KR20220063102A - 페놀 발포체 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
두께가 90㎜ 이상인 페놀 발포체이고, 상기 발포체의 어느 한 표면으로부터 그 표면을 따라 두께 방향으로 N (N≥7의 홀수)개의 절편으로 균분하였을 때, 제1 표층부(N1)의 독립기포율은 제2 표층부(NN)의 독립기포율보다 낮고, 상기 N개의 절편 중에서 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)은, 상기 제1 표층부(N1)와 가운데 절편(Nc) 사이에 위치하는 페놀 발포체가 제공된다.
Description
본 발명은 페놀 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
단열재는 건축물에서 에너지 손실을 막기 위해 필수적으로 사용되는 물품이다. 지구온난화로 인해 녹색성장의 중요성이 전세계적으로 계속 강조되고 있기 때문에 에너지 손실 최소화를 위해 단열성이 더욱 중요해지고 있다.
일반적으로 단열재의 두께를 두껍게 하면 단열성 확보가 용이하나, 단열재의 두께가 일정 이상을 초과하게 되면, 두께 방향으로 위치에 따라 물성이 달라져 발포체가 쉽게 손상되고 휘는 등 외관 및 물성이 저하되고, 열전도율까지 저하되는 문제가 발생한다.
이에 따라, 종래에는 고후도 제품의 물성 확보를 위해, 발포체 전체에 있어서 균일한 물성을 나타내고, 발포체 두께 방향의 가운데 부분(중심)을 기준으로 대칭적인 물성을 갖는 발포체를 제조하려는 경향이 있었다.
그러나, 현실적으로 두께 전체에 걸쳐 물성의 편차를 줄이면서 대칭구조를 이루는 것은 쉽지 않으며, 비용 및 생산 효율 면에서 비경제적인 문제가 있다.
본 발명의 목적은 고후도 발포체의 독립 기포율 분포를 조절하여, 생산 효율을 높이고, 보다 경제적으로 우수한 물성을 나타내는 고후도 페놀 발포체를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 발포체의 설치 과정에서 발포체가 손상되는 것을 방지하여, 발포체 제조시뿐만 아니라, 장기간 사용과정에서도 우수한 단열성 및 압축강도 등의 물성을 일정 이상 유지하고, 휨의 발생을 방지할 수 있는 페놀 발포체를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 상기 페놀 발포체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 두께가 90㎜ 이상인 페놀 발포체이고, 상기 발포체의 어느 한 표면으로부터 그 표면을 따라 두께 방향으로 N (N≥7의 홀수)개의 절편으로 균분하였을 때, 제1 표층부(N1)의 독립기포율은 제2 표층부(NN)의 독립기포율보다 낮고, 상기 N개의 절편 중에서 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)은, 상기 제1 표층부(N1)와 가운데 절편(Nc) 사이에 위치하는 페놀 발포체를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포 조성물을 노즐을 이용하여 면재 상에 토출하는 단계; 및 상기 토출된 발포 조성물을 발포 및 경화하는 단계;를 포함하고, 상기 노즐은 길이(L)/ 폭(W) 이 1 이상 2이하인 형상의 토출구를 갖는 페놀 발포체의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 페놀 발포체는 고후도 발포체로서, 보다 경제적으로 발포체의 설치 과정에서의 손상을 방지하여, 발포체 제조시 뿐만 아니라, 장기간 사용과정에서도 우수한 단열성 및 압축강도 등의 물성을 일정 이상 나타내고, 휨 발생을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 페놀 발포체의 제조방법은 생산 효율을 높여 보다 경제적으로 상기 물성을 갖는 페놀 발포체를 제공 할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 페놀 발포체를 두께 방향으로 N개(N=9) 균일하게 절단한 것을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 발포 조성물을 토출하는 노즐의 토출구를 모식화한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 컨베이어 상의 하부 면재에 복수의 토출구를 배치한 것을 간략하게 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 페놀 발포체의 휨 정도를 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 페놀 발포체의 치수 안정성을 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 발포 조성물을 토출하는 노즐의 토출구를 모식화한 것이다.
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도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 페놀 발포체의 휨 정도를 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 페놀 발포체의 치수 안정성을 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 구현예에 따른 페놀 발포체를 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현 예는 두께가 90mm 이상인 페놀 발포체이고, 상기 발포체의 어느 한 표면으로부터 그 표면을 따라 두께 방향으로 N (N≥7의 홀수)개의 절편으로 균분하였을 때, 제1 표층부(N1)의 독립기포율이 제2 표층부(NN)의 독립기포율보다 낮고, 상기 N개의 절편 중에서 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이, 상기 제1 표층부(N1)와 가운데 절편(Nc) 사이에 위치하는 페놀 발포체를 제공한다.
일반적으로, 발포체는 두께가 두꺼울수록, 단열성 확보가 용이할 수 있다. 그러나, 발포체의 두께가 일정 이상을 초과하게 되면, 발포체의 두께 방향 중심부의 경화 반응에 의해 내부 발열이 커지는 데다가 외부로 열이 잘 방산되지 않아, 발포 조성물의 내부 온도가 과도하게 상승한다. 이에 따라 발포체 중심 부근의 기포가 파열되는 등 발포체의 두께 방향으로 위치에 따라 물성이 현저히 달라질 수 있고, 발포체가 쉽게 손상되고 휨이 발생할 수 있다. 발포체에 휨이 발생하게 되면, 외관 불량 및 시공 불량이 발생할 가능성이 크며, 장기간에 걸쳐 제품이 수축하는 등의 문제가 발생한다. 그리고, 두께가 두꺼워졌음에도 불구하고, 열전도율이 오히려 저하될 수 있다. 이에 따라, 종래에는 고후도 제품의 물성 확보 및 휨 방지를 위해, 발포체 전체의 물성을 균일하게 하고, 발포체 두께 방향으로 가운데 부분을 기준으로 물성이 대칭을 이루는 발포체를 제조하려는 경향이 있었다. 그러나, 현실적으로 고후도 발포체에서, 두께 전체에 걸쳐 물성을 균일하게 하면서 대칭구조를 이루는 것은 쉽지 않으며, 비용 및 생산 효율 면에서 비경제적인 문제가 있다.
또한, 발포체는 제조시에는 상부 표층부 및 하부 표층부의 구분이 가능하나, 시공시에는 발포체의 상하를 구분하는 것이 어렵다. 이에 따라 상부 표층부과 하부 표층부 중 어느 부위에 충격이 가해졌는가에 따라 물성이 취약한 부위가 받는 충격이 크게 상이할 수 있다. 특히, 단열재는, 예를 들어 천장용 또는 바닥용 단열재 등은 설치 과정에서 작업 인부들에 의해 임의로 위치 설정되고, 밟히고, 시멘트 등을 붓고 일정 시간 동안 숙성하는 과정을 거치게 된다. 따라서, 제조시에는 우수한 물성을 나타내는 발포체라도, 설치 과정에서 발포체의 물성이 취약한 부위가 크게 손상되어, 발포체 사용 중에 단열성 및 압축강도 등의 물성이 현저히 저하되고 휨이 발생할 수 있고, 이에 따라 열전도율이 저하될 수 있다.
상기 페놀 발포체는 약 90㎜ 이상의 두께를 갖는 것으로서, 발포체의 두께 방향으로 가운데 부분을 기준으로 비대칭 구조를 가지면서, 발포체에서 최소 독립기포율을 갖는 위치를 조절하여, 발포체 전체에 있어 단열성, 압축강도 등의 우수한 물성을 나타내고, 휨을 방지할 수 있다. 그리고, 설치 과정에서 페놀 발포체의 양 표면 중 어느 일면에 충격이 가해지더라도, 발포체에서 취약한 부위가 받는 충격을 동일, 유사하게 낮출 수 있다. 이에 따라, 상기 페놀 발포체는 시공과정을 거친 후에도 장기간 우수한 물성을 나타낼 수 있다. 상기 페놀 발포체는 약 110㎜이상, 약 150㎜이상, 약 180㎜이상 내지 300㎜의 두께를 가질 수 있다.
상기 페놀 발포체는 발포체의 표면으로부터 그 표면을 따라 두께 방향으로 N (N≥7의 홀수)개의 절편으로 균분하였을 때, 제1 표층부(N1)의 독립기포율이 제2 표층부(NN)의 독립기포율보다 낮고, 상기 N개의 절편 중에서 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이, 상기 제1 표층부(N1)와 가운데 절편(Nc) 사이에 위치한다.
본 발명은 발포체의 두께에 따른 독립기포율 분포를 측정을 위하여, 발포체의 표면으로부터 그 표면을 따라 두께 방향으로 N (N≥7의 홀수)개의 절편으로 균등하게 절단한다. 이때, 두께는 면재 상의 발포 조성물이 성장하는 방향(Z 방향)을 의미하고, 상기 두께 방향과 수직인 면이 표면으로 발포체 제조시에 면재가 부착되는 면을 의미한다. 상기 발포체는 면재가 있는 경우 면재를 제거하고, 정확한 독립기포율 측정을 위하여 면재가 부착되었던 발포체의 양 표면을 각각 5㎜씩 절단한다.
그 후, 상기 발포체의 표면으로부터 그 표면을 따라 두께 방향으로 N (N≥7의 홀수)개의 절편으로 균분한다. 그리고, 각 절편의 독립기포율을 측정한다. N은 짝수를 포함하는 정수여도 상관없으나, 발포체에서 두께 방향의 중심부를 기준으로 물성이 대칭을 이루는 지를 보다 명확히 확인하기 위하여 N은 홀수 인 것이 바람직하다. 각각의 절편은 약 10 ㎜ 내지 약 30 ㎜의 두께를 가질 수 있다.
상기 페놀 발포체는 제1 표면 및 제2 표면을 포함하고, 상기 제1 표층부는 제1 표면을 포함하고, 제2 표층부는 상기 제2 표면을 포함하는 절편을 의미한다. 상기 발포체의 양 표면을 포함하는 양 끝의 2 개의 절편 중에서, 독립 기포율이 낮은 절편을 N1(제1 표층부), 나머지 절편을 NN(제2 표층부)로 표시하고, N1으로부터 순차적으로, N2, N3, N4, N5,... 및 NN로 각각의 절편을 나타낸다. 그리고, 상기 절편들 중에서, 정가운데에 위치한 절편은 가운데 절편(Nc)으로 나타낸다. 즉, 가운데 절편(Nc)은 상기 제1 표층부(N1) 및 상기 제2 표층부(NN)의 두께 방향의 1/2 지점에 위치한 절편을 의미한다. 예를 들어, 도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 페놀 발포체를 두께 방향으로 9개(N=9) 균일하게 절단한 것을 나타낸 모식도로서, 상기 발포체의 양 표면을 포함하는 양 끝의 2 개의 절편 중에서, 독립 기포율이 낮은 절편은 N1(제1 표층부), 나머지 절편은 N9(제2 표층부)가 되고, 가운데 절편(Nc)은 N5가 된다. 그리고, 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이 4번째 절편, 즉, N4에 위치한 것을 나타낸 것이다.
상기 페놀 발포체는 제1 표층부(N1)의 독립기포율이 제2 표층부(NN)의 독립기포율보다 낮아 비대칭 구조를 이루고, 이때, 상기 N개의 절편 중에서 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이, 상기 제1 표층부(N1)와 가운데 절편(Nc) 사이에 위치한다. 이에 따라, 상기 제1 표층부 및 제2 표층부 중 어느 일면에 충격이 가해지더라도, 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이 받는 충격을 동일 유사하게 낮추어, 발포체 전체에 있어서 우수한 단열성 등의 물성과 함께 휨을 방지할 수 있다.
통상적으로, 고후도 발포체의 경우, 물성이 두께 방향으로 대칭의 분포를 갖도록 하여 발포체 전체의 물성을 향상시키고자 하나, 비용이 너무 많이 들고 생산 효율이 떨어지는 바 비경제적이다. 그리고, 발포체의 두께가 두꺼워질수록, 물성이 대칭 구조의 분포를 갖도록 하는 것은 현실적으로 불가능에 가깝다.
이에, 상기 페놀 발포체는 제1 표층부(N1)의 독립기포율이 제2 표층부(NN)의 독립기포율보다 낮아 비대칭 구조를 갖도록 하여 보다 경제적으로 발포체를 제조하면서도, 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이, 제2 표층부(NN)의 독립기포율보다 낮은 독립기포율을 갖는 상기 제1 표층부(N1)와 가운데 절편(Nc) 사이에 위치하여 목적하는 효과를 달성할 수 있다. 예를 들어, 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이 가운데 절편(Nc)과 독립기포율이 높은 제2 표층부(NN) 사이에 위치하는 발포체에 있어서, 제1 표층부(N1)에 충격이 가해지는 경우에는 문제가 되지 않을 수 있다. 그러나, 제2 표층부(NN)에 충격이 가해지는 경우, 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin) 방향으로 휨이 크게 나타나고, 발포체가 크게 손상되어 사용과정에서 물성이 현저히 저하될 수 있다. 상기 페놀 발포체는 상기 구조를 가짐으로써, 발포체의 두께 방향에 있어서 물성이 완전히 대칭을 이루는 발포체와 동일 유사한 효과를 나타낼 수 있는바, 경제적이다.
상기 제1 표층부(N1)의 독립기포율과 상기 제2 표층부(NN)의 독립기포율의 차이(=|제2 표층부(NN)의 독립기포율-제1 표층부(N1)의 독립기포율|)는 약 0.05 % 내지 약 5 %일 수 있다. 예를 들어, 약 0.1 % 내지 약 5 % 또는 약 0.1 % 내지 약 3 %일 수 있다. 상기 제1 표층부(N1)와 상기 제2 표층부(NN)의 독립기포율의 차이가 상기 범위 미만인 경우에는 비용이 상승하고, 생산효율이 떨어져 비경제적이고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 발포체 전체가 우수한 물성을 갖도록 하는데 한계가 있다.
상기 제1 표층부(N1)의 독립기포율과 상기 제2 표층부(NN)의 독립기포율은 각각 약 85 % 이상일 수 있다. 예를 들어, 약 85% 내지 약 100%일 수 있다. 상기 제1 표층부(N1) 및 상기 제2 표층부(NN)는 상기 범위의 독립기포율을 가짐으로써, 우수한 초기 열전도율과 함께, 발포체와 공기와의 치환을 방지하여, 단열성능의 경시 변화량을 낮추어 우수한 단열성을 나타낼 수 있다.
상기 페놀 발포체는 상기 제2 표층부(NN)가 최대 독립기포율을 갖고, 상기 제2 표층부(NN)와 상기 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 독립기포율의 차이(△ C2=|제2 표층부(NN)의 독립기포율-절편(Nmin)의 독립기포율|)가 약 1 내지 약 20 % 일 수 있다. 예를 들어, 약 1 내지 약 15 % 또는 약 1 % 내지 약 7 %일 수 있다. 일 수 있다. 이때, 상기 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)과 상기 제2 표층부(NN)와의 독립기포율 차이가 상기 범위를 초과하는 경우, 기포 중의 발포제와 공기와의 치환 속도가 상승하여, 열전도율의 경시 변화량이 커질 뿐만 아니라, 고온 환경 하에서의 수축 응력에 견딜 수 있는 기계적 강도가 손상되어 버려, 치수 변화율이 현저하게 악화될 수 있다. 이에 따라, 발포체는 휨 현상이 쉽게 그리고, 크게 나타날 수 있다. 그리고, 상기 제1 표층부(N1)와 상기 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 독립기포율의 차이(△ C1=|제1 표층부(N1)의 독립기포율-절편(Nmin)의 독립기포율|)가 약 0.1 내지 약 20 % 일 수 있다. 예를 들어, 약 0.1 내지 약 10 % 일 수 있다.
상기 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)은 약 70% 이상의 독립기포율을 가질 수 있다. 예를 들어, 약 70% 내지 약 89 % 일 수 있다. 상기 페놀 발포체는 상기 절편(Nmin)의 독립기포율을 상기 범위 조절하여, 장기간에 걸쳐 낮은 열전도율을 유지하고, 휨 발생을 방지하고 치수 안정성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 범위 미만인 경우, 기포 내의 발포제와 공기와의 치환속도가 상승하여 열전도율의 경시 변화량이 커질 수 있다.
상기 페놀 발포체는 상기 발포체 전체 두께에 대한, d1과 d2의 비율이 약 0.2:0.8 내지 약 0.45:0.55일 수 있다. 상기 d1은, 상기 발포체 전체 두께에 대한, 상기 제1 표층부(N1)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께의 비율(d1=제1 표층부(N1)의 상부면로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 1/2 지점까지의 두께/발포체 전체 두께)이고, 상기 d2는, 상기 발포체 전체 두께에 대한, 상기 제2 표층부(NN)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께의 비율(d2=제2 표층부(N1)의 하부면로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 1/2 지점까지의 두께/발포체 전체 두께)일 수 있다. 이때, 상기 발포체 전체 두께는 면재가 부착되었던 발포체의 양 표면을 각각 5㎜씩 절단한 후의 발포체 두께를 의미한다. 그리고, 상기 d1 및 d2는, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 제1 표층부의 상부면 또는 상기 제2 표층부의 하부면으로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 두께 방향 1/2 지점까지의 수직거리의 비율을 의미한다.
상기 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)은 상기 제1 표층부(N1)와 상기 제2 표층부(NN)와의 관계에서 상기 지점에 위치하여 상기 제1 표층부 및 제2 표층부 중 어느 일면에 충격이 가해지더라도, 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이 받는 충격을 동일 유사하게 낮추어, 발포체 전체에 있어서 우수한 단열성 등의 물성과 함께 휨을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이 상기 범위를 벗어나, 제1 표층부(N1)에 더 가까이 위치하는 경우, 제1 표층부(N1) 측의 물성이 현저히 저하되고, 발포체 전체의 물성을 일정 이상으로 균일하게 하는 것이 어렵고, 면재를 포함한 제1 표층부(N1)의 수축이 외관으로 나타나고, 제1 표층부(N1)방향으로 제품의 휨이 크게 발생하고, 압축강도가 저하되는 등의 문제가 있을 수 있다. 그리고, 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이 제2 표층부(NN)에 더 가까이 위치하는 경우, 제2 표층부(NN)에 충격이 가해졌을 때 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이 받는 충격의 정도가 급속히 증가하여 쉽게 손상되고, 제2 표층부(NN)방향으로 제품이 크게 휘는 등의 문제가 있을 수 있다.
상기 페놀 발포체는 각각의 표층부(N1, NN)와 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)간의 독립기포율의 차이(△C1, △C2)를 각각의 표층부와 최소 독립기포율을 갖는 절편까지의 거리 비율(d1, d2)로 나눈 값(Y)이(|(△C2/d2)- (△C1/d1)|)= 약 0.1 내지 약 9 일 수 있다. 예를 들어, 약 0.1 내지 약 6.5 또는 약 0.1 내지 약 5 일 수 있다. 상기 Y값이 상기 범위를 초과하게 되면, 두께방향으로 특정 위치에서 받는 충격이 커지거나, 발포체 전체의 물성이 저하되고, 휨이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
상기 페놀 발포체는 상기와 같은 독립기포율 분포를 가짐으로써, 발포체 전체에 있어서, 우수한 물성을 나타낼 수 있으며, 장기 사용에도 불구하고, 우수한 열전도율을 유지할 수 있다.
구체적으로, 상기 페놀 발포체는 KS M ISO 844 에 따른 압축강도가 약 100kPa 내지 약 200kPa일 수 있다. 예를 들어, 약 115kPa 내지 약 200kPa일 수 있다. 압축강도는 발포체가 파단 될 때의 압력을 의미한다. 상기 페놀 발포체는 상기 범위의 압축강도를 가짐으로써, 물성간의 우수한 균형을 유지하고, 유통 및 시공 후에도 우수한 장기 내구성을 나타낼 수 있다.
상기 페놀 발포체는 약 0% 내지 약 2.0% 의 치수 변화율을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 페놀 발포체는 약 0% 내지 약 1.0% 또는 약 0% 내지 약 0.7% 의 치수 변화율을 가질 수 있다. 이때, 치수 변화율은 실험예 4에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
발포체는, 도 4에서 보는 바와 같이, 25℃, 상대습도 60%에서 7일 경과시키면, 발포체의 표면부가 바닥면을 향해 움푹 들어가게 휘는 경우(I), 또는 발포체의 표면부가 천장을 향해 볼록하게 휘는 경우(II)가 발생할 수 있다. 이때, 상기 (I)의 경우에는, 모서리 부분(P1∼P4)의 변화가, 그리고, 상기 (II)의 경우에는, 발포체의 길이 방향의 2 변과 바닥면 사이의 최대 이격거리(R1, R2)가, 발포체가 외부 충격에 대하여 받는 손상 및 발포체의 전체 변형에 영향을 미칠 수 있다. 상기 페놀 발포체는 상기 (I)의 경우, 및/또는 상기 (II)의 경우에 있어서, 각각 약 0㎝ 내지 약 1.5㎝의 평균 휨을 가질 수 있다. 또는 각각 약 0.1㎝ 내지 약 0.7㎝ 또는 약 0.1㎝ 내지 약 0.5㎝의 평균 휨을 가질 수 있다.
상기 페놀 발포체는 KS L 9016에 따른 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 약 0.017 W/m·K 내지 약 0.020 W/m·K 일 수 있다.
그리고, 상기 페놀 발포체는 EN13823에 따라, 70℃에서 7일 동안 건조시킨 뒤에 110℃에서 14일 동안 건조시킨 후, 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 약 0.018 W/m·K 내지 약 0.022 W/m·K 일 수 있다.
상기 페놀 발포체는 독립기포율을 상기와 같은 분포로 포함하여, 우수한 압축강도 등의 물성을 나타내고, 휨을 방지하며, 장기 열전도율에 있어서도 약 10% 이하의 경시변화를 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포 조성물을 노즐을 이용하여 면재 상에 토출하는 단계; 및 상기 토출된 발포 조성물을 발포 및 경화하는 단계;를 포함하고, 상기 노즐은 길이(L)/ 폭(W) 이 1 이상 2이하인 형상의 토출구를 갖는 페놀 발포체의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법에 의해 전술한 바와 같이, 특정한 독립기포율 분포를 갖고, 발포체 전체에 있어서 우수한 물성을 갖는 페놀 발포체를 보다 경제적으로 제조할 수 있다. 그리고, 상기 제조방법에 의해 제조된 상기 페놀 발포체는 상기 제1 표층부 및 상기 제2 표층부 중 어느 일면에 충격이 가해지더라도, 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)이 받는 충격을 동일 유사하게 낮추어, 발포체 전체에 있어서 우수한 단열성, 압축강도 등의 물성과 함께 휨을 방지할 수 있다. 상기 페놀 발포체의 두께, 독립기포율 등 앞서 기재한 사항은 하기에서 특별히 기재한 것을 제외하고는 전술한 바와 같다.
통상의 두께를 갖는 페놀 발포체의 경우, 발포 조성물을 제1 면재 상에 하나의 노즐을 이용하여 연속적으로 토출시킨 후, 경화로 내의 컨베이어 사이에서 판상으로 성형하면, 발포 조성물이 설정된 두께까지 신속히 발포, 경화반응하고, 반응시 생성된 반응열은 표면의 면재를 통해 쉽게 방사되어 두께 전체에 걸쳐 균일한 물성을 가지는 것이 어렵지 않다. 반면, 두께 90㎜ 이상의 페놀 발포체의 경우, 발포체의 두께 방향 중심부의 경화 반응에 의해 내부 발열이 커지고, 외부로 열이 잘 방산되지 않아, 발포 조성물의 내부 온도가 과도하게 상승한다. 이에 따라 발포체 중심 부근의 기포가 파열되기 쉽다. 또한, 제1 면재(하부면재)상에 토출된 발포 조성물이 제2 면재(상부면재) 방향(Z 방향)으로 팽창을 함에 있어, 제품의 두께가 두꺼운 경우 발포-경화에 소요되는 시간이 상대적으로 길어지게 된다. 이에 따라, 발포 조성물이 제1 면재(하부면재)에 머무는 시간이 길어지고, 제1 면재(하부면재)에 발포 조성물이 점차적으로 축적되어 상대적으로 과도한 팽창이 발생하게 되어, 제1 면재(하부면재) 부근의 기포가 파열되기 쉬운 경향을 보이며 발포체의 두께가 두꺼워질수록, 물성의 불균일이 현저히 나타나고, 이에 따라 발포체의 전체 물성이 저하될 수 있다. 이를 극복하기 위하여, 상하부 면재 상에 각각의 노즐을 이용하여 개별적으로 발포 조성물을 토출시키는 방법이 제안되기도 하나, 이와 같은 방법은 복잡한 장치가 필요하여 비용이 상승하는 문제가 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른, 상기 페놀 발포체의 제조방법은 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포 조성물을 노즐을 이용하여 면재(3) 상에 토출하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 노즐의 입구인 토출구(10)는 길이(L)/ 폭(W) 이 1 이상 2이하인 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2에 나타난 바와 같이, 길이(L)가 폭(W) 보다 긴 타원 형상을 가질 수 있으며, 상기 길이(L)/ 폭(W)이 1초과 2이하일 수 있다. 상기 토출구는 조성물이 토출되는 입구를 의미한다. 이때, 길이(L)는 타원에 있어서 장축, 폭(W)은 단축의 길이를 의미한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 토출구의 길이(L) 방향은 발포체의 두께 방향(Z 방향)과 평행하고, 상기 토출구의 폭(W) 방향은 발포체의 폭방향(Y 방향)과 평행한 방향으로 위치할 수 있다.
상기 노즐의 토출구는 1이상 2이하의 길이(L)/ 폭(W)(aspect ratio)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐의 토출구는 1초과 2 이하인 타원 형상의 토출구를 가질 수 있다. 이에 따라, 경화하고 있는 기포가 발포 조성물의 이동에 의해 무너지는 것을 방지하고, 발포 조성물이 토출되는 면재(예: 하부 면재) 부근에서 발포 조성물이 과도하게 발포 및 팽창하게 되는 등의 문제를 방지할 수 있다. 예를 들어, 노즐의 토출구가 타원이 아닌, 직사각형의 구조를 갖는 경우, 토출구 모서리 부근에 경화물이 축적되는 등의 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 토출구가 원형 또는 타원 형상을 가지나, 길이(L)/ 폭(W)가 상기 범위 미만인 경우, 발포 조성물이 토출되는 하부 면재 부근에서 과도한 발포 및 팽창이 발생하여 기포가 쉽게 파포되는 등의 문제가 있을 수 있다. 길이(L)/ 폭(W)의 비가 상기 범위를 초과하는 경우, 발포 조성물이 발포체의 폭방향(Y 방향, 발포 조성물의 토출 방향과 직교하는 방향)으로 퍼지는 양이 증가하면서, 가열에 의해 경화하고 있는 기포가 발포 조성물의 이동에 의해 무너지고, 발포체의 두께 방향(Z 방향)으로의 발포 및 팽창 속도가 더 느려지고, 발포 조성물이 하부 면재 부근에 머무는 시간 및 양이 많아지는 문제지면서 기포가 파포되는 등의 문제가 있을 수 있다.
상기 토출구는 약 10㎜ 내지 약 100㎜의 길이(L)를 가질 수 있다. 상기 토출구의 장축인 길이(L)가 상기 범위 미만인 경우 노즐 토출 시 발생되는 압력 상승할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 압력이 낮아지면서 적절한 발포가 이루어 지지 않는 문제가 있을 수 있다.
상기 발포 조성물은 약 30kg/min 내지 약 100kg/min으로 토출될 수 있다.
상기 토출시의 상기 발포 조성물의 점도는 25℃에서 약 5,000 cps 내지 약 40,000 cps 일 수 있다. 상기 발포 조성물은 상기 범위의 점도를 가짐으로써, 발포 및 경화에 적절한 슬러리 상태로 토출될 수 있다.
상기 토출시의, 상기 발포 조성물의 온도는 약 0 ℃ 내지 약 40 ℃일 수 있다. 온도 범위가 상기 범위 미만인 경우 토출물 점도가 과도하게 상승되어 토출이 어려운 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 발포제가 쉽게 휘발되어 열전도율 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 페놀 발포체의 제조방법은 도 3에 나타낸 바와 같이, 발포 조성물의 흐름 방향(X축, 즉, 면재(3)의 주행 방향)과 직교하는 방향(Y축 방향, 발포체의 폭 방향)을 따라 배치된 상기 토출구(10)를 갖는 복수의 노즐을 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 노즐은 약 4개 내지 약 12개일 수 있다. 상기 노즐은 등간격으로 병렬로 배치될 수 있다.
상기 제조방법은 상기 토출구(10)를 갖는 상기 개수의 노즐을 균일한 간격으로 병렬 배치하여, 발포 조성물이 성장하는 방향(Z축 방향, 발포체의 두께 방향)으로뿐만 아니라, 발포 조성물의 흐름 방향(X축, 즉, 면재의 주행 방향)과 직교하는 방향(Y축 방향, 발포체의 폭 방향)으로 균일한 팽창을 유도할 수 있다. 이에, 기포의 성장 및 분포를 적절히 조절할 수 있다.
상기 발포 조성물은 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함한다. 상기 페놀계 수지는 페놀 및 포름알데히드가 반응하여 얻어질 수 있으며, 예를 들어 레졸계 페놀 수지(이하, '레졸 수지')를 포함할 수 있다. 상기 페놀계 수지는 상기 페놀 발포체 내에 약 30 중량% 내지 약 90 중량% 또는 약 50 중량% 내지 약 90 중량% 또는 약 55 중량% 내지 약 90 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 페놀 발포체는 상기 페놀계 수지를 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 작은 크기의 발포 셀을 안정적으로 형성하고, 우수한 열전도도를 구현할 수 있다.
상기 페놀 발포체는 발포제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발포제는 히드로플루오로올레핀(hydrofluoroolefin, HFO)계 화합물, 탄화수소계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 히드로플루오로올레핀계 화합물은 예를 들어, 모노클로로트리플루오로프로펜, 트리플루오로프로펜, 테트라플루오로프로펜, 펜타플루오로프로펜, 헥사플루오로부텐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 탄화수소계 화합물은 탄소수 1개 내지 8개의 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄화수소계 화합물은 디클로로에탄, 프로필클로라이드, 이소프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 이소부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 이소펜틸클로라이드, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, 헥산, 헵탄, 시클로펜탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는 상기 탄화수소계 화합물은 탄소수 1개 내지 5개의 탄화수소로서, 디클로로에탄, 프로필클로라이드, 이소프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 이소부틸클로라이드, 펜틸클로라이드, 이소펜틸클로라이드, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하여 친환경성과 함께 우수한 단열성을 나타낼 수 있다. 상기 발포제는 상기 페놀 발포체 약 100 중량부를 기준으로 약 6 중량부 내지 약 13 중량부가 되도록 포함될 수 있다.
상기 페놀 발포체는 경화제를 포함한다. 상기 경화제는 산성 경화제로, 톨루엔 술폰산, 자일렌 술폰산, 벤젠술폰산, 페놀 술폰산, 에틸벤젠 술폰산, 스티렌 술폰산, 나프탈렌 술폰산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 산성 경화제를 포함할 수 있다.
상기 산성 경화제는 상기 페놀 발포체 100 중량부 대비, 약 9 중량부 내지 약 20 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 페놀 발포체는 상기 경화제를 상기 범위의 함량으로 포함하여 적정의 가교, 경화 및 발포성을 나타낼 수 있다.
상기 페놀 발포체의 제조방법은 상기 토출된 발포 조성물을 발포 및 경화하는 단계를 포함한다. 상기 페놀 발포체는 경화로 내의 컨베이어 사이에서 판상으로 발포 및 경화될 수 있다. 예를 들어, 약 40℃ 내지 약 90℃의 온도 조건 하에서 발포 및 경화될 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.
본 발명의 또 다른 구현 예는 상기 페놀 발포체를 포함하는 단열재를 제공한다. 상기 페놀 발포체는 우수한 압축강도, 휨 방지 및 우수한 단열성을 동시에 만족시켜, 건축용 단열재의 용도로 사용될 수 있다.
상기 건축용 단열재는 예를 들어, 상기 페놀 발포체의 일면 또는 양면상에 면재를 더 포함할 수 있고, 상기 면재로 알루미늄을 포함하여 난연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(실시예)
실시예 1:
레졸 수지 100 중량부에 대하여, 경화제로 톨루엔술폰산 18 중량부, 발포제로 시클로펜탄 10 중량부 및 계면활성제를 포함하는 발포 조성물(25℃, 20,000 cps)을 준비하였다.
길이(L)/폭(W)이 1.5인 타원의 토출구(길이(L)=10㎜)를 갖는 노즐을 컨베이어(7)의 이동방향(X축, 즉, 면재의 주행 방향)과 직교하는 방향(Y축 방향, 발포체의 폭 방향)을 따라 하부 면재 상에 등간격으로 6개 병렬 배치하였다.
그리고, 10m/min 의 속도로 이동하고, 폭 1200mm 및 두께 190mm 의 크기를 갖고, 70℃ 분위기 온도인 컨베이어 상에, 상기 각각의 토출구를 이용하여, 상기 발포 조성물을 40k/min 토출하고, 발포 및 경화하여 두께 190mm의 페놀 발포체를 제조하였다.
실시예 2:
길이(L)/폭(W)이 1인 원형의 토출구(길이(L)=10㎜)를 갖는 노즐을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다.
비교예 1:
길이(L)/폭(W)이 2.5인 타원의 토출구(길이(L)=10㎜)를 갖는 노즐을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다.
비교예 2:
길이(L)/폭(W)이 0.5인 타원의 토출구(길이(L)=10㎜)를 갖는 노즐을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 페놀 발포체를 제조하였다.
평가
실험예 1: 각 절편의 독립기포율
실시예 및 비교예의 페놀 발포체에 부착된 면재를 제거하고, 면재가 부착되었던 발포체의 양 표면을 각각 5㎜씩 절단하였다.
그 후, 상기 발포체의 표면으로부터 그 표면을 따라 두께 방향으로 9개(N=9)의 절편으로 균일하게 절단하고, 절단 전의 발포체 두께 방향 전체에 걸친 가운데 부분을 포함하도록 2.5㎝(L)X2.5㎝ (W)X2.0㎝(T) 크기의 발포체 절편을 제조하였다. 이때, 상기 발포체의 양 표면을 포함하는 양 끝의 2 개의 절편 중에서, 독립 기포율이 낮은 절편을 N1(제1 표층부), 나머지 절편을 N9(제2 표층부)로 표시하고, N1으로부터 순차적으로, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8 및 N9로 각각의 절편을 나타내었다. 이에 따라, 가운데 절편(Nc)는 N5가 된다.
그리고, 상기 각각의 시편(N1 ∼ N9)에 대하여, KS M ISO 4590 측정방법으로 독립기포율 측정기기(Quantachrome, ULTRAPYC 1200e) 장비를 사용하여 각 절편의 독립 기포율을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
그리고, d1은 발포체 전체 두께에 대한, 상기 제1 표층부(N1)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께(=N1∼Nmin두께)의 비율(d1= N1∼Nmin의 두께/발포체 전체 두께)이고, d2는, 발포체 전체 두께에 대한, 상기 제2 표층부(N9)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께(=N9∼Nmin두께)의 비율(d2= N9∼Nmin 의 두께/발포체 전체 두께)를 의미한다. 이때, 상기 발포체 전체 두께는 면재가 부착되었던 발포체의 양 표면을 각각 5㎜씩 절단한 후의 발포체 두께를 의미한다. 그리고, 상기 N1∼Nmin 의 두께 및 N9∼Nmin 의 두께는, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 제1 표층부의 상부면 또는 상기 제2 표층부의 하부면으로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 두께 방향 1/2 지점까지의 수직거리를 의미한다. 즉, d1은 제1 표층부(N1)의 상부면로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 1/2 지점까지의 두께/발포체 전체 두께, d2는 제2 표층부(N1)의 하부면로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 1/2 지점까지의 두께/발포체 전체 두께를 의미한다.
| 독립 기포율 | 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | 비교예 2 |
| N1 | 90.3 | 89.1 | 88.5 | 85.6 |
| N2 | 89.6 | 86.0 | 88.0 | 84.2 |
| N3 | 88.0 | 84.0 | 87.2 | 83.2 |
| N4 | 87.1 | 82.5 | 86.5 | 81.9 |
| N5(=Nc) | 88.0 | 83.8 | 86.0 | 81.0 |
| N6 | 89.2 | 85 | 84.2 | 84 |
| N7 | 90 | 87.2 | 87.1 | 86.2 |
| N8 | 90.6 | 88.3 | 88.6 | 89.0 |
| N9 | 91.6 | 89.15 | 92.1 | 90.5 |
| N9-N1 | 1.3 | 0.05 | 3.6 | 4.9 |
| N9-Nmin(=△C2) | 4.5 | 6.65 | 7.9 | 9.5 |
| N1-Nmin(=△ C1) | 3.2 | 6.6 | 4.3 | 4.6 |
| N1∼Nmin두께 | 70 | 70 | 110 | 90 |
| N9∼Nmin두께 | 110 | 110 | 70 | 90 |
| d1 | 0.39 | 0.39 | 0.61 | 0.5 |
| d2 | 0.61 | 0.61 | 0.39 | 0.5 |
| d1: d2 | 0.39:0.61 | 0.39:0.61 | 0.61:0.39 | 0.5: 0.5 |
| Y=|(△C2/d2) - (△C1/d1)| | 0.83 | 6.02 | 13.21 | 9.8 |
실험예 2: 압축강도
실시예 및 비교예의 페놀 발포체를 150mm(L)Χ150mm(W)Χ면재를 포함하는 발포체 두께 그대로의 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 나타나는 첫번째 압축 항복점에서의 강도를 기록하였다. 압축강도는 KS M ISO 844 규격의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
실험예 3: 휨
도 4는 본 발명에 따른 면재를 포함하는 페놀 발포체의 휨 정도를 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다. 실시예 및 비교예의 면재를 포함하는 페놀 발포체의 표면이 바닥면에 접하도록 평평한 바닥에 놓았다. 그리고, 상기 바닥면과 접하는 상기 페놀 발포체 표면의 4 모서리(꼭지점) 지점과 바닥면으로부터의 간격(p1, p2, p3, p4)을 측정하였다. 그리고, 페놀 발포체의 길이 방향의 2 변과 바닥면 사이의 간격의 최대 이격거리(r1, r2)를 측정하였다. 이때, 발포체가 바닥면과 밀착되어 있는 경우, 각각의 간격은 "0"이 된다.
그리고, 25℃, 상대습도 60% 조건하에서 7일간 상기 페놀 발포체를 방치하고, 그 후 페놀 발포체의 휨 정도를 측정하였다. 발포체의 표면부가 바닥면을 향해 움푹 들어가게 휜 경우(I)에는, 상기와 동일한 방법으로 4개의 모서리(꼭지점) 지점과 바닥면으로부터의 간격(P1, P2, P3, P 4)을 측정하고, 하기 식 1 에 의해 페놀 발포체에 휨이 발생한 정도를 표 2에 기재하였다. 그리고, 발포체의 표면부가 천장을 향해 볼록하게 휜 경우(II)에는, 페놀 발포체의 길이 방향의 2 변과 바닥면 사이의 간격의 최대 이격거리(R1, R2)를 측정하고, 하기 식 2 에 의해 페놀 발포체에 휨이 발생한 정도를 표 2에 기재하였다.
[식 1]
휨 발생 정도(△S)=[|P1-p1| + |P2-p2| + |P3-p3| + |P4-p4|]/4
[식 2]
휨 발생 정도(△S')=[|R1-r1| + |R2-r2|]/2
실험예 4: 치수 안정성
도 4은 본 발명의 페놀 발포체의 치수 안정성을 측정하는 방법을 간략하게 나타낸 모식도이다.
실시예 및 비교예의 페놀 발포체를 100mm(L)Χ100mm(W)Χ면재를 포함하는 발포체 두께 그대로의 시편으로 준비하였다. 그리고, 도 5와 같이, 시편의 길이(L) 및 폭(W) 방향에 있어서 균등한 n(n=3)개 지점에 선을 긋고, 25℃에서 상기 각각의 선의 초기 길이(a)를 측정하였다.
그리고, 상기 시편을 70℃ 오븐에서 48시간 방치시킨 후의 각 지점의 나중 길이(a')를 측정하고, 초기 치수에서 변화된 치수 변화율(%)을 하기 식 3에 의해 각각 측정하고, 그 평균 값을 표 2에 기재하였다. 치수안정성은 KS M ISO 2796 규격의 방법으로 측정하였다.
[식 3]
치수 변화율(%)=(|초기 길이(a)-나중 길이(a')|/초기 길이(a)) X 100
상기 식 3에서, 상기 초기 길이(a)는 발포체의 길이(L) 및 폭(W) 방향에 있어서 균등한 n개 지점의 각 선의 길이이고, 상기 나중 길이(a')는 상기 발포체를 70℃ 오븐에서 48시간 방치시킨 후의 상기 각 지점의 각 선의 나중 길이(a')를 의미한다. 이때, n은 2 내지 5일 수 있다.
실험예 5: 초기 열전도율
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 어느 한 표면으로부터 50㎜가 되도록 절단하고, 300㎜×300㎜ 크기로 절단하여 시편을 준비하고, 상기 시편을 70℃에서 12시간으로 건조하여 전처리 하였다. 그리고, 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 2 에 기재하였다.
실험예 6: 장기 열전도율
실시예 및 비교예의 페놀 수지 발포체를 어느 한 표면으로부터 50㎜가 되도록 절단하고, 300㎜×300㎜ 크기로 절단하여 시편을 준비하고, 상기 시편을 EN13823에 따라, 70℃에서 7일 동안 건조시킨 뒤에 110℃에서 14일 동안 건조시킨 후, 평균 온도 20℃에서 HC-074-300(EKO社) 열전도율 기기를 사용하여 열전도율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2 에 기재하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 압축 강도(kPa) | 139 | 125 | 95 | 83 |
| 휨(cm) | 0.3 | 1.1 | 1.8 | 2.3 |
| 치수 안정성(%) | 0.5 | 0.4 | 1.1 | 1.4 |
| 초기 열전도율(W/m·K) | 0.0192 | 0.0193 | 0.0190 | 0.0193 |
| 장기 열전도율(W/m·K) | 0.0205 | 0.0212 | 0.0216 | 0.0230 |
| 열전도율 변화량 | 0.0013 | 0.0019 | 0.0026 | 0.0037 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예의 페놀 발포체는 우수한 압축강도와 함께, 휨 정도를 잘 억제하고, 우수한 열전도율을 나타내는 것을 알 수 있다. 이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
d1: 발포체 전체 두께에 대한, 제1 표층부(N1)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께
d2: 발포체 전체 두께에 대한, 제2 표층부(NN)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께
10: 노즐의 토출구
L: 토출구의 길이
W: 토출구의 폭
3: 면재
7: 컨베이어
100: 페놀 발포체
d2: 발포체 전체 두께에 대한, 제2 표층부(NN)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께
10: 노즐의 토출구
L: 토출구의 길이
W: 토출구의 폭
3: 면재
7: 컨베이어
100: 페놀 발포체
Claims (9)
- 두께가 90㎜ 이상인 페놀 발포체이고,
상기 발포체의 어느 한 표면으로부터 그 표면을 따라 두께 방향으로 N (N≥7의 홀수)개의 절편으로 균분하였을 때, 제1 표층부(N1)의 독립기포율은 제2 표층부(NN)의 독립기포율보다 낮고, 상기 N개의 절편 중에서 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)은, 상기 제1 표층부(N1)와 가운데 절편(Nc) 사이에 위치하는
페놀 발포체.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 표층부(N1)의 독립기포율과 상기 제2 표층부(NN)의 독립기포율의 차이는 0.05 % 내지 5 %인
페놀 발포체.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 표층부(N1)의 독립기포율과 상기 제2 표층부(NN)의 독립기포율은 각각 85 % 이상인
페놀 발포체.
- 제1항에 있어서,
상기 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 독립기포율은 70% 이상인
페놀 발포체.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 표층부(NN)가 최대 독립기포율을 갖고,
상기 제2 표층부(NN)와 상기 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)의 독립기포율의 차이가 1 % 내지 20 %인
페놀 발포체.
- 제1항에 있어서,
상기 발포체 전체 두께에 대한, d1과 d2의 비율은 0.2:0.8 내지 0.45:0.55이고,
상기 d1은, 상기 발포체 전체 두께에 대한, 상기 제1 표층부(N1)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께 비율이고, 상기 d2는, 상기 발포체 전체 두께에 대한, 상기 제2 표층부(NN)로부터 최소 독립기포율을 갖는 절편(Nmin)까지의 두께 비율인
페놀 발포체.
- 제1항에 있어서,
EN13823에 따라, 70℃에서 7일 동안 건조시킨 뒤에 110℃에서 14일 동안 건조시킨 후, 평균 온도 20℃에서 측정한 열전도율이 0.018 W/m·K 내지 0.022 W/m·K 인
페놀 발포체.
- 페놀계 수지, 발포제 및 경화제를 포함하는 발포 조성물을 노즐을 이용하여 면재 상에 토출하는 단계; 및
상기 토출된 발포 조성물을 발포 및 경화하는 단계;를 포함하고,
상기 노즐은 길이(L)/ 폭(W) 이 1 이상 2이하인 형상의 토출구를 갖는 페놀 발포체의 제조방법.
- 제8항에 있어서,
상기 노즐은 4개 내지 12개인
페놀 발포체의 제조방법.
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