KR20160104507A - 소음방지재 - Google Patents

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KR20160104507A KR1020150027655A KR20150027655A KR20160104507A KR 20160104507 A KR20160104507 A KR 20160104507A KR 1020150027655 A KR1020150027655 A KR 1020150027655A KR 20150027655 A KR20150027655 A KR 20150027655A KR 20160104507 A KR20160104507 A KR 20160104507A
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Abstract

본 발명에 따른 소음방지재는 건축물에 사용되는 소음방지재에 있어서, 진동 패널과, 상기 진동 패널의 일 측면에 결합되는 제1 외장 패널을 구비하여 구성되고, 상기 진동 패널은 제1 패널과 제2 패널 및 상기 제1 패널과 제2 패널의 사이에 결합되는 진동 필름을 구비하여 구성되며, 상기 제1 패널은 진동 필름과 대향하는 측면에 제1 홈이 구비되고, 상기 제2 패널은 진동 필름과 대향하는 측면에 제2 홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

소음방지재{Noise Prevention Materials}
본 발명은 건축물이나 기타 구조물에 사용될 수 있는 소음방지재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 다가구 주택이나 아파트 등에서 층간소음 문제가 대두되면서 이러한 문제를 해결하기 위한 방안이나 법적 제도화 문제가 활발하게 논의되고 있다.
도 1은 현재 규격화되어 있는 건축물 시공 기준의 일례를 나타낸 단면도이다. 도 1의 기준에 의하면 콘크리트 슬래브층(1)의 상측에 경량기포 콘크리트층(2)과 마감 모르타르층(3)이 순차적으로 적층 형성된다. 그리고 소음 차단을 위해 콘크리트 슬래브층(1)과 경량기포 콘크리트층(2)의 사이에 차음매트(4)가 설치됨과 더불어 상기 적층과 측벽의 사이에 측면 완충재(5)가 구비된다.
상기 차음매트(4)는 상부층에서 발생된 소음이 건축물의 매질을 통해서 하부층으로 전달되는 것을 차단하기 위한 것으로서, 이는 주로 소리 등을 잘 흡수할 수 있는 재질로 구성된다.
도면에 도시된 현재의 시공 기준은 상부층에서 발생된 소음을 차음매트(4)를 통해서 흡수함과 더불어 측벽의 내측면에 완충재(5)를 설치함으로써 마감 모르타르층(3)에 가해진 충격이 측벽을 통해서 이웃하는 공간으로 전달되는 것을 차단하도록 한 것이다.
또한 대한민국 실용신안등록 제20-0379075호에는 각각 서로 다른 밀도를 갖는 제1 및 제2 발포층을 이용하여 흡음 및 차음 효과를 갖도록 한 소음방지재에 대하여 개시되어 있다. 이는 밀도가 서로 다른 다공질의 발포층을 중첩하여 구성함으로써 진동을 분산시켜 소음을 방지하도록 한 것이다.
종래의 소음방지재로서는 주로 유기물을 발포한 발포 시트를 이용하고 있다. 그런데 이러한 소음방지재는 주로 고주파 음역의 소음에 대해서 차음 및 흡음 기능을 갖고 있기 때문에 층간소음에서 문제가 되는 저주파 음역에 대해서는 양호한 차음 및 흡음 기능을 제공하지 못한다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 건축물의 구조 매질을 통해서 전달되는 소음이나 진동을 효과적으로 저감할 수 있는 소음방지재를 제공함에 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 소음방지재는 건축물에 사용되는 소음방지재에 있어서, 일 측면에 다수의 제1 홈이 구비되는 제1 패널과, 진동 필름을 통해서 상기 제1 패널과 결합되고, 상기 제1 홈과 대향하는 위치에 동일한 크기 및 형상의 제2 홈이 구비되는 제2 패널 및, 상기 제1 패널과 제2 패널의 사이에 배치되는 진동 필름을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 패널은 발포 수지로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 패널은 2종류 이상의 기공들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 패널과 제2 패널은 서로 다른 밀도를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 유기물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 강유전 물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 제1 또는 제2 홈의 크기가 2종류 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 홈의 형상이 2종류 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 관점에 따른 소음방지재는 건축물에 사용되는 소음방지재에 있어서, 진동 필름과 대향하는 측면에 제1 홈이 구비되는 제1 패널과, 진동 필름을 통해서 상기 제1 패널과 결합되고, 진동 필름과 대향하는 측면에 제2 홈이 구비되는 제2 패널 및, 상기 제1 패널과 제2 패널의 사이에 배치되는 진동 필름을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 소음방지재는 건축물의 콘크리트 슬래브층과 경량기포 콘크리트층의 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 패널은 상기 제1 홈을 복수 개 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2 패널은 상기 제2 홈을 복수 개 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 패널과 제2 패널은 서로 다른 밀도를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 유기물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 관점에 따른 소음방지재는 건축물에 사용되는 소음방지재에 있어서, 진동 패널과, 상기 진동 패널의 일 측면에 결합되는 제1 외장 패널을 구비하여 구성되고, 상기 진동 패널은 제1 패널과 제2 패널 및 상기 제1 패널과 제2 패널의 사이에 결합되는 진동 필름을 구비하여 구성되며, 상기 제1 패널은 진동 필름과 대향하는 측면에 제1 홈이 구비되고, 상기 제2 패널은 진동 필름과 대향하는 측면에 제2 홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 패널의 타 측면에 제2 외장 패널이 추가로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 패널은 관통공을 추가로 구비하여 구성되고, 상기 제1 및 제2 외장 패널은 상기 관통공을 통해서 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 외장 패널은 진동 패널과 서로 다른 밀도를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2 외장 패널은 진동 패널과 서로 다른 밀도를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 외장 패널은 다수의 기공을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 외장 패널에 구비되는 기공들은 2종류 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 패널은 다수의 기공을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 패널에 구비되는 기공들은 2종류 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 패널에 구비되는 기공과 상기 제1 또는 제2 외장 패널에 구비되는 기공의 크기가 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 외장 패널은 톱밥 또는 목분과 바인더를 포함하는 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 외장 패널은 다공성 광물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 다공성 광물질이 제올라이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 다공성 광물질이 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 패널은 제1 홈을 2개 이상 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2 패널은 제2 홈을 2개 이상 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 홈과 제2 홈이 서로 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 홈과 제2 홈이 서로 동일한 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 제1 또는 제2 홈의 크기가 2종류 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 홈의 형상이 2종류 이상인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 또는 제2 패널은 발포 수지로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 유기물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 강유전 물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 관점에 따른 소음방지재의 제조방법은 건축물에 사용되는 소음방지재의 제조방법에 있어서, 톱밥 또는 목분과 바인더를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계와, 상기 혼합물을 적층하여 제1 외장 패널을 위한 제1 층을 형성하는 단계, 상기 제1 층의 상측에 진동 패널을 적층하는 단계, 진동 패널 상측에 제2 외장 패널을 위한 제2 층을 적층하는 단계 및, 상기 적층물에 전체적으로 압력을 가하는 단계를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 톱밥 또는 목분에 대한 바인더의 양이 5~25 중량%인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 패널을 적층하기에 앞서 진동 패널에 한 개 이상의 관통공을 형성하는 단계를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 진동 패널의 일 측면 또는 타 측면에 한 개 이상의 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부는 반구 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 혼합물에 다공성 광물질이 추가로 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건축물의 소음방지재는 서로 다른 밀도와 서로 다른 크기의 기공들을 갖는 제1 및 제2 부재에 의해 효과적으로 제거되고, 이들 부재에 의해 용이하게 제거되지 않는 저주파수 대역의 충격 에너지 및 음파 에너지는 진동 패널에 의해 보다 높은 주파수 대역으로 변환된 후 제거되게 된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 건축물 시공 기준의 일례를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음방지재의 외관 형상을 나타낸 사시도.
도 3은 도 2에서 진동 패널(30)의 A-A'선에 따른 단면도.
도 4는 도 3에 나타낸 진동 패널(30)의 분리 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 소음방지재의 흡음 및 차음 기능을 설명하기 위한 설명도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 진동 패널(30)이 외관 형상을 나타낸 사시도.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 설명한다. 단, 이하에서 설명하는 실시 예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예를 예시적으로 나타낸 것으로서, 이러한 실시 예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명의 기본 개념을 설명한다.
통상적으로 층간소음은 부적절한 소음이나 진동의 전달을 통해 이루어진다. 건축물의 한 공간에서 상부층에서 발생된 소음, 즉 부적절한 소리는 건축물의 측벽이나 슬래브층 또는 배관 등을 통해 인접하는 공간으로 전달된다. 이러한 소음의 전파는 소음이 전달되는 매질과 관련이 있다. 매질에 다양한 다공층을 형성하게 되면 다공층에 의해 상당량의 소음이 흡수됨으로써 소음의 전달을 최소화 할 수 있다.
한편, 건축물의 진동에 의한 충격 소음은 일반적인 소음과는 발생 과정이 상이하다. 이러한 충격 소음은 건축물에 충격이 가해지면 건축물이 충격에 의해 진동하면서 발생되게 된다. 충격 소음은 건축물의 고유진동수와 관련이 있다. 그리고 이러한 충격 소음을 줄이기 위해서는 다양한 완충재를 이용하여 건축물에 가해질 수 있는 충격을 최소화 하거나 건축물에 의해서 발생된 충격 소음을 효과적으로 흡수하는 것이 요구된다.
또한 현재 건축물에서 사용되고 있는 차음매트나 흡음재 등의 소음방지재는 다량의 기공을 갖추고 있다. 이들 기공은 주로 건축물의 진동 등에 의해 발생되는 층간 소음을 흡수하기 위한 것이다. 기공의 흡음 및 차음 능력은 기공의 크기와 직접적인 관련이 있다. 기공의 크기를 작게 할수록 저음역대의 소음에 대한 흡음 및 차음 능력이 향상된다. 건축물에서 발생되는 소음 중 가장 문제가 되는 층간소음은 주로 저주파 음역대의 소음이다. 따라서 이러한 저음역대의 소음을 흡수하기 위해서는 기공의 크기를 매우 미세하게 형성할 필요가 있다.
현재 사용되고 있는 차음매트나 흡음재는 주로 유기물을 발포한 발포 수지를 채용하고 있다. 유기물을 발포하게 되면 발포 과정에서 다량의 기공들이 형성되게 되고, 이들 기공에 의해 발포 수지는 흡음 및 차음 효과를 발휘하게 된다. 그러나 발포 수지에 구비되는 기공들은 그 크기가 대략 수십 ㎛ 이상으로 설정되기 때문에 종래의 발포 수지는 흡음재 등으로 사용하기에 적합하지 않다는 문제가 있었다. 또한 기공을 미세하게 형성하는 데는 고도한 제조공정과 높은 제조비용이 요구되기 때문에 흡음이나 차음 기능이 유효한 소음방지재의 경우에는 가격이 높다는 단점이 있게 된다.
본 발명에 있어서는 건축물을 통해 전달되는 저주파수 대역의 음파 에너지를 진동 에너지로 변환하여 소멸시킴으로써 건축물을 통해 전달되는 소음을 저감시키게 된다. 또한 본 발명에서는 건축물을 통해 전달되는 음파 에너지를 분산 및 차단함으로써 건축물의 층간 소음을 대폭 낮추게 된다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음방지재의 외관 형상을 나타낸 사시도이고, 도 3은 그 A-A'선에 따른 단면도이다.
도면에서 소음방지재는 기본적으로 진동 패널(30)을 구비하여 구성된다. 그리고 이 진동 패널(30)의 일측 및 타측에는 각각 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)이 결합된다. 여기서 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)은 선택적으로 구비되는 것이다. 본 발명에 따른 소음방지재는 진동 패널(30) 단독으로 구성될 수 있고, 여기에 제1 또는 제2 외장 패널(10, 20)이 선택적으로 또는 모두 결합될 수 있다.
도 4는 상기 진동 패널(30)의 분리 사시도이다. 진동 패널(30)은 제1 및 제2 패널(31, 32)과, 이들 사이에 결합되는 진동 필름(33)을 구비하여 구성된다. 제1 패널(31)은 다공성 물질로 구성된다. 제1 패널(31)로서는 예컨대 PVC, 나일론, 폴리에스테르, 수성아크릴, 에틸비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 수지 등의 유기물을 발포한 발포 수지가 바람직하게 채용된다, 또한 제1 패널(31)로서는 보다 바람직하게 발포 스타이렌 수지(스티로폼)가 채용된다. 제1 패널(31)의 일 측면에는 반구형상의 홈(31a)이 다수 개 구비된다. 여기서 홈(31a)의 형상이나 크기는 특정한 것에 한정되지 않는다.
제2 패널(32)도 제1 패널(31)과 마찬가지로 다공성 물질, 바람직하게는 예컨대 PVC, 나일론, 폴리에스테르, 수성아크릴, 에틸비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 수지 등의 유기물을 발포한 발포 수지가 채용된다, 또한 제2 패널(32)도 바람직하게 발포 스타이렌 수지(스티로폼)가 채용될 수 있다. 또한 제2 패널(32)의 일 측면, 즉 제1 패널(31)과 대향하는 측면에는 홈(31a)과 대응하는 위치에 대응하는 크기 및 형상의 홈(32a)이 구비된다.
또한 보다 바람직하게는 제1 패널(31)과 제2 패널(32)은 서로 밀도가 다른 물질로 구성될 수 있다. 또한 제1 패널(31)이나 제2 패널(32)에 구비되는 홈(31a, 32a)의 크기도 이웃하는 것과 크기가 다르게 설정되어 홈(31a, 32a)에 의해 구성되는 구형 홈의 크기가 서로 다르게 설정될 수 있다.
상기 제1 및 제2 패널(31, 32)은 유기물에 발포제를 혼합한 후 발포하여 형성하게 된다. 또한 이때 바람직하게는 가소제가 추가될 수 있다. 또한 제1 및 제2 패널(31, 32)을 발포하는 경우에는 바람직하게는 서로 다른 크기를 갖는 적어도 2종류 이상의 기공들이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명자의 연구에 따르면 어떠한 물질에 서로 다른 크기를 갖는 기공을 형성하게 되면 흡음 및 차음 기능이 향상된다. 도 5는 이러한 흡음 및 차음 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서 참조번호는 100은 다수의 기공이 형성된 다공질 물질이다. 이 다공질 물질에 상대적으로 직경이 큰 제1 기공(110)과 직경이 작은 제2 기공(120)이 존재한다고 할 때, 외부에서 음파(A)가 인입되면 이 음파(A)는 매질(100)과 제1 및 제2 기공(110, 120)을 통해서 전파되게 된다. 그런데 제1 기공(110)을 통과한 음파(A)가 제2 기공(120)으로 인입하는 경우에는 a 및 b로 나타낸 바와 같이 음파(A)가 반사하거나 굴절하게 된다. 그리고 이러한 현상은 제2 기공(120)을 통과한 음파(b)가 제1 기공(110)으로 인입하는 경우에도 유사하게 발생된다. 이는 기공의 크기에 따라 기공의 공진주파수가 달라지는 것이 원인인 것으로 판단된다.
일반적으로 물질의 차음 기능은 외부로부터 인가된 음파를 어느 정도 통과시키는지의 여부에 의해 결정되고, 흡음 기능은 외부로부터 인가된 음파를 어느 정도 흡수하는지에 의해 결정된다. 모든 물질은 외부의 음파에 자극을 받으면 진동을 하게 되는데, 이때 진동에 영향을 준 주파수음은 진동 에너지로 변환되는 과정을 통해 흡음된다.
상기한 바와 같이 어떠한 매질에 서로 다른 크기를 갖는 기공을 형성하게 되면 음파가 기공을 통과하는 과정에서 반사 및 굴절되면서 음파의 직진성이 현저하게 저하된다. 즉 차음기능이 향상된다. 또한 음파가 서로 다른 크기의 기공을 통과하면서 공진된다. 즉 다양한 주파수 대역의 음파 에너지가 기공의 진동 에너지로 변환되면서 흡음 기능이 향상된다.
상기 진동 필름(33)은 외부로부터의 충격이나 외부로부터 인가되는 음파 에너지에 의해 용이하게 진동할 수 있는 재질로 구성된다. 진동 필름(33)으로서는 예컨대 PVC, 나일론, 폴리에스테르 등과 수성아크릴, 에틸비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐알코올(PVA) 등이 채용될 수 있다.
또한 진동 필름(33)으로서는 예컨대 알루미늄 박막 등과 같이 외부로부터의 충격이나 음파 에너지에 의해 용이하게 진동할 수 있는 금속 재질이 채용될 수 있다.
또한 상기 진동 필름(33)으로서는 강유전 필름이 바람직하게 적용될 수 있다. 이때 강유전 필름으로서는 PVDF, 보다 바람직하게는 β상 PVDF 필름이 채용된다. 강유전물질은 외부로부터의 충격 에너지가 가해지면 이를 전기 에너지로 변환하는 기능을 갖고 있다. 따라서 상기 진동 필름(33)으로서 강유전 필름을 채용하게 되면 외부로부터의 충격 에너지나 음파 에너지가 전기 에너지로 변환하여 소멸하게 됨으로써 건축물의 층간 소음을 방지하는데 보다 유효한 효과를 제공할 수 있다.
상기 진동 패널(30)을 제조하는 경우에는 도 4에 나타낸 바와 같이 우선 제1 및 제2 패널(31, 32)과 진동 필름(33)을 형성한 후, 진동 필름(33)의 양 측면에 제1 및 제2 패널(31, 32)을 접착하는 방법을 통해 진동 패널(30)을 형성하게 된다.
도 2에서 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)은 진동 패널(30)과 동일하게 발포 수지로 구성될 수 있고, 바람직하게는 진동 패널(30)과 다른 밀도를 갖는 재질로 구성된다. 대한민국 실용신안등록 제20-0379075호에 개시되어 있는 바와 같이 밀도가 서로 다른 재질의 적층 구조는 진동이나 소음을 분산시킴으로써 차음 및 흡음 기능을 향상시키는 효과를 제공한다.
또한 보다 바람직하게는 상기 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)은 진동 패널(30)과 서로 다른 크기의 기공을 구비한다. 도 3 및 도 4에 나타낸 실시 예에 있어서는 진동 패널(30)의 외측 표면이 반구 형상으로 돌출되도록 구성되어 있다. 이는 진동 패널(30)과 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)의 접촉 면적을 넓히기 위한 것으로서, 진동 패널(30)의 외측 표면은 평탄하게 구성할 수 있다.
상기 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)은 바람직하게는 톱밥 또는 목분을 주성분으로 하여 구성된다. 톱밥은 통상 목재를 제재하는 과정에서 생상되는 부산물이다. 톱밥 또는 목분의 주된 원료는 목재로서 여기에는 목재 본래의 기공이 구비된다. 그리고 톱밥 또는 목분을 바인더 등을 이용하여 압축성형하게 되면 그 압축 강도에 따라 다수의 기공이 형성된다. 압축률을 높일수록 기공의 크기가 작아지게 된다.
본 발명의 다른 바람직한 구현 예에서, 상기 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)에는 다공성 광물질이 혼합된다. 이때 다공성 광물질로서는 바람직하게는 다공질 세라믹이나 제올라이트가 채용될 수 있다.
상기 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)을 톱밥 또는 목분을 압축 성형하여 형성할 때 압축률을 높이게 되면 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)에 형성되는 기공의 크기가 축소되어 저주파 대역에 대한 소음 흡수율을 높일 수 있는 반면에 전체적인 기공의 개수는 작아지게 된다. 그리고 톱밥 또는 목분에 대한 압축률을 낮추게 되면 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)에 구비되는 기공의 개수는 커지는 반면에 기공의 크기가 커지게 된다.
상기 다공질 세라믹은 통상 ㎛ 단위의 기공들을 갖고 있고 제올라이트의 경우에는 nm 단위의 기공들을 갖는다. 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)를 형성할 때 톱밥 또는 목분과 다공성 광물질의 혼합물을 사용하게 되면 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)에 구비되는 기공의 개수를 줄이지 않으면서도 미세 기공을 형성할 수 있게 되므로 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)에 의한 흡음 및 차음 기능을 제고할 수 있게 된다.
상기 소음방지재를 제조하는 경우에는 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)과 진동 패널(30)을 각각 형성한 후에 이들을 예컨대 접착제 등을 이용하여 상호 접착하게 된다. 또한 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)을 형성하는 경우에는, 우선 톱밥 또는 목분과 바인더를 혼합기에 넣어 잘 혼합하게 된다. 이때 바인더는 톱밥 또는 바인더에 대해 예컨대 5~25 중량%를 혼합한다. 그리고 이 혼합물을 진동 패널(30)의 외표면과 동일한 형상을 갖는 금형을 이용하여 가압 성형하는 방법을 통해 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)을 각각 제작하게 된다.
또한 상기 소음방지재를 제조하는 방법으로서 다음 방법을 바람직하게 채용할 수 있다. 우선, 톱밥 또는 목분과 바인더를 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이어, 상기 혼합물을 적층하여 제1 외장 패널(10)을 위한 제1 층을 형성하고, 이 제1 층의 상측에 진동 패널(30)을 적층한다. 그리고, 진동 패널(30)의 상측에 제2 외장 패널(20)을 위한 제2 층을 적층한 후 이들 적층물에 전체적으로 압력을 가하여 소음방지재를 제조한다.
상기한 구성으로 된 소음방지재는 진동 패널(30)의 내부에 예컨대 구 형상의 공간이 형성되고, 이 공간 내측에 진동 필름(33)이 배치된다. 여기서 구 형상의 내부 공간의 크기와 수효에 따라 진동 필름(33)의 진동 자유도가 설정될 것이다.
진동 필름(33)은 외부로부터 충격 에너지나 음파 에너지가 가해지게 되면 그에 대응하여 진동을 실행하게 된다. 즉, 충격 에너지와 음파 에너지의 일부가 진동 필름(33)의 진동 에너지로 변환되게 된다. 본 실시 예에서 제1 및 제2 패널(31, 32)은 다수의 기공을 구비하는 발포 수지로 구성되므로 진동 필름(33)의 진동 에너지는 대부분 제1 및 제2 패널(31, 32)에 의해 흡수되어 소멸되게 된다.
본 발명에 따른 소음방지재는 도 1에서 콘크리트 슬래브층(1)과 경량기포 콘크리트층(2)의 사이나 마감 모르타르층(3)의 상측, 또는 건축물의 내벽면에 설치된다.
본 발명에 따른 소음방지재는 우선 서로 밀도가 서로 다른 진동 패널(30)과 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)의 결합체로 구성된다. 음파 에너지가 하나의 매질로부터 다른 매질, 즉 밀도가 다른 매질을 통해서 전파되는 경우에는 그 경계면에서 양 매질 사이의 밀도 차이에 의해 분산되거나 반사된다. 도 2에서 외부로부터의 음파 에너지가 본 발명에 따른 소음방지재를 통해 전파되는 경우에는 우선적으로 해당 음파 에너지는 제1 또는 제2 외장 패널(10 또는 20)로부터 진동 패널(30) 그리고 다시 진동 패널(30)로부터 제2 또는 제1 외장 패널(20 또는 10)로 전달되는 과정에서 분산 및 흡수됨으로써 일정 부분 제거된다.
또한 상기 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)과 진동 패널(30)의 제1 및 제2 패널(31, 32)은 2종류 이상의 크기를 갖는 기공들이 구비된다. 따라서 음파 에너지가 이들 패널(10, 20, 31, 32)들을 통해 전파될 때 상당 부분 분산 및 간섭이 발생됨으로써 차음 및 흡음 기능이 높아지게 된다.
특히 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)에 의해 흡음 및 차음 되지 않은 충격 에너지나 음파 에너지가 진동 패널(30)를 통과하는 경우에는 그 에너지에 반응하여 진동 패널(30)에 구비되는 진동 필름(33)이 진동하게 된다. 즉, 충격 에너지와 음파 에너지가 진동 필름(33)의 진동 에너지로 변환되게 된다. 진동 필름(33)이 진동하게 되면 그에 따라 다시 충격 에너지와 음파 에너지가 발생하게 되는데, 이때 진동 필름(33)을 구성하는 물질의 두께나 재질에 따라 그 주파수 대역이 변환될 수 있다. 예컨대 진동 필름(33)의 두께를 얇게, 그리고 진동 필름(33)을 구성하는 재질의 탄성력을 높일수록 그 변환 주파수가 높아지게 된다.
진동 필름(33)에 의해 생성되는 충격 에너지와 음파 에너지는 진동 필름(33)의 양 측면에 결합되는 제1 및 제2 패널(31, 32)에 의해 용이하게 흡수되어 제거되게 된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 진동 패널(30)의 외관 형상을 나타낸 사시도이다. 본 실시 예에서 진동 패널(30)은 다수의 관통공(301)을 구비하여 구성된다. 이 관통공(301)은 소음방지재를 제조할 때 진동 패널(30)을 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)에 효과적으로 결합시키기 위한 것이다.
즉, 본 실시 예에 따른 진동 패널(30)은 톱밥 또는 목분과 바인더의 혼합물을 진동 패널(30)의 하측 및 상측에 적층한 후 전체적으로 가압할 때, 상기 혼합물이 관통공(301)을 통해서 서로 결합되면서 고형화됨으로써 진동 패널(30)이 제1 및 제2 외장 패널(10, 20)에 견고하게 결합되게 된다. 그리고 그 밖의 부분은 상술한 실시 예와 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
이상으로 본 발명에 따른 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
예를 들어 상기 제1 및 제2 패널(31, 32)에 구비되는 홈(31a, 32a)의 형상은 반구 형상에 한정되지 않고 다양한 형상으로 구현할 수 있다.
10 : 제1 외장 패널, 20 : 제2 외장 패널,
30 : 진동 패널.

Claims (48)

  1. 건축물에 사용되는 소음방지재에 있어서,
    일 측면에 다수의 제1 홈이 구비되는 제1 패널과,
    진동 필름을 통해서 상기 제1 패널과 결합되고, 상기 제1 홈과 대향하는 위치에 동일한 크기 및 형상의 제2 홈이 구비되는 제2 패널 및,
    상기 제1 패널과 제2 패널의 사이에 배치되는 진동 필름을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 패널은 발포 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 패널은 2종류 이상의 기공들을 구비하는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패널과 제2 패널은 서로 다른 밀도를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진동 필름이 유기물로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 진동 필름이 강유전 물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  9. 제1항에 있어서,
    제1 또는 제2 홈의 크기가 2종류 이상인 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 홈의 형상이 2종류 이상인 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  11. 건축물에 사용되는 소음방지재에 있어서,
    진동 필름과 대향하는 측면에 제1 홈이 구비되는 제1 패널과,
    진동 필름을 통해서 상기 제1 패널과 결합되고, 진동 필름과 대향하는 측면에 제2 홈이 구비되는 제2 패널 및,
    상기 제1 패널과 제2 패널의 사이에 배치되는 진동 필름을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 소음방지재는 건축물의 콘크리트 슬래브층과 경량기포 콘크리트층의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 건축물의 소음방지재.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 패널은 상기 제1 홈을 복수 개 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제2 패널은 상기 제2 홈을 복수 개 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 패널과 제2 패널은 서로 다른 밀도를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 진동 필름이 유기물로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  19. 건축물에 사용되는 소음방지재에 있어서,
    진동 패널과,
    상기 진동 패널의 일 측면에 결합되는 제1 외장 패널을 구비하여 구성되고,
    상기 진동 패널은 제1 패널과 제2 패널 및 상기 제1 패널과 제2 패널의 사이에 결합되는 진동 필름을 구비하여 구성되며,
    상기 제1 패널은 진동 필름과 대향하는 측면에 제1 홈이 구비되고,
    상기 제2 패널은 진동 필름과 대향하는 측면에 제2 홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 진동 패널의 타 측면에 제2 외장 패널이 추가로 결합되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 진동 패널은 관통공을 추가로 구비하여 구성되고,
    상기 제1 및 제2 외장 패널은 상기 관통공을 통해서 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 제1 외장 패널은 진동 패널과 서로 다른 밀도를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제2 외장 패널은 진동 패널과 서로 다른 밀도를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  24. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 외장 패널은 다수의 기공을 구비하는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 외장 패널에 구비되는 기공들은 2종류 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  26. 제19항 또는 제25항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 패널은 다수의 기공을 구비하는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 패널에 구비되는 기공들은 2종류 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 패널에 구비되는 기공과 상기 제1 또는 제2 외장 패널에 구비되는 기공의 크기가 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  29. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 외장 패널은 톱밥 또는 목분과 바인더를 포함하는 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 외장 패널은 다공성 광물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 다공성 광물질이 제올라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 다공성 광물질이 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  33. 제19항에 있어서,
    상기 제1 패널은 제1 홈을 2개 이상 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  34. 제19항에 있어서,
    상기 제2 패널은 제2 홈을 2개 이상 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  35. 제19항 또는 제33항 또는 제34항에 있어서,
    상기 제1 홈과 제2 홈이 서로 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  36. 제19항 또는 제33항 또는 제34항에 있어서,
    상기 제1 홈과 제2 홈이 서로 동일한 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  37. 제33항 또는 제34항에 있어서,
    제1 또는 제2 홈의 크기가 2종류 이상인 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  38. 제33항 또는 제34항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 홈의 형상이 2종류 이상인 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  39. 제19항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 패널은 발포 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  40. 제19항에 있어서,
    상기 진동 필름이 유기물로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 진동 필름이 강유전 물질을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  42. 제19항에 있어서,
    상기 진동 필름이 강유전 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  43. 제19항에 있어서,
    상기 진동 필름이 금속 박막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재.
  44. 건축물에 사용되는 소음방지재의 제조방법에 있어서,
    톱밥 또는 목분과 바인더를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계와,
    상기 혼합물을 적층하여 제1 외장 패널을 위한 제1 층을 형성하는 단계,
    상기 제1 층의 상측에 진동 패널을 적층하는 단계,
    진동 패널 상측에 제2 외장 패널을 위한 제2 층을 적층하는 단계 및,
    상기 적층물에 전체적으로 압력을 가하는 단계를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재의 제조방법.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 톱밥 또는 목분에 대한 바인더의 양이 5~25 중량%인 것을 특징으로 하는 소음방지재의 제조방법.
  46. 제44항에 있어서,
    상기 진동 패널을 적층하기에 앞서 진동 패널에 한 개 이상의 관통공을 형성하는 단계를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음방지재의 제조방법.
  47. 제44항에 있어서,
    상기 진동 패널의 일 측면 또는 타 측면에 한 개 이상의 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부는 반구 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소음방지재의 제조방법.
  48. 제44항에 있어서,
    상기 혼합물에 다공성 광물질이 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 소음방지재의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102197950B1 (ko) * 2020-04-08 2021-01-05 (주)페트로산업 층간 소음 방지용 차음 패널, 이를 포함하는 층간 소음 방지재 및 이를 이용한 층간 소음 방지 시공방법
KR20210006039A (ko) 2019-07-08 2021-01-18 경종호 층간소음 차단재 및 이의 시공방법

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