KR100636306B1 - 공동주택의 바닥구조용 단열차음재, 그 제조방법 및그것이 시공된 바닥구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공동주택의 바닥구조용 단열차음재, 그 제조방법 및 이 단열차음재가 시공된 공동주택의 바닥구조에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 순차적으로 적층되어 있는, 표면 차음재층, 단열재층 및 탄성 차음재층을 포함하고, 여기서 탄성 차음재층은 하단면이 양각과 음각 또는 돌기와 골의 형태를 갖추고 있는 공동주택의 바닥구조용 단열차음재, 그 제조방법 및 이 단열차음재가 시공된 공동주택의 바닥구조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 단열차음재는 공동주택의 층간에서 발생되는 소음의 차단 및 단열 효과가 우수하고, 경량기포콘크리트 사용시 발생하는 크랙 현상이 없고, 두께가 얇아서 바닥구조의 두께를 줄여서 공간활용을 효율화하고, 양생시간이 필요치 않고 시공이 빠르고 간편하여 공사 시간을 단축시킨다.

단열, 차음, 바닥구조

Description

공동주택의 바닥구조용 단열차음재, 그 제조방법 및 그것이 시공된 바닥구조 {A heat and sound insulation material for apartment, a manufacturing method thereof and a floor structure comprising the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열차음재의 분해사시도이다.

도 2는 일반적인 공동주택의 바닥구조의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열차음재가 시공된 공동주택의 바닥구조의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 일체형 단열차음재의 제조 장치의 개략도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열차음재의 탄성 차음재층의 사시도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1, 10 : 바닥마감재 2, 20 : 축열 모르타르

30 : 난방 배관 4, 40 : 경량기포 콘크리트

5, 50 : 콘크리트 슬래브 6, 60 : 천정 마감재

70 : 벽부 절연재 41: 표면 차음재층

42: 단열재층 43: 탄성 차음재층

100: 원료 탱크 200: 표면 차음재

300: 탄성 차음재 400: 발포기 헤드

500: 더블 컨베이어 600: 하부 컨베이어 벨트

본 발명은 공동주택의 바닥구조용 단열차음재, 그 제조방법 및 이 단열차음재가 시공된 공동주택의 바닥구조에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 순차적으로 적층되어 있는, 표면 차음재층, 단열재층 및 탄성 차음재층을 포함하고, 여기서 탄성 차음재층은 하단면이 양각과 음각 또는 돌기와 골의 형태를 갖추고 있는 공동주택의 바닥구조용 단열차음재, 그 제조방법 및 이 단열차음재가 시공된 공동주택의 바닥구조에 관한 것이다.

종래 공동주택의 층간 바닥구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 저부로부터 콘크리트 슬래브층, 경량기포콘크리트층, 난방용 온수용 배관을 매설하는 모르타르층, 바닥 마감재층으로 구성되어 있다. 또한 필요에 따라서, 콘크리트 슬래브층과 경량기포콘크리트층 사이에 스티로폼으로 이루어진 완충층(도시되지 않았음)이 추가로 시공될 수 있다. 이 종래의 바닥구조에서는 단열 및 차음효과를 강화하기 위하여 경량기포콘크리트층을 포함하고 있으나, 이 경량기포콘크리트층은 열전도율이 높아 단열효과가 낮고, 또한 차음효과가 저조하여 공동주택 층간 세대간의 소음분쟁을 끊임없이 일으켜 사회적인 문제가 되고 있는 실정이다. 게다가 경량기포콘크리트는 시공시 대부분 수분으로 형성되어 있어 크랙이 발생하기 쉽고, 시공 후 양 생되기까지 14 ~ 21일이 소요된다. 또한, 최근 주택건설기준 등에 관한 규정 및 건축물 에너지 절약설계기준에서는 완벽에 가까운 차음성능과 우수한 에너지 효율적인 면을 요구하지만, 기포경량콘크리트를 차음재로 사용한 바닥구조는 이에 부합하지 못한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결한 것으로, 공동주택의 층간에서 발생되는 소음의 차단 및 단열효과가 우수하고, 경량기포콘크리트 사용시 발생하는 크랙 현상이 없고, 두께가 얇아 바닥구조의 두께를 줄여서 공간활용을 효율화하고, 양생이 필요치 않고 시공이 빠르고 간편하여 공사 기간을 단축하게 할 수 있는 단열차음재, 그 제조방법 및 이 단열차음재를 포함하는 바닥구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 순차적으로 적층되어 있는, 폴리올레핀계 수지 시트, PVC 발포 또는 무발포 시트, 방수층을 갖는 펠트 시트 및 제지류로 구성되는 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어지는 표면 차음재층; 연질 또는 경질 폴리우레탄 발포 수지로 이루어지는 단열재층; 및 에틸렌비닐아세테이트 발포 수지, 천연고무 또는 합성고무의 발포 수지 및 연질 폴리우레탄 발포 수지로 구성된 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어지는 탄성 차음재층을 포함하고, 여기서 탄성 차음재층은 하단면이 양각과 음각 또는 돌기와 골의 형태를 갖추고 있는 공동주택의 바닥구조용 단열차음재를 제공한다.

상기 표면 차음재층, 단열재층 및 탄성 차음재층들이 접하는 면이 서로 부착되어서 일체형의 단열차음재를 구성할 수도 있다.

상기 표면 차음재층은 본 발명에 따른 단열차음재의 최 상부에 적층된 것으로서, 상부에서 발생하는 수평 또는 수직 충격파형을 약10dB ~ 30dB까지 저감시켜주는 작용을 하며, 종래의 기포콘크리트에서 발생되는 크랙 현상을 방지하여 건물 층간 구조의 내구성을 향상시키는 작용을 한다.

상기 단열재층은 표면 차음재층의 아래에 적층된 것으로, 연질 또는 경질의 우레탄 발포 수지로 이루어져서, 경량기포콘크리트의 1/8, 글래스 울의 1/2.5 및 스티로폼의 1/2의 열전도율을 가지고 있으므로, 경략기포콘크리트의 1/8의 두께만 적층되어도 동일한 단열작용을 유지할 수 있다. 또한, 단열재층은 경질 또는 연질의 다공성 셀 구조을 가지고 있어서 단열작용 외에도 중량 및 경량 충격음을 저감시키는 작용도 가지고 있다.

상기 탄성 차음재층은 본 발명에 따른 단열차음재의 최 하부에 적층된 것으로서, 하단면이 양각과 음각 또는 돌기와 골의 형태를 갖추고 있어서 시공시 공기층이 형성되어, 탄성 차음재층의 재질 자체의 탄성 및 다공성과 함께, 중량 충격음을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 하단면이 양각과 음각 또는 돌기와 공의 형태를 갖추고 있는 에틸렌비닐아세테이트 발포 수지, 천연고무 또는 SBR, CR, EPDM 및 NBR과 같은 합성고무의 발포 수지, 또는 폴리우레탄 발포 수지로 이루어지는 탄성 차음재에 관해서는 본 출원인의 특허출원 제2003-45303호에 상세히 기재되어 있으며 본 발명을 이 특허출원에 기재된 사항을 참조로 포함한다. 상기 참조에도 알 수 있듯이, 탄성 차음재는 하나의 발포 수지 시트로 구성될 수도 있으며, 또한 밀도가 다른 여러장의 시트를 적층하여 발포된 수지로 구성될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 공동주택 바닥구조용 일체형 단열차음재의 제조방법으로,

이소시아네이트, 폴리올, 발포제 및 첨가제를 포함한 원료물질을 교반하여 혼압액을 컨베이어에 의해 연속적으로 이송되고, 미리 형성된 탄성차음재층 상에 토출하는 단계,

상기 혼압액은 상기 컨베이어에 이송되면서 발포되어 폴리우레탄 발포 수지로 이루어지는 단열재층이 형성되도록 하는 단계; 및

상기 컨베이어 상에서 단열재층이 연속적으로 발포되어 경화하는 과정에서 단열재층의 상면에 미리 형성된 표면 차음재층를 적층하여 부착시켜서 성형시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 부착에는 별도의 접착제가 요구되지 않는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 공동주택의 바닥 충격음의 차단효과가 우수하고 단열 효과가 뛰어난 바닥구조로, 콘크리트 슬래브 상부에 본 발명에 따른 단열차음재가 시공되어 있고, 그 상면에 난방 배관이 고정핀으로 고정되어 있고, 그 상부에 축열 모르타르가 타설되어 있는 적층 구조를 갖는 바닥구조가 제공된다. 또한 상기 바닥구조의 시공시 음원의 벽체 전파를 막기 위하여, 추가로 EVA 또는 PE 수지등으로 이루어진 벽부 절연재를 시공하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 추가로 실내 바닥 마감재가 더 시공된 적층구조를 가질 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열차음재의 분해사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단열차음재는 표면 차음재층(41), 그 하부에 접해서 적층되어 있는 단열재층(42), 및 그 하부에 접하여 적층되어 있는 탄성 차음재층(43)을 갖는다.

표면 차음재층(41)은 폴리올레핀계 수지 시트, PVC 발포 또는 무발포 시트, 방수층을 갖는 펠트 시트 및 제지류로 구성되는 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어진다. 폴리올레핀계 수지 시트는 올레핀계 단량체를 사용하여 중합한 합성수지 시트를 말하고, 폴리프로필렌 시트와 폴리에틸렌 시트 등이 속한다. PVC 수지 시트는 폴리염화 비닐 시트로서 구조적으로 비닐 고분자로 반복 단위의 두 탄소중의 하나에 염소가 결합되어 있다는 점 외에는 폴리에틸렌과 유사하며, 물에 내성을 갖고 있고, 사슬에 있는 염소 때문에 불에 내성이 있어 화재가 발생하여도 스스로 쉽게 꺼지는 성질이 있다. 펠트 시트는 일반적으로 종이류를 아스팔트와 같은 방수가공 처리를 하여 기능성을 향상시킨 시트류나, 섬유의 특성을 나타내는 수지류를 직조하여 천처럼 사용 가능한 유사 섬유류를 말한다. 제지류는 크라프트 제지를 사용하는 것이 바람직하다.

표면 차음재층(41)의 두께는 0.5 ~ 5mm 정도인 것이 바람직하며, 표면 차음재층(41)의 두께가 0.5mm 미만일 경우는 차음효과가 떨어지며, 5mm를 초과할 경우는 생산 작업성이 떨어지며, 성능에 비하여 비용 상승의 원인이 된다.

단열재층(42)은 연질 또는 경질 폴리우레탄 발포 수지로 이루어지며, 폴리우레탄 수지는 하이드록실기를 포함하는 폴리올과 이소시아네이트(-NCO)와의 반응에 의해 형성되는 우레탄 결합을 포함하는 고분자 수지로서 독립기포율이 높아 열전도율이 낮으며 우레탄 결합이 가지고 있는 내열성에 의해 열적 안정성이 우수하다. 발포 특성에 따라 성형성이 우수하여 타 재질과의 복합소재의 개발이 용이하다. 그 두께는 10 ~ 100mm 범위인 것이 바람직하며, 단열재층(42)의 두께가 10mm 미만인 경우는 단열효과가 떨어지며, 100mm를 초과할 경우는 바닥구조를 필요 이상으로 두꺼워지게 하여 공간활용 효율을 떨어지게 한다.

탄성 차음재층(43)은 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 발포 수지, 천연고무 또는 합성고무의 발포 수지 및 연질 폴리우레탄 발포 수지로 구성된 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어지며, EVA는 폴리올레핀계 수지로서 상온에서 유연성이 탁월하고 탄력성이 우수하여 고무와 유사한 성능을 나타낼 수 있으며, 생산이 용이하여 다양한 분야에 사용된다. 탄성 차음재층(43)의 하단면은 도 5에 도시된 바와 같이, 양각과 음각 또는 돌기와 골의 형태를 갖추고 있다. 탄성 차음재층(43)의 두께는 10 ~ 30mm 범위인 것이 바람직하며, 그 두께가 10mm 미만인 경우는 차음효과가 떨어지며, 30mm를 초과할 경우는 바닥구조를 필요 이상으로 두꺼워지게 하여 공간 활용 효율을 떨어지게 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열차음재가 시공된 공동주택의 바닥구조의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바닥구조는 콘크리트 슬래브(50) 상부에 본 발명에 따른 단열차음재(40)가 적층되어 있고, 그 위에 이 난방 배관(30)을 매설하는 모르타르층(20)이 있다. 단열차음재(40) 상면에 추가로 난방 배관(30)이 설치될 수 있다. 또한 모르타르층(20) 위에 바닥마감재(10)가 접착될 수 있다. 본 발명의 바닥구조에서, 콘크리트 슬래브층(50)과 단열차음재(40) 사이에는 단열차음재(40)의 탄성 차음재층(43)의 하단면의 형태적인 특징으로 인하여 공기층이 형성되어 중량충격음의 차단 효과를 증진시킨다.

본 발명의 바닥구조의 시공방법은 구체적으로 다음과 같다. 135 ~ 210mm 두께의 콘크리트 슬래브(40)를 시공한 후, 콘크리트 슬래브(40) 상면을 깨끗이 청소한다. 그리고 나서 바닥마감선(설계 시방에 맞춘 바닥구조중 바닥마감재 직전까지의 높이)에 맞추어 1 ~ 10mm 두께의 벽부절연재(70)를 시공한 후 콘크리트 슬래브(50) 상면에 20.5 ~ 135mm 두께의 단열차음재(40)를 적층시킨다. 이때 이음부위는 절연테이프를 사용하여 밀실하게 연결한다. 그리고 나서 고정용 핀을 사용하여 단열차음재(40) 상면에 난방 배관(30)을 설치한 후, 축열 모르타르(20)를 30 ~ 60mm로 타설한다. 모르타르(20)의 경화가 완료되면 실내 바닥마감재(10)을 시공한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 단열차음재(40)가 시공될 경우, 도 2에 도시된 종래의 바닥구조에서 사용된 경량기포콘크리트(4)에서 요구되는 14 ~ 20간의 양생기간 없이, 즉시 난방배관(20) 및/또는 모르타르를 시공할 수 있으므로 공사기간을 매우 단축시키며, 또한 바닥구조의 두께를 줄일 수 있으며(경량콘크리트를 사용할 경우에 비하여 30 ~ 60mm 감소), 건물경량화에 따른 벽체 두께도 줄일 수 있어 공간활용이 효율적인 바닥구조를 형성할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 일체형 단열차음재의 제조 장치의 개략도이다. 도시 된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 단열차음재(40)의 제조방법은 다음과 같다.

우선 단열재층인 연질 또는 경질 폴리우레탄 수지층을 형성하기 위한 원료물질인, 이소시아네이트 (예를들면, 폴리머성 4,4-디페닐메?? 디이소시아네이트), 폴리올, 발포제 (폴리올 100중량부에 대해서 10 ~ 50중량부) 및 첨가제 (예를들면, 4차 아민 (폴리올 100중량부에 대해서 0.2 ~ 1중량부), 계면활성제 (폴리올 100중량부에 대해서 1 ~ 2중량부)를 각각의 원료탱크(100)에 설치된 정량펌프를 사용하여 일정비율로 발포기 헤드(400)로 이송시킨다. 그리고 나서, 발포기 헤드(400) 내부에서 고속으로 회전하는 교반기로 원료물질을 혼합한 후, 발포기 헤드(400)의 하단부에 있는 개구부를 통하여 연속적으로 컨베이어에 의하여 이송되어지는 미리 형성된 탄성 차음재(300) 상에 토출된다. 토출된 혼압액은 연속적으로 이동되는 컨베이어에 의해 약 1 ~ 4 m/분의 속도로 이송되면서 이소시아네이트의 -NCO기와 폴리올의 -OH기가 반응하게 되고 이 반응에 의해 발생되는 열에 의해 발포제가 기화하여 발포가 이루어져 단열재층이 형성된다. 단열재층의 상부에 미리 형성된 표면 차음재(200)를 적층한 후, 단열재층이 경화되는 과정에서 생기는 자기 접착력을 이용하여 (별도의 접착제가 필요없이) 탄성 차음재층 및 표면 차음재층과 접하는 면에서 부착되도록 한다. 연속 컨베이어를 통하여 이렇게 접착, 경화, 성형작업이 끝나면 소정의 규격으로 절단한다.

상기 제조방법에서, 표면 차음재 (41)는 폴리올레핀계 수지 시트, PVC 발포 또는 무발포 시트, 방수층을 갖는 펠트 시트 및 제지류로 구성되는 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어지며, 그 두께가 0.5 ~ 5mm인 것을 사용하며, 그 제조방법은 당업계에 널리 알려져 있으며 상업적으로도 용이하게 입수할 수 있다. 탄성 차음재(43)는 에틸렌비닐아세테이트 발포 수지, 천연고무 또는 합성고무의 발포 수지 및 연질 폴리우레탄 발포 수지로 구성된 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어지며 두께가 10 ~ 30mm 범위인 것을 사용한다. 탄성 차음재(43)의 하단면은 도 5도에 도시된 바와 같이 양각과 음각 또는 돌기와 골의 형태를 갖추도록 횡단면으로 절단하여 제조한다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 일체형 단열재의 제조방법에서는 단열재층이 경화되는 과정에서 생기는 자기 접착력을 이용하므로, 표면 차음재층 및 탄성 차음재층를 부착시킬 때 별도의 접착제가 요구되지 않는다. 또한, 본 발명의 제조방법에서 모든 공정은 연속적으로 이루어져 대량 생산이 가능하다.

본 발명에 따른 단열차음재는 주택건설기준 등에 관한 규정에서 요구하는 차음성능 보다 더 우수한 차음성능을 가지며, 또한 건축물 에너지 절약설계기준에서 정하는 단열성능 보다 훨씬 더 우수한 단열성능을 발휘한다. 구체적으로, 본 발명의 단열차음재를 시공한 바닥구조는 종래의 기포 콘크리트를 시공한 바닥구조에 비하여, 단열성능(같은 두께일 경우 약8배)이 매우 우수하여 난방배관의 열이 바닥이나 천정을 통하여 외부로 전달되는 것을 효율적으로 차단하여 에너지 절약에 크게 기여하고, 상부의 경량 및 중량 충격음이 서로 다른 재질의 표면 차음재층, 단열재층 및 탄성 차음재층을 통과하면서 반사, 굴곡, 소멸의 과정을 거쳐 효율적으로 차단된다. 또한 본 발명에 따른 단열차음재는 바닥구조에 시공시 양생기간이 요구되 지 않고 시공이 간편하여 공사기간을 기존 경량기포콘크리트를 사용하여 시공할 때 보다 약 2주 ~ 한달(기포콘크리트의 양생기간)정도 단축할 수 있으며, 계절에 상관 없는 우수한 시공성을 가지므로 공동주택의 바닥구조에 매우 적합하다. 또한, 경량기포콘크리트를 사용하는 경우에 비하여 단열 및 차음성능에 대하여 더 얇은 두께에서도 우수한 성능을 나타내므로 효율적인 공간 활용이 가능하고 건물의 경량화의 효과로 인한 기초공사와 벽의 두께 등에 큰 기여를 할 것이며, 경량기포콘크리트 사용시 발생되는 크랙 현상도 방지할 수 있다.

Claims (8)

1. 공동주택의 바닥구조용 단열차음재로,

   폴리올레핀계 수지 시트, PVC 발포 또는 무발포 시트, 방수층을 갖는 펠트 시트 및 제지류로 구성되는 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어지는 표면 차음재층과; 연질 또는 경질 폴리우레탄 발포 수지로 이루어지는 단열재층; 및 에틸렌비닐아세테이트 발포 수지, 천연고무 또는 합성고무의 발포 수지 및 연질 폴리우레탄 발포 수지로 구성된 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어지는 탄성 차음재층이 상부로부터 순차적으로 적층되되,

   상기 탄성 차음재층은 하단면이 양각과 음각 또는 돌기와 골을 형성하고,

   상기 표면 차음재층은 두께가 0.5 ~ 5㎜이고, 상기 단열재층은 두께가 10 ~ 100㎜이고 그리고 상기 탄성 차음재층은 두께가 10 ~ 30㎜인 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥구조용 단열차음재.
2. 공동주택의 바닥구조에 있어서,

   콘크리트 슬라브층;과

   폴리올레핀계 수지 시트를 포함하는 군에서 선택된 어느 한가지 이상의 재질로 이루어지며 두께 0.5 ~ 5㎜의 표면 차음재층과, 연질 또는 경질 폴리우레탄 발포 수지로 이루어지는 두께 10 ~ 100㎜의 단열재층 및 에틸렌비닐아세테이트 발포 수지를 포함하는 군에서 선택되는 한가지 이상의 재질로 이루어지며 두께 10 ~ 30㎜의 탄성 차음재층이 일체를 이루는 단열차음재;와

   축열 모르타르층;이

   순차적으로 적층하여 시공되어 있는 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥구조.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 단열차음재 상면에는 난방배관이, 벽면에는 벽부절연재가 추가로 시공되어 있는 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥구조.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 콘크리트 슬래브 층은 두께가 135 ~ 210mm이고, 상기 단열차음재는 두께가 20.5 ~ 135mm이고, 상기 축열 모르타르 층은 두께가 30 ~ 60mm인 것을 특징으로 하는 공동주택의 바닥구조.
5. 공동주택 바닥구조용 일체형 단열차음재에 있어서,

   이소시아네이트, 폴리올, 발포제 및 첨가제를 포함한 단열재층의 원료물질을 교반하여 혼압액을 컴베이어에 의해 연속적으로 이송되는 미리 형성된 탄성 차음재층에 토출하는 단계,

   상기 혼압액이 상기 컨베이어 상에서 이송되면서 발포되어 폴리우레탄 발포 수지로 이루어지는 단열재층이 형성되도록 하는 단계; 및

   상기 단열재층의 상부에 미리 형성된 표면 차음재층을 적층시킨 후, 상기 컨베이어 상에서 상기 단열재층이 경화되는 과정에서 생기는 자기 접착력을 이용하여 상기 단열재층이 탄성 차음재층 및 표면 차음재층과 접하는 면에서 접착되도록 하는 단계;

   상기 단열재층과 탄성 차음재층 및 표면차음재 층을 완전히 경화 및 성형시킨 후, 석고 보드 규격으로 절단하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택 바닥구조용 일체형 단열차음재의 제조방법.
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