KR100739069B1 - 난슬립 부틸고무 아웃솔 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난슬립 부틸고무 아웃솔 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 부틸고무로 이루어진 기재 80 중량 % 내지 98 중량 %와, 상기 기재에 첨가되며, 충전제와 가교제와 발포제를 포함하는 혼련물 2 중량 % 내지 20 중량 %를 배합하여 사출에 의해서 제조되되, 그 사출은 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포를 행하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 부틸고무를 주 소재로 하여 강도를 최상으로 올림으로써 쉽게 마모가 되지 않는 장점을 가지게하되 고무자체의 물성의 변화를 주지않게 개발되어 암벽화용 전문 아웃솔뿐만 아니라 실내외 인공암벽용 전문 신발, 자연의 완만한 암릉 릿지화용 전문 아웃솔, 가벼운 산행이 가능한 등산화 등에 적합한 사용처를 가진다.
신발, 부틸고무, 난슬립, 밑창, 흑색, 유색

Description

난슬립 부틸고무 아웃솔 제조방법{The Non-Slip outsole which using the IIR manufacturing method}
본 발명은 난슬립 부틸고무 아웃솔 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 부틸고무로 이루어진 기재 80 중량 % 내지 98 중량 %와, 상기 기재에 첨가되며, 충전제와 가교제와 발포제를 포함하는 혼련물 2 중량 % 내지 20 중량 %를 배합하여 사출에 의해서 제조되되, 그 사출은 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포를 행하여 이루어지는 것을 기술적 요지로 한다.
난슬립(Non-Slip) 아웃솔에 대한 중요성은 최근 들어 주 5일제의 정식 시행과 건강과 웰빙 붐으로 인한 레저인구의 증가로 점차 그 의미의 중요성이 알려지고 있으며, 특히 모든 레저 및 등반활동시에 사용하는 신발에서 난슬립 아웃솔의 기능은 이루 말로 표현할 수 없을 정도로 민감하며 또한 등반가의 안전을 담보하는 중요한 요소이다.
지금까지 난슬립 아웃솔에 대하여 여러 업체들이 개발에 앞다투어 흑색 부틸고무를 이용한 등산화 부문에서 경쟁적으로 접목 내지 개발을 시도하고 있으며 몇 몇 업체는 자체 개발완료하였다.
그러나, 이들업체에서 개발된 제품들은 완벽한 부틸고무의 물성 및 난슬립을 만족시키기보다는 일반적인 고무재료와 배합하여 사용하고 있는 현실이다.
즉, 현재의 등산화, 암벽화 등에 사용되는 아웃솔은 에틸렌비닐아세이트 공중합체(EVA), 1,2-폴리부타디엔(RB), 천연고무(NR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 부타디엔 고무(BR)을 기재로 사용하거나 또는 이들의 블렌드한 폴리머를 기재로 하여 바위 접지력이나 미끄럼 방지 기능에 있어 성능이 뛰어난 부틸고무(isobutylene isoprene rubber(IIB)를 혼합하여 아웃솔을 제조하였으나, 부틸고무의 혼합 고무 가류물은 기계적 강도가 저하되거나, 배합 프레스시 그 부틸고무의 미끄럼방지 성질이 변하거나 쉽게 타버리는 결점이 있어 그 제작성이 불량한 문제점이 있다.
또한, 부틸고무의 혼합 고무 가류물은 일반적으로 가교 및 발포공정에 있어서 10분 내지 20분 정도의 제조 시간이 소요되어 생산성이 취약하여 많은 용도로 사용하지 못하고 주로 자동차 타이어 제조공정에서 주로 사용되고 있다.
따라서, 부틸고무 자체의 난슬립 물성과 경도 및 복원력을 만족할 수 있는 물성 및 전도의 위험을 해결할 수 있는 특수한 용도의 신발 재료로써의 개발에의 필요성은 주지의 사실이며, 부틸고무 자체의 물성을 발휘하는 다양한 색상의 난슬립 아웃솔의 개발이 요구되고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 기존의 모든 흑색 부틸고무 아웃솔에서 나아가 소비자의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있는 다양한 컬러의 난슬립 부틸고무 아웃솔에 대하여 연구노력한 결과, 일반 고무와 여러가지 종류의 수지 중에서 선택된 단독 부틸고무를 기재로 사용하고, 여기에 가교제와 발포제 및 기타 첨가제를 첨가하여 혼련시킨 혼련물을 사출기에 투입하여 고온의 금형내부로 사출시킨 후, 고온 가압상태에서 가교반응과 발포제의 분해반응을 실시함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 부틸고무를 주 소재로 하여 아웃솔의 강도를 최상으로 올림으로써 쉽게 마모가 되지 않는 장점을 가지게하되 고무자체의 물성의 변화를 주지않게 개발되어 암벽화용 전문 아웃솔뿐만 아니라 실내외 인공암벽용 전문 신발, 자연의 완만한 암릉 릿지화용 전문 아웃솔, 가벼운 산행이 가능한 등산화 등에 적합한 사용처를 가진다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 난슬립 부틸고무 아웃솔은, 부틸고무로 이루어진 기재 80 중량 % 내지 98 중량 %와, 상기 기재에 첨가되며, 충전제와 가교제와 발포제를 포함하는 혼련물 2 중량 % 내지 20 중량 %로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼련물에는 상기 밑창에 유색 색채를 표현하기 위한 착색제가 더 포함되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기재는, 부틸고무(IIR), 할로겐화 부틸고무(BIIR), 염소화 부틸고무(CIIR)를 단독으로 사용하거나 또는 2 종류 이상의 혼합물임을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 난슬립 부틸고무 아웃솔의 제조 방법은 부틸고무로 이루어진 기재 80 중량 % 내지 98 중량 %와, 상기 기재에 첨가되며, 충전제와 가교제와 발포제를 포함하는 혼련물 2 중량 % 내지 20 중량 %를 배합하여 사출에 의해서 제조되되, 그 사출은 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포를 행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 난슬립 부틸고무 아웃솔의 제조방법은 부틸고무(IIR) 기재 20,000g과, 산화아연(ZNO) 2000g, 스페아린산(ST/A) 600g, 산화마그네슘(MGO) 200g, 촉진제(M) 150g, 촉진제(DM) 640g, 카본블랙(C/B) 50g을 포함하는 충진제 및 가교제의 혼련물을 배합하여 사출에 의해서 제조되되, 그 사출은 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포를 행하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 난슬립 부틸고무 아웃솔의 제조방법은 부틸고무(IIR) 기재 20,000g과, 산화아연(ZNO) 2000g, 실리카(Silica) 1,000g, 스페아린산(ST/A) 600g, 산화마그네슘(MGO) 200g, 촉진제(M) 150g, 촉진제(DM) 640g, 탄산칼슘(CaCo3) 50g을 포함하는 충진체 및 가교제의 혼련물을 배합하여 사출에 의해서 제조되되, 그 사출은 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포를 행하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 난슬립 부틸고무 아웃솔 제조방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 기재로 사용되는 부틸고무는 통상적으로 0.5 내지 2.5몰%의 포화도를 갖는 이소부틸렌-이소프렌 공중합체 고무(IIR)이다.
할로겐화된 부틸고무는 부틸고무를 염소화 또는 브롬화하여 수득한 염소화 부틸고무(CIIR) 또는 브롬화 부틸고무(BIIR)이다.
이들 고무의 할로겐화도는 특별히 제한되지 않는다.
또한, 고무 조성물(better mode)에서, 가교 고무 입자의 분산 입자 크기, 입자 형상과 분산 형태 및 분산된 입자의 가교도는 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 고무 조성물을 통상의 혼합기로 배합 성분과 혼합하고, 로울, 압착 성형기, 압출 성형기 또는 사출 성형기와 같은 통상의 고무 성형기로 소정 형태대로 성형한다.
배합 성분은 통상의 고무 산업에서 통상적으로 사용되는 것들로서 가류제, 보강제, 충전제, 가소제, 연화제, 반응 조제 및 산화 방지제와 같은 것을 사용한다.
그의 형태 및 사용량은 고무 조성물의 사용목적에 따라 적합하게 결정한다.
그러므로, 본 발명은 본 발명은 고무 및 수지 중에서 선택된 고무는 부틸고무와, 부틸고무를 염소화 또는 브롬화하여 수득한 염소화 부틸고무(CIIR) 또는 브롬화 부틸고무(BIIR) 중에서 단독으로 사용하거나 또는 2 종류 이상의 혼합하여 사용된다.
한편, 본 발명에서는 충전제로서 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산칼슘, 실리카, 클레이, 카본블랙 및 이들의 변성체를 기재 100 중량 %에 대해 2 중량 % 내지 5 중량 %로 사용하고, 더욱 바람직하게는 2 중량 % 내지 5 중량 %로 사용하는데, 발포체의 색상을 나타내기 위해 각종 착색제를 소량 첨가하여 제조할 수 있 다.
이하, 본 발명에 따른 난슬립 부틸고무 아웃솔을 제조하는 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저 부틸고무(IIR)를 단독으로 사용하여 그 기재에 가교제, 발포제 및 기타 다른 첨가제들을 배합한 컴파운드를 시트(sheet) 상으로 제조하여 밀폐된 금형안에 투입한 후 프레스기를 이용하여 고온·가압하에서 금형온도 약 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분간 가공하여 가교제와 발포제를 분해시켜 제품을 얻게 된다.
이것을 스카이빙기(skiving machine)와 커터(cutter)를 사용하여 일정한 두께와 크기로 켜낸 다음 숙달된 작업자의 트리밍(triming)과 그라인딩(grinding)의 공정을 거친 후 제품 형태를 갖는 금형에 재차 넣어 150 ~ 170℃에서 7 ~ 10분간 고온 프레스(hot press)하고, 다시 금형을 닫은 채로 10 ~ 20℃정도의 저온에서 7 ~ 20분간 냉각시켜 제품을 탈형하는 리프레스(repress) 공정을 거쳐 원하는 형태의 제품을 얻게 된다.
또한, 상기 사출성형에 있어서, 금형내부의 온도가 160 ℃ 미만이면 사출시 부틸고무를 단독으로 한 혼련물은 흘러나오지 못하고 금형충전도 어려워지며 170 ℃를 초과하면 스크류 내부에서 가교제와 발포제가 조기분해하는 현상을 나타낸다.
또한, 금형온도가 160 ℃ 미만이거나 가공시간이 3 분 미만이면 가교제와 발포제의 충분한 분해가 일어날 수 없으며, 금형온도가 170 ℃를 초과하거나 가공시간이 10 분 이상이면 부틸고무의 발포체 일부분이 타거나 불안정한 형태의 발포체가 얻어진다.
따라서, 본 발명에 따른 난슬립 부틸고무 아웃솔은 부틸고무로 이루어진 기재 80 중량 % 내지 98 중량 %와, 상기 기재에 첨가되며, 충전제와 가교제와 발포제를 포함하는 혼련물 2 중량 % 내지 20 중량 %를 배합하여 사출에 의해서 제조하고, 그 사출은 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포를 행하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 다음의 비교예 및 실시예 시편의 물성측정 결과에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
비교예 및 실시예에서 부 및 퍼센트는 별도의 언급이 없는 한 중량을 기준으로 한다.
[실시예 1]
부틸고무(IIR) 기재 20,000g과, 산화아연(ZNO) 2000g, 스페아린산(ST/A) 600g, 산화마그네슘(MGO) 200g, 촉진제(M) 150g, 촉진제(DM) 640g, 카본블랙(C/B) 50g을 포함하는 충진제 및 가교제의 혼련물을 배합하여 사출에 의해서 제조되되, 그 사출은 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포를 행하여 흑색 부틸고무 아웃솔 시편을 제조하였다.
[실시예 2]
또한, 부틸고무(IIR) 기재 20,000g과, 산화아연(ZNO) 2000g, 실리카(Silica) 1,000g, 스페아린산(ST/A) 600g, 산화마그네슘(MGO) 200g, 촉진제(M) 150g, 촉진제(DM) 640g, 탄산칼슘(CaCo3) 50g을 포함하는 충진체 및 가교제의 혼련물을 배합하여 사출에 의해서 제조되되, 그 사출은 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포를 행하여 유색 부틸고무 아웃솔 시편을 제조하였다.
항목 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2
부틸고무 IIR 100 IIR 100 IIR 100 IIR 100
카본블랙 75 79.8 50 -
실리카 - - - 50
가소제(可塑劑) 1.8 ~ 1.9 1.8 ~ 1.9 1.8 ~ 1.9 1.8 ~ 1.9
경도(shore-A) 72 73 72 72
복원력: 300% 모듈러스 (kgf/cm2) 62 63 62.26 75
인장력(kg/cm2) 117 108 105.81 165
연신율(%) 590 570 600.53 585
마모도 208 184 210 207
* 비교예 1 : 미국의 FIVETEN사의 Stealth - C4 제품
* 비교예 2 : 이탈리아의 Vibram사의 제품.
* 실시예 1 : 본 발명에 따른 흑색 부틸고무 아웃솔 제품.
* 실시예 2 : 본 발명에 따른 유색 부틸고무 아웃솔 제품.
실시예 1 및 실시예 2를 비교예 1 및 비교예 2와 비교해보면, 본 발명에 따른 부틸고무는 복원력, 인장력, 연신률 등을 최상으로 올림으로써 쉽게 마모가 되지 않는 장점을 가지게하되 고무자체의 물성의 변화를 주지않음을 알 수 있다
따라서, 일반고무를 완전히 숙성, 성형시키는데 걸리는 시간인 가류시간(curing time)을 비교하여 볼 때, 일반적인 여타업체의 프레스 가류방법은 145 ℃ ~ 150 ℃내외의 10분 내지 20분 내외의 가류시간이 소요되는데에 비해, 본 발명에 따른 난슬립 부틸고무 아웃솔은 프레스 가류온도 160 ℃~ 170 ℃ 에서 3분 내지 10분 내외의 가류시간이 소요되므로 가류시간이 짧아져 생산원가가 절감되며 대량생산을 할 수 있게 되는 유익한 발명인 것이다.
또한, 종래의 유색 부틸고무 제작에 있어서는 부틸고무자체의 물성이 현저히 약화되고 난슬립이 감소되며 고무가 빨리 노화되는 문제점이 발생하여 유색의 부틸고무 제작이 어려웠지만, 본 발명에 따른 유색 부틸고무는 무기물을 적절히 배합하여 기존 흑색 부틸고무에 비해 복원력 및 인장력 등이 향상되어 난슬립 기능이 증가되었음을 알 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 기존의 모든 흑색 부틸고무 아웃솔에서 나아가 소비자의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있는 다양한 컬러의 난슬립 부틸고무 아웃솔에 대하여 연구노력한 결과, 일반 고무와 여러가지 종류의 수지 중에서 선택된 단독 부틸고무를 기재로 사용하고, 여기에 가교제와 발포제 및 기타 첨가제를 첨가하여 혼련시킨 혼련물을 사출기에 투입하여 고온의 금형내부로 사출시킨 후, 고온 가압상태에서 가교반응과 발포제의 분해반응을 실시함으로써 아웃솔의 강도를 최상으로 올림으로써 쉽게 마모가 되지 않는 장점을 가지게하되 고무자체의 물성의 변화를 주지않게 개발되어 암벽화용 전문 아웃솔뿐만 아니라 실내외 인공암벽용 전문 신발, 자연의 완만한 암릉 릿지화용 전문 아웃솔, 가벼운 산행이 가능한 등산화 등에 적합한 사용처를 가질 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정 한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

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  6. 부틸고무(IIR) 기재 20,000g과,
    산화아연(ZNO) 2000g, 스페아린산(ST/A) 600g, 산화마그네슘(MGO) 200g, 촉진제(M) 150g, 촉진제(DM) 640g, 카본블랙(C/B) 50g을 포함하는 충진제 및 가교제의 혼련물을 배합하며, 혼련물에는 밑창에 유색 색체를 표현하기 위한 착색제가 포함되어 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포 사출함을 특징으로 하는 난슬립 부틸고무 아웃솔 제조방법.
  7. 부틸고무(IIR) 기재 20,000g과,
    산화아연(ZNO) 2000g, 실리카(Silica) 1,000g, 스페아린산(ST/A) 600g, 산화마그네슘(MGO) 200g, 촉진제(M) 150g, 촉진제(DM) 640g, 탄산칼슘(CaCo3) 50g을 포함하는 충진체 및 가교제의 혼련물을 배합하며, 혼련물에는 밑창에 유색 색체를 표현하기 위한 착색제가 포함되어 금형온도 160 ℃ 내지 170 ℃에서 3 분 내지 10 분 동안 가열하고 가교 및 발포 사출함을 특징으로 하는 난슬립 부틸고무 아웃솔 제조방법.
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KR20230101364A (ko) 2021-12-29 2023-07-06 신윤식 신발 밑창 미끄럼방지 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지용 신발 밑창 제조방법

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