KR101002211B1

KR101002211B1 - 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물 및 이에 따른 신발창용 스펀지 제조방법

Info

Publication number: KR101002211B1
Application number: KR1020090040855A
Authority: KR
Inventors: 임희순
Original assignee: 하규열
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2010-12-20
Also published as: KR20100121922A

Abstract

본 발명은 신발창용 비닐 아세테이트 공중합체 조성물에 관한 것으로 특히, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 1OO 중량부와, 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부와, 연화제 0.3~2.0 중량부와, 가교조제 0.3~2.0 중량부와, 가교제 0.5~1.5 중량부와, 보강제 1.0~5.0 중량부, 및 발포제 2.0~8.0 중량부를 혼합하여 구성된 것을 특징으로 하는 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물을 제공하며, 합성수지와 실리콘 오일의 물리적 특성이 상호 보완 작용을 하여 마모지수를 높게 함으로서 등산 또는 공장 작업 시 암벽이나 돌멩이 또는 기계 및 타 장애물에 신발창이 부딪칠 경우에 표면을 보호하여 주며 합성수지 스펀지의 최대의 단점인 낮은 마모지수를 높이는 효과가 있다.

신발창, 비닐 아세테이트 공중합체, 실리콘 오일

Description

실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물 및 이에 따른 신발창용 스펀지 제조방법{Ethylene vinyl acetate copolymer composition for footbed utilizing silicon oil and the method for manufacturing footbed sponge}

본 발명은 신발창용 비닐 아세테이트 공중합체 조성물에 관한 것으로 특히, 좋은 작업성과 높은 성형성을 갖는 비닐 아세테이트 공중합제 조성물에 낮은 표면장력 및 마찰계수와 온도의 안정성, 비반응성, 내마모성의 특성을 지닌 실리콘 오일을 배합 첨가하여 양자의 특성이 공존하도록 하는 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물 및 이에 따른 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 신발창(안장, 중창, 밑창)은 각기용도에 따라 일정한 경도, 인장력, 신장력, 복원력 충격흡수, 마모, 미끄럼 방지, 성형성 등 물리적 특성이 요구되며 또한 부품의 특성에 따라 각기 다른 물리적 특성이 요구되고 신발이 고 기능화 되면서 신발을 구성하고 있는 부품의 물리적 특성을 다양하게 요구 하고 있으며 또한 매우 중요하다.

종래의 신발창용 스펀지는 대부분 열가소성의 합성수지 스펀지를 사용하고 있는데, 이것은 합성수지 스펀지가 가지고 있는 열가소성의 성질로 인하여 우수한 성형성에 기인한 작업의 용이성 때문이다.

반면에 열가소성의 합성수지 스펀지는 내 마모성 및 표면강도가 약하여 신발창의 바닥부분에 접하는 부분은 쉽게 마모되고, 등산을 할 경우 돌이나 바위 부분에 부딪칠 경우나 공장 또는 작업장에서 기계 또는 다른 물체와 부딪칠 경우, 중창의 표면이 쉽게 파손되며 마모 현상이 일어난다.

이것은 합성수지 스펀지 자체가 마모 및 표피강도가 약하기 때문에 이것으로 만든 신발창 역시 같은 현상이 일어난다.

이러한 문제점은 합성수지 스펀지의 큰 단점으로 지적되고 있으며, 종래 합성수지 스펀지의 제조방법은 널리 알려져 있으나 간단하게 요약하면, 우선 EVA 수지에다 발포제, 가교제, 연화제, 조제 등을 배합하여 혼합기에서 1차 믹싱 후 로루기에서 2차 믹싱 작업을 한 다음 카렌다 혹은 로루에서 뚜께 2-3mm 시트를 만든 다음 냉각을 한 후 금형내부에 들어갈 무게를 평량하여 열 프레스에서 가열 압축하여 제조 하게 된다.

이때 스펀지 시트의 규격은 금형 치수와 발포배율에 따라 다르게 나타난다.

한편 신발의 고급화와 기능성이 요구되면서 가벼우면서 모든 물리적 특성이 신발부품에 따라 많이 요구되면서 앞에서 언급한 등산화나 안전화에서는 마찰 또는 충돌로 인하여 신발창용 스펀지의 표면강도가 높게 요구되고 있으나 별다른 방법이 없어 마모도가 약한 합성수지 스폰지(비닐 아세테이트 공중합제)를 사용하고 있다.

또한 높은 고마모성을 요구하는 특정한 부위에는 마모성이 좋은PU(Poly-Urethan) SHEET를 합성수지 스펀지 위에 접착을 하여 사용하거나 고무창으로 커버를 하여왔다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 신발창용 비닐 아세테이트 공중합체 조성물에 관한 것으로 특히, 좋은 작업성과 높은 성형성을 갖는 비닐 아세테이트 공중합제 조성물에 낮은 표면장력 및 마찰계수와 온도의 안정성, 비반응성, 내마모성의 특성을 지닌 실리콘 오일을 배합 첨가하여 양자의 특성이 공존하도록 하는 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물 및 이에 따른 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물의 특징은, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 1OO 중량부와, 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부와, 연화제 0.3~2.0 중량부와, 가교조제 0.3~2.0 중량부와, 가교제 0.5~1.5 중량부와, 보강제 1.0~5.0 중량부, 및 발포제 2.0~8.0 중량부를 혼합하여 구성된 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물의 부가적인 특징으로, 상기 실리콘 오일은 DOW CORNING 1000 CS 오일 또는 Dimethyl Poly-siloxane(PDMS)을 사용하며, 상기 연화제는 스테아린산을 사용하고, 상기 가교조제는 산화아연(ZnO)을 사용하며, 상기 가교제는 디쿠밀퍼록사이드(DCP)를 사용하고, 상기 보강제는 탄산마그네슘을 사용하며, 상기 발포제는 아조디카본아마이드를 사용하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신발창용 스펀지 제조방법의 특징은, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 1OO 중량부와, 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부와, 연화제 0.3~2.0 중량부와, 가교조제 0.3~2.0 중량부와, 가교제 0.5~1.5 중량부, 및 보강제 1.0~5.0 중량부을 혼합기에 넣고 온도 80~9O℃에서 12~14분간 혼합한 후 발포제 2.0~8.0 중량부를 투입하여 1~3분간 혼합하는 제 1공정과; 상기 제 1공정을 통해 혼합된 배합물을 2차 혼합기인 믹싱 로루에서 표면온도 70~8O℃에서 13~17분 동안 혼합하는 제 2공정과; 상기 제 2공정을 통해 혼합된 배합물을 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시키는 제 3공정과; 상기 제 3공정을 경유한 해당 배합물을 믹싱 로루에서 표면온도 7O~8O℃에서 13~17분 동안 재혼합하는 제 4공정과; 상기 제 4공정을 통해 혼합된 배합물을 3본카렌다에서 가로 5OO㎜, 세로 1000㎜, 두께 2~3㎜가 되도록 절단하여 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성 시키는 제 5공정과; 상기 제 5공정을 경유한 해당 배합물을 금형규격에 따라 평량한 다음 금형에 투입한 후 온도 152~l58℃, 압력 150kgf/㎠, 시간 42분 동안 가류 및 발포하는 프레스 발포 공정; 및 상기 프레스 발포 공정에서 제조된 스펀지를 냉각하는 공정을 포함하는 데 있다.

상술한 본 발명에 따른 특징으로 인해 기대되는 효과로는, 합성수지와 실리콘 오일의 물리적 특성이 상호 보완 작용을 하여 마모지수를 높게 함으로서 등산 또는 공장 작업 시 암벽이나 돌멩이 또는 기계 및 타 장애물에 신발창이 부딪칠 경우에 표면을 보호하여 주며 합성수지 스펀지의 최대의 단점인 낮은 마모지수를 높이는 효과가 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명에 따른 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물은 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 1OO 중량부와, 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부와, 연화제 0.3~2.0 중량부와, 가교조제 0.3~2.0 중량부와, 가교제 0.5~1.5 중량부와, 보강제 1.0~5.0 중량부, 및 발포제 2.0~8.0 중량부를 혼합하여 구성된 것으로, 이를 이용한 신발창용 스펀지의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.

스텝 1: 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 1OO 중량부와, 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부와, 연화제 0.3~2.0 중량부와, 가교조제 0.3~2.0 중량부와, 가교제 0.5~1.5 중량부, 및 보강제 1.0~5.0 중량부을 혼합기에 넣고 온도 80~9O℃에서 12~14분간 혼합한 후 발포제 2.0~8.0 중량부를 투입하여 1~3분간 혼합한다.

스텝 2: 상기 스텝 1을 통해 혼합된 배합물을 2차 혼합기인 믹싱 로루에서 표면온도 70~8O℃에서 13~17분 동안 혼합한다.

스텝 3: 상기 스텝 2을 통해 혼합된 배합물을 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시킨다.

스텝 4: 상기 스텝 3을 경유한 해당 배합물을 믹싱 로루에서 표면온도 7O~8O℃에서 13~17분 동안 재혼합한다.

스텝 5: 상기 스텝 4를 통해 혼합된 배합물을 3본카렌다에서 가로 5OO㎜, 세로 1000㎜, 두께 2~3㎜가 되도록 절단하여 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시킨다.

스텝 6: 상기 스텝 5를 경유한 해당 배합물을 금형규격에 따라 평량한 다음 금형에 투입한 후 온도 152~l58℃, 압력 150kgf/㎠, 시간 42분 동안 가류 및 발포한다.

스텝 7: 상기 스텝 6을 통해 제조된 스펀지를 냉각한다.

상술한 본 발명에 따른 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물과 해당 조성물을 이용한 신발창용 스펀지의 제조 공정을 보다 상세히 살펴보면, 상기 실리콘오일은 DOW CORNING 1000 CS 오일 또는 Dimethyl Poly-siloxane(PDMS)을 사용 하였으며, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 100중량부에 대하여 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.

만일 그 첨가량이 0.2 중량부 미만일 경우 실리콘오일의 배합량이 적어 물리적 특성을 기대 할 수 없는 문제가 있고, 5.0 중량부를 초과할 경우에는 실리콘 오일이 지니고 있는 미끄러움 때문에 합성수지 배합물의 분산이 매우 나빠진다. 뿐만 아니라 혼합 작업성이 1차 혼합작업이나 3차 로루 작업시 매우 나빠진다.

또한, 본 발명에 사용되는 상기 연화제로는 스테아린산을 사용하며 그 첨가량은 0.3~2.0중량부인 것이 바람직하다. 만일 그 첨가량이 0.3 중량부 미만일 경우 에는 유연성의 감소 및 혼합작업이 나쁜 문제가 있고, 2.0 중량부를 초과 할 경우 에는 표면에 침출하거나 물성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

또한, 본 발명에서 사용되는 상기 가교제는 D.C,P(Dicumyl-Peroxide)를 사용 하며 그 첨가량은 0.5~1.5 중량부인 것이 바람직하다. 만일 그 첨가량이 0.5 중량부 미만일 경우에는 미가류 현상이 발생하거나 가류시간이 너무 길어져 생산성이 떨어지고 또한 물성이 저하된다. 또한 첨가량이 1.5 중량부를 초과 할 경우에는 과 가류가 일어나 기포 불량의 현상이 나타나고 발포 배율이 저하되며 경도가 높아지고 스펀지의 물성이 저하되는 문제가 발생 하게 된다.

또한, 본 발명에서 사용되는 상기 가교조제로는 산화아연(ZnO)를 사용하며 그 첨가량은 0.3~2.0 중량부인 것이 바람직하다. 만일 그 첨가량이 0.3 중량부 미만일 경우에는 부분적인 미가류 현상이 발생되는 경우가 있고, 2.0 중량부를 초과할 정우에는 과가류현상과 비중이 높아지고 신장율이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.

또한, 본 발명에서 사용되는 보강제로는 탄산마그네슘(MgC0₃)이 사용되며 그 첨가량은 1.0~5.0 중량부인 것이 바람직하다. 만일 그 첨가량이 1.0 중량부 미만일 경우 보강효과가 미약하고, 그 첨가량이 5.0 중량부 이상인 경우에는 경도가 높고 비중이 높아지며 물성이 나빠진다.

또한, 본 발명에서 사용되는 상기 발포제는 아조디카본 아마이드(AD, Azodicarbon-amide)를 사용하며, 그 첨가량은 2.0~8.0인 것이 바람직하다. 만약 그 첨가량이 2.0 중량부 미만 일 경우에는 저 발포로 인하여 경도가 높고 비중이 높음 으로 인하여 스펀지로서의 기능이 상실되는 문제가 있고, 8.0 중량부를 초과 할 경우에는 발포 가스의 과다 발생으로 인하여 스펀지 불량이 발생하기도 하고 경도가 너무 약하여 신발창이 요구하는 물성치를 벗어난다.

이때, 본 발명에 있어서, 상기한 조성물 외에 본 발명을 저해하지 않는 범위애서 신발창(안창, 중창, 밑창) 스펀지의 사용용도에 따라 물성을 조절하기 위하여 각종 배합용수지, 고무 또는 기타의 충진제를 더욱 첨가 할 수 있으며, 예를 들어 본 발명에서는 발포제로 아조디카본 아마이드(AD, Azodicarbon-amide)를 사용한다고 예시하였으나 예시한 물질 이외에 대치 가능한 물질을 이용할 수도 있음을 미리 밝혀둔다.

상술한 바와 같은 조성물을 이용한 신발창용 스펀지의 제조 과정을 살펴보면, 아틸렌 비닐아세테이트 공중합체 1OO 중량부와, 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부와, 연화제 0.3~2.0 중량부와, 가교조제 0.3~2.0 중량부와, 가교제 0.5~1.5 중량부, 및 보강제 1.0~5.0 중량부을 혼합기에 넣고 온도 80~9O℃에서 12~14분간 혼합한 후 발포제 2.0~8.0 중량부를 투입하여 1~3분간 1차 혼합하고; 이렇게 1차 혼합된 배합물을 2차 혼합기인 믹싱 로루에서 표면온도 70~8O℃에서 13~17분 동안 2차 혼합한다.

이후, 2차 혼합된 배합물을 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시킨 후에, 숙성된 해당 배합물을 믹싱 로루에서 표면온도 7O~8O℃에서 13~17분 동안 3차 혼합한 후, 3차 혼합된 배합물을 3본카렌다에서 가로 5OO㎜, 세로 1000㎜, 두께 2~3㎜가 되도록 절단하여 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시키게 된다.

이후, 상술한 공정을 통해 숙성되어진 해당 배합물을 금형규격에 따라 평량한 다음 금형에 투입한 후 온도 152~l58℃, 압력 150kgf/㎠, 시간 42분 동안 가류 및 발포하는 프레스 발포 공정을 통해 제조된 스펀지를 냉각하여 완료되어진다.

이때, 상기 배합물의 투입 중량은 금형규격에 따라 다르게 평량되며 그 투입중량 계산 방법은 아래의 수학식 1 과 같다.

[수학식 1]

투입중량 = (금형의 가로 X 세로 X 높이)/혼합 배합물의 비중

상술한 본 발명에 따른 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물 및 이에 따른 신발창용 스펀지 제조방법의 실제적인 기능과 효과에 대해 실험예와 비교예를 아래와 같이 실행하였으며, 각종 물성을 시험한 데이터는 표1에 정리되어진 바와 같다.

[실험예]

E,V,A 공중합체 100중량부에 실리콘 오일 1.5 중량부, 연화제로 스테아린산 1.3 중량부, 가교제로 디쿠밀퍼록사이드(DCP;dicumyl peroxide) 0.8 중량부, 가교조제로 산화아연(ZnO) 0.8 중량부, 보강제로 탄산마그네슘 3.0 중량부, 발포제로 AD 6.1 중량부를 온도 80℃, 용량 75리터의 리다기에서 1차 혼합을 14분간 혼합하고, 상기 1차 혼합물을 표면온도 75℃ 로루에서 16분간 2차 혼합을 한 다음 상온에서 2시간 냉각 숙성 시킨 후 다시 상기 조건의 로루에서 3차혼합을 15분간 한 다음, 3본카렌다에서 규격 500× 1000× 2mm인 시트를 제조하고 자연냉각한 후 규격 620× 1140× 19mm인 금형에 중량 1l,500g을 투입하고 열 프레스 온도 152℃, 압력 150kgf/㎠, 시간 42분 동안 가류 발포하여 스펀지를 제조한 다음, 가로 150mm 세로 200mm 두께 10mm의 크기로 시편을 제조하여 실험샘플을 만들었다.

[비교예]

E,V,A 공중합체 100 중량부에, 연화제로 스테아린산 1.3 중량부, 가교제로 디쿠밀퍼록사이드(DCP) 0.8중량부, 가교조제로 산화아연(ZnO) 0.8중량부, 보강제로 탄산마그네슘 3.0중량부. 발포제로 AD 6.1중량부를 배합을 하여 실시예 1과 똑같은 방법으로 스펀지를 제조한 후 시편을 만들어 비교샘플을 만들었다.

상기 결과에서 보는 바와 같이 실시예의 실리콘 오일를 첨가하여 만든 스펀지의 마모지수가 비교예의 일반 합성수지 스펀지의 4.0배정도 높게 나타나는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 제조된 스펀지를 사용하여 각종 신발창을 제조 할 경우 합성수지 스펀지가 가지고 있는 물성과 실리콘 오일이 가지고 있는 물성을 동시 에 가지게 됨으로서 종래의 합성수지 스펀지에 비하여 마모성 및 마찰 계수가 우수한신발창을 만들 수 있게 되는 것이다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims

에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 1OO 중량부와, DOW CORNING 1000 CS 오일 또는 Dimethyl Poly-siloxane(PDMS)을 사용하는 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부와, 스테아린산을 사용하는 연화제 0.3~2.0 중량부와, 산화아연(ZnO)을 사용하는 가교조제 0.3~2.0 중량부와, 디쿠밀퍼록사이드(DCP)를 사용하는 가교제 0.5~1.5 중량부와, 탄산마그네슘을 사용하는 보강제 1.0~5.0 중량부, 및 아조디카본아마이드를 사용하는 발포제 2.0~8.0 중량부를 혼합하여 구성된 것을 특징으로 하는 실리콘 오일을 이용한 신발창용 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물.
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에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 1OO 중량부와, DOW CORNING 1000 CS 오일 또는 Dimethyl Poly-siloxane(PDMS)을 사용하는 실리콘 오일 0.2~5.0 중량부와, 스테아린산을 사용하는 연화제 0.3~2.0 중량부와, 산화아연(ZnO)을 사용하는 가교조제 0.3~2.0 중량부와, 디쿠밀퍼록사이드(DCP)를 사용하는 가교제 0.5~1.5 중량부, 및 탄산마그네슘을 사용하는 보강제 1.0~5.0 중량부을 혼합기에 넣고 온도 80~9O℃에서 12~14분간 혼합한 후 아조디카본아마이드를 사용하는 발포제 2.0~8.0 중량부를 투입하여 1~3분간 혼합하는 제 1공정과;

상기 제 1공정을 통해 혼합된 배합물을 2차 혼합기인 믹싱 로루에서 표면온도 70~8O℃에서 13~17분 동안 혼합하는 제 2공정과;

상기 제 2공정을 통해 혼합된 배합물을 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시키는 제 3공정과;

상기 제 3공정을 경유한 해당 배합물을 믹싱 로루에서 표면온도 7O~8O℃에서 13~17분 동안 재혼합하는 제 4공정과;

상기 제 4공정을 통해 혼합된 배합물을 3본카렌다에서 가로 5OO㎜, 세로 1000㎜, 두께 2~3㎜가 되도록 절단하여 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성 시키는 제 5공정과;

상기 제 5공정을 경유한 해당 배합물을 금형규격에 따라 평량한 다음 금형에 투입한 후 온도 152~l58℃, 압력 150kgf/㎠, 시간 42분 동안 가류 및 발포하는 프레스 발포 공정; 및

상기 프레스 발포 공정에서 제조된 스펀지를 냉각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신발창용 스펀지 제조방법.