KR100894963B1 - 구두바닥재용 고무 조성물 및 이를 사용하여 제조되는 천연가죽재질의 느낌이 나는 구두바닥재 - Google Patents

구두바닥재용 고무 조성물 및 이를 사용하여 제조되는 천연가죽재질의 느낌이 나는 구두바닥재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경도 및 탄력성이 좋고 천연가죽질감을 갖는 구두바닥재용 고무 조성물 및 구두바닥재에 관한 것이다. 본 발명의 구두바닥재용 고무 조성물은, 에틸렌 비닐아세테이트 15~25중량%, 저밀도 폴리에틸렌 5~15중량%, 하이 스틸렌 수지 3~5중량%, 천연고무(생고무) 5~15중량%, 에틸렌 프로필렌 디엔고무 5~10중량%, 폴리염화비닐 1~5중량%, 로진 0.2~1.0중량%, 카본블랙 15~25중량%, 탄산칼슘 5~15중량%, 산화아연 3~7중량%, 스테아르산 0.2~1.0중량%, 가교제 2~5중량%, 발포제 1~5중량%, 실리카(SiO2) 1~5중량% 및 백카본 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하여 제조된 구두바닥재용 고무 조성물은 천연가죽적층물 제품과 유사한 광택을 지니며, 그 경도가 높고 경도의 변화가 거의 없으며, 가벼우면서도, 그 제작비용이 저렴하고, 생산성이 높다는 장점이 있다.
에틸렌 비닐아세테이트, 저밀도 폴리에틸렌, 하이 스틸렌 수지, 카본블랙, 탄산칼슘, 산화아연, 스테아르산, 가교제, 발포제, 천연고무(생고무), 실리카, 에틸렌 프로필렌 디엔고무, 폴리염화비닐, 로진, 백카본

Description

구두바닥재용 고무 조성물 및 이를 사용하여 제조되는 천연가죽재질의 느낌이 나는 구두바닥재{Rubber composition for shoes sole materials and a shoe sole having natural leather material-like feel prepared using the same}
본 발명은 구두바닥재용 고무 조성물 및 이를 사용하여 제조되는 천연가죽재질의 느낌이 나는 구두바닥재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 특정 조성의 구두바닥재용 고무 조성물, 및 상기의 구두바닥재용 고무 조성물로 이루어진 발포성 고무원단과 무발포성 고무원단을 적층하여 제조되는 구두바닥재에 관한 것이다.
종래기술에 의하면 구두바닥재는 천연가죽 사이에 접착제를 이용하여 천연가죽층들을 적층한 가죽 적층물을 사용했었다. 그러나 이러한 구두바닥재는 고가의 천연가죽을 사용한다는 점에서 경제적으로 수지가 맞지 않고, 그 무게가 무거워 오래 착용하는 경우 쉽게 피로해지며, 수작업을 통한 적층방법에 따른 생산공정의 곤란이 있다는 문제점을 갖고 있었다.
이러한 문제점을 보완하기 위하여 폴리우레탄계열의 플라스틱 성형물을 이용하여, 몰딩한 우레탄을 금형에서 구두굽의 형태로 사출성형함과 동시에 가죽피복을 구두굽 주변에 둘러싸고 접착하여, 천연가죽의 질감을 갖도록 구두굽을 제조하는 방법을 사용했었다. 그러나 이러한 방법 역시 성형물의 제조시에 금형을 이용해야 하기 때문에 금형설계에 따른 비용이 많이 들며, 형태가 다른 구두굽마다 별개의 금형을 제작해야 하기 때문에 구두급의 형태가 제한되어 그 호환성이 부족해 진다는 문제가 있었다. 또한 이러한 제조방법에 의하여 제조된 구두굽은 광택이 쉽게 바래지고, 우레탄 자체의 경도가 변하며, 천연가죽의 질감이 조잡한 느낌을 준다는 문제도 있었다.
이러한 문제점을 보완하기 위하여, 대한민국 특허등록 제10-0721133호에는 무발포 고무원단과 발포 고무원단을 적층하여 구두바닥재를 만드는 방법이 기재되어 있다. 그러나 상기 방법은 기존의 가죽 적층물이나 폴리우레탄을 이용한 플라스틱 성형물에 비하여 가볍다는 장점이 있으나, 광택약품을 처리하는 경우 약품이 발포체에 흡수되어버려 광택이 나지 않게 되고, 또한 그 경도가 낮아 오래 신게 되는 경우 찌그러지는 등 구두굽에 변형이 생기게 되는 문제도 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 본 발명의 목적은, 적층된 발포층과 무발포층 간의 계면라인표시가 자연스럽고, 천연가죽적층물 제품과 유사한 광택을 지니며, 그 경도가 높고 사용시간의 경과에 따른 경도의 변화가 거의 없어 장기간 사용에도 변형이 거의 없으며, 종래의 제품과 비교하여 가벼우면서도, 그 제작비용이 저렴하고, 생산과정의 단순화를 통하여 생산성이 높은 구두바닥재용 조성물 및 그를 이용하여 제조되는 구두바닥재를 제공하는데 있다.　
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 구두바닥재용 고무 조성물은, 에틸렌 비닐아세테이트 15~25중량%, 저밀도 폴리에틸렌 5~15중량%, 하이 스틸렌 수지 3~5중량%, 천연고무(생고무) 5~15중량%, 에틸렌 프로필렌 디엔고무 5~10중량%, 폴리염화비닐 1~5중량%, 로진 0.2~1.0중량%, 카본블랙 15~25중량%, 탄산칼슘 5~15중량%, 산화아연 3~7중량%, 스테아르산 0.2~1.0중량%, 가교제 2~5중량%, 발포제 1~5중량%, 실리카(SiO2) 1~5중량% 및 백카본 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 에틸렌 비닐아세테이트(EVA, Ethylene Vinyl Acetate)는 스폰지 물성을 만드는 주성분재료의 역할을 하는데, 에틸렌 비닐아세테이트 중 의 비닐아세테이트의 함량이 15~25중량%인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 비닐아세테이트의 함량이 18중량%인 것을 사용할 수 있는데, 비닐아세테이트의 함량이 15중량% 미만일 경우에는 스폰지 물성이 잘 나타나지 않고, 25중량%을 초과할 경우에는 경도가 낮아지고 생산원가가 상승되어 경제성이 없어 바람직 하지 않다. 본 발명의 고무 조성물에 있어서, 에틸렌 비닐아세테이트의 사용량은 15~25중량%가 바람직한데, 15중량% 미만일 경우에는 탄성도, 신장율 및 인장강도가 떨어져 바람직하지 않고, 25중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 탄성도, 신장율 및 인장강도의 향상 효과가 없어 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene)의 사용량은 5~15중량%가 바람직한데, 5중량% 미만일 경우에는 경도가 낮고 가공성이 떨어져서 바람직하지 않고, 15중량%를 초과할 경우에는 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 하이 스틸렌 수지(HSR, High Styrene Resin)란, 스틸렌 함량이 60중량% 이상인 수지, 예를 들어, 스틸렌 함량이 60중량% 이상인 스틸렌 부타디엔 수지를 의미하며, 스틸렌 함량이 60중량% 미만이면 경도가 낮아져 바람직하지 않다. 상기 하이 스틸렌 수지의 사용량은 3~5중량%가 바람직한데, 3중량% 미만일 경우에는 경도 및 가교도의 상승효과가 미미하여 바람직하지 않고, 5중량%를 초과할 경우에는 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 천연고무(생고무)는, 그 종류에 특별한 제한이 없고, 바람직하게는 타일랜드 고무(TTR) 또는 말레이시아산 고무(RSSI)가 사용될 수 있 다. 본 발명의 고무 조성물에 있어서, 천연고무의 사용량은 5~15중량%가 바람직한데, 5중량% 미만일 경우에는 복원력이 떨어지고 밀도가 낮으며 광택효과가 미미하여 바람직하지 않고, 15중량%를 초과할 경우에는 경제성도 떨어지고, 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 에틸렌 프로필렌 디엔고무(EPDM, Ethylene Propylene Diene Methylene)는 내구력, 내마모성, 내한성, 색안정성을 주고, 고탄성체로서 기능하도록 하는 역할을 하는데, 에틸렌 프로필렌 디엔고무의 종류에 특별한 제한이 없고, 바람직하게는 에틸렌의 함량이 50중량% 이상인 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 고무 조성물에 있어서, 에틸렌 프로필렌 디엔고무의 사용량은 5~10중량%가 바람직한데, 5중량% 미만일 경우에는 내후성, 내열성 등이 떨어져서 바람직하지 않고, 10중량%를 초과할 경우에는 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 폴리염화비닐의 사용량은 1~5중량%가 바람직한데, 1중량% 미만일 경우에는 수지의 경도 상승이 미미하여 바람직하지 않고, 5중량%를 초과할 경우에는 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 로진의 사용량은 0.2~1.0중량%가 바람직한데, 0.2중량% 미만일 경우에는 접착성의 상승효과가 미미하여 바람직하지 않고, 1.0중량%를 초과할 경우에는 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 카본블랙은, 통상적인 카본블랙을 사용할 수 있으며, 그 종류에 특별한 제한이 없다. 본 발명의 고무 조성물에 있어서, 카본블랙의 사용량은 15~25중량%가 바람직한데, 15중량% 미만일 경우에는 마모 성능이 하락하여 바람직하지 않고, 25중량%를 초과할 경우에는 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 탄산칼슘의 사용량은 5~15중량%가 바람직한데, 5중량% 미만일 경우에는 경도가 낮고 가공성이 떨어져서 바람직하지 않고, 15중량%를 초과할 경우에는 경도 및 가공성의 상승효과가 없어 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 산화아연의 사용량은 3~7중량%가 바람직한데, 3중량% 미만일 경우에는 가공성이 미미하여 바람직하지 않고, 7중량%를 초과할 경우에는 경제적이지 않아 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 스테아르산의 사용량은 0.2~1.0중량%가 바람직한데, 0.2중량% 미만일 경우에는 교반시의 윤활성이 떨어져서 바람직하지 않고, 1.0중량%를 초과할 경우에는 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용되는 가교제는 그 종류에는 특별한 제한이 없이 일반적으로 DCP(Dicumyl Peroxide) 등의 공지의 것을 사용할 수 있으나, 고무 조성물 특유의 냄새를 고려하여, 바람직하게는 냄새가 없는 무취가교제가 사용될 수 있다. 본 발명의 고무 조성물에 있어서, 가교제의 사용량은 당분야에서 통상적으로 사용되는 적정량, 예로서 2~5중량%가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 발포제는, 그 종류는 특별한 제한 없이 공지의 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 아조디카본아미드(Azodicarbonamide)가 사용될 수 있다. 본 발명의 고무 조성물에 있어서, 발포제의 사용량은 1~5중량%가 바람직한데, 1중량% 미만인 경우에는 발포 형성이 어렵고, 5중량%를 초과하는 경우에는 발포가 지나치게 이루어져 경도가 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에 있어서, 실리카(SiO2)의 사용량은 당분야에서 통상적으로 사용되는 적정량, 예로서 1~5중량%가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 백카본은, 그 종류에 특별한 제한이 없고, 바람직하게는 염기성의 가소제를 중화시키는 제오실(zeosil)을 사용할 수 있다. 본 발명의 고무 조성물에 있어서, 백카본의 사용량은 1~5중량%가 바람직한데, 1중량% 미만일 경우에는 경도 및 보강성의 상승효과가 미미하여 바람직하지 않고, 5중량%를 초과할 경우에는 더 이상 개선된 효과가 발현되지 않아 바람직하지 않다.
본 발명의 고무 조성물에는, 상기한 성분들 이외에 방향제, 탈크 및 항균제로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 방향제 및 항균제는 각각 그 종류에 특별한 제한이 없고, 이들의 사용량은 고무조성물의 물성에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있으며, 바람직하게는 상기 고무 조성물 100중량부에 대하여 방향제는 0.5~2.0중량부, 항균제(바람직하게는 은나노분말)는 1.0~3.0중량부를 사용할 수 있다. 상기 탈크의 함량은 상기 고무 조성물 100중량부에 대하여 0.5~5.0중량부인 것이 바람직한데, 함량이 상기 범위 내에서는 경도가 상승하는 효과가 있으나, 0.5중량부 미만이면 첨 가에 따른 효과가 미흡하고, 5.0중량부를 초과하는 경우에는 너무 무거워지는 문제가 있다.
본 발명의 고무 조성물에는 통상적인 고무 조성물용 첨가제들, 예로서, 안료, 노화방지제, 활성제, 왁스, 공정오일, 촉진제 등의 첨가제들을 적절히 선택하여 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가제들의 선택 및 사용량은 당분야에서는 공지이다.
본 발명에 따른 구두바닥재는, 상기한 본 발명의 고무 조성물로 제조된 발포 고무원단과,
에틸렌 비닐아세테이트 35~55중량%, 카본블랙 30~50중량%, 가교제 5~20중량% 및 산화아연 1~5중량%를 포함하는 고무 조성물로 제조된 무발포 고무원단이
교대로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구두바닥재를 제조하는 방법은, 특별한 제한이 없고, 일반적인 압축 가공을 통하여 제조할 수 있는데, 바람직하게는 0.5~0.8mm 두께의 무발포 고무원단과 4.0~4.5mm 두께의 발포 고무원단을 교대로 적층한 후, 금형틀 내에서 120~180℃의 온도로, 더욱 바람직하게는 150℃의 온도로, 압축 가공하여 제조할 수 있다.
본 발명은 상기 구두바닥재로 제조되는 구두굽을 포함한다.
또한 본 발명은 상기 구두바닥재로 제조되는 구두창을 포함한다.
상기 구두굽 및 구두창은 압축 가공된 구두바닥재를 별개의 틀을 제작하여 다양한 모양으로 찍어낼 수 있다. 이러한 구두굽 및 구두창은 천을 이용하여 광을 내는데, 이 때 유광제와 같은 약물처리를 함께 할 수 있다. 이러한 유광작업의 결과로 기존의 발명, 예를 들어 대한민국 특허등록 제10-0721133호와 비교할 때, 본 발명은 광택약품을 처리하는 경우 약품이 발포체에 흡수되어버리는 일이 없고, 경도가 높아서 유광작업 도중에 마모에 의하여 표면에 박리가 생기는 일이 없으며, 그 미감이 훌륭하여 천연가죽의 질감을 갖게 하는 장점이 있다.
본 발명의 구두바닥재용 고무 조성물을 사용하여 제조되는 구두바닥재는 적층된 층간의 게면라인표시가 자연스럽고, 가죽적층물 제품과 유사한 광택을 지니며, 그 경도가 높고 시간의 변화에 따른 경도의 변화가 거의 없어 장기간 사용에도 변형이 거의 없으며, 종래의 제품과 비교하여 가벼우면서도, 그 제작비용이 저렴하고, 생산과정의 단순화를 통하여 생산성이 높다는 장점이 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체적으로 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않는 것으로, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것은 아니다.
비교예 및 실시예
하기 표 1에 나타낸 조성에 따라 각 성분들을 배합하여 고무 조성물을 제조하고, 각 고무 조성물을 가류, 발포시켜 고무 시편을 제조하였다. 각 실시예 및 비교예에 있어서의 고무 시편의 물성을 측정하였다. 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다.
표 1: 고무 조성물의 조성 및 물성측정 결과(각 투입량은 Kg의 단위이다.)
구분 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 실시예1
EVA1) 40 20.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0
LDPE2) - 15.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
HSR3) - 6.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
카본블랙 35 10.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0
탄산칼슘 - 20.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0
산화아연 1.1 6.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
스테아르산 - 3.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
가교제4) 2.5 3.0 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
발포제5) 3.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
천연고무(생고무)6) - - 8.0 - 8.0 8.0 8.0
실리카(SiO2) - - 2.0 2.0 2.0 - 2.0
EPDM7) - - - 5.0 5.0 5.0 5.0
PVC - - 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
로진8) - - 0.5 0.5 - 0.5 0.5
백카본9) - - 2.0 2.0 2.0 - 2.0
방향제10) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
탈크 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
항균제 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
합계(Kg) 81.15 87.55 74.05 71.05 78.55 75.05 79.05
경도(Scale)11) 79 82 86 85 91 87 94
인장강도(kgf/cm2)11) 26 47 53 50 61 57 65
신장률(%)11) 118 168 171 178 185 186 198
인열강도(kgf/cm)11) 15.2 27.4 32.7 31.8 41.3 40.3 42.0
비중(g/cc)12) 0.24 0.35 0.48 0.50 0.54 0.48 0.53
내마모율, NBS(%)13) 57 66 63 70 66 73
천연가죽질감14) (발포층의 광택도) 없음 없음 낮음 낮음 낮음 보통 우수
주: 1) EVA: 비닐아세테이트 함량 18중량%
2) LDPE: NOPE5321(한화석유화학)
3) HSR: KHS68(스틸렌 함량 68%, 금호석유화학), 비교예 2는, HSR과 SBR의 혼합수지임
4) 가교제: 3M-40(3M사)
5) 발포제: Azodicarbon Amide(금양화학)
6) 천연고무: TTR(타일랜드 천연고무)
7) EPDM: 에틸렌 함량 60중량%
8) 로진: 코마롱(강남화성)
9) 백카본: 제오실(Zeosil)
10) 방향제: 아로마볼((주)폴리크롬)
11) 경도, 인장강도, 신장률, 인열강도는 KS M 6518에 따라 측정한 결과이며, 수치가 높을수록 우수
12) 비중은 KS M 6519에 따라 측정한 결과
13) 내마모율은 KS M 6625에 따라 측정한 결과이며, 수치가 높을수록 우수
14) 천연가죽을 적층한 구두의 질감과 육안 비교하였을 때의 결과
* 이 때, 육안비교의 평가기준은 고무시편의 질감이, 천연가죽과 유사한 광택을 보이는 경우에 우수의 판정을, 천연가죽보다 광택이 약간 떨어지는 경우에 보통의 판정을, 약간의 광택만이 있는 경우에 낮음의 판정을, 광택이 전혀 없는 경우에 없음의 판정을 하였다.
상기 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 5의 고무조성물로 제조된 구두굽의 높이의 시간에 따른 변화를 측정하여, 그 시험결과를 하기 표 2에 나타내었다.
표 2: 고무조성물의 높이변화 결과
시험내용 비교예2 비교예5 실시예1
높이 1(mm)1) 24.88 24.53 24.17
높이 2(mm)2) 24.72 24.44 24.11
높이줄음율(%)3) 0.643 0.367 0.248
1) 높이 1은 구두굽 제조 후 1달 경과 후에 측정한 구두굽의 높이
2) 높이 2는 구두굽 제조 후 1달 경과 후에 구두굽에 1.7kgf/cm2 (50kg/4.5cm×7cm)의 압축하중을 80,000회 가해준 후, 측정한 구두굽의 높이
3) 높이줄음율은 (높이 2/높이 1)의 값으로, 작을수록 시간경과에 따른 구두굽의 높이가 일정함을 나타냄.
상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 구두바닥재용 고무조성물은 경도, 인장강도, 신장율, 인열강도, 내마모성 및 시간에 따른 높이변화율이 우수하고 천연가죽을 적층한 것과 같은 광택효과를 나타내므로, 본 발명의 구두바닥재용 고무 조성물을 적용할 경우, 구두굽 및 구두창의 경도 및 그 유지성, 강도, 탄력성, 내마모성 및 천연가죽의 질감 등의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 에틸렌 비닐아세테이트 15~25중량%, 저밀도 폴리에틸렌 5~15중량%, 스틸렌 함량이 60중량% 이상인 스틸렌 부타디엔 수지 3~5중량%, 천연고무 5~15중량%, 에틸렌 프로필렌 디엔고무 5~10중량%, 폴리염화비닐 1~5중량%, 로진 0.2~1.0중량%, 카본블랙 15~25중량%, 탄산칼슘 5~15중량%, 산화아연 3~7중량%, 스테아르산 0.2~1.0중량%, 가교제 2~5중량%, 발포제 1~5중량%, 실리카(SiO2) 1~5중량% 및 백카본 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 구두바닥재용 고무 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고무 조성물은, 방향제, 탈크 및 항균제로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구두바닥재용 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항의 고무 조성물로 제조된 발포 고무원단과,
    에틸렌 비닐아세테이트 35~55중량%, 카본블랙 30~50중량%, 가교제 5~20중량% 및 산화아연 1~5중량%를 포함하는 고무 조성물로 제조된 무발포 고무원단이
    교대로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 구두바닥재.
  4. 제 3항의 구두바닥재로 제조되는 것을 특징으로 하는 구두굽.
  5. 제 3항의 구두바닥재로 제조되는 것을 특징으로 하는 구두창.
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