KR100969250B1 - 슬리퍼 성형용 열가소성 고무 조성물 및 이에 의해얻어지는 슬리퍼 - Google Patents

슬리퍼 성형용 열가소성 고무 조성물 및 이에 의해얻어지는 슬리퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬리퍼 성형용 열가소성 고무(TPE) 조성물 및 그 성형 제품에 관한 것으로서, 본 발명은 불투명한 제품의 슬리퍼 조성물을 얻고자 하는 경우, 구성비계 100중량%를 기준으로, 열가소성고무(TPE) 중 오일타입의 폴리스티렌계수지 30중량%, 비 오일타입의 폴리스티렌계수지 17~23중량%, 스틸렌부타디엔수지 22~28중량%, 파라핀 오일(paraffinoil) 15중량%, 필러(Filler) 9중량%, 산화방지제(antioxidant) 1중량%가 함유됨이 바람직하며, 또한, 투명한 제품의 슬리퍼 조성물을 얻고자 하는 경우, 구성비계 100중량%를 기준으로, 열가소성고무(TPE)중 오일타입의 폴리스티렌계수지 30중량%, 비 오일타입의 폴리스티렌계수지 24~28중량%, 스틸렌부타디엔수지 26~30중량%, 파라핀 오일(paraffin Oil) 15중량%, 산화방지제(antioxidant) 1중량%가 함유되도록 조성물을 각각 구성하고, 이를 일정한 조건하에서 사출 성형함으로써 쇼와 경도(Shore Hardness ‘A’)가 65~75인 슬리퍼 제품을 얻을 수 있고, 이러한 제품은 열가소성고무(TPE)조성물로 이루어져 있어 미끄럼방지, 사출성형성, 재활용성이 우수하고, 또 양호한 경도성, 탄력성, 복원력, 유연성, 내한성을 비롯하여 비중이 낮아 가볍고 부드러워 장시간 착용시에도 피로감을 느끼지 않게 되는 등의 물리적 특성의 제공이 가능한 슬리퍼 조성물 및 슬리퍼를 제공하는 것이 가능하게 된다.
슬리퍼, 쇼와 경도, 열가소성고무

Description

슬리퍼 성형용 열가소성 고무 조성물 및 이에 의해 얻어지는 슬리퍼{ Tthermoplstic elastomer composite for Slipper injection molding and slipper}
본 발명은 슬리퍼 성형용 열가소성 고무(TPE: Thermoplastic Elastomer) 조성물 및 그 성형 제품에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 실내나 욕실에서 주로 이용하게 되는 슬리퍼(slipper)의 용도에 알맞도록 부드럽고 소프트한 촉감을 가질 뿐 아니라 양호한 경도성, 내한성, 복원성, 논-슬립(Non-Slip)성, 무독 무취하고 발화시 유독가스가 발생되지 않아 인체에 무해하고, 재활용이 가능하여 친환경적이며, 또 가벼워 착용감이 매우 우수하게 되는 등의 물리적 특성을 제공할 수 있도록 한 슬리퍼 성형용 열가소성 고무 조성물 및 이에 의해 얻어지는 슬리퍼에 관한 것이다.
종래 사용되고 있는 PVC(Polyvinlchloride, 폴리염화비닐)소재의 슬리퍼(욕실화 또는 실내화를 포함함)는 소재의 특성상 온도의 변화에 매우 취약하며, 딱딱한 수지의 특성상, 유연성, 내충격성, 탄성 복원력, 내한성 및 내구성이 매우 약하며, 재료 비중이 무겁고, 외부 접촉부위가 미끄러울 뿐 아니라 압축 강도가 약하여 물체의 하중에 쉽게 견디지 못하여 바닥으로 형성되는 격자형의 받침편들이 쉽게 찢어지거나 파손되는 문제가 있었다. 또한 PVC소재의 슬리퍼는 환경 및 인체에 유해한 소재로서, 환경에 노출시 인체에 유해하고, 또 성형시 발화시 독가스(염소)가 발생하는 문제와 더불어 환경 호로몬과 같은 유해 물질이 발생되어 작업 환경이 저하되는 제조상을 비롯하여 사용상의 문제가 있다. 또한 범용수지로서 가격이 저렴한데 비하여 비중이 높아 슬리퍼의 무게가 무거워 착용감을 크게 떨어뜨리는 문제가 있어 장시간 착용시 피로도가 증가하는 문제가 있다.
하지만, 해당 업계에서는 종래 PVC소재를 이용하여 슬리퍼를 제작함에 따른 여러가지 문제점에도 불구하고, 제조 단가가 저렴하다는 이유로 현재까지 사용하고 있으며, 상기한 문제를 해결하고자 하는 원료의 개발이나 조성물의 개발은 거의 이루어지지 않고 있고, 주로 지압 등의 기능적인 측면에서 많은 개발이 진행되고 있는 실정이다.
이에 본 발명자는 오랜 시간에 걸쳐 연구한 결과를 통해 범용수지인 PVC에 비해서는 다소 가격이 높지만 무독성 친환경 소재인 열가소성 고무(TPE)중 폴리스티렌계 수지를 주원료로 하고, 이에 기타 부재료들을 혼합 사용하여 제조하는 경우, 슬리퍼의 용도에 알맞은 최적의 경도를 가질 뿐 아니라 뛰어난 내한성으로 크랙이 발생되지 않고, 또 압축 강도 및 고무 탄력성에 의해 우수한 복원력을 가지며, 부드럽고 소프트한 감촉 및 낮은 비중으로 인해 착용시 피로감이 없고 가벼우며, 성형성이 양호하여 재활용이 가능한 환경친화적이며, 발화시 유독가스 무 발생으로 인해 인체에 무해하고 고무성분에 의해 뛰어난 논-슬립 등의 물리적 특성을 갖는 슬리퍼를 제조할 수 있음을 확인하였으며, 이에 본 발명은 이에 기초하여 본 발명을 완성하게 된 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 PVC소재의 슬리퍼를 대신하여 우수한 경도 및 양호한 작업성 및 성형성, 가공성 및 논-슬립성을 갖는 무독성 소재의 슬리퍼를 제조하기 위한 슬리퍼 성형용 열가소성 고무(TPE) 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 슬리퍼를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조성물은, 불투명한 제품의 슬리퍼 조성물을 얻고자 하는 경우, 구성비계 100중량%를 기준으로, 열가소성고무(TPE)중 오일타입의 폴리스티렌계수지 30중량%, 비 오일타입의 폴리스티렌계수지 17~23중량%, 스틸렌부타디엔수지 22~28중량%, 파라핀 오일(paraffinoil) 15중량%, 필러(Filler) 9중량%, 산화방지제(antioxidant) 1중량%가 함유되도록 구성됨이 바람직하다.
또한, 투명한 제품의 슬리퍼 조성물을 얻고자 하는 경우, 구성비계 100중량%를 기준으로, 열가소성고무(TPE)중 오일타입의 폴리스티렌계수지 30중량%, 비 오일타입의 폴리스티렌계수지 24~28중량%, 스틸렌부타디엔수지 26~30중량%, 파라핀 오일(paraffin Oil) 15중량%, 산화방지제(antioxidant) 1중량%가 함유되도록 구성됨이 바람직하다.
상기한 조성물은, 사출기에 넣어져 일정한 작업 조건에서 불투명 또는 투명한 슬리퍼로 사출되어 진다. 이러한 슬리퍼는 용용수지 온도 180~210℃, 사출압력 45~50㎏/㎠, 금형온도 40~50℃, 사출시간 45~60초의 조건에서 용융 사출되어 진다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에서 주원료로서, 열가소성 고무(TPE)가 사용된다. 이는 가황(加黃)하지 않고 선상고분자(線狀高分子)인 채로 고무 탄성(彈性)을 띠는 고무로서, 열가소성 엘라스토머(Thermoplstic Elastomer) 또는 열가소성 고무라고 불리어진다. 그 종류로는 폴리스티렌계수지가 이용되는바, 이는 고온에서는 소성변형이 가능해 플라스틱의 가공기(사출, 압출기)에 성형할 수 있는 고분자 재료이다. 열가소성고무(TPE)의 종류로는, 폴리스티렌계(SBS,SIS 등), 폴리올레핀계(TPO, TPV), 폴리디올리핀계, 염소계, 엔지니어링플라스틱계(TPU, TPEE) 등이 있다.
이러한 열가소성고무(TPE)의 특징으로는 탄성이 있어, 필름, 시트, 접착제의 고분자 응용제품에 고기능이나 고성능의 부여가 가능하고, 수지성분과 고무성분을 포함하고 있기 때문에 각종 폴리머얼로이의 상용화제로 유효하게 이용되고 있다. 다만, 코스트가 다소 높다는 결점을 갖고 있다.
하지만 코스트가 높음에도 불구하고, 친환경 무독소재로서 성형시 독가스의 배출 발생이 없어 무독, 무취, 무해하며, 부드러운 촉감과 느낌이 외부온도에 상관없이 유지되며, 특히 내열온도(65℃) 및 저온(-40℃)특성으로 인해 내한성이 매우 우수하다. 또한 비중이 0.92~0.97로서 매우 낮아 제품 가공성이 우수하고, 착용시 가벼우며, 피로를 주지 않는 특성을 가지고 있다. 또한, 투명성, 탄력성, 복원력, 끈끈함, 논-슬립(NON-SLIP), 유연성, 신율(인장)이 매우 우수하다. 특히 친환경 소재로서 환경 규제의 영향 없이 제품을 성형 가공할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있 다.
이러한 열가소성 고무(TPE)중 폴리스티렌계수지는 전체 조성물의 구성비계 100중량%를 기준으로, 불투명 제품의 슬리퍼 조성물을 얻고자 하는 경우에는 오일타입의 폴리스티렌계수지 30중량%, 비 오일타입의 폴리스티렌계수지 17~23중량%, 스틸렌부타디엔수지(Styrene Butadiene Resin) 22~28중량%, 파라핀 오일(paraffinoil) 15중량%, 필러(Filler) 9중량%, 산화방지제(antioxidant) 1중량%가 함유되도록 구성됨이 가장 바람직하다.
또한, 투명한 제품의 슬리퍼 조성물을 얻고자 하는 경우, 구성비계 100중량%를 기준으로, 오일타입의 폴리스티렌계수지 30중량%, 비 오일타입의 폴리스티렌계수지 24~28중량%, 스틸렌부타디엔수지 26~30중량%, 파라핀 오일(paraffin Oil) 15중량%, 산화방지제(antioxidant) 1중량%가 함유되도록 구성됨이 가장 바람직하다.
상기한 열가소성 고무(TPE)중 오일 타입의 폴리스티렌계수지를 사용함은 오일이 함유되어 있어 작업성을 우수하게 하고, 또 비 오일타입의 경우 고무 물성을 향상시키게 되는 작용을 한다. 그리고 하이 폴리스티렌수지 및 스틸렌부타디엔수지를 사용함은 물성보강 및 경도를 조절하는 작용을 하게 된다.
그리고, 본 발명의 조성물 원료 중 파라핀 오일(paraffinoil) 이 사용되어 지는바, 이는 압출 및 사출성형시 우수한 생산성을 제공하고, 뭉침 현상을 없애고, 표면 개선 효과를 갖는다.
또한, 필러(Filler)는 치수안정성 효과를 제공하게 되는 것으로서, 이는 불투명인 경우에만 첨가하게 되고, 투명시에는 첨가하지 않는다. 또한, 산화방지제(antioxidant)는 햇빛에 의한 탈색(누렇게 변하는 성질), 노화를 방지하고, 또 고무의 수명이 연장되어 진다. 상기한 각 원료들은 주원료인 열가소성 고무(TPE)의 폴리스티렌 수지에 대하여 상기에서 기술한 바와 같이 적정한 배합비율로 혼합됨이 바람직하다.
상기와 같은 배합 비율로 구성되는 각 슬리퍼 성형용 조성물은, 불투명 또는 투명 제품에 관계없이 약 40~50℃로 가열되고 있는 혼합기(일명, 슈퍼 믹서기)에 넣어 15~20분간 약 400~450rpm으로 교반 혼합하고, 이렇게 혼합이 완료된 혼합물은 다시 180~210℃의 압출 온도를 가지는 트윈 압출기를 통과시켜 용융 혼련(混練)시키며, 상기 압출기를 통해 용융 혼련된 용융물을 다시 성형금형을 통해 압출하고 일정한 크기로 절단하는 과정을 통해 펠릿 형태로 제조되어 진다. 이렇게 얻어지는 조성물은 본 발명에 따른 슬리퍼 제품의 사출 성형 재료로 이용되어 진다.
상기한 펠릿 상의 사출 성형소재를 이용하여 슬리퍼로 사출하는 과정을 설명한다.
즉, 상기한 펠릿 상의 성형소재는 용융수지 온도 180~210℃, 사출압력 45~50㎏/㎠, 금형온도 40~50℃, 사출시간 45~60초(냉각시간 포함)의 조건에서 용융 사출되어 지는 일련의 과정을 통해 소정 형상을 갖는 슬리퍼가 사출 성형되어 질 수 있는 것이다. 한편 상기 과정에서 필요한 경우 슬리퍼에 색상을 부여하기 위한 안료가 더 첨가될 수도 있을 것이다.
본 발명의 조성물을 이용하여 제조되는 슬리퍼는 그 용도와 기능에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.
그리고, 상기한 과정을 통해 사출되어진 제품, 예컨대 슬리퍼는, 측정 결과 쇼와 경도(Shore Hardness ‘A’)가 65~75를 가지게 되어, 슬리퍼 용도에 매우 적합한 경도를 얻게 된다. 예를 들어 종래 PVC소재를 이용하던 것에 비하여 안정된 경도를 얻을 수 있는 것이다. 참고적으로, 상기 슬리퍼 제품의 경도 측정은 ASTM D-2240법에 따라 측정하였다. 그리고, 본 발명에 따른 조성물을 이용하여 슬리퍼의 사출 성형과정에서 소재의 특성상 유독 가스의 무 발생으로 인해 작업 환경의 향상은 물론 대량 생산이 가능하게 되었다.
또한, 열가소성 고무 조성물의 특성상, 탄성 복원력, 유수한 밀착성, 논 슬립에 의해 안정된 물리적 특성의 제공이 가능하게 되고, 또 내한성이 우수하여 -40℃에서도 부드러운 촉감 및 느낌이 유지되어 피로감이 없을 뿐 아니라 크랙발생이 전혀 없고 경도 변화가 없어 안정된 유연성을 제공하고, 또 비중이 0.92~0.97로서 매우 가벼워 착용감이 우수함에 따라 슬리퍼의 용도로서 전혀 손색이 없음을 확인할 수 있었다.
특히, 본 발명의 조성물을 이용하여 제조된 슬리퍼는 전술한 바와 같이 무독, 무취로 인해 인체에 전혀 해를 끼치지 않는 친환경 제품으로서, 안정성의 확보가 가능하고, 특히 주원료가 열가소성고무로서, 성형성과 재활용성이 양호하다는 측면에서 환경친화적이라는 이점도 아울러 갖는다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 열가소성 고무를 주성분으로 하여 실내나 욕실에서 사용하기에 적합한 슬리퍼의 용도에 알 맞는 조성물을 얻음으로써, 종래 PVC소재를 대체할 수 있는 친환경 무독성 제품을 얻을 수 있고, 또 사출 성형시 독가스의 무 발생으로 인해 인체에 해로운 환경 호로몬 물질의 배출이 방지되어 사용 안정성 및 작업 환경성을 크게 개선시 킬 수 있으며, 또한, 양호한 경도 유지를 통한 압축강도와 탄력성 유지 및 우수한 내한성 등으로 인해 온도에 관계없이 항상 부드러운 촉감과 느낌을 상시 유지할 수 있어 장시간 신고 활동하더라도 전혀 피로감이 없고, 또 가벼워 경쾌한 착용감을 제공하게는 슬리퍼의 제조가 가능한 조성물을 제공하게 된다.

Claims (6)

  1. 불투명한 제품의 슬리퍼 조성물을 얻고자 하는 경우, 구성비계 100중량%를 기준으로, 열가소성고무(TPE)중 오일타입의 폴리스티렌계수지 30중량%, 비 오일타입의 폴리스티렌계수지 17~23중량%, 스틸렌부타디엔수지 22~28중량%, 파라핀 오일(paraffinoil) 15중량%, 필러(Filler) 9중량%, 산화방지제(antioxidant) 1중량%가 함유되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬리퍼 성형용 열가소성 고무 조성물.
  2. 투명한 제품의 슬리퍼 조성물을 얻고자 하는 경우, 구성비계 100중량%를 기준으로, 열가소성고무(TPE)중 오일타입의 폴리스티렌계수지 30중량%, 비 오일타입의 폴리스티렌계수지 24~28중량%, 스틸렌부타디엔수지 26~30중량%, 파라핀 오일(paraffin Oil) 15중량%, 산화방지제(antioxidant) 1중량%가 함유되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬리퍼 성형용 열가소성 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항의 조성물을 사출 성형하여 얻어진 슬리퍼.
  4. 제3항에 있어서, 슬리퍼는, 용용수지 온도 180~210℃, 사출압력 45~50㎏/㎠, 금형온도 40~50℃, 사출시간 45~60초의 조건하에서 용융 및 사출되어 짐을 특징으 로 하는 열가소성 고무 조성물에 의해 얻어지는 슬리퍼.
  5. 제3항에 의해 얻어지는 제품은, 쇼와 경도(Shore Hardness ‘A’)가 65~75인 것을 특징으로 하는 열가소성 고무 조성물에 의해 얻어지는 슬리퍼.
  6. 삭제
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