[논문]발포 알루미늄 샌드위치 패널의 차음성능

발포 알루미늄 샌드위치 패널의 차음성능
Sound Insulation Performance of the Foamed Aluminum Sandwich Panel 원문보기

이중혁 (강원대학교 대학원 융합시스템공학과) , 안용찬 (강원대학교 대학원 융합시스템공학과) , 김석현 (강원대학교 융합시스템공학과)

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발포 알루미늄은 다공성 구조로, 기존의 유·무기 방음 소재 대비 단열성 및 내열성, 경량성 측면에서 경쟁력을 가지므로⁽¹⁾ 산업현장이나 건축 현장에서 다양하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 샌드위치 구조의 발포 알루미늄재의 차음성능을 다른 철도차량용 차체 요소와 비교 분석한다. ASTM E2249-02⁽²⁾에 근거하여, 다공성 발포 알루미늄재 및 이를 적용한 경량 바닥 적층재의 투과손실을 평가한다.
ASTM E2249-02⁽²⁾에 근거하여, 다공성 발포 알루미늄재 및 이를 적용한 경량 바닥 적층재의 투과손실을 평가한다. 중량대비 차음성능인 질량법칙편차(Mass law deviation, MLD)를 사용하여 기존의 철도차량용 적층요소와 비교함으로써, 적층 차음재로서의 적용 가능성을 진단하고자 한다.

본 연구에서는 샌드위치 구조의 발포 알루미늄재의 차음성능을 다른 철도차량용 차체 요소와 비교 분석한다. ASTM E2249-02⁽²⁾에 근거하여, 다공성 발포 알루미늄재 및 이를 적용한 경량 바닥 적층재의 투과손실을 평가한다. 중량대비 차음성능인 질량법칙편차(Mass law deviation, MLD)를 사용하여 기존의 철도차량용 적층요소와 비교함으로써, 적층 차음재로서의 적용 가능성을 진단하고자 한다.
각 시편을 대상으로 ASTM E2249-02⁽²⁾에 따라 투과손실을 측정한 후, 중량대비 차음성능을 표시하는 MLD (Mass Law Deviation)을 다음과 같이 구하였다. 평가에는 필드입사음 질량법칙을 사용한다.

시편은 발포 알루미늄 층을 중간에 두고, 양면에 1.25mm 두께의 알루미늄 박판을 접착시킨 샌드위치 구조로 제작하였다. 이후 이를 샌드위치 시편으로 약칭한다.

에 따라 투과손실을 측정한 후, 중량대비 차음성능을 표시하는 MLD (Mass Law Deviation)을 다음과 같이 구하였다. 평가에는 필드입사음 질량법칙을 사용한다.

12mm 와 22mm 샌드위치 시편을 철도차량 바닥 내장재로 사용 중인 18mm 두께 합판과 비교할 때, 샌드위치 시편이 500Hz 이후 더 좋은 중량대비 차음성능을 보였다. 노멕스 허니콤은 가장 우수한 중량대비 차음성능을 보였다.
철도차량 바닥용 댐핑 처리된 알루미늄 압출재에 적층시켰을 때, 합판보다 약간 가벼운 12mm 샌드위치 시편과 합판의 차음성능은 서로 비슷하였고, 노멕스 허니콤은 두 시편보다 훨씬 가벼움에도 가장 우수한 차음성능을 보였다. 경량화 측면에서 바닥적층재에는 합판보다는 샌드위치 시편이 차음에 유리하며, 큰 굽힘 강성을 요하지 않는 측면재나 천정재의 경우에는 노멕스 허니콤재가 매우 유용함을 확인하였다.
노멕스 허니콤은 가장 우수한 중량대비 차음성능을 보였다. 철도차량 바닥용 댐핑 처리된 알루미늄 압출재에 적층시켰을 때, 합판보다 약간 가벼운 12mm 샌드위치 시편과 합판의 차음성능은 서로 비슷하였고, 노멕스 허니콤은 두 시편보다 훨씬 가벼움에도 가장 우수한 차음성능을 보였다. 경량화 측면에서 바닥적층재에는 합판보다는 샌드위치 시편이 차음에 유리하며, 큰 굽힘 강성을 요하지 않는 측면재나 천정재의 경우에는 노멕스 허니콤재가 매우 유용함을 확인하였다.

굽힘 강성은 샌드위치 시편이 합판과 대등하거나 더 높으므로 바닥재로의 적용이 가능하다. 반면, 노멕스 허니콤은 굽힘 강성이 매우 낮기 때문에 바닥재보다는 측면재나 천정재로의 적용이 가능할 것이다.

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