KR101373091B1 - 바닥 충격음 저감용 층간 차음재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합구조로 이루어진 공동주택의 층간에 설치되어 층간에 발생하는 충격음과 진동을 완화시키는 바닥 충격음 저감용 층간 차음재에 관한 것이다.
본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 층간 차음재는 콘크리트 바닥면(100) 상에 차감패널(110)과, 방수시트(120)와, 경량 기포콘크리트층(130)과, 마감 모르타르층(140) 및 장판 또는 강화마루(150)의 순서대로 형성된 바닥 충격음 저감용 층간 차음재로서, 상기 차감패널(110)은 기판(111)의 하부로 돌출된 다수의 돌출부(113)와, 상기 다수의 돌출부(113)에 의하여 형성되는 흡음 공간(114)과, 상기 기판(111)의 변부에 형성된 접촉단부(115) 및 상기 다수의 돌출부(113)에 의하여 형성된 다수의 요홈(117)을 구비하는 다각형상의 패널기판(119)과, 상기 요홈(117)을 포함하는 다각형의 패널기판(119) 상부에 형성되는 폐타이어 고무칩(118) 혼합물층으로 구성되며, 상기 폐타이어 고무칩(118) 혼합물층은 폐타이어로 제조된 3~7㎜의 폐타이어 고무칩(118) 100중량부에 상기 고무칩(118)을 결합시키기 위한 10~25중량부의 바인더가 혼합되어 이루어지고, 상기 폐타이어 고무칩(118) 혼합물이 갖는 공극율은 31.2~41.7%의 정공극률을 갖도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

바닥 충격음 저감용 층간 차음재{INTERFLOOR NOISE PROOFING MATERIAL FOR REDUCING FLOOR IMPACT SOUND}

본 발명은 층간 차음재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합구조로 이루어진 공동주택의 층간에 설치되어 층간에 발생하는 충격음과 진동을 완화시키는 바닥 충격음 저감용 층간 차음재에 관한 것이다.

일반적으로, 아파트나 빌라 등의 다층으로 축조되는 공동주택 건축물에는 층간에 발생하는 충격이나 소음이 하층 또는 상층으로 전달되는 것을 방지함으로써, 소음으로부터 각 거주자의 생활을 보호할 수 있도록 한 층간 소음을 방지하고자 하는 기술이 일반화되고 있다.

이러한 공동건물의 바닥구조는 중량 및 경량의 충격음에 대하여 차음구조 및 재료를 통한 소음 저감을 필요로 할 때 뜬바닥 구조로 설계하거나 차음시트 등을 삽입하여 충격음의 전달을 방지하도록 하고 있다.

그런데, 이러한 충격음 중 경량충격음의 경우 많은 시공사례와 연구를 통하여 볼 때, 일반적인 방진 구조만으로도 상당히 충격음이 하층으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 중량충격음의 경우 이러한 구조만으로는 충격력의 특성상 차단하기가 매우 어려운 것이 현실이다.

따라서, 이러한 중량충격음을 감소시키고자 대부분의 차음구조는 뜬바닥 구조를 통해 이를 차단하고자 하고 있다. 하지만 이 또한 과거의 구조보다 차음성능면에서 약간의 우수성을 보이고 있지만 거실, 안방 등에서는 뜬 바닥 자체가 일체로 크게 진동하여 마치 북처럼 울리는 현상이 발생되고 있다. 이에, 이러한 진동을 제거하기 위하여 슬래브의 두께를 늘리는 것이 거론되고 있지만 이는 시공상 경제적인 측면에서 비추어 볼 때 비현실적이며, 슬래브의 두께를 늘린다고 해서 중량 충격음을 차단하는 효과는 거의 없다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이 도 1 및 도 2에 도시된 바와같은 한국 등록특허 제10-0783117호 이다.

상기 선행특허는 상부 콘크리트 하부에 구비되고, 단열성능 및 비흡수 성능을 갖는 단열재와, 상기 단열재의 하부에 구비되어 중량 저주파 전달음을 차단하도록 부틸고무와 아스팔트로 이루어진 차음시트와, 상기 차음시트 하부에 구비되고 하면에 하부 콘트리트와 접할 시 공기층을 형성하도록 돌출부를 형성한 완충패널로 이루어지고; 상기 단열재는 흑연을 혼합하여 단열성능을 향상시키고; 상기 차음시트와 상기 완충패널 사이에는 강성을 유지하도록 강성패널이 더 구비되며; 상기 강성패널은 내부에 공기층을 형성한 중공합 패널로 함으로써, 하면에 형성된 돌출부에 의해 시공시 공기층을 형성하여 완충패널 상부에 강성패널, 차음시트, 단열재를 순차적으로 적층하여 충격흡수력이 우수하며, 단열성능과 비흡수 성능을 증대시킬 수 있다.

그러나, 선행특허는 시공에 투입되는 자재의 종류가 많아 시공비의 추가와 시공기간의 연장으로 경제적으로도 불리하며, 중량충격음을 어느 정도 차단하나, 그 차단 정도가 미흡하다는 문제점이 있다.

1. 한국 등록특허 제10-0783117호 "바닥 충격음 저감을 위한 층간 차음재" (등록일자 : 2007. 11. 30.)

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 다수개의 돌출부가 일정한 간격을 두고 연속적으로 돌출되어 콘크리트 바닥면 간에 다수개의 흡음 공간을 형성시키며, 상기 돌출부에 의해 형성된 요홈을 포함하는 패널기판의 상부에 폐타이어로 제조된 고무칩과 바인더의 혼합물이 충진 및 적층되는 차감패널을 공동주택의 층간에 설치함으로써, 층간에 발생하는 충격음과 진동을 완화시키는 바닥 충격음 저감용 층간 차음재를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 층간 차음재는 콘크리트 바닥면 상에 차감패널과, 방수시트와, 경량 기포콘크리트층과, 마감 모르타르층 및 장판 또는 강화마루의 순서대로 형성된 바닥 충격음 저감용 층간 차음재로서, 상기 차감패널은 기판의 하부로 돌출된 다수의 돌출부와, 상기 다수의 돌출부에 의하여 형성되는 흡음 공간과, 상기 기판의 변부에 형성된 접촉단부 및 상기 다수의 돌출부에 의하여 형성된 다수의 요홈을 구비하는 다각형상의 패널기판과, 상기 요홈을 포함하는 다각형의 패널기판 상부에 형성되는 폐타이어 고무칩 혼합물층으로 구성되며, 상기 폐타이어 고무칩 혼합물층은 폐타이어로 제조된 3~7㎜의 폐타이어 고무칩 100중량부에 상기 고무칩을 결합시키기 위한 10~25중량부의 바인더가 혼합되어 이루어지고, 상기 폐타이어 고무칩 혼합물이 갖는 공극율은 31.2~41.7%의 정공극률을 갖도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 층간 차음재는 다수개의 돌출부가 일정한 간격을 두고 연속적으로 돌출되어 콘크리트 바닥면 간에 다수개의 흡음 공간을 형성시키며, 요홈에 폐타이어로 제조된 고무칩과 바인더의 혼합물이 충진되는 차감패널을 공동주택의 층간에 설치하여 고무칩과 바인더의 공극을 통해 충격음과 진동이 1차 흡수되고, 콘크리트 바닥면과 차감패널 간에 형성된 흡음 공간에 의해 충격음과 진동이 2차 흡수됨으로써, 중량충격음과, 경량충격음 및 진동이 소멸된다는 이점이 있다.

또한, 충진재로 폐타이어로 제조된 고무칩이 사용되기에, 환경친화적이며, 제조단가가 저렴하다는 이점이 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 층간 차음재의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 층간 차음재의 개략적인 단면도.
도 4는 도 3의 차감패널의 확대 단면도.
도 5는 도 3의 차감패널의 패널기판 사시도.

이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 층간 차음재를 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.

도 3은 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 층간 차음재의 개략적인 단면도이며, 도 4는 도 3의 차감패널의 확대 단면도이며, 도 5는 도 3의 차감패널의 패널기판 사시도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 층간 차음재는 공동주택의 바닥면을 형성하는 콘크리트 바닥면(100) 상에는 본 발명에 따른 차감패널(110)과, 방수시트(120)와, 경량 기포콘크리트층(130)과, 마감 모르타르층(140)이 형성되고, 상기 마감 모르타르층(140) 상에 바닥 마감재로 장판 또는 강화마루(150)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 차감패널(110)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다각형상의 패널기판(119) 상에 폐타이어 고무칩(118) 혼합물층을 구비하는 것으로, 상기 패널기판(119)은 기판(111)과, 상기 기판(111) 하부(도 4 참조)에 경사면(112)으로 형성되는 다수의 돌출부(113)와, 상기 다수의 돌출부(113)에 의하여 상기 다수의 돌출부(113) 간에 형성된 흡음 공간(114)과, 상기 기판(111)의 변부에 형성된 접촉단부(115)와, 상기 돌출부(113)의 첨단에 장착되는 흡음편(116) 및, 상기 다수의 돌출부(113)에 의하여 형성된 다수의 요홈(117)으로 구성된다. 한편, 상기 요홈(117)을 포함하는 패널기판(119) 상에는 폐타이어로 제조된 고무칩(118)과 상기 고무칩(118)을 결합시키기 위한 바인더의 혼합물로 충진 및 적층된다.

또한, 상기 방수시트(120)는 상기 요홈(117)을 포함하는 패널기판(119) 상에 충진 및 적층된 폐타이어 고무칩(118) 혼합물층에 상기 경량 기포콘크리트층(130)의 경량 기포콘크리트가 침투되는 것을 방지하기 위한 것으로, 폴리에틸렌, 에티렌 비닐아세테이트, PE 필름, PP 부직포, 고무화 아스팔트, 폴리에스터 부직포 중 임의의 어느 한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차감패널(110)은 상기 방수시트(120) 하부에 밀착되면서 패널기판(119)의 흠음 공간(114)을 형성하는 경사면(112)은 고무칩(118)와 경량 기포콘크리트층(130)과, 마감 모르타르층(140)과, 장판 또는 강화마루(150)의 하중을 적절하게 분산하여 충분한 압축강도와 파단 강도를 가지고 쉽게 변형되지 아니하게 하며, 상기 패널기판(119)은 내부식성이 있는 금속재 또는 경질의 합성수지로 제작될 수 있는데, 제작과 운반 및 부식성을 고려하여 경질의 합성수지로 제작되는 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 기판(111)의 변부에 형성된 접촉단부(115)는 시공 현장에서 상기 패널기판(119)이 연속적으로 배열될 때에 다수개의 패널기판(119)이 수평한 상태로 일정한 위치를 유지하여 단부가 포개어 지지 않도록 함으로써 차감패널(110)을 연속적으로 설치하는 작업을 용이하게 수행할 수 있게 하는 것이다.

또한, 상기 돌출부(113)는 상기 기판(111)과 일체로 형성되는데, 제작공정에서 금형의 이탈을 쉽게 하고 응력 집중을 방지하기 위하여 상부는 협소하고, 하부로 갈수록 점차 단면이 확장되는 경사면(112)으로 되는 원뿔형으로 형성되면서 하부는 상기 기판(111)과 일체로 연결되어 안쪽으로 흠음 공간(114)을 형성하고 있다.

또한, 상기 혼합물은 3~7㎜ 고무칩 100중량부에 바인더 10~25중량부가 혼합된 것이며, 상기 혼합물의 정공극률은 31.2~41.7%이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

<실시예 1>

폐타이어를 1~2㎜ 크기로 파쇄하여 형성된 고무칩 100 중량부에 우레탄바인더(FCB-2500)를 25~30 중량부를 혼합하여 제조된 혼합물을 차음 실험에 사용하였다.

<실시예 2>

폐타이어를 3~4㎜ 크기로 파쇄하여 형성된 고무칩 100 중량부에 우레탄바인더(FCB-2500)를 20~25 중량부를 혼합하여 제조된 혼합물을 사용한 것을 제외하곤 실시예1과 동일한 조건하에 실시되었다.

<실시예 3>

폐타이어를 5~7㎜ 크기로 파쇄하여 형성된 고무칩 100 중량부에 우레탄바인더(FCB-2500)를 10~12 중량부를 혼합하여 제조된 혼합물을 사용한 것을 제외하곤 실시예1과 동일한 조건하에 실시되었다.

<실시예 4>

폐타이어를 8~10㎜ 크기로 파쇄하여 형성된 고무칩 100 중량부에 우레탄바인더(FCB-2500)를 5~9 중량부를 혼합하여 제조된 혼합물을 사용한 것을 제외하곤 실시예1과 동일한 조건하에 실시되었다.

[고무칩 규격 및 바인더 함량에 따른 혼합물의 성능시험 및 결과]

아래 표 1은 상기 실시예 1 내지 실시예 4의 고무칩의 공극률 비교 데이터와 성분 함량에 따른 혼합물의 차음 시험의 결과를 나타내었다.

구분	고무칩 규격
타입	표준시료	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
사이즈(㎜)	고무칩	1~2	3~4	5~7	8~10
고무칩함량(중량부)	189	189	189	189	189
바인더함량(중량부)	우레탄 바인더	25~35	20~25	10~12	5~9
시험결과
비교단량(gr/㎠)	189	189	189	189	189
계측단량(gr/㎠)	189	136	130	110	96
정공극률(%)	0	28.0	31.2	41.7	49.2
공극형성		미흡	양호	극히양호	미흡
결합력		가장강함	강함	적합	약함
경량충격음(dB)		59~60	44~48	40~43	53~58
중량충격음(dB)		51~52	44~47	40~43	47~50

여기서, 표준시료는 10㎝×10㎝×2㎝×0.92(비중)의 고무판을 사용하였고, 비교단량은 189gr/㎠ 이며, 콘크리트 바닥면은 210㎜ 이며, 차감패널은 30㎜ 이며, 경량기포콘크리트는 40㎜ 이며, 마감모르타르는 40㎜이며, 바닥마감재는 2㎜ 이다.

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 3~7㎜ 고무칩 100중량부에 우레탄바인더(FCB-2500) 10~25중량부가 혼합된 혼합물이 경량충격음 및 중량충격음의 진동 및 소음을 완화시키나, 5~7㎜ 고무칩 100중량부에 우레탄바인더(FCB-2500) 10~12중량부가 혼합된 혼합물이 경량충격음 및 중량충격음의 진동 및 소음을 완화시키는데 보다 바람직하다.

또한, 상기 표 1에서 알 수 있듯이, 3~7㎜ 고무칩 100중량부에 우레탄바인더(FCB-2500) 10~25중량부가 혼합된 혼합물의 정공극률(31.2~41.7%)이 경량충격음 및 중량충격음의 진동 및 소음을 완화시키나, 5~7㎜ 고무칩 100중량부에 우레탄바인더(FCB-2500) 10~12중량부가 혼합된 혼합물의 정공극률(41.7%)이 경량충격음 및 중량충격음의 진동 및 소음을 완화시키는데 보다 바람직하다.

여기서, 고무칩의 크기가 3㎜ 미만이면, 정공극률이 너무 작아, 거의 고무판에 가깝기에, 충격음과 진동을 거의 완화시키지 못하기에 차음재로서의 역활을 하지 못하며, 고무칩의 크기가 7㎜를 초과하면, 정공극률이 너무 커서 내구성이 저하되며, 충격음과 진동을 완화시키지 못한다.

또한, 우레탄바인더의 함량이 10중량부 미만이면, 결합력이 떨어져 내구성이 약화되며, 우레탄바인더의 함량이 25중량부를 초과하면, 결합력은 강해지나 공극형성을 저해하여 흠음력이 저하된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥 충격음 저감용 층간 차음재는 다수개의 돌출부가 일정한 간격을 두고 연속적으로 돌출되어 콘크리트 바닥면 간에 다수개의 흡음 공간을 형성시키며, 요홈을 포함하는 패널기판에 폐타이어로 제조된 고무칩과 바인더의 혼합물이 충진 및 적층되는 차감패널을 공동주택의 층간에 설치하여 고무칩과 바인더의 공극을 통해 충격음과 진동이 1차 흡수되고, 콘크리트 바닥면과 차감패널 간에 형성된 흡음 공간에 의해 충격음과 진동이 2차 흡수됨으로써, 중량충격음과, 경량충격음 및 진동이 소멸되며, 충진재로 폐타이어로 제조된 고무칩이 사용되기에, 환경친화적이며, 제조단가가 저렴하다.

이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 콘크리트 바닥면 110: 차감패널
111: 기판 112: 경사면
113: 돌출부 114: 흡음 공간
115: 접촉단부 116: 흡음편
117: 요홈 118: 고무칩
120: 방수시트 130: 경량 기포콘크리트층
140: 마감 모르타르층 150: 장판 또는 강화마루

Claims (6)

1. 콘크리트 바닥면(100) 상에 차감패널(110)과, 방수시트(120)와, 경량 기포콘크리트층(130)과, 마감 모르타르층(140) 및 장판 또는 강화마루(150)의 순서대로 형성된 바닥 충격음 저감용 층간 차음재로서,
   상기 차감패널(110)은 기판(111)의 하부로 돌출된 다수의 돌출부(113)와, 상기 다수의 돌출부(113)에 의하여 형성되는 흡음 공간(114)과, 상기 기판(111)의 변부에 형성된 접촉단부(115) 및 상기 다수의 돌출부(113)에 의하여 형성된 다수의 요홈(117)을 구비하는 다각형상의 패널기판(119)과, 상기 요홈(117)을 포함하는 다각형의 패널기판(119) 상부에 형성되는 폐타이어 고무칩(118) 혼합물층으로 구성되며,
   상기 폐타이어 고무칩(118) 혼합물층은 폐타이어로 제조된 3~7㎜의 폐타이어 고무칩(118) 100중량부에 상기 고무칩(118)을 결합시키기 위한 10~25중량부의 바인더가 혼합되어 이루어지고, 상기 폐타이어 고무칩(118) 혼합물이 갖는 공극율은 31.2~41.7%의 정공극률을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 바닥 충격음 저감용 층간 차음재.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 방수시트(120)는 폴리에틸렌, 에티렌 비닐아세테이트, PE 필름, PP 부직포, 고무화 아스팔트, 폴리에스터 부직포 중에서 선택된 어느 한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 바닥 충격음 저감용 층간 차음재.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 돌출부(113)는 테이퍼진 경사면(112)을 구비하는 것을 특징으로 하는 바닥 충격음 저감용 층간 차음재.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 바인더는 FCB-2500인 것을 특징으로 하는 바닥 충격음 저감용 층간 차음재.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 기판(111)의 돌출부(113) 첨단부에는 흡음편(116)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 바닥 충격음 저감용 층간 차음재.

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