KR102356528B1 - 페놀 수지 발포체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 단열재 - Google Patents

페놀 수지 발포체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 단열재 Download PDF

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Abstract

페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물의 열경화물이고, pH가 4 이상인 페놀 수지 발포체가 제공된다.

Description

페놀 수지 발포체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 단열재{PHENOL RESIN FOAM, METHOD OF PRODUCING THE SAME, AND INSULATING MATERIAL}
페놀 수지 발포체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 단열재에 관한 것이다.
단열재는 열경화성 발포체를 포함하는 것으로서, 건축물의 벽면에 단열재를 부착하여 열의 이동을 방지함으로써 외부 온도 변화가 건축물의 내부 온도에 미치는 영향을 감소시켜 보다 적은 에너지로 일정한 실내 온도를 유지하도록 할 수 있다.
열경화성 발포체는 발포성 조성물의 경화물로서, 발포성 조성물은 경화제를 포함하고, 경화제는 발포층을 경화시키고 적정의 독립기포율 및 기계적 물성을 부여할 수 있다. 한편, 경화제를 포함하는 페놀 수지 발포체는 산성을 가지는 것으로 알려져 있는데 이러한 높은 산성을 갖는 페놀 수지 발포체는 사용과정에서 예를 들어 빗물 등의 물에 노출되는 경우, 발포체로부터 높은 산성의 추출물이 나와서, 주변의 금속 재료를 부식시킬 수 있는 문제가 있다.
이에, 발포성 조성물에 염기성 무기 필러 등을 첨가하여 열경화성 발포체의 산성도를 중화시킬 수 있으나, 염기성 무기 필러가 경화제와 미리 중화반응하여 발포성능이 떨어지고, 이에 따라 열전도율이 높아지는 문제가 있다.
본 발명의 일 구현예는 pH 4이상의 저산성을 갖고, 동시에, 균일한 두께로 우수한 내구성 및 열전도율 등의 물성을 구현할 수 있는 페놀 수지 발포체를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 페놀 수지 발포체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 페놀 수지 발포체를 포함하는 단열재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물의 열경화물이고, pH가 4 이상인 페놀 수지 발포체를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 발포성 조성물에 열을 가하여 발포 및 경화시키는 단계;를 포함하는 페놀 수지 발포체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 페놀 수지 발포체를 포함하는 단열재를 제공한다.
상기 페놀 수지 발포체는 pH 4이상의 저산성을 갖고, 동시에, 균일한 두께로 우수한 내구성 및 열전도율 등의 물성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 페놀 수지 발포체의 주사 전자현미경(SEM) 사진이다.
도 2는 본 발명의 페놀 수지 발포체의 두께 편차를 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 아울러, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 또는 "하부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명의 일 구현예에서, 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물의 열경화물이고, pH 4 이상인 페놀 수지 발포체를 제공한다.
일반적으로 열경화성 발포체는 경화제를 포함하여 발포층을 경화시키고, 적정의 독립기포율 및 기계적 물성을 부여할 수 있다. 그러나, 경화제를 포함하는 열경화성 발포체, 예를 들어, 페놀 수지 발포체는 높은 산성을 갖는 것으로서 열경화성 발포체의 pH가 낮아지고, 높은 산성의 열경화성 발포체로 인하여 주변의 금속 재료가 부식되는 등의 문제가 있을 수 있다. 그리고, 저산성의 열경화성 발포체를 제조하기 위하여, 경화제의 함량을 감소시키게 되면, 발포성능 및 경화성능의 조절이 어려워지고 균형이 깨지면서 열경화성 발포체의 외관 불량, 높은 열전도율 등의 문제가 발생할 수 있다. 그리고, 이를 개선시키기 위하여 반응성을 높인 페놀계 수지를 사용하거나 경화 온도를 높여 생산하는 경우, 일정 이상의 균일한 두께를 갖는 열경화성 발포체의 생산이 어려운 문제가 있을 수 있다.
이에, 일 구현예에서는, 페놀 수지 발포체로 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물의 열경화물을 포함하고, 균일한 두께를 가지면서도 우수한 내구성 및 열전도율을 구현하고, pH 4이상의 저산성을 동시에 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 페놀 수지 발포체의 pH는 4 내지 7 또는 4.5 내지 7일 수 있으며, 보다 구체적으로, 5 내지 6일수 있다. 상기 페놀 수지 발포체는 높은 독립 기포율을 갖고, 균일한 두께, 우수한 압축강도 및 열전도율을 구현하여 우수한 단열성능 나타내고, 이와 동시에, 상기 범위의 낮은 산성을 나타냄으로써, 보다 안정적으로 페놀 수지 발포체를 생산할 수 있고, 주변의 금속 등을 부식시키지 않으므로, 보다 안정적으로 장기간 사용될 수 있다.
상기 발포성 조성물은 페놀계 수지를 포함한다. 상기 페놀계 수지는 페놀 및 포름알데히드가 반응하여 얻어질 수 있으며, 예를 들어 레졸계 페놀 수지를 포함할 수 있다.
상기 발포성 조성물은 상기 페놀계 수지를 약 30 중량% 내지 약 90 중량%의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 페놀계 수지를 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 발포 셀을 안정적으로 형성하고, 우수한 열전도도를 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 페놀계 수지를 상기 범위 미만으로 포함하는 경우에는 발포 셀을 형성하기 어렵고 열전도율이 높아지며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 다른 첨가제 등의 비율이 상대적으로 낮아지고, 발포 셀의 형상이나 발포 공정에서 불량이 발생할 수 있다.
상기 페놀계 수지는 약 40℃의 온도 조건 하에서 약 1,000cps 내지 약 30,000cps의 점도를 가질 수 있고, 구체적으로는 약 2,000cps 내지 약 10,000cps 의 점도를 가질 수 있다. 더 구체적으로는 약 3,000cps 내지 약 7000cps 의 점도를 가질 수 있다. 상기 점도는 Brookfield 점도계를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 발포성 조성물은 상기 범위의 점도를 갖는 페놀계 수지를 포함하여, 발포성능을 적절히 조절할 수 있고, 이에 따라 발포 셀이 잘 형성되고, 독립 기포(cell)율을 향상시켜 우수한 열전도율을 부여할 수 있다. 구체적으로, 상기 페놀계 수지의 점도가 상기 범위 미만인 경우에는 발포 초기에 발포 가스의 손실이 발생할 수 있고, 이에 따라 열전도율이 높아져 단열성이 저하될 수 있다. 그리고, 점도가 상기 범위를 초과하는 경우에는, 경화 속도가 발포속도에 비해 빨라져, 적정의 크기를 갖는 발포 셀이 잘 형성되지 못하고, 발포체를 목적하는 일정 이상의 두께로 형성하지 못하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 페놀계 수지는 수분율이 약 5 중량% 이상일 수 있고, 구체적으로는 약 5 중량% 내지 약 30 중량%일 수 있다. 더 구체적으로는 약 7 중량% 내지 약 23 중량%일 수 있다. 상기 수분율은 Karl Fischer Titration 방법에 의해 측정할 수 있다. 상기 페놀계 수지는 상기 범위 내의 수분율을 가짐으로써 우수한 작업성 및 우수한 단열성을 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 페놀계 수지의 수분율이 상기 범위를 벗어나, 수분율이 너무 낮은 경우에는 발포성 조성물이 다른 성분들과 원활히 배합되기 어렵고 공정상 제어가 어려우며, 수분율이 너무 높은 경우에는 단열성이 저하되고, 열경화성 발포체의 접착성이 떨어질 수 있다. 이에, 상기 페놀 수지 발포체는 표면재 등과 라미네이트 방법에 의해 견고히 부착되는 것이 어려울 수 있다.
또한, 상기 페놀계 수지는 우레아 결합을 포함하지 않을 수 있다. 그에 따라 페놀 수지의 중합 과정에서 우레아-포름알데히드 반응에 따라 발생하는 수분이 생성되지 않을 수 있어 상기 발포성 조성물의 점도 및 수분을 쉽게 조절할 수 있다.
상기 발포성 조성물은 경화제를 포함한다. 상기 경화제는 톨루엔 술폰산, 자일렌 술폰산, 벤젠술폰산, 페놀 술폰산, 에틸벤젠 술폰산, 스티렌 술폰산, 나프탈렌 술폰산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 산경화제를 포함할 수 있다. 상기 발포성 조성물은 상기 경화제를 포함하여 적정의 가교, 경화 및 발포성을 나타낼 수 있다.
상기 발포성 조성물은 상기 페놀계 수지 100중량부에 대하여, 상기 경화제를 약 3중량부 내지 약 15중량부의 함량으로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 경화제는 상기 페놀계 수지 100 중량부에 대하여 약 5중량부 내지 약 12중량부 또는 약 5중량부 내지 약 10중량부의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 발포성 조성물은 상기 경화제를 상기와 같이 낮은 함량으로 포함하여, 상기 페놀 수지 발포체에 저산성을 부여할 수 있으며, 이와 동시에, 균일한 두께, 우수한 압축강도 및 낮은 열전도율을 구현하여 우수한 단열성능을 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 경화제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 pH는 더욱 높아질 수 있으나, 단열재로서의 성능이 현저히 떨어지는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 산성도가 높아지는 즉, pH가 낮아지는 문제가 있을 수 있다.
상기 발포성 조성물은 발포제를 포함한다. 상기 발포제는 히드로플루오로올레핀(hydrofluoroolefin, HFO)계 화합물과 탄화수소계 화합물, 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 발포성 조성물은 발포제의 종류 및 함량을 조절하여, 20℃에서, 증기압이 약 20 kPa 내지 약 110kPa인 발포제를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 증기압이 약 30kPa 내지 약 100kPa, 더 구체적으로는 약 33kPa 내지 약 85kPa 발포제를 포함할 수 있다. 발포제의 증기압은 20℃에서, 발포제 고유의 증기압을 의미한다. 발포제의 증기압은 KS M 1071-3의 적정 방법(static method)에 의해 측정할 수 있다. 상기 발포제가 2 이상의 발포제를 혼합한 혼합물인 경우에, 발포제의 증기압(Pm)은 하기 식 1을 이용하여 계산한 값을 의미한다.
[식 1]
Pm = (m1P1 + m2P2 +. mxPx)/(m1+m2+..mx)
Pm: 혼합물 전체의 증기압
mx: 혼합물 내에 포함된, 발포제 x 자체의 몰수
Px: 발포제 x 고유의 증기압
일반적으로 발포성 조성물에 포함되는 경화제의 함량을 낮추는 경우에는 열경화성 발포체에 저산성을 부여할 수 있다. 그러나, 경화제의 함량이 낮아짐에 따라, 발포량 및 발포성능이 저하되고 경화성능과의 균형이 깨지면서 열경화성 발포체의 두께가 불균일 해지고, 압축강도가 저하되고, 열전도율이 높아지는 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 발포성 조성물은 상기 범위의 증기압을 갖는 발포제를 포함하여, 향상된 발포성능을 부여할 수 있고, 저산성을 갖은 상기 페놀 수지 발포체에 높은 독립 기포율과 균일한 두께, 우수한 압축강도 및 우수한 열전도율을 부여할 수 있다.
구체적으로, 발포제의 증기압이 상기 범위 미만인 경우에는 발포가 충분히 일어나지 않아 정해진 두께의 페놀 수지 발포체를 얻는 것이 어렵고, 페놀 수지 발포체의 위치별 두께편차가 커지는 문제가 있고, 발포제의 증기압이 상기 범위를 초과하는 경우에는 발포가 너무 빨리 이루어져 독립 기포율이 낮아지고, 페놀수지 발포체의 발포셀이 터져 물리적 강도가 떨어지고 열전도율이 높아지는 문제가 있을 수 있다.
상기 히드로플루오로올레핀계 화합물은 예를 들어, 염소화 히드로플루오로올레핀계 화합물, 비염소화 히드로플루오로올레핀계 화합물, 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
상기 히드로플루오로올레핀계 화합물은, 이 기술분야에서 공지된 종류를 사용할 수 있고, 예를 들어, 트랜스 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜 (trans CF3CH=CClH), 시스 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜 (cis CF3CH=CClH), 트랜스 1-클로로-2,3,3-트리플루오로프로펜(trans CHF2CF=CClH), 시스 1-클로로-2,3,3-트리플루오로프로펜(cis CHF2CF=CClH), 트랜스 1-클로로-1,3,3-트리플루오로프로펜 (trans CHF2CH=CClF), 시스 1-클로로-1,3,3-트리플루오로프로펜 (cis CHF2CH=CClF), 트랜스 2-클로로-1,3,3-트리플루오로프로펜 (trans CHF2CCl=CHF), 시스 2-클로로-1,3,3-트리플루오로프로펜 (cis CHF2CCl=CHF), 트랜스 2-클로로-1,1,3-트리플루오로프로펜 (trans CH2FCCl=CF2), 시스 2-클로로-1,1,3-트리플루오로프로펜 (cis CH2FCCl=CF2), 트랜스 3-클로로-1,2,3-트리플루오로프로펜 (trans CHFClCF=CFH), 시스 3-클로로-1,2,3-트리플루오로프로펜 (cis CHFClCF=CFH), 트랜스 3-클로로-1,1,2-트리플루오로프로펜 (trans CH2ClCF=CF2), 시스 3-클로로-1,1,2-트리플루오로프로펜 (cis CH2ClCF=CF2), 트랜스 3-클로로-2,3,3-트리플루오로프로펜 (trans CF2ClCF=CH2), 시스 3-클로로-2,3,3-트리플루오로프로펜 (cis CF2ClCF=CH2) 등의 모노클로로트리플루오로프로펜; 2,3,3-트리플루오로프로펜 (CHF2CF=CH2), 1,1,2-트리플루오로프로펜 (CH3CF=CF2), 1,1,3-트리플루오로프로펜 (CH2FCH=CF2), 1,3,3-트리플루오로프로펜 (CHF2CH=CHF) 등의 트리플루오로프로펜; 1,2,3,3-테트라플루오로-1-프로펜, 2,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜, 1,3,3,3-테트라플루오로-1-프로펜, 1,1,2,3-테트라플루오로-1-프로펜, 1,1,3,3-테트라플루오로-1-프로펜, 1,2,3,3-테트라플루오로-1-프로펜 등의 테트라플루오로프로펜; 1,2,3,3,3-펜타플루오로-1-프로펜, 1,1,3,3,3-펜타플루오로-1-프로펜, 1,1,2,3,3-펜타플루오로-1-프로펜 등의 펜타플루오로프로펜; 2,3,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐, 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 1,3,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐, 1,2,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐, 1,2,3,3,4,4-헥사플루오로-1-부텐 1,1,2,3,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 1,1,1,2,3,4-헥사플루오로-2-부텐, 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로-2-부텐, 1,1,1,3,4,4-헥사플루오로-2-부텐, 1,1,2,3,3,4-헥사플루오로-1-부텐, 등의 헥사플루오로부텐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄화수소계 화합물은 탄소수 1개 내지 6개의 탄화수소를 포함할 수 있고, 예를 들어, 염소화 탄화수소 화합물, 비염소화 탄화수소 화합물, 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
상기 탄화수소계 화합물은 디클로로에탄, 프로필클로라이드, 이소프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 이소부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 이소펜틸클로라이드, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 아니한다.
상기 발포제는 2 이상의 상기 발포제의 혼합물일 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 발포제는 히드로플루오로올레핀(hydrofluoroolefin, HFO)계 화합물을 포함하여 낮은 발열량에서도 우수한 발포성능을 부여할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜(CF3CH=CClH), 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 히드로플루오로올레핀계 화합물과 시클로펜탄, 이소펜탄, n-펜탄, n-헥산, n-부탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 탄화수소계 화합물의 혼합물일 수 있다.
상기 발포제는 상기 페놀계 수지 약 100 중량부를 기준으로 상기 발포제의 총 함량이 약 5 중량부 내지 약 15 중량부가 되도록 포함될 수 있다. 상기 발포제를 상기 범위의 함량으로 포함함으로써, 낮은 발열량에서도 우수한 발포성능을 나타내어, 저산성을 갖은 상기 페놀 수지 발포체에 균일한 두께, 우수한 압축강도 및 우수한 열전도율을 부여할 수 있다.
구체적으로, 발포제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 기화되는 발포제 함량이 충분치 않아 발포가 되지 않거나 발포가 충분히 일어나지 않아 정해진 두께를 맞추지 못하거나 페놀 수지 발포체의 위치별 두께 편차가 커지는 문제가 있을 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 과량의 발포제가 기화 되어 발포제의 증기압 조절이 어렵고, 발포압력이 과대 되고, 페놀수지 발포체의 발포셀이 터져 독립 기포율이 낮아지고 물리적 강도가 저하되고, 열전도율이 높아지는 문제가 있을 수 있다.
상기 발포성 조성물은 레조르시놀, 크레졸, 살리게닌, p-메틸올 페놀 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 가교제를 더 포함할 수 있다.
일반적으로 발포성 조성물에 포함되는 경화제의 함량을 낮추는 경우에는 열경화성 발포체에 저산성을 부여할 수 있다. 그러나, 경화제의 함량이 낮아짐에 따라, 경화성능이 저하되고 발포성능과의 균형이 깨지면서, 발포셀이 터지는 등의 현상이 발생할 수 있고, 열경화성 발포체에 균열이 생기고, 두께가 불균일 해지고, 열전도율이 높아지는 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 발포성 조성물은 상기 경화제와 함께 상기 가교제를 더 포함하여, 상기 페놀 수지 발포체의 저산성을 유지하면서 동시에, 우수한 가교 및 경화성능을 부여하여, 상기 페놀 수지 발포체의 두께를 균일하게 하고, 우수한 압축강도 등의 내구성 및 우수한 열전도율을 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 발포성 조성물은 상기 경화제 대 상기 가교제를 약 6:4 내지 약 3:7의 중량비로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 발포성 조성물은 상기 경화제 대 상기 가교제를 약 6:5 내지 3:7의 중량비 또는 약 5:5 내지 3:7의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 가교제의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 가교 및 경화반응이 부족하여 열전도율이 높아지고, 압축강도가 저하될 수 있다. 그리고, 상기 가교제의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 충분한 발포가 이루어지지 않은 상태에서 경화되어 발포 셀이 터지고, 독립 기포율이 낮아지고, 페놀 수지 발포체의 위치별 두께 편차가 커지며, 열전도율이 높아지는 문제가 있을 수 있다.
상기 페놀 수지 발포체는 셀(cell)의 정점(vertex) 부분을, EDX(에너지 분산형 X-선 분광계; energy dispersive X-ray analysis)로 측정한 황에 대한 탄소의 질량비(C/S)가 25 내지 250일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 페놀 수지 발포체의 주사 전자현미경(SEM) 사진으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 페놀 수지 발포체에 포함된 셀은 셀 벽(cell wall, 10)과 셀 벽이 맞닿는 지점에 지지대(strut, 20)가 형성되며, 상기 지지대(20)는 셀의 골격을 구성한다. 그리고, 상기 지지대(20)들이 만나는 교점은 셀 정점(cell vertex, 30)이라 정의한다.
상기 페놀 수지 발포체는 상기 페놀 수지 발포체의 가로, 세로 및 높이의 중간 즉, 정중앙 부분의 단면을 주사형 전자현미경(SEM:Scanning Electron Microscope)으로 200배율로 확대하고, 상기 단면의 셀(cell)의 정점(vertex) 부분에서, EDX로 C,O,S 원소만 선택하여 해당 3개 원소 비율을 측정하였다.
구체적으로, 상기 단면에 포함된 임의의 셀(cell) 하나를 기준으로, 서로 연속적으로 위치하지 않는 n 개의 셀을 선택하고, 상기 각각의 셀에 포함된 하나의 정점(vertex) 부분의 C,O,S 원소 비율을 측정하였다. 그리고, 각각의 셀의 정점(vertex) 부분에서 측정된 C, O 및 S 원소 비율의 합을 100%로 하여, 황에 대한 탄소의 질량비(C/S)를 측정하였다. 상기 황에 대한 탄소의 질량비(C/S)는 1부터 n번째 셀에 포함된 하나의 정점(vertex) 부분의 C/S 값의 총합을 n으로 나눈 값을 의미한다. 즉, 상기 황에 대한 탄소의 질량비(C/S)는 하기 식 1을 이용하여 계산할 수 있다.
[식 1]
황에 대한 탄소의 질량비(C/S)= (
Figure 112018075238750-pat00001
i 번째 셀에 포함된 하나의 정점(vertex) 부분의 C/S)/n
이때, n= 7 내지 10의 정수이다.
상기 페놀 수지 발포체는 셀(cell)의 정점(vertex) 부분을, EDX로 측정한 황에 대한 탄소의 질량비(C/S)가 25 내지 250일 수 있으며, 구체적으로, 50 내지 150일 수 있다.
상기 황은 상기 경화제로부터 유래되는 원소일 수 있으며, 상기 특정의 발포제를 포함하는 상기 발포성 조성물의 열경화물인 상기 페놀 수지 발포체에 포함된 탄소(C)와 비교하여, 상기 페놀 수지 발포체는 상기 범위의 황에 대한 탄소의 질량비(C/S)를 가질 수 있다.
황에 대한 탄소의 질량비(C/S)가 상기 범위 미만인 경우에는 산성도가 높아 낮은 pH를 갖는 산성 발포체가 형성될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 발포과정 중 경화가 충분이 이뤄지지 않아 페놀 수지 발포체의 물리적 강도가 낮고 표면에 균열이 생기거나, 두께가 불균일 해지거나, 압축 강도가 낮아지고, 높은 열전도율을 나타낼 수 있다.
상기 페놀 수지 발포체는 셀의 정점 부분(vertex)을, EDX로 측정한 황에 대한 산소의 질량비(O/S)가 5 내지 60일 수 있다. 상기 황에 대한 산소의 질량비(O/S)는 1부터 n번째 셀에 포함된 하나의 정점(vertex) 부분의 O/S 값의 총합을 n으로 나눈 값을 의미한다. 즉, 상기 황에 대한 산소의 질량비(O/S)는 하기 식 2를 이용하여 계산할 수 있다.
[식 2]
황에 대한 산소의 질량비(O/S)= (
Figure 112018075238750-pat00002
i 번째 셀에 포함된 하나의 정점(vertex) 부분의 O/S)/n 이며,
이때, n= 7 내지 10의 정수이다.
상기 페놀 수지 발포체는 셀의 정점 부분(vertex)을, EDX로 측정한 황에 대한 산소의 질량비(O/S)가 5 내지 60일 수 있으며, 구체적으로, 약 10 내지 40일 수 있다.
상기 황은 상기 경화제로부터 유래되는 원소로서, 상기 페놀계 수지, 특정의 경화제 및 가교제 등을 포함하는 상기 발포성 조성물의 열경화물인 상기 페놀 수지 발포체에 포함된 산소(O)와 비교하여, 상기 페놀 수지 발포체는 상기 범위의 황에 대한 산소의 질량비(O/S)를 가질 수 있다.
황에 대한 산소의 질량비(O/S)가 상기 범위 미만인 경우에는 충분한 발포가 이루어지지 않은 상태에서 경화가 이루어 질 수 있으며 이 과정에서 페놀 수지 발포체의 산성도(pH)가 낮아지거나, 두께가 불균일하고, 열전도율이 높아지는 문제가 있을 수 있다 그리고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 경화성능이 불충분하여 페놀 수지 발포체의 물리적강도가 떨어지고 열전도율이 높아지는 문제가 있을 수 있다.
상기 페놀 수지 발포체의 평균 두께는 약 70mm 내지 약 300mm일 수 있다. 상기 페놀 수지 발포체는 상기 범위 내의 평균 두께를 가짐으로써 이를 포함하는 건축용 단열재의 총 두께를 지나치게 증가시키지 않으면서도 충분히 우수한 수준의 단열성을 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 페놀 수지 발포체의 평균 두께가 상기 범위 미만인 경우에는 열관류율이 낮아 건축용 단열재로서의 역할을 할 수 없는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 경화 과정에서 발생하는 열이 발포체 내부 중심에 축적되어 셀 구조 형성을 방해되어 열전도도가 저하될 수 있다.
상기 페놀 수지 발포체는 하기 식 3에 따른 두께 편차가 약 5% 이하일 수 있고, 구체적으로는 약 0.1% 내지 약 5%일 수 있다:
[식 3]
두께 편차(Td, %) = (Tmax - Tmin)/Tavg Χ 100
상기 식 3에서, 상기 Tmax는 두께 편차를 측정하고자 하는 발포체에 대하여 측정한 최대 두께를 의미하고, 상기 Tmin는 상기 발포체에 대하여 측정한 최소 두께를 의미하며, Tavg는 상기 발포체에 대하여 측정한 평균 두께를 의미한다.
상기 페놀 수지 발포체는 상기 범위 내의 두께 편차를 가지는 것으로서, 두께의 균일도가 우수한 것을 알 수 있고, 그에 따라 우수한 열전도율을 나타내어, 장기 단열성이 더욱 효과적으로 향상될 수 있으면서 소정의 제품으로 적용시 가공성, 작업성이 더욱 우수할 수 있다.
상기 페놀 수지 발포체는 약 20℃의 온도에서, 두께 방향으로 측정한 열전도율이 약 0.0160 W/m·K 내지 약 0.0220 W/m·K 일 수 있다. 구체적으로, 상기 페놀 수지 발포체는 약 0.0164 W/m·K 내지 약 0.0210 W/m·K 또는 약 0.0164 W/m·K 내지 약 0.0194 W/m·K의 열전도율을 가질 수 있다.
통상적으로 발포체의 두께가 두꺼워질수록 두께방향으로 측정한 열전도율은 저하될 염려가 있다. 상기 페놀 수지 발포체는 전술한 바와 같이 충분히 두꺼운 두께를 가지면서도, 열전도율을 저하시키지 않으므로 우수한 단열성을 유지할 수 있다.
또한, 상기 페놀 수지 발포체의 밀도는 약 20kg/m3 내지 약 50kg/m3일 수 있다. 상기 페놀 수지 발포체는 상기 범위의 밀도를 가짐으로써, 현장에서 취급이 용이하고, 우수한 물리적 강도 및 우수한 단열성능을 구현할 할 수 있다.
상기 페놀 수지 발포체는 KS M ISO 845 에 따른 압축강도가 약 100kPa 내지 약 300kPa일 수 있다. 상기 페놀 수지 발포체는 상기 페놀계 수지에 상기 경화제 및 상기 발포제 등을 포함하여 제조된 상기 발포성 조성물의 경화물로서, 상기 범위의 압축강도를 가질 수 있다. 페놀 수지 발포체의 압축강도가 상기 범위 미만인 경우에는 페놀수지 발포체를 재단하거나 시공하는 등의 취급시에 페놀 수지 발포체의 외형 변형이 쉽게 올 수 있고, 페놀 수지 발포체를 사용함에 따라 쉽게 파손되는 등의 장기 내구성의 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 페놀 수지 발포체의 밀도가 높아지면서 열전도도가 높아지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 페놀 수지 발포체는 독립 기포율이 약 85% 이상일 수 있다. 상기 페놀 수지 발포체는 작은 벌집형 모양의 셀로 이루어지는바, 상기 셀들 중 닫혀진 셀의 백분율을 독립 기포율이라고 한다. 독립 기포율이 높을수록 단열성이 개선되는 것으로, 상기 독립 기포율이 약 85% 미만인 경우 일정수준의 단열성을 확보하지 못할 수 있다. 독립 기포율의 상한에 제한이 있는 것은 아니나, 상기 페놀 수지 발포체는 약 99% 의 독립 기포율을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현 예는 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 발포성 조성물에 열을 가하여 발포 및 경화시키는 단계;를 포함하는 페놀 수지 발포체의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법에 의해 전술한 상기 페놀 수지 발포체를 제조할 수 있다.
상기 제조방법에서, 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물을 준비한다. 상기 발포성 조성물에 대한 구체적인 사항은 전술한 바와 같다.
구체적으로, 상기 발포성 조성물은 페놀계 수지, 발포제를 먼저 혼합한 후, 상기 혼합물에 경화제를 투입하여 발포성 조성물을 제조할 수 있다. 이때, 상기 발포성 조성물에 가교제를 더 포함하는 경우, 상기 혼합물에 가교제를 함께 투입하여 혼합하고, 그 후에 경화제를 투입할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 상기 준비된 발포성 조성물에 열을 가하여 발포 및 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 발포성 조성물은 발포 및 경화를 동시에 진행할 있고, 이때 발포 또는 경화 중 어느 하나를 먼저 개시하거나, 또는 이들을 동시에 개시할 수도 있다.
상기 발포 및 경화는 예를 들어, 약 50℃ 내지 약 90℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 발포 및 경화는 약 2분 내지 약 20분의 시간 동안 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 아니하고, 발명의 목적 및 용도에 따라 적절히 달라질 수 있다.
상기 발포성 조성물은 예를 들어, 소정의 몰드 내에서 발포 및 경화되거나 또는 예를 들어, 양쪽의 표면재 사이에 주입되거나 토출되면서 발포 및 경화될 수 있으나, 이에 제한되지 아니한다. 이를 통해, 전술한 페놀 수지 발포체를 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 페놀 수지 발포체를 포함하는 단열재를 제공한다.
상기 페놀 수지 발포체는 pH가 4 이상의 저산성의 페놀 수지 발포체로서, 예를 들어, 건축용 단열재의 용도로 적용될 수 있고, 빗물 등의 물에 노출된 경우에도, 주변의 금속 재료를 부식시키지 않으며, 건축용 단열재로서 요구되는 고후도 규격, 우수한 내구성 및 우수한 열전도율을 동시에 만족할 수 있다.
상기 건축용 단열재는 예를 들어, 상기 페놀 수지 발포체의 일면 또는 양면상에 표면재를 더 포함할 수 있고, 상기 표면재는 이 기술분야에서 공지된 종류를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 유기물 또는 무기물 유래의 직물, 부직물, 천, 알루미늄 등의 금속 호일, 종이 등을 포함하는 재질일 수 있으나, 이에 제한되지 아니한다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
40℃의 온도 조건 하에서 점도가 3,900cps인 레졸계 페놀 수지를 20℃의 온도로 준비하였다. 그리고, 상기 레졸계 페놀 수지 100 중량부에 대하여, 트랜스-1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜(trans HFO-1233zd) 및 cyclopentane을 7:3 중량비로 혼합하여, 20℃에서 약 74 kPa의 증기압을 갖는 발포제 10 중량부; 계면활성제인 폴리옥시에틸렌소르비탄 에스테르 3 중량부; 및 폴리에스터 폴리올에 5:5의 중량비로 혼합한 레조르시놀(resorcinol) 가교제 혼합물(폴리에스터 폴리올 및 레조르시놀)을 36 중량부로 혼합하여 수지 혼합물을 형성하였다. 그리고, 톨루엔술폰산(p-toluene sulfonic acid)을, 상기 레졸계 페놀 수지 100 중량부에 대하여, 8중량부의 함량으로 준비한 후, 물에 8:2의 중량비로 혼합하고 상기 수지 혼합물에 투입하여 발포성 조성물을 제조하였다. 그리고, 상기 발포성 조성물을 2000rpm로 혼련하여 흰색 폼형태가 슬러리가 형성 되도록 하였다. 그리고, 상기 흰색 폼을 300 x 300 x 90mm 금형 몰드 내부에 밀도 40 kg/m3 되는 무게로 충진한 후 70℃ 오븐에서 10분동안 가열한 후 몰드를 분리하여 최종적으로 페놀 수지 발포체를 제조하였다.
실시예 2
발포제로 20℃에서 약 60kPa의 증기압을 갖는 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐을 사용하고, 폴리에스터 폴리올에 5:5의 중량비로 혼합한 레조르시놀(resorcinol) 가교제 혼합물(폴리에스터 폴리올 및 레조르시놀)을 24 중량부, 톨루엔술폰산(p-toluene sulfonic acid)을, 상기 레졸계 페놀 수지 100 중량부에 대하여 10중량부의 함량으로 준비한 후, 물에 8:2의 중량비로 혼합한 후 투입하여 발포성 조성물을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 수지 발포체를 제조하였다.
실시예 3
1-클로로-3,3,3-트리플루오로프로펜 및 n-pentane을 약 5:5의 중량비로 혼합하여, 20℃에서 약 74 kPa의 증기압을 갖는 발포제를 사용하고, 폴리에스터 폴리올에 5:5의 중량비로 혼합한 레조르시놀(resorcinol) 가교제 혼합물(폴리에스터 폴리올 및 레조르시놀)을 16 중량부, 톨루엔술폰산(p-toluene sulfonic acid)을, 상기 레졸계 페놀 수지 100 중량부에 대하여 12중량부의 함량으로 준비한 후, 물에 8:2의 중량비로 혼합한 후 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 수지 발포체를 제조하였다.
실시예 4
발포제로 20℃에서 약 35kPa의 증기압을 갖는 cyclopentane을 사용하고, 발포성 조성물을 제조한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 수지 발포체를 제조하였다.
비교예 1
상기 레졸계 페놀 수지 100 중량부에 대하여, 톨루엔술폰산(p-toluene sulfonic acid)을 25중량부의 함량으로 준비한 후, 물에 8:2의 중량비로 혼합하여 페놀 수지 발포체를 제조하였다.
비교예 2
상기 레졸계 페놀 수지 100 중량부에 대하여, 톨루엔술폰산(p-toluene sulfonic acid)을 12중량부의 함량으로 준비한 후, 물에 8:2의 중량비로 혼합하여 페놀 수지 발포체를 제조하였다.
<평가>
실험예 1:EDX (energy dispersive X-ray analysis)
실시예 및 비교예의 상기 페놀 수지 발포체의 정중앙 부분을 5㎜ x 5㎜ 크기 및 해당 두께(h=90㎜)의 시편으로 재단하였다. 그리고, 상기 시편의 정중앙 부위(h/2)에 칼집을 낸 후 액체 질소에 넣고, 상기 시편 양 끝단에 힘을 가하여 칼집을 낸 정중앙 부위가 절단되도록 하였다. 이에, 액체 질소에 의해 보존된 단면을 갖는 시편을 준비하였다. 그리고, 상기 단면이 포함된 상기 시편의 두께가 2mm가 되도록 재단하고, 상기 액체 질소로 보존된 시편의 단면이 위쪽으로 향하도록 SEM 마운트에 고정한 후에 PT 코팅(백금코팅)하였다. 그리고, 상기 시편이 고정된 SEM 마운트를 SEM에 넣은 후, 화면을 200배율로 확대하였다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 페놀 수지 발포체의 주사전자현미경 (FE-SEM, SU8010, Hitachi社) 사진으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 페놀 수지 발포체에 포함된 셀은 셀 벽(cell wall, 10)과 셀 벽이 맞닿는 지점에 지지대(strut, 20)가 형성되며, 상기 지지대(20)는 셀의 골격을 구성한다. 그리고, 상기 지지대(20)들이 만나는 교점은 셀 정점(cell vertex, 30)이라 정의한다.
상기 SEM 화면에 셀(cell)의 정점(vertex) 부분에서, EDX(에너지 분산형 X-선 분광계; energy dispersive X-ray analysis)로 C,O,S 원소만 선택하여 해당 3개 원소 비율을 측정하였다. 구체적으로, 상기 단면에 포함된 임의의 셀(cell) 하나를 기준으로, 서로 연속적으로 위치하지 않는 n 개(n=10)의 셀을 선택하고, 상기 각각의 셀에 포함된 하나의 정점(vertex) 부분의 C,O,S 원소 비율을 측정하였다.
그리고, 측정된 C, O 및 S 원소 비율의 합을 100%로 하여, 황에 대한 탄소의 질량비(C/S) 및 황에 대한 산소의 질량비(O/S)의 값을 하기 식 1 및 식 2를 이용하여 계산하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
[식 1]
황에 대한 탄소의 질량비(C/S)= (
Figure 112018075238750-pat00003
i 번째 셀에 포함된 하나의 정점(vertex) 부분의 C/S)/n,
이때, n= 7 내지 10의 정수이다.
[식 2]
황에 대한 산소의 질량비(O/S)= (
Figure 112018075238750-pat00004
i 번째 셀에 포함된 하나의 정점(vertex) 부분의 O/S)/n,
이때, n= 7 내지 10의 정수이다.
실험예 2:pH
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체의 정중앙 부분을 50㎜ × 50㎜ × 50㎜의 크기로 절단하여 시편을 준비하고, 상기 시편을 20℃ 내지 30℃에서 증류수 150㎖에 시편의 6면이 증류수와 맞닿도록 침지한 후 밀봉하여 48시간 동안 침지하였다. 그리고 침지된 시편을 제거한 후 얻은 추출액을 pH미터기를 이용하여 pH를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 3:열전도율(W/mK)
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체의 정중앙 부분에서, 상부로부터 50㎜의 두께 및 300㎜×300㎜ 크기로 절단하여 시편을 준비하고, 상기 시편을 70℃에서 12시간으로 건조하여 전처리 하였다. 상기 시편에 대해 KS L 9016(평판 열류계법 측정방법)의 측정 조건에 따라 평균 온도 20℃에서 HC-074-300(EKO社) 열전도율 기기를 사용하여 열전도율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 4:압축 강도( kPa )
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 50mm×50mm 크기 및 해당 두께(90mm)의 시편으로 준비하고, 상기 시편을 Lloyd instrument社 LF Plus 만능재료시험기(Universal Testing Machine)의 넓은 판 사이에 두고, UTM 장비에서 시편 두께의 10%/min 속도로 설정하고, 압축강도 실험을 시작하여 두께가 감소되는 중에 도달하는 최대 하중을 기록하였다. 압축강도는 KS M ISO 844 규격의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 5: 두께편차 ( % )
도 2는 본 발명의 페놀 수지 발포체의 두께 편차를 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
실시예 및 비교예의 상기 페놀 수지 발포체를 300mmХ300mm 크기 및 해당 두께(90mm)의 시편으로 준비한 후, 0.1mm 정밀도를 가진 슬라이딩 켈리퍼 기구를 사용하여, 도 2와 같이 상기 시편의 가로 및 세로 중 한면 당 50mm 간격으로 5개 지점의 두께를 측정하였다. 즉, 상기 시편의 총 4면의 20개 지점에서의 두께를 측정하여 Tavg , Tmax , Tmin를 설정하고 하기 식 3에 의하여 두께 편차를 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
[식 3]
두께 편차(Td, %) = (Tmax - Tmin)/Tavg Х 100
상기 식 3에서, 상기 Tmax는 발포체 시트에 대하여 측정한 최대 두께를 의미하고, 상기 Tmin는 측정한 최소 두께를 의미하며, Tavg는 측정한 평균 두께를 의미한다.
　 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
EDX(C/S) 123 96 69 128 23 48
EDX(O/S) 33 26 19 32 3 4
pH 5.2 4.8 4.3 5.0 2.5 4.3
열전도율
(W/mK)		 0.0171 0.0181 0.0178 0.0210 0.0179 0.0342
압축강도
(kPa)		 162 151 143 120 138 31
두께편차
(%)		 1.7 2.3 2.4 2.9 2.7 9.8
독립기포율(%) 92 91 93 90 90 23
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 일정 값의 EDX(C/S) 및 EDX(O/S)을 벗어나는 비교예 1은 페놀 수지 발포체의 산성도가 너무 높게 나타나고, 비교예 2는 저산상의 페놀 수지 발포체라 하더라고, 열전도율 및 압축강도가 저하되고, 현저한 두께 편차가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 반면, 실시예는 pH 4 이상의 저산성을 갖고, 동시에, 균일한 두께로 우수한 내구성 및 열전도율 등의 물성을 구현하는 것을 확인 할 수 있다.
10: 셀 벽(cell wall)
20: 지지대(strut)
30: 셀 정점(cell vertex)

Claims (17)

  1. 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물의 열경화물이고,
    페놀 수지 발포체의 셀(cell)의 정점(vertex) 부분을, EDX(에너지 분산형 X-선 분광계; energy dispersive X-ray analysis)로 측정한 황에 대한 탄소의 질량비(C/S)가 25 내지 250이고,
    상기 페놀 수지 발포체의 셀의 정점 부분을, EDX(에너지 분산형 X-선 분광계; energy dispersive X-ray analysis)로 측정한 황에 대한 산소의 질량비(O/S)가 5 내지 60이며,
    KS M ISO 845 에 따른 압축강도가 100kPa 내지 300kPa이고,
    pH가 4 이상인
    페놀 수지 발포체.
  2. 제1항에 있어서,
    20℃에서, 상기 발포제의 증기압이 20 kPa 내지 110kPa인
    페놀 수지 발포체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발포제는 히드로플루오로올레핀(hydrofluoroolefin, HFO)계 화합물과 탄화수소계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    페놀 수지 발포체.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발포성 조성물은 상기 페놀계 수지 100중량부에 대하여, 상기 경화제 3중량부 내지 12중량부를 포함하는
    페놀 수지 발포체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 톨루엔 술폰산, 자일렌 술폰산, 벤젠술폰산, 페놀 술폰산, 스티렌 술폰산, 에틸벤젠 술폰산, 나프탈렌 술폰산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    페놀 수지 발포체.
  8. 제1항에 있어서,
    레조르시놀, 크레졸, 살리게닌, p-메틸올 페놀 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 가교제를 더 포함하는
    페놀 수지 발포체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 경화제 대 상기 가교제의 중량비가 6:4 내지 3:7인
    페놀 수지 발포체.
  10. 제1항에 있어서,
    하기 식 3에 따른 두께 편차가 5% 이하인
    페놀 수지 발포체:

    [식 3]
    두께 편차(Td, %) = (Tmax - Tmin)/Tavg Χ 100

    상기 식 3에서, 상기 Tmax는 두께 편차를 측정하고자 하는 발포체에 대하여 측정한 최대 두께를 의미하고, 상기 Tmin는 상기 발포체에 대하여 측정한 최소 두께를 의미하며, Tavg는 상기 발포체에 대하여 측정한 평균 두께를 의미한다.
  11. 제1항에 있어서,
    20℃, 열전도율이 0.0160 W/m·K 내지 0.0220 W/m·K 인
    페놀 수지 발포체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 페놀 수지 발포체의 평균 두께는 70mm 내지 300mm 인
    페놀 수지 발포체.
  13. 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포성 조성물을 준비하는 단계; 및
    상기 발포성 조성물에 열을 가하여 발포 및 경화시키는 단계;를
    포함하고,
    상기 발포성 조성물은 상기 페놀계 수지 100중량부에 대하여, 상기 경화제 3중량부 내지 12중량부를 포함하고,
    상기 발포성 조성물은 레조르시놀, 크레졸, 살리게닌, p-메틸올 페놀 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 가교제를 더 포함하고,
    상기 경화제 대 상기 가교제의 중량비가 6:4 내지 3:7 이고,
    페놀 수지 발포체의 셀(cell)의 정점(vertex) 부분을, EDX(에너지 분산형 X-선 분광계; energy dispersive X-ray analysis)로 측정한 황에 대한 탄소의 질량비(C/S)가 25 내지 250이고,
    상기 페놀 수지 발포체의 셀의 정점 부분을, EDX(에너지 분산형 X-선 분광계; energy dispersive X-ray analysis)로 측정한 황에 대한 산소의 질량비(O/S)가 5 내지 60이며,
    KS M ISO 845 에 따른 압축강도가 100kPa 내지 300kPa이고,
    pH가 4 이상인
    페놀 수지 발포체의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 페놀계 수지는 40℃에서 1,000cps 내지 70,000cps의 점도를 갖는
    페놀 수지 발포체의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 페놀계 수지의 수분율은 5 중량% 내지 30 중량% 인
    페놀 수지 발포체의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 페놀계 수지는 우레아 결합을 포함하지 않는
    페놀 수지 발포체의 제조방법.
  17. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 페놀 수지 발포체를 포함하는 단열재.
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