KR20120097999A - 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법에 관한 것으로서, 흡음성 뿐만 아니라 내화성이 향상되어질 수 있는 흡음재 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명의 제조방법은, 일정 탄력성을 갖는 합성수지재질의 다공성 스펀지를 성형하는 스펀지 성형단계와;(ST 1) 상기 성형된 스펀지를 시멘트몰탈이 일정 수위로 저장된 몰탈수조에 침적시켜 몰탈이 스펀지의 공극으로 스며들도록 하는 침적단계와;(ST 2) 상기 침적된 상태의 스펀지를 몰탈수조로 부터 이탈시키는 이탈단계와;(ST 3) 상기 스펀지를 가압프레스를 이용하여 일정 압력으로 가압시킴으로서 적정비중을 조절하는 프레스단계와;(ST 4) 상기 스펀지를 건조시키는 건조단계;(ST 5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 실현하기 위한 본 발명의 제조방법은, 일정 탄력성을 갖는 합성수지재질의 다공성 스펀지를 성형하는 스펀지 성형단계와;(ST 1) 상기 성형된 스펀지를 시멘트몰탈이 일정 수위로 저장된 몰탈수조에 침적시켜 몰탈이 스펀지의 공극으로 스며들도록 하는 침적단계와;(ST 2) 상기 침적된 상태의 스펀지를 몰탈수조로 부터 이탈시키는 이탈단계와;(ST 3) 상기 스펀지를 가압프레스를 이용하여 일정 압력으로 가압시킴으로서 적정비중을 조절하는 프레스단계와;(ST 4) 상기 스펀지를 건조시키는 건조단계;(ST 5)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 흡음재 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스펀지 성형체를 기반으로 하여 건물내벽이나 도로 방음벽 또는 터널 등에 시공이 가능한 경량형 흡음재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되는 흡음재로 유리섬유, 경량골재, 경량기포콘크리트, 스펀지 등이 있다.
그중, 경량골재와 기포콘크리트 흡음재는 내화성과 견고성이 우수하여 실외 도로 방음벽에 이용되고 있으나, 흡음에서 저주파수에는 미흡하다는 지적이 있으며 다양한 성형체 제작을 위해 제작비용이 증대되는 문제가 있다.
또한, 스펀지흡음재는 경량성 및 흡음성이 뛰어난 성질을 가지고 있으나 폴리 우레탄등 합성수지류로 구성되어 화재에 무방비함과 함께 독성이 배출되어 사용을 제한하고 있는 실정이라 흡음력과 내화력을 동시에 갖는 흡음재의 개발이 절실한 실정이다.
본 발명은 상기한 종래 흡음재 기술에 있어서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 경량성 및 흡음성이 뛰어남과 함께 내화성을 만족하는 흡음재를 저비용으로 생산할 수 있는 제작방법을 제공함으로서 흡음재의 이용효율을 극대화하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 일정 탄력성을 갖는 합성수지재질의 다공성 스펀지를 성형하는 스펀지 성형단계와; 상기 성형된 스펀지를 시멘트몰탈이 일정 수위로 저장된 몰탈수조에 침적시켜 몰탈이 스펀지의 공극으로 스며들도록 하는 침적단계와; 상기 침적된 상태의 스펀지를 몰탈수조로 부터 이탈시키는 이탈단계와; 상기 스펀지를 가압프레스를 이용하여 일정 압력으로 가압시킴으로서 적정비중을 조절하는 프레스단계와; 상기 스펀지를 건조시키는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 일정 탄력성을 갖는 합성수지재질의 다공성 스펀지를 성형하는 스펀지 성형단계와; 상기 성형된 스펀지를 몰탈형틀에 넣고 시멘트몰탈을 몰탈형틀내에 주입시켜 몰탈이 스펀지의 공극으로 스며들도록 하는 주입단계와; 상기 시멘트몰탈이 주입된 스펀지를 몰탈형틀로 부터 이탈시키는 이탈단계와; 상기 스펀지를 건조시키는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 흡음재는, 연소성이 강한 스펀지에 시멘트계 무기질을 기포화하여 다공질의 경량화 특성을 갖게 됨으로 흡음성, 차음성은 물론 화재에 대한 내화성이 극대화되어질 수 있게 됨으로 실내 내장재는 물론 도로 방음벽 등 도로 시설물로도 활용되어질 수 있게 된다.
특히, 스펀지와 몰탈의 결합체로 인해 기포콘크리트의 최대문제점인 크랙발생과 휨강도 약점이 개선되는 효과를 나타낸다.
또한, 제품의 기능성이 추가되어 단열성과 탈취 및 습도조절 기능을 갖게 됨으로 건축물의 마감재로 유용하게 시공되어질 수 있는 이점을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 흡음재 제조과정 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에서 주요 공정을 나타낸 것으로서,
2a는 스펀지의 몰탈수조 투입전 상태도.
2b는 스펀지의 몰탈수조 투입 상태도.
2c는 몰탈수조에 투입된 스펀지의 방망이 가압 상태도.
2d는 몰탈이 침적된 스펀지의 가압프레스 동작 상태도.
도 3은 본 발명에 의해 완성된 흡음재의 단면 확대도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 흡음재 제조과정 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에서 주요 공정을 나타낸 것으로서,
2a는 스펀지의 몰탈수조 투입전 상태도.
2b는 스펀지의 몰탈수조 투입 상태도.
2c는 몰탈수조에 투입된 스펀지의 방망이 가압 상태도.
2d는 몰탈이 침적된 스펀지의 가압프레스 동작 상태도.
도 3은 본 발명에 의해 완성된 흡음재의 단면 확대도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 흡음재 제조과정 순서도.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 흡음재 제조과정을 도 1의 순서도를 통해 살펴보면 다음과 같다.
<스펀지 성형>(ST 1)
먼저, 일정 탄력성을 갖는 폴리우레탄 등과 같은 합성수지재질의 경량형 다공성 스펀지(1)를 성형하게 된다.
이때 성형되어지는 스펀지(1)는 사용 용도에 따라 다양한 크기로 성형이 이루어질 수 있으며, 필요에 따라서는 흡음성능 향상을 고려하여 상면을 요철형상으로 형성할 수도 있게 된다.
<몰탈 침적>(ST 2)
이와 같이 성형된 스펀지(1)는 도 2a 및 도 2b에서와 같이 시멘트 몰탈(11)이 일정 수위로 조정된 몰탈수조(10)에 투입하여 침적시키는 작업을 수행하게 된다.
특히, 스펀지(1)를 몰탈수조(10)에 투입한 후에는 몰탈이 스펀지의 공극으로 용이하게 스며들수 있도록 도 2c에서와 같이 방망이(20)를 이용하여 스펀지(1)를 수회 눌러주는 동작을 수행함이 바람직한데, 이와 같이 방망이(20)로 눌러주게 되면 스펀지(1)내 공기가 강제 배출되어지면서 시멘트몰탈이 스펀지내로 용이하게 유입되어질 수 있게 된다.
한편, 몰탈수조(10)에 저장되는 시멘트 몰탈(11)은 결합제인 시멘트에 강도강화 및 표면경도 향상을 위한 보조결합제 및 유기결합제가 혼합되어지되, 상기 보조결합제는 분말유리, 규사, 펄라이트, 규조토, 화산재 중 하나 이상이 선택되어지며, 상기 유기결합제는 아크릴에멀젼, 아크릴-코폴리머화합물, 에틸-부틸비닐아크릴 코폴리머유도체, 실란유도체, 수용성 우레탄수지, 메틸 셀룰로오스, CMC(carboxymethyl cellulose) 중 하나 이상이 선택되어지게 된다.
즉, 시멘트 몰탈(11) 조성물의 일 예로서 물 30~70중량%, 결합제 5~50중량%, 보조결합제 3~40중량%, 유기결합제 0.5~30중량%의 혼합범위로 혼합이 이루어짐이 바람직하다.
상기에서 결합제는 포틀란트시멘트, 슬라그시멘트, 백시멘트, 알루미나시멘트, 석탄재 등이 선택적으로 사용되어질 수 있게 된다.
또한, 시멘트 몰탈 제조과정에서 기능성 향상을 위해 기능성 결합제를 추가로 첨가하거나, 또는 점도 조절을 위한 유동화제 및 공극 조절을 위한 기포제가 각각 0.1~ 5중량% 범위내에서 첨가되어질 수 있게 된다.
그중 기능성 결합제로는 황토, 숯가루, 은나노 가 선택적으로 사용될 수 있는데, 특히 은나노는 항균 및 탈취기능을 갖기 때문에 실내 장식재로 사용되는 흡음재에 사용함이 바람직하다.
또한, 유동화제는 아크릴산유도체, 멜라민유도체 가 선택적으로 사용됨으로서 몰탈의 점성을 부드럽게 해서 작업성을 향상시키도록 하게 된다.
또한, 기포제를 혼합하는 방법은 직접혼합법 또는 프리폼 혼합법이 사용되어질 수 있게 되는데, 이때 사용되는 기포제는 여러가지 기포제 종류 중 시멘트 성분과 기포반응성이 뛰어난 디아조아미노벤젠을 첨가함이 바람직하다.
이 외에도 필요에 따라 안료 등이 소량 첨가되어질 수 있게 된다.
<몰탈수조 이탈>(ST 3)
몰탈수조 이탈단계(ST 3) 에서는 상기와 같은 조성을 이루는 시멘트 몰탈이 내부 공극에 고르게 침적된 스펀지(1)를 몰탈수조(10)로 부터 꺼내어 주게 된다.
<프레스(비중조절)>(ST 4)
그리고, 스펀지(1)를 가압프레스(30)를 이용하여 일정 압력으로 가압시킴으로서 내부에 침적된 시멘트 몰탈을 일정량 배출시켜 몰탈의 적정비중을 조절해 주게 된다.
이때, 스펀지(1)의 비중이 200~300㎏/㎥ 의 범위를 만족하도록 프레스 압력을 조절해야 하는데, 비중이 200㎏/㎥ 이하인 경우에는 방화기능이 저하되어지게 되며, 비중이 300㎏/㎥ 이상이 되게 되면 내부 공극률이 낮아지게 됨으로서 흡음성능을 저해하게 된다.
따라서, 가압프레스(30)에 가해지는 프레스 압력을 조금씩 증가시키면서 수회에 걸쳐 가압을 실시함으로서 적절한 비중을 조절함이 바람직하다.
<건조>(ST 5)
상기와 같이 비중조절이 완료된 스펀지(1)는 몰탈이 경화되어지도록 15~30℃에서 10~20시간 동안 건조시키는 건조과정 및 양생과정을 거침으로서 고형화 되어진 흡음재의 제작이 완료되어지게 된다.
이와 같은 과정을 통해 제작되어진 본 발명의 스펀지 흡음재는 스펀지 재료로 인해 내부의 공극이 일정범위로 확보되어짐으로서 최적의 흡음효과를 나타냄과 함께 시멘트 몰탈로 인해 화재로 부터 안전성이 확보되어질 수 있게 된다.
특히, 다공질 구조로 인한 제품의 경량성, 단열성, 탈취 및 습도조절 기능 등 다양한 기능성을 확보하게 되어, 음악실이나 방송실 등과 같은 실내 인테리어 마감재로 사용되거나, 또는 도로 방음벽, 터널벽 등 다양한 용도로 활용되어질 수 있게 된다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스펀지 흡음재 제조과정을 나타낸 것으로서, 형틀투입단계(ST 2-1)에서는 성형된 스펀지를 몰탈형틀에 투입시킨 후, 몰탈 주입단계(ST 2-2)에서 몰탈형틀에 정해진 일정량의 시멘트몰탈을 주입시켜 몰탈이 스펀지의 공극으로 스며들도록 하게 되는 것이다.
즉, 스펀지와 동일한 크기 및 형상으로 몰탈형틀을 제작하여 비중이 200~300㎏/㎥ 로 맞춰질 수 있는 량의 시멘트몰탈을 형틀에 주입한 후 방망이를 이용하여 스펀지를 수회 눌러줌으로서 주입된 몰탈이 전량 스펀지내로 유입되어질 수 있게 된다.
이와 같이 몰탈이 주입된 스펀지를 몰탈형틀로 부터 이탈시키는 이탈단계(ST 3)를 수행한 후 프레스 가압작업 없이 곧바로 건조작업을 실시하여 흡음재의 제작이 완료되어질 수 있게 되는 것이다.
따라서, 이러한 다른 실시 예에 의한 몰탈 주입식 방법은 상기 일 실시 예에 따른 몰탈수조를 이용하는 침적법에 비해 몰탈의 리사이클이 줄어들게 되어 적정비중을 맞추는데 유용하게 되고, 따라서 별도로 프레스 가압을 실시하는 과정이 필요없게 됨으로서 제조과정을 단축시킴과 함께 몰탈의 낭비를 방지하는 이점을 나타낼 수 있게 된다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 흡음재 제조과정이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
예를 들면, 프레스 단계에서의 프레스 압력이나 또는 건조단계에서의 건조시간 및 온도 등은 상기 실시 예에서의 수치범위를 벋어나서 실시 될 수도 있게 된다.
따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
1 : 스펀지 10 : 몰탈수조
11 : 시멘트몰탈 20 : 방망이
30 : 가압프레스
11 : 시멘트몰탈 20 : 방망이
30 : 가압프레스
Claims (8)
- 일정 탄력성을 갖는 합성수지재질의 다공성 스펀지를 성형하는 스펀지 성형단계와;(ST 1)
상기 성형된 스펀지를 시멘트몰탈이 일정 수위로 저장된 몰탈수조에 침적시켜 몰탈이 스펀지의 공극으로 스며들도록 하는 침적단계와;(ST 2)
상기 침적된 상태의 스펀지를 몰탈수조로 부터 이탈시키는 이탈단계와;(ST 3)
상기 스펀지를 가압프레스를 이용하여 일정 압력으로 가압시킴으로서 적정비중을 조절하는 프레스단계와;(ST 4)
상기 몰탈의 경화를 위해 스펀지를 건조시키는 건조단계;(ST 5)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법. - 일정 탄력성을 갖는 합성수지재질의 다공성 스펀지를 성형하는 스펀지 성형단계와;(ST 1)
상기 성형된 스펀지를 몰탈형틀에 투입시키는 형틀투입단계와;(ST 2-1)
상기 몰탈형틀에 일정량의 시멘트몰탈을 주입시켜 몰탈이 스펀지의 공극으로 스며들도록 하는 주입단계와;(ST 2-2)
상기 시멘트몰탈이 주입된 스펀지를 몰탈형틀로 부터 이탈시키는 이탈단계와;(ST 3)
상기 몰탈의 경화를 위해 스펀지를 건조시키는 건조단계;(ST 5)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 침적단계(ST 2) 또는 주입단계(ST 2-1)에서는 스펀지내 공기를 강제 배출시켜 시멘트몰탈이 스펀지내로 용이하게 유입되어질 수 있도록 방망이를 이용하여 스펀지를 전체적으로 고르게 눌러주는 방망이 가압단계가 더 실시되는 것을 특징으로 하는 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 프레스단계(ST 4)에서는 스펀지의 비중이 200~300㎏/㎥ 의 범위를 만족하도록 프레스 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 침적단계(ST 2) 또는 주입단계(ST 2-1)에서 사용되는 시멘트몰탈은 시멘트에 강도강화 및 표면경도 향상을 위한 보조결합제 및 유기결합제가 혼합되어지되, 상기 보조결합제는 분말유리, 규사, 펄라이트, 규조토, 화산재 중 하나 이상이 선택되어지며, 상기 유기결합제는 아크릴에멀젼, 아크릴-코폴리머화합물, 에틸-부틸비닐아크릴 코포리머유도체, 실란유도체, 수용성 우레탄수지, 메틸 셀룰로오스, CMC(carboxymethyl cellulose) 중 하나 이상이 선택되어지는 것을 특징으로 하는 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 시멘트몰탈에는 기능성 결합제로서 황토, 숯가루, 은나노 중 어느 하나가 첨가되는 것을 특징으로 하는 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 시멘트몰탈에는 점성 향상을 위한 유동화제로서 아크릴산유도체 또는 멜라민유도체가 첨가되는 것을 특징으로 하는 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 시멘트몰탈에는 기포제로서 디아조아미노벤젠이 첨가되는 것을 특징으로 하는 스펀지 성형체를 이용한 흡음재 제조방법.
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