KR100274230B1 - 충격 흡수용 고무 겔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충격 흡수력이 뛰어난 고무 겔을 제공하기 위한 것이다. 상기 충격 흡수용 고무 겔은 에폭시화 천연고무, 니트릴 고무 또는 천연고무 블렌드물을 기재로 하여 이를 단독 또는 블렌드하여 사용하거나 기타 다른 고무 및 수지를 블렌드하여 폴리머 시스템으로 사용하고 여기에 점착부여제 수지와 프로세스 오일 및 가교/성형을 위한 첨가제를 첨가한 배합물을 프레스 성형시켜 제조된 것이다.

Description

[발명의 명칭]

충격 흡수용 고무 겔

[발명의 상세한 설명]

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 충격 흡수성이 우수한 고무 겔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에폭시화 천연고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸고무를 단독으로 사용하거나 블렌드한 것을 기재로 하여 여기에 충전제, 점착 부여제 수지, 가교제, 프로세스 오일 및 기타 첨가제를 혼합하여 프레스 성형하므로 생산성이 우수하면서 제반물성 뿐만 아니라 충격 흡수력이 뛰어난 고무 겔에 관한 것이다.

통상적으로, 충격 흡수성 소재로서는 다양한 폴리머를 기재로 하여 신발을 위시한 기타 생활용품이나 산업용 소재로서 충격흡수를 요하는 부위에 기능성 부품으로 많이 사용되고 있다. 이러한 충격흡수제는 크게 발포체와 비발포체로 나눌 수 있는데 발포체로는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무나 에틸렌비닐아세테이트 또는 클로로프렌 고무 등을 기재로 사용하여 충격 흡수제를 제조하고 있으나 이들 발포체들은 비발포체에 비해 가볍다는 장점은 있으나 충격흡수성이 떨어지며, 제반 물성 또한 좋지 못한 단점을 갖고 있다.

한편, 상기 비발포체로는 폴리노르보넨 고무와 실리콘 겔 또는 폴리우레탄겔 등이 충격 흡수제로 사용되고 있는데 이들은 충격흡수성은 비교적 양호하지만 원재료인 고무 자체의 단가가 높아 가격이 비싸고, 발포체에 비해 비중이 무겁고, 기계적 특성이 떨어지는 단점이 있다.

또한 종래의 충격 흡수제들을 제조하기 위해서는 발포체인 경우 발포제를 사용하여 발포시켜야 하는 번거로움이 있었다. 반면에, 비발포체인 실리콘 겔의 경우 가공성이나 성형성에 문제가 있어 외부를 폴리에틸렌이나 폴리우레탄 등의 비닐로 감싸야 하는 등의 문제점이 있었고, 우레탄 겔 역시 액상의 원료를 주입하여 장시간 가열하여야 하는 등의 성형성이나 가공성에 문제점이 발생되었다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

따라서, 본 발명의 목적은 충격 흡수력이 뛰어난 고무 겔을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 실리콘 겔이나 우레탄 겔 등과 같은 저경도의 겔형태의 충격 흡수용 고무 겔을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 {천연고무, 에폭시화 천연고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 할로겐화 부틸고무}로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 고무 또는 이들의 혼합물 100중량부에 2~40 중량부의 점착부여제수지, 30~200 중량부의 프로세스 오일 및 액상 고무 5~20 중량부를 첨가한 다음, 여기에 5~80 중량부의 충전제 및 가교/성형을 위한 고무용 첨가제 0.1~12 중량부를 첨가하여 배합된 조성물을 프레스 성형시켜 제조된 충격 흡수용 고무 겔을 제안한다.

[발명의 구성 및 작용]

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그리고, 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 고무 겔의 제조방법을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명에서 충격흡수용 고무 겔의 제조를 위한 고무는 천연고무, 에폭시화 천연고무, 니트릴고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸고무 등을 각각 사용하던지 또는 이들을 블렌드하여 사용한다. 이때 본 발명의 고무 겔의 경도 저하를 위하여 액상 고무를 사용할 수 있으며, 사용 가능한 액상 고무의 예로는 액상 이소프렌 고무, 액상 염화고무, 액상 폴리부타디엔 고무, 액상 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 액상 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리부텐 등이 있다.

그리고, 본 발명에서는 충격흡수성의 향상을 위하여 점착부여제 수지를 사용할 수 있다. 상기 점착부여제 수지로서는 천연 수지계나 합성 수지계가 공히 사용 가능하며 로진계, 터펜계, 지방족 또는 방향족 석유수지계, 쿠마론 수지, 페놀 수지 등의 점착부여제 수지를 들 수 있으며, 그 첨가량은 2~40 중량부이다. 이때 사용량이 2중량부 미만이면 첨가 효과가 나타나지 못하며, 그 사용량이 40중량부를 초과하면 점착성이 커서 작업이 곤란하게 된다.

여기서, 본 발명의 충격 흡수용 고무 겔의 제조를 위해서는 프로세스 오일의 사용이 필수적이다. 상기 프로세스 오일은 파라핀계 프로세스 오일, 나프텐계 프로세스 오일, 방향족계 프로세스 오일 및 화이트 오일 등이 사용되며, 이들을 서로 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때 상기 프로세스 오일의 사용량은 기재로 사용되는 고무 100중량부에 대하여 30~200 중량부이다. 여기서 상기 프로세스 오일의 사용량이 30중량부 미만이면 경도가 높아 겔의 특성을 발휘하지 못하며, 200중량부 이상에서는 작업성이 떨어지고 제품화하였을 때 액상 첨가제가 표면으로 스며 나오는 블리드 현상이 발생된다. 더욱이 본 발명에서는 경도를 저하시켜 겔로서의 특성을 더욱 향상시키기 위하여 올레인산 등을 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 충격흡수용 고무 겔을 제조하기 위하여 충전제를 사용하며, 상기 충전제는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산칼슘, 실리카, 클레이, 카본블랙 및 이들의 변성체를 기재 100중량부에 대하여 5~80 중량부로 조성한 것을 사용하며, 그 사용량이 5중량부 미만이면 충전효과를 나타내지 못하고 80중량부를 초과하면 비중이 증가하고 경도가 상승하여 겔로서의 특성이 저하된다. 끝으로, 본 발명의 충격흡수성 고무 겔 제조시 상기 첨가제 이외에 가교제, 금속산화물, 스테아린산, 가교촉진제 등 고무제품 제조시에 사용되는 제반 첨가제를 사용하며, 또한 작업성 향상을 위하여 백사브나 분산제 등을 사용한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 충격 흡수성 고무 겔을 제조할때 첨가되는 각 조성물은 표 1에 상세히 나타내었다.

여기서, 천연고무는 SMR L 이며, 니트릴 고무는 현대석유화학 B6340(니트릴 함량 31%)이며, 에폭시화 천연고무는 에폭시화율 50%이다. 활로겐하 부틸고무는 Polyser Chlorobutyl 1240이고, 액상에틸렌-프로필렌 고무는 Uniroyal Trilene CP80이며, 터펜수지는 Polytcrpene resin(Wingtack 86, Goodyear Chemicals)이다. 그리고 분산제는 Polyplastol 15, EniChem Synthesis이며, 프로세스 오일은 Aromatic proccss oil, A-2(미장석유공업(주))이다.

[실시예 1]

밀폐형 혼합기를 사용하여 표 1에 나타난 바와 같이 천연 고무 30중량부에 니트릴 함량 31%의 니트릴 고무를 블렌드하여 소련한 다음, 여기에 아연화 5중량부와 스테아린산 1중량부 및 터펜계 점착부여제 수지 20중량부를 가하여 점착부여제 수지의 용융 온도 이상에서 혼합하여 기재인 고무중에 완전히 분산될 때까지 혼련한다. 이후 상기 결과물에 프로세스 오일을 제외한 분산제, 백사브, 가교제, 가교촉진제 등 첨가제를 가하여 혼련하여 첨가제의 분산이 완료되면 프로세스 오일 70중량부를 3~5회에 걸쳐 분할 투입한다. 이때 상기 가교제 투입시 밀폐형 혼합기의 내부 온도는 80℃ 이하가 되도록 한다. 이후 모든 첨가제의 혼합이 완료된 혼련물을 롤 밀이나 카렌다 롤을 사용하여 쉬트상으로 한 후 170℃, 150kg/㎠의 조건하에서 금형에 투입하고 3분간 프레스 성형하여 원하는 형상을 갖는 충격 흡수성 고무 겔을 제조한다. 상기와 같은 방법으로 제조된 충격 흡수성 고무 겔은 표2에 나타낸 바와 같이 경도가 스프링식 C형 경도계로 38정도이고 충격흡수성이 89% 정도로서 충격흡수성이 매우 우수함을 알 수 있다.

[실시예 2]

천연고무 30중량부, 니트릴 고무 60중량부 및 염소화 부틸고무 10중량부에 점착부여제 수지 20중량부와 프로세스 오일 70중량부와 각종 첨가제를 배합한다. 이후 "실시예 1"과 같은 방법으로 충격 흡수성 고무 겔을 제조한다. 여기서, 상기와 같은 방법으로 제조된 충격 흡수성 고무 겔의 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었으며 즉, 상기 충격 흡수성 고무 겔은 경도가 34이고, 충격흡수성이 86%정도로서 작업성이 양호하고 충격흡수성이 우수하였다.

[실시예 3]

에폭시화 천연고무 100중량부에 점착부여제 수지 20중량부, 프로세스 오일 80중량부를 사용하여 "실시예 1"과 같은 방법으로 충격 흡수성 고무 겔을 제조한다. 상기와 같은 방법으로 제조된 충격 흡수성 고무 겔의 물성을 측정한 결과는 표2에 나타낸 바와 같이 경도가 31이고, 충격흡수성이 95%정도로서 작업성이 양호하고, 충격흡수성이 우수한 고무 겔임을 알 수 있다.

[실시예 4]

천연고무 20중량부, 니트릴 고무 60중량부 활로겐화 부틸고무 10중량부 및 액상 에틸렌-프로필렌 고무 10중량부에 점착부여제 수지 20중량부와 프로세스 오일 70중량부와 각종 첨가제를 "실시예 1"과 동일한 방법으로 배합하여 충격 흡수성 고무 겔을 제조한다. 상기와 같은 방법으로 제조된 충격 흡수성 고무 겔은 경도가 28이고, 충격흡수성이 87%정도로서 작업성이 양호하고 충격흡수성이 우수하였다.

여기서, 본 발명의 각 실시예에 따라 제조된 충격 흡수성 고무 겔과 종래의 충격흡수제의 물성을 서로 대비하기 위하여 몇 개의 비교예들을 제시하겠다.

[비교예]

비교예 1은 폴리노르보넨 고무를 기초로 한 스폰지 쉬트이다.

비교예 2는 실리콘 겔 충격 흡수제이다.

비교예 3은 폴리우레탄 겔 충격 흡수제이다.

비교예 4는 에틸렌비닐아세테이트를 기초로 한 스폰지 쉬트이다.

여기서, 폴리노르보넨 고무 발포체와 실리콘 겔 및 폴리우레탄 겔을 사용한 충격 흡수제의 특성에서 폴리노르보넨의 경우 충격흡수성은 우수하나 경도가 55정도로서 겔의 특성이 나타나지 않으며, 상기 실리콘 겔이나 폴리우레탄 겔의 경우 경도는 낮으나 성형성이 떨어지고 형태 유지력이 부족할 뿐만 아니라 충격흡수성도 본 발명의 결과에 비하여 떨어진다. 한편, 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 기초로 한 스폰지형 충격흡수용 쉬트의 경우에는 비중이 0.4로 낮아 가볍기는 하였지만 충격흡수성이 다른 소재들에 비해 좋지 못하였으며 저경도임에도 불구하고 겔의 특성이 좋지 못하였다.

결과적으로, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 충격흡수용 고무 겔과 비교예에 따라 제조된 충격 흡수제의 물성특성을 서로 비교하면 표 2와 같다.

[발명의 효과]

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명의 충격 흡수용 고무 겔은 실리콘 겔이나 우레탄 겔 등과 같이 저경도를 가지면서 충격 흡수성이 뛰어나며, 그리고 일반 겔형 충격 흡수제에서와 같이 액상의 소재를 사용하지 않고 고체 고무를 사용하여 겔형태의 충격 흡수성 고무를 제조함으로써 성형 가공성과 생산성이 향상될 뿐만 아니라 제반물성이 뛰어난 효과가 있다.

Claims (4)

1. {천연고무, 에폭시화 천연고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 할로겐화 부틸고무}로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 고무 또는 이들의 혼합물 100중량부에 2~40 중량부의 점착부여제 수지, 30~200 중량부의 프로세스 오일 및 액상 고무 5~20 중량부를 첨가한 다음, 여기에 5~80 중량부의 충전제 및 가교/성형을 위한 고무용 첨가제 0.1~12 중량부를 첨가하여 배합된 조성물을 프레스 성형시켜 제조된 고무 겔임을 특징으로 하는 충격 흡수용 고무 겔.
2. 제1항에 있어서, 상기 점착부여제 수지는 {로진계 수지, 터펜계 수지, 지방족 또는 방향족 석유수지, 쿠마론 수지, 페놀 수지}로 구성된 그룹으로 선택된 적어도 하나의 천연수지 또는 합성수지 임을 특징으로 하는 충격 흡수용 고무 겔.
3. 제1항에 있어서, 상기 프로세스 오일은 파라핀계 프로세스 오일, 나프텐계 프로세스 오일, 방향족계 프로세스 오일 또는 화이트 오일을 단독으로 사용하거나 또는 이들의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 충격 흡수용 고무 겔.
4. 제1항에 있어서, 상기 액상 고무는 {액상 이소프렌 고무, 액상 염화 고무, 액상 폴리부타디엔 고무, 액상 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 액상 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리부텐}로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 고무 임을 특징으로 하는 충격 흡수용 고무 겔.