KR20050094624A

KR20050094624A - 층간 소음방지재 및 그를 제조하기 위한 장치

Info

Publication number: KR20050094624A
Application number: KR1020040019815A
Authority: KR
Inventors: 김대규
Original assignee: 김대규
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-09-28
Also published as: KR100569698B1

Abstract

본 고안은 건축물의 층간에서 발생되는 충격음으로 인한 소음 에너지를 흡수.분산 감쇄시켜주는 발포성 공기주머니 격자연결식 층간 소음방지제(이하 층간 소음방지제라 칭한다)임. 기존의 소음 방지용 흡음제 중에는 제품의 내부가 아닌 제품의 상. 하면에 조각층을 시술하거나 다양한 소재를 복합적으로 사용하여 방음성능을 발휘되도록 하는 제품들도 속속 개발되고 있으나 시공성.경제성.내구성 등에 개선의 여지가 있으며 본 고안에서 제안하고자 하는 층간 소음방지제는 이성체가 아닌 단일 소재를 발포응용하여 특히 그 내부에 공기주머니를 격자구조식으로 연결하여 소음방지 성능을 부여함으로써 아파트와 같은 공동주택의 층간바닥에서 발생되는 충격 에너지를 흡수 분산.감쇄.소멸 시키는 우수한 기능성과 시공성, 그리고 경제성에서 앞선 층간 소음방지제와 층간 소음방지제를 만드는데 필요한 금형을 제공함에 있다 .

Description

발포성 공기주머니 격자연결식 층간 소음 방지제와 그 금형{omitted}

최근의 소음방지용 흡.차음제 중에는 아연도강판.발포고무 등 각종 기능성 소재를 일정 비율로 첨가하여 응용함으로써 각각의 소재들이 가지고 있는 특성을 발휘하도록 하는 기능성 흡.차음재가 재공되고 있다. 그러나 콘크리트 슬라브층과 경량 기포 콘크리트 층 사이에 매설되는 최근의 흡.차음재 중에는 그 성능이 소음방지 성능만으로 만족될 수도 있으나 음이은 발생재료 원적외선 복사재료 및 난연성 원료로 사용되는 할로겐계화합물 등의 복합물로 조성되는 소음방지제는 그 경제성과 시공성분야에서 개선의 여지가 있다 할 수 있다. 특히 성형완료된 밀도(kg/㎥) 10 미만의 발포 포리스티렌폼을 가공하여 공동주택의 층간소음방지제를 만든다는 것은 폴리스티렌의 발포공정상 온도 108-116℃ 사이의 포화수증기로 발포되는 폴리스티렌폼 입자의 결합구조는 외부의 힘에 의하여 쉽게 부서져 버리는 특성이 있어 이를 가공하여 소음방지제를 만들었다 하여도 시공상의 문제점을 남겨두고 있다. 또한 종래의 콘크리트 슬라브 층과 경량기포 콘크리트층 사이에 적용되던 발포폴리스티렌품 은 단열방습 성능은 우수하나 차음 및 흡음성능에 있어서 그 기능이 미미한 단점이 있다 하여 일부건설 업체에서 PE(폴리에틸렌) 무가교수지층(단일소재)과 PE 화학가교 수지층 (단일구조)를 차음성자제로 사용하였으나 그 역시 안전성과 차음성이 부족 하다는 단점이 있어 이를 보완하기위한 방법으로 차음제 자체의 두께를 두껍게 형성해야 하지만 건축물의구조상 건축자재를 무한정 두껍게 할 수 만은 없는 한계가 있다고 할 수 있다. 이와 같이 아파트 건축물이나 다가구 주택 또는 업무용 빌딩등과 같이 여러 사람이 공동 생활을 하는 건축물에서는 건축자재의 차음성보다는 적정부피의 크기 만으로도 흡음 기능이 우수한 흡음재가 더욱 필수적인 고려의 대상으로 검토 되고있으며 그 소재는 고분자 발포성재료인 에틸렌비닐아세데이트(EVA) 폴리스티렌(EPS) 폴리플로필렌(EPP) 폴리에틸렌(PE) 등으로 차세대 층간 소음방지 제용 재료로서 주목 받고 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하고자 제안된 것으로 차음제보다는 소음방지용 발포성 흡음제로서의 구조개발에 따른 성능향상으로 층간소음.진동.발생을 최소화 하여 우수한 흡음제로서의 특히 경제성에서 앞선 그리고 시공성이 용이한 층간 소음방지제와 층간 소음방지제를 만드는데 필요한 금형을 제공함에 있다

전술한 내용의 목적 달성을 위하여 본 고안에 따라 두께는 30mm이상이면 가능하나 설계상 40mm로 발포 성형된 폴리스티렌폼의 내부를 구체적으로 설명하면 폴리스티렌의 발포성형시 성형용 금형의 내면에 일정크기의 그리고 다수개의 양각돌기 형성부를 금형 바닥평면부의 위쪽으로 튀어나오게 설계하여 폴리스티렌를 발포성형시키면 성형된 폴리스티렌폼 내면에는 금형의 설계에 따라서는 직사각형.정사각형 또는 원형 등의 음각 요홈부가 형성된다.

즉 폴리스티렌폼의 바닥 면쪽으로는 움푹 패인 공간이 형성된다. 그리고 폴리스티렌폼의 일측면인 개방된 공간위로 동일 밀도(kg/㎥)의 발포 폴리 스티렌폼시트 을 접착재를 이용하여 적층하게 되면 폴리스티렌폼 내부에는 공기주머니로서의 역할이 가능한 폐쇄 독립기포 형태의 에어포켓(1)이 바둑판의 모자이크처럼 전후 좌우로 배열되어 형성되는대 일정크기의 이 공기주머니(1) 와 공기주머니(12)(직경20mmx길이22mm전후) 사이를 공기터널 형성용 금형(도면7.도면8)의 보조장치(20.21.22.23.24)에 의하여 직경18mm 전후크기의 세로형 파이프(4. 5) 식의 공기 터널과 직경12mm 전후크기의 가로형 파이프식의 공기터널((2 .3) 이 공기주머니 발포시 함게 발포 성형되어 연결된다. 즉 전후(4,5) 좌우(2,3) 4방향의 격자형태(도면6)로 모두 연결시키면 하나의 복합구조식(도면5)형태의 층간 소음방지제가 된다. 이하도면 7 에 의하여 상세하게 설명하면 금형의 구성은 다음과 같이 이루어진다.

먼저 금형본체(19)를 중심으로 측면 두 곳에는 앞쪽 끝이 반구형으로 밀폐된 파이프(22)와 파이프(23)가 금형본체(19)의 구멍(25.26)으로 들어가 상호(22.23)격자형태로 관통될 수 있는 공기턴널 형성용 보조장치(20, 21)를 설치한다. 즉 일측면의 보조장치(20)의 파이프(22)에는 옆측면 보조장치(21)의 파이프(23)가 관통할 수 있는 적정거리의 간격으로 구멍(24)을 갖춘 다수개의 파이프(22)가 일정간격으로 설치하는데 이파이프(22)의 구멍(24)과 구멍(24)사이의 간격은 옆 측면의 보조장치(21)에 설치되어있는 다수개의 파이프(23)의 간격과 동일하다.

금형본체(19)의 내부에 금형 바닥면에서 위쪽으로 튀어나오게 금형의 일부로 양각된 공기주머니(27)에는 보조장치(20, 21)의 파이프(22, 23)들이 각자 위치에서 금형본체(19)의 구멍(25.26)으로 들어가 전후좌우로 관통할 수 있는 크기의 구멍(29.30)들이 4방향으로 뚫려있다. 먼저, 일측면의 보조장치(20) 파이프(22)가 금형본체(19)의 구멍(25)과 그리고 금형의 바닥면에서 위쪽으로 튀어나오게 양각된 공기주머니(27)의 구멍(29)을 차례로 관통하여 완전히 결합된 상태에서 그 다음에, 옆측면의 보조장치(21)의 파이프(23)도 금형본체(19)의 구멍 (26)과 양각된 공기주머니(27)의 구멍(30), 그리고 금형으로 양각된 공기주머니(27)와 먼저 결합되어있는 일측면의 보조장치(20)의 파이프(22) 구멍(24)까지 차례로 관통함으로써 금형은 상호 격자형태로 조립구성 완료된다. 그런 다음 공정대로 폴리스티렌(EPS)을 온도 106 ∼118℃의 포화 수증기로 발포성형후 보조장치(20 .21)를 분리하는데, 분리 순서는 처음 작업순서와는 반대인 옆측면 보조장치(21)의 파이프(23)을 처음 진입순서의 반대 방향으로 먼저 뽑은 후 나머지 보조장치(20)의 파이프(22)도 순서대로 분리한 다음, 발포 플리스치렌폼을 금형본체(19)에서 탈리시켜 건조 시킨다. 일측면이 개방되는 공간위로 동일 밀도의 발포 폴리스치렌폼 시트를 접착제를 이용 적층하면, 발포 포리스티렌폼의 내부에는 공기주머니가 격자식으로 연결된 층간 소음방지제로서 일부 성형 완료되며 각각의 공기통로의 최종 끝부분은 층간소음방지제의 상 하면이 아닌 4측면에 조립식 시공을 위한 일정크기의 음각 요홈부(11)와 양각돌출부(10)로 구성된 연결제(도면9)를 접착제를 사용 적층하므로서 모두 밀폐되어 층간 소음방지제로서의 제품은 최종 완성된다.

다음 그 성능에 있어서 층간 소음방지제는 공기주머니(1)(도면6)를 중심으로 가로방향 공기터널(2. 3) 과 세로방향 공기터널(4, 5 ) 이 전후, 좌우 격자형태(도면5.도면6)로 연결 구성되어 4방향이 모두 막힘이 없는 공기 연결통로가 되며 인접한 그 다음 공기주머니(12)로 연결되는 동일형태의 복합구조식(도면5)으로 구성된다. 따라서 공기주머니(1) 사이를 공기터널(2,3,4,5)로 연결된 복합구조식(도면5) 층간 소음방지제는 위층의 바닥면에 가해지는 충격(28)음을 공기주머니(1)에서 1차 흡수하여 4방향으로 뚫려있는 공기터널(2,3,4,5)로 분산시킨다. 이때 최초 발생소음에너지(28)는 공기터널을 타고 인접한 공기주머니(12)로 들어가면서 넓어진 공간인 공기주머니의 벽과의 충돌 또는 마찰 등으로 내부공기의 막을 진동 시키면서 완화된 소음 에너지는 또 다른 동일구조의 다른 공간으로 진입하여 같은 운동의 반복으로 인하여 소음에너지는 현저히 감소되는 구조로 되어있다. 그리고 층간소음방지제 하부면(도면4)의 흡음성능을 향상시키고자 다음과 같이 설계된다.

슬라브(6)의 상부면과 층간소음방지제(7)의 하부면이 상호접촉 되는 면적이 적으면 적을수록, 즉 공간(8)형성이 많을수록 위층의 충격에너지가 아래층으로 전달될 때 그 에너지의 양은 줄어든다. 그러나 층간소음방지제 하부면의 양각돌출부(9)의 면적이 층간소음방지제(7)상부면에 부하되는 마감몰타르(15), 마감제(16)등의 전체 중량을 견디지 못할 만큼 적을 경우 층간소음방지제의 양각돌출부(9)는 압축되어 슬라브(6) 상부면 과 평활하게 접지 되어 흡음성과 방음기능이 저하되므로 층간소음방지제(7) 상부면에 부하되는 중량, 즉 경량기포콘크리트, 마감제(16) 등을 충분히 견디면서 슬라브면과 공간(8) 형성이 많이 설정되도록 층간소음방지제(7) 하부면에 양각돌출부(9)의 면적을 최적화하여 성형시켰다.

따라서 층간소음방지제의 하부면(도면4) 에는 방음, 흡음 기능을 갖는 구조로서 음각의 요홈부(18)와 양각의 돌출부(9)로 이루어진 일정크기의 삼각형 입체문양 다수개가 격자구조식으로 배열화 되어있다. 즉 삼각형의안쪽면(18) 은 음각요홈부(18)로 오목하게 들어가 있으며 삼각형의 선을 따라서는 6-7mm의 양각돌출부(9)가 층간소음방지제 표면으로 돌출 되어있어 슬라브(6)상부면 과 접촉시 많은 공간(8)층이 형성된다. 따라서 본 고안에 의한 층간소음방지제는 슬라브(6)상부면과 접촉면이 많은 반면 공간 층이 없는 기존 다른 방음제보다 상대적으로 방음과 흡음성이 매우 뛰어나며, 도면6 에서 일부 남아있는 소음에너지도 층간소음방지제(7) 하부면과 슬라브(6)의 상부면과 접촉시 형성되는 공간(8)층에서 흡음되는 뛰어난 효과가 있다. 그리고 층간소음방지제(도면4) 측면에는 시공을 위한 연결구조로서 층간소음방지제의 상 하 면이 아닌 4측면 중 연결되는 2측면(10)은 10∼15mm크기의 양각 돌출부(10)를 형성하고 그 반대 편에 있는 나머지 2측면(11)은 양각 돌출부(10)가 끼워질 수 있는 10∼15mm 크기의 음각 요홈부(11)를 형성하여 시공 시 음.양의 조립식 작업으로 소음에너지의 누설을 차단 할 수 있도록 구성된 성능을 가진 층간 소음 방지제로 설계되었다.

층간소음방지제는 전술한 내용과 같이 공기주머니 사이를 공기터널로 연결된 복합구조식(도면6) 층간 소음방지제로서 위층의 바닥면에 가해지는 충격(28)에너지를 공기주머니(1)에서 1차 흡수하여 4방향으로 뚫려 있는 공기 터널(2,3,4,5)로 분산시킨다. 이때 최초 발생한 소음(28)에너지는 공기터널을 타고 인접한 전후, 좌우 공기주머니(12)(도면5)로 들어가면서 넓어진 공간인 공기주머니 벽과의 충돌 또는 마찰 등으로 내부공기의 막을 진동 시키면서 약해진 소음에너지는 또 다른 동일구조의 다른 공간으로 진입하여 동일운동의 반복성으로 인한 소음에너지는 현저히 소멸되는 효과가 있다. 그리고 슬라브(6)의 상부면과 접촉되는 층간소음방지제(7)의 하부면의 면적을 최적화 하여 일정크기의 공간층(8)을 형성 함으로서 전술한 내용(도면5)에서 남아있는 소음에너지는 여기서 효과적으로 흡수되는 특성이 있으며 시공 시 조립의 연결구조를 용이하게 하기 위하여 층간 소음방지제(도면4)의 상 하면이 아닌 4측면 중 연결되는 2측면(10)은 10∼15mm크기의 양각돌출부를 형성하고 반대측면의 2측면(11)은 양각돌출부(10)가 끼워질 수 있는 10∼15mm크기의 음각요홈부(11)로 구성되어 소음에너지의 누설이 방지되며 또한 시공의 편리성을 강조하였다 그리고 층간 소음방지제를 만드는데 필요한 금형은 다음과 같이 설계되었다 먼저 일측면의 보조장치(20)의 파이프(22)가 금형본체(19)의 구멍(25)과 공기주머니(27)의 구멍(29)을 차례로 관통한 후에 옆측면의 보조장치(21)파이프(23)도 금형본체(19)의 구멍(26)과 공기주머니(27)의 구멍(30). 그리고 공기주머니(27)와 먼저 결합 되어있는 일측면 보조장치(20)의 파이프(22)의 구멍(24)까지 차례로 격자형태로 관통하여 조립 완료된 상태에서 공정대로 폴리스티렌(EPS)을 온도 106∼118℃의 포화 수증기로 발포 성형 완료한다. 또한 금형의 분리순서는 다음과 같이 이루어진다. 즉 처음 작업순서의 반대인 옆측면 보조장치(21) 파이프(23)를 최초 진입순서의 반대방향으로 뽑은 후 나머지 보조장치(20)의 파이프(22)도 순서대로 손쉽게 분리되도록 강조되었다

제1도는 본 고안에 의한 층간 소음방지제의 단면 사시도

제2도는 본 고안에 의한 층간 소음방지제의 단면도

제3도는 본 고안에 의한 층간 소음방지제가 시공된 건물 바닥층의 단면도

제4도는 본 고안에 의한 층간 소음방지제 하부면의 단면 사시도

제5도는 제1도의 내부에 성형되어있는 공기주머니 격자 연결식 입체도

제6도는 제5도의 단면 확대 사시도.

제7도는 금형의결합전 단면사시도

제8도는 도면7의 결합된 금형의 단면사시도

제9도는 음각요홈부와 양각돌출부로 구성된 조립시공용 연결재

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 공기주머니 19: 금형본체

2: 가로방향 공기터널 20: 일측면의 보조장치

3: 가로방향 공기터널 21: 옆측면의 보조장치

4: 세로 방향 공기터널 22: 일측면 보조장치의 파이프

5: 세로 방향 공기터널 23: 옆측면 보조장치의 파이프

6: 콘크리트 슬라브 24: 22의 구멍

7: 층간소음 방지제 25: 금형 본체의 구멍

8: 공간층 26: 금형 본체의 구멍

9: 층간소음방지제 하부면의 양각돌출부 27: 금형으로 양각된 공기주머니

10: 측면 양각돌출부 28: 최초 충격 지점

11: 측면 음각요홈부 29: 금형으로 양각된 공기주머니의 구멍

12: 인접한 공기주머니 30: 금형으로 양각된 공기주머니의 구멍

13: 경량기포 콘크리트

14: 배관 파이프

15: 마감 몰타르

16: 마감제

17: 콘크리트 벽체

18: 층간소음방지제 하부면의 음각요홈부

Claims

다층구조로 된 건물의 바닥 및 공동주택의 바닥구조에 사용되는 층간소음방지제로서 상,하 측면이 아닌 그 내부에 소음 방지용 공기터널과 공기주머니가 발포성형으로 연결되는 것을 특징으로하는 층간소음방지제.
제1항에 있어서

층간 소음방지제 내부에는 일정크기의 부피인 0.34∼343㎠로 발포성형이 가능한 공기주머니(1)를 특징으로 하는 층간소음방지제
공기주머니(1)를 중심으로 직경 5∼60mm 전후 크기의 가로방향 공기터널(2. 3)과 세로방향 공기터널(4. 5)이 전(5) 후(4) 좌(3) 우(2) 격자형태의 복합구조식(도면5참조)으로 발포성형되어 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제
제 3항에 있어서

공기주머니(1)를 중심으로 전(5) 후(4) 좌(3) 우(2) 격자형태로 연결 구성되는 4방향(2, 3, 4, 5)의 복합구조식 공기터널은 모두 막힘이 없는 공기연결 통로가 되는 것을 특징으로 하는 총간소음방지제.
제 4항에 있어서

공기주머니(1)를 중심으로 4방향(2,3,4,5)이 모두 막힘이 없는 연결통로는 인접한 그 다음 공기주머니(12)로 연결되는 동일형태의 복합구조식 (도면 6참조)으로 발포성형 되는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제.
제1항에 있어서

층간소음방지의 재료는 에틸렌 비닐, 아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리우레탄(PU), 폴리스틸렌(EPS), 폴리플로필렌(EPP) 등의 발포성 고분자화합물로서 그 특징으로 하는 층간소음방지제.
제1항에 있어서

층간소음방지제는 필요 시 동일재료로 발포한 폐스크랩이나 또는 다른 재질의 발포스크랩을 함께 사용하여 성형화 할 수 있는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제.
제1항에 있어서

층간소음방지제는 공동주택 또는 다층건물의 층간 시공시 흡음의 효율성을 배가하기 위하여 1개 혹은 여러 개를 병합하여 사용가능 하도록 한 것을 특징으로 하는 층간소음방지제.
제1항에 있어서

층간소음방지제의 하부면은 삼각형의 선을 따라 높이6∼40mm크기의 양각돌출부 (9)가 성형되는 것을 특징으로 하고 삼각형의 안쪽면 (18) 은 오목하게 들어간 음각요홈부(18)로 된 입체 문양으로서 층간소음방지제의 하부면 전체에 격자 구조식으로 배열하거나 불규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제.
층간소음방지제의 시공을 위한 연결구조를 위하여 층간소음방지제의 상.하면이 아닌 4측면중 연결되는 2측면(10)은 5∼30mm크기의 양각돌출부를 형상하는 것을 특징으로 하고 나머지 2측면(11)은 양각돌출부(10)가 끼워질 수 있는 5∼30mm크기의 음각요홈부(11)로 구성되는 것을 특징으로 하는 층간소음방지제.
금형본체(19)(도면7참조)에는 앞쪽 끝이 반구형으로 밀봉된 파이프(22)와 파이프(23)가 각각의 위치에서 일정간격으로 금형본체(19)를 관통 할 수 있는 크기의 구멍(25, 26)을 갖는 특징의 금형으로서
일측면의 보조장치(20)의 파이프(22)(“예”-직경18mm)에는 옆측면의 보조장치(21)의 파이프(23)(“예”-직경 12mm)가 격자형태로 관통될 수 있는 크기의 구명(24)(“예”-구멍 13mm)을 갖는 것을 특징으로 하는 층간 소음방지제용 금형.
제12항에 있어서

일측면 보조장치(20)의 파이프(22)의 구멍(24)과 구멍(24)사이의 간격은 옆측면 보조장치(21)에 설치되는 다수개의 파이프(23)간격과 동일할 것을 특징으로 하는 층간소음방지제용 금형
제11항에 있어서

금형본체(19) 내부에 금형의 일부로 양각된 공기주머니(27)에는 보조장치(20, 21)의 파이프(22, 23)들이 각자 위치에서 전후좌우로 관통할 수 있는 크기의 구멍(29.30)을 갖는 것을 특징으로 하는 층간 소음방지제용 금형.
제11항, 제12항, 제13항 및 제 14항에 있어서

먼저 일측면의 보조장치(20) 파이프(22)가 금형본체(19)의 구멍(25)과 공기주머니(27)의 구멍(29)을 차례로 관통한 후에 옆측면의 보조장치(21) 파이프(23)가 금형본체(19)의 구멍(26)과 공기주머니(27)의 구멍(30). 그리고 공기주머니와 먼저 결합되어 있는 일측면 보조장치(20)의 파이프(22)의 구멍(24)까지 차례로 격자형태로 관통하여 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 층간 소음방지제용 금형.