KR100726869B1

KR100726869B1 - 등산화 밑창용 고무조성물

Info

Publication number: KR100726869B1
Application number: KR1020060055556A
Authority: KR
Inventors: 장동호
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2007-06-14

Abstract

본 발명은 등산화 밑창용 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 천연고무에 비해 마찰력과 내마모특성이 우수한 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 마찰력이 우수한 아스팔트 피치 및 실리카를 포함하도록 하여 마찰력이 우수한 등산화 밑창용 고무조성물에 관한 것이다.

본 발명은 원료고무 중에 부틸고무를 포함하는 등산화 밑창용 고무조성물에 있어서, 스티렌 부타디엔 고무(SBR)가 10∼90phr 포함되는 원료고무 100phr에 대하여 아스팔트 피치 5∼15phr, 실리카 30∼60phr 포함하는 등산화 밑창용 고무조성물을 나타낸다.

신발 밑창, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 아스팔트 피치, 실리카

Description

등산화 밑창용 고무조성물{Rubber composition for mountain-climbing boots outsole}

본 발명은 등산화 밑창용 고무조성물에 관한 것으로서 보다 상세하게는 천연고무에 비해 마찰력과 내마모특성이 우수한 스티렌 부타디엔 고무(SBR)와 부틸고무, 마찰력이 우수한 아스팔트 피치 및 실리카를 포함하도록 하여 개발된 마찰력이 우수한 등산화 밑창용 고무조성물에 관한 것이다.

등산용 신발의 수명을 증가시키기 위해서는 마모가 적은 고무를 이용하여 등산화의 밑창을 제조하여야 한다. 이를 위해 고무의 모듈러스(modulus)를 높게 설계해야 하는데 이 경우에는 마찰력이 낮아져 보행시에 잘 미끌리는 단점이 있다.

미끄러림을 줄이기 위해 일반적으로 부칠고무를 사용하는데 이는 가격이 높고 불포화 결합량이 5% 이화로 적어 가교결합 형성에 어려움이 있다.

상기의 불포화 결합 부족에 의한 가류문제를 해결하기 위해 일반적으로 천연고무를 30phr 이상 적용하여 혼합하고 있다. 그러나 천연고무를 30phr 이상 적용하는 경우 천연고무의 높은 탄성특성으로 등산화 신발의 밑창과 지면과의 마찰력을 크게 감소시키는 문제가 발생한다.

또한 상기의 가교결합 형성에 대한 대안으로 가교속도를 높이기 위해 일반 부틸고무 대신에 클로로부틸고무 또는 브로무부틸고무를 사용하기도 하는데 이러한 고무는 고무조성물의 배합과정에서 금속염화물과 반응하여 스코치가 발생하는 등 복잡한 공정문제가 있다.

한편 본 발명과 관련된 종래기술로서 한국특허공개 2006-0001553호에 이소부틸렌 이소프렌 고무(ISOBUTYLENE ISOPRENE RUBBER) 100중량부에 대해 이소부틸렌 이소프렌 스크랩 고무(ISOBUTYLENE ISOPRENE SCRAP RUBBER) 50∼100중량부, 니트릴 부타디엔 고무(NITRILE BUTADIENE RUBBER) 0∼50중량부, 보강제(補强劑) 50∼120중량부, 가교제 0.01∼15중량부, 가교 촉진제 0.1∼35중량부, 분산제 0.01∼15중량부, 점착 부여제 0∼30중량부를 함유하는 신발 밑창용 고무 조성물에 관한 내용이 있다.

또한 한국특허공개 1999-0012202호에 선형 및 분지형 스티렌계 열가소성 고무 100중량부에 폴리스티렌 10∼50중량부, 가공오일 5∼50중량부, 충진재 5∼40중량부, 산화방지제, 자외선안정제, 윤활제 등의 첨가제 각각 0.1∼1중량부 함유함을 특징으로 하는 신발 밑창용 스티렌계 열가소성 고무조성물이 있다.

그러나 상기 선행기술들은 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 마찰력이 우수한 아스팔트 피치 및 실리카를 포함하도록 하여 마찰력이 우수한 등산화 밑창용 고무조성물을 주요 구성으로 하는 본 발명과는 기술적 구성이 서로 상이하다.

본 발명은 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부틸고무, 마찰력이 우수한 아스팔트 피치 및 실리카를 포함하도록 하여 개발된 마찰력이 우수한 등산화 밑창용 고무조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 등산화 밑창용 고무조성물로 이루어진 고무를 밑창으로 함유하는 등산화의 제공을 다른 목적으로 한다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원료고무 중에 부틸고무를 포함하는 등산화 밑창용 고무조성물에 있어서, 부틸고무가 90∼10phr, 스티렌 부타디엔 고무(SBR)가 10∼90phr 포함되는 원료고무 100phr에 대하여 아스팔트 피치 5∼15phr, 실리카 30∼60phr 포함하는 등산화 밑창용 고무조성물을 나타낸다.

본 발명에서 원료고무는 부틸고무를 포함하며, 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 35% 이상, 바람직하게는 스티렌 함량이 35∼60%인 스티렌 부타디엔 고무가 10∼90phr 포함될 수 있다.

본 발명의 원료고무는 부틸고무를 포함하며, 스티렌 함량이 35% 이상, 보다 바람직하게는 스티렌 함량이 35∼60%인 스티렌 부타디엔 고무와 천연고무가 혼합된 혼합고무 또는 부틸고무를 포함하며 상기의 특성을 지닌 스티렌 부타디엔 고무와 합성고무가 혼합된 혼합고무를 사용할 수 있다.

상기에서 합성고무의 일예로 부타디엔 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타 디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 네오프렌 고무 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 등산화 밑창용 고무조성물은 마찰력을 향상시키기 위해 원료고무 100phr에 대하여 아스팔트 피치 5∼15phr 포함할 수 있다.

상기에서 아스팔트 피치는 석유 증류과정에서 최종적으로 남은 잔유물로서 주요 구성성분이 방향족 탄화수소 물질이다.

상기에서 아스팔트 피치는 고무와 배합되어 고무와 지면과의 접착력을 높이고 부틸고무와 함께 혼합되는 천연고무나 합성고무간에 상용성을 높여 품질을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 등산화 밑창용 고무조성물은 보강충진제를 사용할 수 있다.

이때 보강충진제는 카본블랙에 비해 마찰력이 높아 고무의 그립특성이 우수한 실리카를 원료고무 100phr에 대하여 30∼60phr 첨가할 수 있다.

상기에서 실리카는 DBP 흡유량 100∼195ml/100g, BET 흡착가 150∼170m²/g인 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 등산화 밑창용 고무조성물에서 보강충진제로서 실리카를 사용하는 경우 고무성분과 실리카의 결합특성 향상을 위해 커플링제를 원료고무 100phr에 대하여 0.5∼4phr 사용할 수 있다.

상기에서 커플링제는 고무조성물에 보강충진제로 실리카를 사용시 사용하는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.

상기에서 실리카를 보강충진제로 사용시 커플링제의 일예로 TESPT(Bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfane), TPMA(trimethoxysilylpropylmethacrylate), TESPD(Bis-(3-ethoxysilylpropyl)disulfane) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 원료고무, 아스팔트 피치, 실리카, 커플링제 이외에 종래 등산화 밑창 고무조성물에 사용되는 보강충진제, 활성제, 노화방지제, 공정유, 가류제 및 가류촉진제와 같은 각종 첨가제를 필요에 따라 적의 선택하여 소정의 함량으로 사용할 수 있다. 그러나 이들은 종래 등산화 밑창 고무조성물에 사용되는 일반적인 성분으로서 본원발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.

한편 본 발명은 상기에서 언급한 등산화 밑창용 고무조성물로 이루어진 고무를 밑창으로 하는 등산화를 포함한다.

이하 본 발명을 다음의 실시예, 시험예에 의하여 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 실시를 위한 하나의 일예일 뿐 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

하기의 표 1과 같이 부틸고무 20phr, 스티렌 함량이 40%인 스티렌 부타디엔 고무 80phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 산화아연 3phr, 스테아린산 4phr, 노화방지제(KUMANOX-RD) 3.0phr, 공정오일 4.0phr, 아스팔트 피치 10phr, 실리카 45phr, 커플링제 3phr를 밴버리 믹서에 넣고 140℃에서 5분간 혼합하여 고무배합물을 얻었다.

상기의 고무배합물에 가류제로서 유황 2.0phr, 가류촉진제 1.5phr을 첨가하고 105℃에서 3분간 가류하여 등산화 밑창용 고무 시편을 제조하였다.

상기에서 실리카는 DBP 흡유량 191ml/100g, BET 흡착가 161m²/g인 실리카(Z-175)를 사용하였다.

<비교예>

하기의 표 1과 같이 부틸고무 20phr, 천연고무 80phr로 이루어진 원료고무 100phr에 대하여 산화아연 3phr, 스테아린산 4phr, 노화방지제(KUMANOX-RD) 3.0phr, 공정오일 4.0phr, 카본블랙(N330) 45phr를 밴버리 믹서에 넣고 140℃에서 5분간 혼합하여 고무배합물을 얻었다.

표 1. 실시예 및 비교예의 조성

성분	실시예	비교예
부틸고무	20	20
SBR*	80	-
천연고무	-	80
산화아연	4	4
스테아린산	3	3
노화방지제	3	3
공정오일	4	4
아스팔트 피치	10	-
실리카	45	-
커플링제*	4	-
카본블랙	45	45
유황	2	2
가류촉진제	1.5	1.5

*SBR : 스티렌 함량이 40%인 스티렌 부타디엔 고무

*커플링제 : TESPT(Bis-(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfane)

<시험예 1>

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각각의 고무시편에 대해 인장물성, 마모특성을 ASTM 관련규정에 의해 측정하고 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

표 2. 비교예 및 실시예의 물성

항목	실시예	비교예
경도	71	68
300% 모듈러스	149	142
인장강도	291	290
신율	523	521
PICO 마모(g)*	0.021	0.033

* PICO 마모는 수치가 낮을 수록 마모특성이 우수함을 의미한다.

<시험예 2>

상기 실시예 및 비교예의 고무에 대해 정지마찰계수를 측정하고 그 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.

정지마찰계수의 측정은 마찰시험기(slip tester)를 사용하여 유리표면이 건조한 상태에서의 실시예 및 비교예 고무의 미끄러짐이 시작되는 각도(θ)를 측정한 후 tanθ를 구하여 정지마찰계수로 하였다.

표 3. 실시예 및 비교예 고무의 마찰계수

항목	실시예	비교예
정지마찰계수*	1.54	1.08

*정지마찰계수를 수치가 높을수록 마찰특성이 우수함을 의미한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예, 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기 표 2,3의 시험예의 결과에서처럼 본 발명의 등산화 밑창 고무조성물인 실시예 고무는 보통의 고무조성물에 비해 동등 수준 이상의 인장물성 특성을 지니며, 내마모특성 및 마찰특성이 우수함을 알 수 있다.

Claims

원료고무중에 부틸고무를 포함하는 등산화 밑창용 고무조성물에 있어서,

부틸고무가 90∼10phr 포함되고 스티렌 부타디엔 고무(SBR)가 10∼90phr 포함되는 원료고무 100phr에 대하여 아스팔트 피치 5∼15phr, 실리카 30∼60phr 포함함을 특징으로 하는 등산화 밑창용 고무조성물.
제1항에 있어서, 원료고무 중의 스티렌 부타디엔 고무는 10∼90phr 포함됨을 특징으로 하는 등산화 밑창용 고무조성물.
제1항에 있어서, 원료고무 중에 포함된 스티렌 부타디엔 고무는 스티렌 함량이 35% 이상인 것 임을 특징으로 하는 등산화 밑창용 고무조성물.
특허청구범위 제1항의 고무조성물로 이루어진 고무를 밑창으로 하는 등산화.