결과
아래 도 6에서와 같이 차음재 조성물의 숯 분말 비율을 5가지로 변경하여 제조된 실험군이 설치된 공간에서 상기 실험과정에 따라 패널들에게 실험되도록 하였다.
이때 혼합 순서는 숯 분말 : 돌가루 : 스티로폼의 순으로 하고 돌가루와 스티로폼의 혼합비는 그대로 고정하였다.
그 결과, 실험예 1에 따른 패널들의 탈취 정도 및 알레르기 반응과 압축강도의 측정치에서 혼합 비율이 2~4중량부 : 0.5~2중량부 : 5~7중량부인 차음재가 가장 적합한 것으로 확인하였다.
이 실험의 목적은 숯 분말의 혼합비에 따라 숯의 효능이 발휘되는 정도를 확인하고, 현장에서 사용될 정도의 압축강도를 확인하는 것으로써, 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼의 최적의 비율을 찾았다.
돌가루 및 스티로폼의 비율을 0.5~2중량부 : 5~7중량부로 고정하였을 때, 숯 분말의 비율이 0.1~2중량부인 경우 신축 건물의 냄새가 탈취되는 정도는 매우 낮은 수치를 나타내었고 알레르기 반응 또한 높은 비율로 발생하였다.
숯 분말의 비율이 1~3중량부인 경우 탈취되는 정도는 여전히 낮은 수치를 나타내었고 알레르기 반응 정도도 높은 수준을 유지했다.
숯 분말의 비율을 2~4중량부로 높여 제조한 경우 높은 수준의 탈취력을 나타내면서 패널들의 알레르기 반응이 반 이상 줄어든 것으로 확인되었다. 또한 압축강도 수치도 표준치로 측정되었다.
상기 숯이 0.1~3중량부으로 함유되었을 경우 압축강도의 수치는 건축 시공시 필요한 기본치와 비슷했지만 숯의 효능을 발휘할 수는 없었다.
상기 비율 3중량부 이상으로 혼합된 나머지 두 개의 비율로 제조했을 때 탈취 정도와 알레르기 반응에서 상기 2~4중량부의 비율과 비슷한 수치를 나타내었다. 그러나 주 재료인 돌가루와 스티로폼의 혼합비와 거의 동등한 비율을 차지하게 되면서 차음재로서의 역할을 수행하지 못하였고 압축강도가 낮아 내구성이 떨어지게 되었다.
따라서 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼의 혼합비는 2~4중량부 : 0.5~2중량부 : 5~7중량부의 비율이 가장 바람직한 것을 확인하였다.
실험예 2. 차음재의 혼합비에 따른 데시벨(dB) 및 압축강도 평가
1-1. 실험 과정
실험예 2에서의 데시벨 및 압축강도 평가에서는, 돌가루와 스티로폼의 혼합비에 따른 차음재의 수치를 측정하고 흡음 및 차음에 적합한 혼합비를 도출하는 방식으로 수행한다.
이는 실시예 1을 기반으로 차음재를 제조하여 평가한다.
평가는 무거운 충격으로 발생하는 중량충격음(dB)과 가벼운 물체가 떨어질 때 발생하는 경량충격음(dB)을 측정하고 차음재가 견딜 수 있는 건축물의 하중인 압축강도를 측정한다.
이때 데시벨(dB)의 법적 기준치는 중량충격음은 50dB 이하이고, 경량충격음은 58dB 이하이다.
그리고 형태유지 정도에 관한 평가는 차음재의 제작 후 부스러지거나 균열이 발생하지 않는지에 관해 5점 척도법을 이용하여 평가한다. 5점에 가까울수록 형태를 유지하기 힘들다는 것을 의미한다.
실험예 2에서 사용되는 실험군은 실시예 1에 비롯한 차음재의 혼합비를 변경하여 사용하였으며, 숯 분말의 비율은 실시예 1에 서술된 것으로 고정한다. 구체적으로는 도 7을 참조한다.
1-2. 실험 결과
도 7에서와 같이 실시예 1에 비롯한 차음재 조성물의 돌가루 및 스티로폼의 비율을 5가지로 변경하여 데시벨(dB) 및 압축강도를 측정하였다.
이때 배합 순서는 숯 분말 : 돌가루 : 스티로폼의 순으로 하고 여기에서 숯 분말의 비율은 상기 실험예 1에서 도출된 그대로 고정하였다.
그 결과, 실험예 1에 따른 경도에서 돌가루 및 스티로폼의 혼합 비율이 2~4중량부 : 0.5~2중량부 : 5~7중량부인 차음재가 가장 적합한 것으로 확인하였다.
이 실험의 목적은 돌가루와 스티로폼의 혼합비에 따라 차음성능과 하중을 버티는 압축강도를 측정하는 것으로서, 차음성능이 나타남과 동시에 시간이 흘러도 압축되지 않는 강도를 지닌 차음재 조성물의 혼합비를 찾았다.
숯 분말의 비율을 2~4중량부로 고정하였을 때, 돌가루 0~0.5중량부의 비율로 첨가되고 스티로폼의 비율 6~8중량부인 경우 완충력 및 탄력이 증가하여 측정되는 경량충격음의 데시벨이 감소했다.
반대로 무거운 충격의 중량충격음의 데시벨은 높은 수치를 보였고, 하중을 지지할 수 있는 압축강도 또한 낮은 수치를 나타내게 되었다.
돌가루 0.5~1중량부의 비율과 스티로폼 5~7.5중량부의 비율로 혼합되어 제조된 차음재는 측정되는 중량충격음의 데시벨이 낮아지고 압축강도가 증가하였지만 여전히 부적합한 상태를 유지하였다.
여기에서 압축강도 12 N/cm2는 2층 이상의 건물을 지을 때 발생되는 평균 하중보다 큰 수치로, 압축강도 12 이상의 자재를 사용하여야 시간이 지나도 압축되지 않고 사용할 수 있다.
그러나 돌가루 0.5~1중량부 이하의 경우 충격음 흡수에는 뛰어나더라도 압축강도가 낮아 유지할 수가 없게 된다.
돌가루의 비율이 0.5~2중량부이고 스티로폼의 비율이 5~7중량부인 경우, 차음재의 경량 및 중량충격음의 데시벨이 모두 낮게 나타났고 하중 압축강도 또한 증가하는 것을 볼 수 있다.
이때, 돌가루의 비율이 0.5~2중량부 이상인 경우 형태를 유지하는 정도가 우수한 것을 볼 수 있다.
반면에 상기 혼합비에 비해 스티로폼의 비율이 낮아지고 돌가루의 비율이 높아졌을 때, 차음재의 압축강도가 증가하고 측정되는 중량충격음의 데시벨이 낮아지는 것을 볼 수 있었지만 스티로폼의 비율이 낮아지는 바람에 측정되는 경량충격음의 데시벨은 높아졌다.
마지막 혼합비의 경우도 마찬가지로 돌가루의 혼합비가 증가하는 대신, 스티로폼의 혼합비가 줄어들었고 그로 인해 측정되는 중량충격음의 데시벨은 감소하였지만 압축강도와 측정되는 경량충격음의 데시벨은 증가하였다.
또한 돌가루의 비율이 1~3중량부 이상의 경우부터는 쉽게 부스러지고 균열이 발생하는 등 형태를 유지하는 정도가 낮은 것을 볼 수 있다.
따라서 차음재 조성물의 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼의 혼합비는 2~4중량부 : 0.5~2중량부 : 5~7중량부의 비율이 가장 바람직한 것을 확인하였다.
위와 같은 적절한 혼합비로 제조된 차음재는 숯의 다공성 구조를 이용하여 차음 성능, 탈취력 및 유해물질 흡수력이 증진되고, 돌가루의 사용으로 인해 압축강도가 증가하게 된다.

Claims (6)

  1. 숯 분말, 돌가루 및 스티로폼을 포함하는 조성물을 이용하여 제조됨으로써 차음 성능, 압축강도, 탈취효과 및 유해성분의 흡수를 증진시키는 차음재에 있어서,
    상기 차음재는,
    상판(10)과 하판(20)에 일정한 간격으로 이루어진 중공(120)(220)이 형성되어 상판(10)과 하판(20)이 결합될 때 각각의 중공(120)(220)이 결합되어 소정의 공간(400)이 형성되면서,
    각 네 모퉁이에 4등분된 몰탈부(101, 102, 103, 104)(201, 202, 203, 204)가 형성되어 다수개의 차음재가 사방으로 결합되면서 시멘트 몰탈이 주입되는 하나의 몰탈 주입구(300)가 형성되며,
    상기 몰탈 주입구(300)를 통하여 상기 소정의 공간(400)으로 몰탈을 주입할 수 있게 됨으로써 차음재 시공시 기초바닥판에 비틀림 및 벌어짐을 방지할 수 있도록 고정되는 것을 특징으로 하는 숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 조성물의 혼합비는,
    상기 숯 분말 2~4중량부, 돌가루 0.5~2중량부 및 스티로폼 5~7중량부가 혼합되는 것을 특징으로 하는 숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 4등분된 몰탈부(101, 102, 103, 104)(201, 202, 203, 204)는,
    상기 차음재가 사방으로 결합되면서 몰탈 주입구(300)가 형성될 수 있는 모든 형태 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상판(10) 및 하판(20)은 슬라이딩 돌출부(140)(240)와 슬라이딩 오목부(150)(250)가 형성되어 인접한 차음재와 슬라이딩 결합되는 것을 특징으로 하는 숯 분말과 돌가루가 포함된 차음재.
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