KR20110000083U - 피아노용 방음 및 방진매트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 중량형 성분과 경량형 성분으로 번갈아 가면서 적층된 구조의 복합재료로서, 상기 중량형 성분이 열가소성 합성수지로 제조된 차음시트이고, 상기 경량형 성분이 폴리에스테르 섬유 흡음판이며, 상기 두 성분의 비중차이가 1.0 이상인 적층형 복합재료로 구성된 피아노용 방음 및 방진용 매트에 관한 것이다. 이러한 방음매트는 피아노 바퀴 밑에 깔아 사용하므로서 피아노의 고체음을 차단하여 공동주택의 이웃집에 전달되는 소음피해를 줄이면서도 피아노를 연주할 수 있는 수단을 제공하게 될 것이다.

피아노, 방음매트, 방진매트, 고체음, 차음시트, 폴리에스테르, 흡음판

Description

피아노용 방음 및 방진매트{Soundproofing and vibration insulating matt for piano}

본 고안은 피아노 방음매트에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 피아노의 바퀴 밑에 까는 진동절연 성능이 우수한 방음매트에 관한 것이다.

피아노는 가장 대중화된 악기로서 대부분의 가정에 보급되었지만, 그 소리 또한 커서 이웃 간 분쟁의 원인이 되기도 한다. 피아노 방음이 어려운 것은 피아노를 연주할 때 나오는 공기 전파음(공기음: air borne noise)이 클 뿐 아니라, 피아노를 연주할 때 발생하는 고체 전파음(고체음: solid borne noise)도 피아노의 육중한 무게로 말미암아 클 수밖에 없기 때문이다. 이러한 피아노의 고체음에 대한 해결이 방음기술 측면에서 다른 소리발생 기기와 가장 크게 구별된다.

일반적으로 피아노의 공기음은 방의 공기를 통해 전달되다 벽을 만나면 벽을 진동시키면서 통과한 후 반대편 벽의 표면에서 다시 소리로 전달된다. 반면 피아노의 고체음은 피아노 연주시 피아노 몸체가 떨면서 발생한 진동이 피아노 바퀴를 타고 방바닥에 진동으로 전달되어 벽, 천정 등 구조물을 타고 이동한 후 반대편 벽이나 천정의 표면에서 소리로 전달된다.

피아노 소리를 방음하기 위해 일반적으로 많이 사용하는 방법은 공기음에 대한 방음으로서, 피아노 연주실의 전체 면을 차음시트와 흡음재로 방음하는 방법이다. 그러나 일반적인 수준의 방음공사로는 조용한 새벽시간에 연주할 때 발생하는 소리 방음까지 보증할 수 없고, 24시간 완벽하게 피아노소리를 차단하는 방음공사는 비용이 많이 소요된다.

피아노 방음을 효과적으로 하기 위하여 피아노 자체를 방음하는 방법도 제안되었는데, 피아노 내부에 흡음재 또는 차음시트를 넣어서 피아노 소리를 줄이거나 피아노소리를 전자신호로 바꾸어 소리를 조절하는 방법이 있다. 그러나 이들 방법은 주파수대역에 따라 흡음율이 같지 않아 피아노소리가 왜곡될 여지가 있을 뿐 아니라, 전자식 방법의 경우 피아노 연주자의 건반 터치느낌이나 청음감이 실제와 달라져 연주자에게는 전혀 호감을 받지 못하고 있다.

또한 업라이트 피아노의 뒤편 울림판에 방음장치를 설치하는 방법(대한민국 실용신안 공고 제1994-0001548호, 제1990-0003624호)이 제안되었으나, 이는 특정장치를 피아노에 부착하기 위하여 피아노에 흠집을 주어야 하는 단점이 있다. 또 다른 방법으로, 연주자가 아코디언 주름 관처럼 생긴 피아노 커버 속에서 피아노를 연주할 수 있도록 한 피아노 커버가 소개되었고 있다(대한민국 실용신안 등록 제 20-0192031호). 그러나 이것 역시도 연주자가 밀폐된 공간에서 연주해야하는 심리적 불안감을 피할 수 없고, 명세서상에는 사용되는 사용재료에 대한 세부적인 설명이 기재되어 있지 않다.

피아노 방음에서 진동절연의 필요성이 중요함에도 불구하고 그에 대한 고안 은 많지 않다. 다만 진동절연을 염두에 두고 피아노받침 (캐스터)를 방진고무와 공기층 을 형성하는 고안(대한민국 실용신안 등록 제20-039260호), 바닥면에 복수개의 돌기를 형성하는 고안(대한민국 실용신안 등록 제20-0419140호)들이 제시되었지만, 이들 고안들은 후술하는 바와 같이 진동에너지를 분산시키는 관점에서 사용재료가 점탄성적 성능이나 방음기술 분야에서 통용되는 에너지 법칙상 큰 효과를 기대하기 어려웠다.

본 고안은 피아노의 진동으로 인한 소음전달을 차단할 수 있는 진동절연성이 우수한 매트를 개발하여 굳이 피아노 방 벽에 방음재를 사용하는 방음 시공을 하지 않으면서도 피아노 방음 효과를 높일 수 있는 효과적인 방음매트를 제안하려고 한다.

그렇게 하면, 완벽방음이 필요하지 않은 피아노 방음의 경우에 실용적이면서도 연주감이나 청취감을 왜곡시키지 않는 방음이 가능할 것이다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 다양한 시행착오를 겪은 다음, 중량형 성분과 경량형 성분으로 번갈아 가면서 적층된 구조의 복합재료로서, 상기 중량형 성분이 열가소성 합성수지로 제조된 차음시트이고, 상기 경량형 성분이 폴리에스테르 섬유 흡음판이며, 상기 두 성분의 비중차이가 1.0 이상인 적 층형 복합재료로 구성된 피아노용 방음 및 방진용 매트를 고안하였다.

본 고안의 다른 양태로는 본 고안의 방음매트는 중량형 성분은 비중이 1.5 이상이고 경량형 성분은 비중이 0.5 이하인 적층형 복합재료로 구성된 피아노용 방음 및 방진매트가 바람직하다.

또한, 본 고안의 다른 양태로, 본 고안의 방음매트는 상기의 적층 구조가 중량형 성분/ 경량형 성분 구조를 기본 구조로 하여, 이들 구조 가운데에 각 성분을 번갈아 가면서 정수 단위로 적층시켜 3층 이상의 구조로 구성될 수 있고, 이때 각 층의 적층두께는 0.5mm ~ 20mm인 것이 바람직하다.

본 고안의 또 다른 양태로서, 본 고안의 방음매트는 복합재료의 외면을 보호하기 위하여 상하좌우 면을 직물로 감쌀 수 있다.

마지막으로, 본 고안의 또 다른 양태로서, 본 고안의 방음매트는 피아노 바퀴가 상기 복합재료의 매트의 상부 부분을 파고들어 매트의 진동절연특성을 약하게 만드는 것을 방지하기 위한 금속판을 추가로 포함할 수 있다.

일반적으로 진동절연은 진동에너지를 댐핑 내부의 분자마찰로 인한 열에너지로 변환하는 댐핑 재료의 점탄성 특성에 의하여 이루어진다. 가장 보편적인 댐핑제는 고무로서 방진고무가 시중에 많이 사용되고 있지만, 피아노 소리와 같이 중저음이 대부분인 경우에는 그 효과가 한계가 있다.

또한 진동 절연측면에서는 사용 재료의 스프링상수가 낮아야 가진력(진동을 증가시키는 힘)의 전달이 낮아지지만 피아노와 같이 무거운 하중을 이겨낼 만큼의 재료의 강성이 필요하므로 낮은 스프링상수와 동시에 높은 강성이 필요하다. 그런 관점에서 높은 댐핑 능력과 강도를 가지면서도 가진력이 낮은 재료가 피아노의 진동절연재에 필요한데, 특히 높은 댐핑과 강도를 동시에 갖는 재료는 자연계에서는 찾기가 쉽지 않았다.

이에 본 고안자는 진동절연 효과를 높이면서도 피아노의 무게를 지탱할 수 있는 재료를 찾는 과정에서 복합재료(composite material)를 주목하게 되었다. 복합재료는 서로 성질이 다른 두 가지 이상의 재료를 섞어서 미세하게는 각각의 고유성질을 유지하면서 총체적으로는 별도의 성질을 갖게 되는 재료를 말한다. 복합재료의 각 성분은 원래의 성질을 유지하고 있으므로 미시적으로(microscopic) 균일하지 않은 상태(inhomogeneous)를 유지하는 점에서 혼합물과는 다르다.

복합재료는 필요한 물성의 조합을 한 재료에 복합시켜 놓은 것인데, 역사적으로는 지푸라기를 흙벽돌에 첨가하여 벽돌의 강도를 올린 것이 대표적이고, 최근에는 예를 들어 강성이 큰 비행기용 경량구조재나 헬리콥터 로우터 시스템용 재료 등 기존 재료의 한계를 넘는 복합재료 등이 발표되고 있다.

본 고안자는 선행연구를 통하여 피아노와 같이 무거운 무게를 지지하기 위한 복합재료의 모델로서 Reuss 형 적층형 복합재료(laminar composite material)를 주목하게 되었다. Reuss 형 복합재료의 강성-손실특성 (stiffness-loss map)의 한 예는 문헌(Extreme Damping in Composite Materials with a Negative Stiffness Phase (Physical Review Letters 26 Mar 2001, 2893, V86, N13))에 기재되어 있다.

복합재료의 구성성분은 재료의 용도와 필요한 성능에 따라 결정된다. 피아노방음용 방음매트로 사용되는 복합재료는 소리 및 진동에너지를 차단 및 절연하는 특징을 가져야 한다. 이는 궁극적으로 진동에너지를 재료 내부의 분자마찰로 인한 열에너지로 전환하는 것을 의미한다. 이를 위하여 재료의 비중이 중요한데, 비중이 클수록 적은 움직임으로 큰 에너지를 소화해 낼 수 있기 때문이다. 다른 인자로는 재료의 충진성이다. 만약 내부가 빽빽하게 충진된 고 밀도 재료에 한쪽에서 힘을 가한다면 이 재료는 다른 쪽으로 힘을 전달할 수밖에 없다. 반면, 내부에 기공이 많은 충진성이 낮은 재료는 한 쪽에서 힘을 가하더라도 재료의 공간이 완충하여 다른 쪽으로 힘을 전달할 가능성은 낮다. 그러나 저밀도 재료라 하더라도 그 강성이 낮으면 외부 힘에 의하여 압축되어 내부 공간이 축소되어 전체 부피가 줄어든 고밀도 재료로서 거동할 수 있으므로 강성이 높은 저밀도 재료가 필요하다.

중량을 기준으로 구성되는 복합재료중 중량체 성분의 비중은 운동에너지를 흡수하는 효율면에서 비중이 높을수록 좋겠지만, 금속이 아닌 재료로서는 1.3이상이면 충분하고, 기술적으로는 1.7 이상도 가능할 것이다. 또한 경량체 성분과 중량체 성분의 비중차이는 최소 1.0은 되어야 중량체가 공중에 떠있는 것처럼 거동하면서 진동으로 흡수된 에너지가 경량체로 전달되지 않고 분산되는 방식으로 절연될 수 있을 것이다.

본 고안자는 본 고안의 중량체 성분으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-004864호(2004년 1월 16일 공개)에 기술된 차음시트(nose-interception sheet)를 선정하여 사용하였다. 공지된 차음시트용 조성물은 내후성과 물리적 성질이 우수한 열가소성 합성수지, 예컨대, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리염화리덴, 폴리아세틸, 폴리우레탄, 폴리아크릴 등, 바람직하게는 C₆H₄(COOC₉H₁₉)₂ 와 CaCO₃, BaSO₄, 셀룰로오즈의 혼합물 및 열가소성 폴리우레탄 수지와 비트민(Bitumin)계 스티렌 부타디엔 스티렌 개질 혼합물, ZN(C₁₇H₃₅COO)₂와 같은 가소제, Cd-Ba-Zn계 안정제, 안료(카본블랙) 등의 첨가제를 균질하게 분산시킨 것이다.

본 고안에서 사용된 차음시트는 상기 차음시트용 조성물을 일련의 공정을 거쳐, 판상으로 가공한 것이며, 이러한 시트는 두께가 얇으면서 면 밀도(2.0㎜ 내지 3.0mm 두께에 3.6㎏/㎡ 내지 4.8kg/m 2 )가 크기 때문에 질량 법칙을 상회하는 차음성능 특징을 가지고 있다. 또한 이러한 차음시트는 방진고무 비교하여 몇 가지 장점이 있는데, 가장 중요한 것은 열가소성으로서 가황공정이 필요하지 않다는 것이다. 또한, 천연고무를 사용하지 않아 천연고무 특유의 단백질 부패 냄새가 없으며 비중을 최대 2.2까지는 높일 수 있다는 것이다. 그러면서도 고분자 물질로서 감쇄능력과 방진능력을 갖는다.

본 고안에서 사용된 경량체 성분으로는 폴리에스테르 섬유 흡음판(보통, 9mm의 흡음판을 한국에서 관용적으로 ‘아트보드(artboard)’라 한다)을 선택하였다. 폴리에스테르 흡음판은 일반 폴리에스테르 섬유와 저융점 폴리에스테르 섬유를 혼합하여 니들 펀칭한 후 가압 성형한 흡음재로 최근 많이 사용되고 있다. 폴리에스테르 흡음판은 폴리에스테르 섬유의 고강력으로 기인한 압축 및 인장강도가 있으면서도 비중은 0.20 ~ 0.25 수준 (2.5 Kg/m³)에 불과하다. 또한 이러한 흡음판은 섬유끼리 서로 엉켜있는 망상구조라서 내부에 기공의 비율이 커서 이를 통하여 흡음성 을 갖는다.

피아노 소리의 진동에너지가 차음시트와 폴리에스테르 흡음판으로 구성된 방음매트에 전달되면 차음시트는 진동하면서 내부 분자마찰이 일어나 진동을 흡수하게 된다. 이때 차음시트의 비중이 높으면 진동의 진폭을 줄일 수 있어 진동에너지의 전달분을 줄여준다. 또한, 차음시트는 충진도가 높으므로 차음시트의 어떤 부분이 진동을 하면 차음시트 전체가 같이 움직이므로 진동에너지가 차음시트 층 전체에 분산되면서 소모되어 차음시트의 수직방향으로 전달되는 에너지 량을 다시 한번 축소시킨다. 차음시트 다음 아랫단에 있는 폴리에스테르 흡음판은 윗단의 차음시트와 동일한 수직방향 진동을 하지만 비중이 낮으므로 동일한 움직임에도 불구하고 에너지밀도가 낮아 다음 단으로 전달하는 진동에너지 총량을 줄어주게 된다. 동시에, 에너지의 전달이 섬유 필라멘트를 통하여 일어나므로 섬유의 망상구조로 인하여 에너지 손실이 추가로 발생한다. 또한, 내부에 기공이 많아 진동으로 인한 차음시트의 움직임이 폴리에스테르 흡음판의 압축으로 흡수되어 아랫단으로 전달되는 에너지를 축소시킨다.

이와 같이 차음시트와 폴리에스테르 흡음판을 여러 층 쌓으면 상부의 진동에너지가 분산되고 소멸되면서 진동절연이 가능하게 되는 것이다. 소리에너지도 벽체에 부딪히면 벽체를 진동하여 전달된다는 점에서 진동에너지가 절연되는 것과 동일한 과정을 거치게 된다.

방음매트 개발을 위한 진동시험 결과는 표 1과 같다. 시험에 사용된 차음시트는 시중에서 판매되는 2mm 및 4mm 두께였으며, 폴리에스테르 흡음판은 두께 5mm 밀도 260kg/m³ 및 두께 9mm 밀도 235kg/m³ 이였다. 진동저감특성 시험은 시판 중에 있는 측정장비(Dual Channel Real-time Sound and Vibration Measurement System Symphonie (01dB사))를 이용하여 여기에 맞도록 구성하여 시험하였고, dBFA32 (measurement type: Real time mode) 소프트웨어를 사용하였다. 이러한 측정장비는 정반(철판 300*300*50mm)상에 시험편을 올려놓고 그 위에 하중판(철판 300*300*30mm)을 덮어 햄머로 충격을 가할 경우 시험편의 진동가속도레벨을 시험할 수 있도록 구성되어 있다. 표 1의 ‘정반단독’이라는 의미는 정반 상에 시험편을 올려놓지 않은 상태에서 햄머로 충격을 가할 경우 정반만의 진동가속도레벨을 의미한다.

표-1

시험 번호	샘플특성			진동가속도레벨 (dB)	저감량 (dB)
	샘플명	샘플구조 (200mm*200mm)	총두께 (mm)
	정반단독	철판, 300mm*300mm	50	108.8	기준
1	차음A1	PS(2T)	2	97.2	11.6
2	차음A2	PS(2T) * 2장	4	96.5	12.3
3	차음A3	PS(2T) * 3장	6	91.4	17.4
4	차음A4	PS(2T) * 4장	8	87.1	21.7
5	폴리에스테르 흡음판 5T	AB(5T)	5	70.8	38.0
6	방음매트1	PS(2T) / AB(5T) / PS(2T) / AB(5T) /PS(2T)	16	65.5	43.3
7	방음매트2	PS(2T) / AB(9T) / PS(2T) / AB(9T) /PS(2T)	24	64.8	44.0
8	방음매트3	PS(4T) / AB(5T) / PS(4T) / AB(5T) /PS(4T)	22	65.1	43.7
9	방음매트4	PS(2T) / AB(5T) / PS(2T)	9	68.8	40.0
10	방음매트5	PS(2T) / AB(5T) / PS(2T) / AB(5T) /PS(2T) / AB(5T) / PS(2T)	23	62.8	46.0

표 1의 진동가속도레벨은 5000Hz까지의 시험 주파수 범위내의 진동가속도레벨로 나타나는 진동에너지를 합한 수치로 샘플의 값과 정반단독 값과의 차이가 샘플에 대한 진동절연 특성의 대표성을 갖는다. 샘플은 가로 세로 각 200mm 이고 샘플별 두께는 표에 제시한 바와 같다.

차음시트를 평가한 시험번호 1 내지 4의 결과를 비교하면, 차음시트의 두께가 증가하면서 진동가속도레벨의 저감량도 증가하는 것을 볼 수 있다. 이것은 진동에너지가 차음시트에 부가될 때 차음시트 내부에서 소모되고 있음을 나타낸다. 그러나 그 수치는 폴리에스테르 흡음판-5T를 단독 평가한 값의 절반 수준에 불가하다. 이를 주파수별 응답으로 보면 다른 특징을 확인 할 수 있는데, 차음시트는 3000Hz이상의 고주파수에서 저감량이 현저하며 (도 1; 진동가속도그래프로서, 차음시트 3장, 표-1 시험번호 3에 대한 것임), 폴리에스테르 흡음판은 1000Hz 이상 일정 주파수에서 저감되는 것을 확인할 수 있다(도 2; 진동가속도그래프로서, 폴리에스테르 흡음판 5mm, 표-1 시험번호 5에 대한 것임).

상기의 도 1 및 2의 각각의 그래프에서, 후술하는 도 3을 포함하여, 상부 그래프(적색)는 정반단독에 대한 것이고, 하부의 기본 그래프(녹색)는 암진동을 의미하고, 이들 사이에 존재하는 그래프(청색)는 도 1의 경우 차음시트에 대한 것이고, 도 2의 경우 폴리에스테르 흡음판에 대한 것이며, 도 3의 경우는 본 고안의 방음매트에 관한 것이다.

본 고안의 복합재료 방음매트는 진동에너지의 절연에 효과적이라서 피아노의 고체음이 방바닥을 타고 공동주택의 다른 집으로 전달되는 것을 막을 수 있다. 이로써 본 고안의 방음매트를 피아노 밑에 깔아 놓을 경우, 피아노의 연주로 인한 주변으로 전달되는 소음을 상당히 줄일 수 있을 것이다.

본 고안은 피아노의 고체음을 차단하기 위하여 차음시트와 폴리에스테르 흡음판을 구성성분으로 한 복합재료 방음매트에 대한 것이다. 이러한 방음매트의 제조 과정은 단순하게 차음시트와 폴리에스테르 흡음판의 결합 부분에 공업용 접착제 를 붙인 다음 가압 결합시켜 제조하였으며, 사용된 공업용 접착제는 사용하는 차음시트와 폴리에스테르 흡음판이 합성수지로 되어 있음을 고려하여 이러한 재질에 사용할 경우 강한 접착력을 주는 것이면 어떤 것을 사용하여도 무방하다.

본 고안의 방음매트는 상기 표-1에서 알 수 있는 바와 같이, 5개를 제조하여 시험에 사용하였으며, 각각의 방음매트의 구성은 다음과 같다:

방음매트 1: 2mm(2T)의 차음시트 3개와 5mm(9T) 폴리에스테르 흡음판 2개를 적층하여 제조;

방음매트 2: 2mm(2T)의 차음시트 3개와 9mm(9T) 폴리에스테르 흡음판 2개를 적층하여 제조;

방음매트 3: 4mm(4T)의 차음시트 3개와 5mm 폴리에스테르 흡음판 2개를 적층하여 제조;

방음매트 4: 2mm(2T)의 차음시트 2개와 5mm 폴리에스테르 흡음판 1개를 적층하여 제조;

방음매트 5: 2mm(2T)의 차음시트 4개와 5mm 폴리에스테르 흡음판 3개를 적층하여 제조.

상기와 같이 제조한 각각의 방음매트 1 내지 5에 대한 Ruess model 복합재료의 진동특성을 살펴보면, 복합재료 (시험번호 9)의 진동가속도레벨 저감량(40.0 dB)이 차음시트(시험번호 2)의 저감량(12.3 dB)과 폴리에스테르 흡음판 (시험번호 5)의 저감량(38.0 dB) 보다 크게 나와 상승효과를 확인할 수 있고, 복합재료의 적 층 수가 많아질수록 저감량의 절대값은 커지면서 (시험번호 9, 6, 10) 복합재료의 저감량과 동일한 차음시트 두께에 대한 저감량사이의 차이값 즉, 상승효과는 줄어들고 있음을 알 수 있다.

또한 방음매트 1 내지 3(시험번호 6 내지 8에 해당)을 비교해보면 동일한 적층구조에서 폴리에스테르 흡음판의 두께나 차음시트의 두께가 증가하면 저감량에 약간의 기여를 하지만 적층구조의 증가로 인한 기여만큼은 기여하지 못한다는 것을 보여준다.

이들 시험결과로부터 차음시트와 폴리에스테르 흡음판을 이용한 복합재료의 진동절연 성능을 각각 폴리에스테르 흡음판과 차음시트로 존재할 때의 성능보다 현저히 개선되는 것을 확인할 수 있다. 이들 결과로부터 복합재료의 적층수를 많이 올리는 것이 더 좋은 성능으로 연결되지만, 실질적인 적층수는 사용여건과 경제성에 맞추어 결정될 수밖에 없다. 또한 차음시트와 폴리에스테르 흡음판의 두께를 올리는 것 보다는 적층수를 증가하는 것이 더 효과적이다.

본 고안자는 위의 시험으로부터 폴리에스테르 흡음판 5mm, 차음시트 2mm를 각각 3장씩 교차하여 적층하는 것이 경제적이며 효과적이라 판정하여 위에서부터 차음시트(10)/폴리에스테르 흡음판(20)/차음시트(10)/폴리에스테르 흡음판(20)/차음시트(10)/폴리에스테르 흡음판(20)을 적층한 것이 가장 바람직하다는 것을 확인하고, 이를 도 4에 표시하였다. 도 4에서 각각의 차음시트(10)와 폴리에스테르 흡음판(20)이 접촉하는 부위에는 공업용 접착제가 묻어 있으나, 이러한 접착제의 두께는 차음시트(10)와 폴리에스테르 흡음판(20)의 두께와 비교할 경우 매우 얇으므 로 생략하였다.

또한, 상기와 같이 제조된 방음매트를 그대로 사용할 수도 있으나, 이러한 방음매트가 사용되는 곳이 피아노가 있는 실내임을 고려하여, 방음매트의 외관을 수려하게 꾸미기 위하여 20cm x 20cm 로 재단한 후 의자용 직물(fabric) (삼원직물)(30)로 감싸 본 고안의 방음매트를 완성하였다. 본 고안에서 사용되는 직물은 천연 또는 합성 직물 어느 것을 사용하여도 되며, 이러한 직물은 필요에 따라 다양한 색상과 모양을 가질 수 있을 것이다.

본 고안에서 만들어진 방음매트를 표-1의 시험과 동일한 시험기에서 방진고무-80 및 방진고무-90 (80, 90은 고무의 경도)와 비교시험하여 저감량 44.4 dB을 확인할 수 있었다. 시험결과는 표-2에 나타내었으며, 도-3은 본 고안의 표 2의 방음매트에 대한 진동가속도그래프에 대한 것이다.

표-2

시험편 명	진동가속도레벨 (dB)	저감량
정반단독	105.6	기준
방음매트	61.2	44.4
방진고무-80	88.1	17.5
방진고무-90	97.1	8.5

완성품 방음매트의 크기는 사용되는 피아노의 크기에 따라 다양하게 제조될 수 있으며, 설치 및 이동을 고려하여 40cm x 60cm크기로 제조하여 시판할 수 있고, 필요에 따라 오염 등을 방지하기 위하여 직물이나 비닐 등으로 다시 이를 감싸 포 장할 수 있을 것이다.

한편, 본 고안의 방음매트를 피아노 밑에 직접 설치할 수도 있지만, 피아노 바퀴 밑에는 직경 120mm 두께 4mm의 금속판, 바람직하게는 철판을 놓아 피아노 바퀴가 매트의 한 부분을 파고들어 매트 진동절연특성이 약해지는 것을 막을 수 있다. 금속판의 한쪽 또는 양쪽 표면에 차음시트를 붙이면 금속판위에서 피아노 바퀴가 미끄어지는 것을 막을 수 있으며, 금속판의 외관품질을 개선하고 차음시트의 방진성능을 추가로 이용할 수 있다. 특히, 이러한 금속판은 상기와 같이 본 고안의 방음매트를 완성한 다음, 설치할 때 별도로 설치할 수도 있지만, 본 고안의 방음매트를 직물로 감싸기 전에 방음매트의 크기와 동일한 크기로 상단에 결합시켜 해당 직물로 감쌀 수도 있을 것이다.

이렇게 만들어진 방음매트는 업라이트 피아노의 경우 40cm 방향으로 4개를 이어붙이면 총 1.6m가 되어 피아노 방음매트로 충분하고, 그랜드 피아노의 경우 4행 4열로 배치하면 1.6m x 2.4m 가 되어 피아노의 방진 및 방음에 충분하다고 판단된다. 만약 피아노 의자에도 방음매트를 깔거나 방 전체로 넓히고 싶으면 추가로 이어 붙이면 될 것이다.

도 1은 차음시트-3장을 겹친 샘플에 대한 진동가속도 레벨 시험결과이다.

도 2는 폴리에스테르 흡음판에 대한 진동가속도 레벨 시험결과이다.

도 3은 복합재료 방음매트에 대한 진동가속도 레벨 시험결과이다.

도 4는 방음매트 구성도이다.

Claims (5)

1. 중량형 성분과 경량형 성분으로 번갈아 가면서 적층된 구조의 복합재료로서,

   상기 중량형 성분이 열가소성 합성수지로 제조된 차음시트이고,

   상기 경량형 성분이 폴리에스테르 섬유 흡음판이며,

   상기 두 성분의 비중차이가 1.0 이상인 적층형 복합재료로 구성된 피아노용 방음 및 방진용 매트.
2. 제1항에 있어서, 중량형 성분은 비중이 1.5 이상이고 경량형 성분은 비중이 0.5 이하인 적층형 복합재료로 구성된 피아노용 방음 및 방진매트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기의 적층 구조가 중량형 성분/ 경량형 성분 구조를 기본 구조로 하여, 이들 구조 가운데에 각 성분을 번갈아 가면서 정수 단위로 적층시켜 3층 이상의 구조로 구성되고 각 층의 적층두께가 0.5mm ~ 20mm인 피아노용 방음 및 방진매트.
4. 제3항에 있어서, 상기 복합재료의 외면을 보호하기 위하여 상하좌우 면을 감싸는 직물 층을 추가로 포함하는 피아노용 방음 및 방진매트.
5. 제4항에 있어서, 피아노 바퀴가 상기 복합재료의 매트의 상부 부분을 파고들 어 매트의 진동절연특성을 약하게 만드는 것을 방지하기 위한 금속판을 추가로 포함하는 피아노용 방음 및 방진매트.

Images