KR101246677B1 - 전기전도성을 갖는 발포체 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 기재로서 일정 함량이상의 비닐아세테이트 함량을 갖는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(EVA) 단독, 또는 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체에 일정 경도 이하의 알파 올레핀 수지를 혼용하거나 또는 금속이온을 포함하고 있는 아이오노머 수지를 혼용한 기재를 바탕으로 전기 전도성과 함께 저경도 특성의 부여가 가능하도록 한 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 관한 것이다.

Description

전기전도성을 갖는 발포체 조성물{POLYMER FOAMS WITH LOW HARDNESS HAVING AN ELECTRICALLY CONDUCTIVITY}

본 발명은 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기재로서 일정 함량 이상의 비닐아세테이트 함량을 갖는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(EVA) 단독, 또는 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체에 일정 경도 이하의 알파 올레핀 수지를 혼용하거나 또는 금속이온을 포함하고 있는 아이오노머 수지를 혼용한 기재를 바탕으로 전기 전도성과 함께 저경도 특성의 부여가 가능하도록 한 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 발포체에 적용되는 고분자 기재의 경우 절연체이기 때문에 발포체에 전기 전도성을 나타내기 위해서는 전도성 고분자 혹은 전도성 첨가제의 도입이 필요한데, 전도성 고분자의 경우 기존 일반적인 발포체용 고분자에 비해 가격이 비싸고 기존 제조공정으로는 발포체 제조가 어렵다는 문제점이 있다.

전도성 첨가제를 고분자 기재에 적용하는 방법에 대한 연구들이 다양하게 진행되고 있으며, 고분자 기재에 전도성 고분자를 적용한 특허로는 국내 등록특허공보 제10-0747084호에 주원료인 에틸렌비닐아세테이트(EVA)에 대하여 가교제, 발포제, 충전제 및 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리파이롤(polypyrrole), 폴리티오핀(polythiophene) 등과 같은 전도성 고분자 첨가제를 혼합하여 컴파운드 조성물을 형성하고, 컴파운드 조성물을 발포시켜 제조된 정전기 방지용 아웃솔이 구비된 방진화가 알려져 있지만, 상기와 같은 특허의 경우에는 기존 소재인 EVA와 전도성 고분자의 녹는점이나 연화점의 차이가 있기 때문에 이들 재료를 혼련할 때 고분자 소재의 분산특성의 문제가 나타나게 되고 이와 함께 EVA와 전도성 고분자와의 가교특성이 다르기 때문에 성형시 과가교 혹은 미가교 현상이 발생하는 등 상기에서 지적한 바와 같이 기존 제조공정으로는 발포체 제조가 어려운 문제점이 있었다.

그리고 고분자 기재에 아세틸렌 블랙, 카본블랙 등과 같은 통상적인 전도성 첨가제를 적용한 특허로는 국내 등록특허공보 제10-0855053호에 주원료인 고무 라텍스에 대하여 각종 고무첨가제와 함께 도전성 첨가제로서 은 분말, 구리 분말, 니켈 분말 및 카본블랙 분말 중에서 어느 하나 또는 둘 이상을 선택하여 사용한 것을 특징으로 하는 도전성 라텍스 폼의 제조방법과, 국내 공개특허공보 제10-2009-0131589호에 실리콘 고무조성물에 대하여 아세틸렌계 카본블랙을 첨가하여 전도성이 부여된 저비중의 발포체를 제조할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전도성 실리콘 발포체 조성물과, 국내 공개특허공보 제10-2004-0039388호에 중량 평균 중합도가 1000 이상인 폴리오가노실록산에 카본 블랙, 탄소 섬유, 및 흑연 및 전도성 금속 분말 등을 첨가한 것을 특징으로 하는 전기전도성 실리콘 고무 스폰지 조성물 등이 알려져 있지만, 라텍스 폼의 경우는 열압축성형(press법)이나 사출성형(injection법)에서 발포시키는 팽창형태(expansion type)가 아니라 취입(吹入)형태(blowing type)의 발포에 의해 발포체가 제조되기 때문에 발포체 부위별로 발포 셀(cell)의 크기나 형태에서 차이가 나타나서 물리적 특성이 발포체 부위별로 차이가 나타나는 문제점이 있고 또한 전도성의 부여를 위해 기존 라텍스 발포체 제조공정에서 또 한번의 제조공정이 추가되기 때문에 발포체 제조공정이 복잡하다는 문제점이 있다.

실리콘 고무 발포체의 경우, 실리콘 고무가 EVA계 소재에 비해 자체적인 전도성이 우수하여 전도성 첨가제 사용에 따른 발포체의 전도성 발현이 용이하지만, 고무를 기재로 하는 발포체의 경우 2단계의 발포공정을 사용하기 때문에 EVA 등에 비해 제조공정이 복잡하고 EVA계 발포체에 비해 저비중화가 어렵기 때문에 경량성이 요구되는 제품에제대로 적용되지는 못하고 있는 실정이다.

또한, 발포체는 그 적용분야에 따라 다양한 특성들이 요구되는데 신발용 안창이나 의류용 발포체 등과 같은 제품의 경우는 쿠션성 및 유연성 등의 저경도 특성이 기본적으로 요구되지만, 전기 전도성의 확보를 위해 다량의 전도성 첨가제를 사용한 경우 발포체의 경도 상승이 동반되어 실질적인 제품으로의 적용이 어렵기 때문이다.

이에 본 발명자들은 전기전도성을 갖는 발포체를 제조함에 있어, 절연체인 고분자 소재에 전기 전도성의 도입을 위해 전기 전도성 첨가제를 사용하면서도 전기전도성 첨가제를 도입함에 따라 나타나는 발포체의 고경도화 문제를 해결하고자, 기재로서 일정 함량이상의 비닐아세테이트 함량을 갖는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(EVA) 단독, 또는 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체에 일정 경도 이하의 알파 올레핀 수지를 혼용하거나 또는 금속이온을 포함하고 있는 아이오노머 수지를 혼용한 기재를 바탕으로 한 발포체 조성물을 프레스 성형함으로써, 전기 전도성과 함께 저경도 특성의 부여가 가능한 발포체 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

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각종 첨가제를 포함하는 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 있어서, 비닐아세테이트 함량이 22~40중량%인 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 30~80중량%;와, 쇼어(Shore) A형 경도계로 측정한 경도가 56~70인 알파올레핀 수지 10~40중량%; 및 금속이온을 포함하는 아이오노머 10~30중량%;로 이루어진 기재 100중량부에 대하여, 전기전도성 첨가제 10~50중량부를 혼합하여 이루어지는 전기전도성을 갖는 발포체 조성물을 과제의 또 다른 해결 수단으로 한다.

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한편, 상기 전기전도성 첨가제는, 아세틸렌 블랙(acetylene blcak) 또는 케친 블랙(ketjen black)을 사용하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 각종 첨가제는, 상기 기재 100중량부에 대하여, 산화아연 및 스테아린산을 포함하는 발포체용 첨가제 1~5중량부, 가교제 0.1~5.0중량부, 가교조제 0.1~1.0중량부 및 발포제 1~20중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각종 첨가제는, 기재 100중량부에 대하여, 가공유 1~30 중량부를 더 포함할 수도 있다.

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의해 전기전도성과 저경도 특성을 동시에 갖는 발포체 제조가 가능함에 따라 전기전도성과 함께 쿠션성 및 유연성이 요구되는 신발용 안창이나 의류용 제품 등에 적용 가능한 발포체 제조가 가능하게 되는 효과가 있다.

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 전기전도성을 갖는 발포체 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 각종 첨가제를 포함하는 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 있어서, 비닐아세테이트 함량이 22~40중량%인 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체;로 이루어진 기재 100중량부에 대하여, 전기전도성 첨가제 10~50중량부를 혼합하여 이루어지거나 또는,

각종 첨가제를 포함하는 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 있어서, 비닐아세테이트 함량이 22~40중량%인 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 30~90중량%; 및 쇼어(Shore) A형 경도계로 측정한 경도가 56~70인 알파올레핀 수지 10~70중량%;로 이루어진 기재 100중량부에 대하여, 전기전도성 첨가제 10~50중량부를 혼합하여 이루어지거나 또는,

각종 첨가제를 포함하는 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 있어서, 비닐아세테이트 함량이 22~40중량%인 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 30~80중량%;와, 쇼어(Shore) A형 경도계로 측정한 경도가 56~70인 알파올레핀 수지 10~40중량%; 및 금속이온을 포함하는 아이오노머 10~30중량%;로 이루어진 기재 100중량부에 대하여, 전기전도성 첨가제 10~50중량부를 혼합하여 이루어지는 전기전도성을 갖는 저경도 발포체 조성물을 특징으로 하며,

아울러, 제조방법으로써, 상기 조성물을 조합한 후, 표면 온도가 110℃~140℃의 니이더에서 15~30분 혼련한 후 표면 온도가 100℃~110℃인 롤밀에서 가교제 및 발포제를 사용하여 혼련물을 제조하고, 이렇게 제조되어진 조성물을 열압축성형하되, 프레스 금형을 이용하여 150℃~170℃에서 10분~60분 동안 100~150kgf/cm²의 고압 하에서 프레스 성형하여 발포체를 제조한다.

상기 본 발명에서 사용되는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체는 본 발명의 기재를 이루는 것으로, 단독으로 사용될 수 있고, 후술되어질 알파올레핀 수지 또는 아이오노머와 혼용하여 사용될 수 있다.

한편, 상기 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체는 종래 라텍스 폼과는 달리, 팽창형태(expansion type)의 발포 즉, 열압축성형(press법)이나 사출성형(injection법)에 의한 발포가 가능하고, 종래 실리콘 고무 발포체와는 달리, 한번의 발포공정으로 발포가 가능할 뿐만 아니라 저비중화가 가능하기 때문에, 본 발명에 적용하기 바람직하며, 상기 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체는 비닐아세테이트 함량이 22~40중량%인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 비닐아세테이트의 함량이 22중량% 미만일 경우, 일정 수준의 전도성을 나타내기 위해 전도성 첨가제를 사용할 경우 발포체 경도가 높게 나타난다는 문제점이 있고, 40중량%를 초과할 경우, 비닐 아세테이트의 점착성에 기인하여 가공성의 문제점이 나타나게 된다.

상기 본 발명에서 사용되는 알파올레핀 수지는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체와 혼용되어 저경도 특성을 부여하기 위한 것으로, 그 사용량은 10~70중량%가 바람직하며, 상기 알파올레핀 수지의 사용량이 10중량% 미만일 경우, 발포체의 경도저하 효과가 거의 나타나지 않고, 70중량%를 초과할 경우, 발포체의 물리적 특성의 저하가 나타난다.

한편, 상기 알파올레핀 수지는 쇼어(Shore) A형 경도계로 측정한 경도가 56~70인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 알파올레핀 수지의 경도가 56미만일 경우, 발포체의 물리적 특성의 저하가 크게 나타나고, 70을 초과할 경우, 발포체의 경도저하 효과가 거의 나타나지 않게 된다.

상기 본 발명에서 사용되는 아이오노머는 금속이온을 포함하므로써, 에텔렌 비닐아세테이트 공중합체 및 알파올레핀 수지와 혼용되어 전기전도성을 향상시키기 위한 것으로, 그 사용량은 10~30중량%가 바람직하며, 아이오노머의 사용량이 10중량% 미만일 경우, 전기전도성의 향상 효과가 미비하며, 30중량%를 초과할 경우, 작업특성이 취약해지고 경도가 높아지는 문제점이 있다.

상기 본 발명에서 사용되는 전기전도성 첨가제는 발포체 조성물에 전기전도성을 부여하기 위한 것으로, 상기 기재 100중량부에 대하여 10~50중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 전기전도성 첨가제의 사용량이 10중량부 미만일 경우, 전기전도성이 제대로 발현되지 않으며, 50중량부를 초과할 경우, 경도가 높아지는 문제점이 있다.

한편, 상기 전기전도성 첨가제는, 아세틸렌 블랙(acetylene blcak) 또는 케친 블랙(ketjen black) 중 1종을 선택하여 사용하는 것이 바람직하며, 상기 본 발명에 사용되는 아세틸렌 블랙 또는 케친 블랙은 종래 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리파이롤(polypyrrole), 폴리티오핀(polythiophene) 등과 같은 전도성 고분자 첨가제와 달리, 상기 기재와의 상이한 가교특성에 따른 과가교 혹은 미가교 현상을 배제시킬 수 있음에 따라 본 발명에 적용하기에 바람직하다.

한편, 본 발명에서 사용되는 각종 첨가제는, 통상의 발포체용 첨가제, 가교제, 가교조제 및 발포제를 포함하며, 가공유를 추가로 사용할 수 있다.

상기 통상의 발포체용 첨가제는 산화아연, 스테아린산, 탄산칼슘 등을 사용할 수 있다. 한편, 상기 발포체용 첨가제는 상기 기재 100중량부에 대하여, 1~5중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 산화아연, 스테아린산을 포함하는 발포체용 첨가제의 사용량이 1중량부 미만일 경우, 첨가제의 효과를 기대하기 어렵고, 5중량부를 초과할 경우, 경도가 급격히 상승할 우려가 있다.

상기 가교제로는 퍼옥사이드, 황이나 황 공여체 및 유기과산화물 모두 가능하지만, 본 발명의 경우 1분 반감기 온도가 150℃~180℃인 유기과산화물을 사용하는 것이 내구성과 발포특성 제어 등에서 다른 가교제 사용한 경우보다 특히 바람직하다.

이때, 1분기 반감기 온도가 150℃ 미만이 될 경우 컴파운드 제조 공정에서 조기 분해되는 우려가 있고, 180℃ 이상이 될 경우 프레스로 발포체를 제조하는데 소요되는 시간이 길어져 생산성이 떨어지는 문제가 있다.

유기과산화물 가교제는 기재 100 중량부에 대하여 0.1~5.0 중량부가 사용되며, 0.1 중량부 미만일 경우에는 가교효과가 부족하여 발포제 분해 시 수지의 고운 점탄성이 유지되지 못해 발포체의 외관이 불량해지며 영구압축줄음율 등이 열약해져 제품의내구성에 문제가 발생될 우려가 있고, 5.0 중량부 이상인 경우에는 과도가 가교로 인하여 가교밀도 증가에 의해 발포 가스압이 증가하여 발포체가 터지는 현상이 발생될 우려가 있다.

이러한 유기과산화물 가교제의 예로는 t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸퍼옥시프탈레이트, t-디부틸퍼옥시말레인산, 시클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 티큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5(t-부틸퍼옥시)-3-헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트 및 a,a'-비스(t-부틸퍼옥시)이소프로필벤젠 등 중에서 1종 이상 사용될 수 있다.

또한 과산화물 가교 시 성형시간 단축과 내구성 개선을 위한 적절한 가교구조를 얻기 위하여 상기 가교제에 가교조제를 기재 100 중량부에 대하여 0.1~1.0 중량부를 사용할 수 있다.

이때, 가교제조의 사용량이 0.1 중량부 미만이면 성형시간이 길어져 생산성이 떨어지게 되며, 1.0 중량부를 초과하여 사용될 경우에는 프레스 성형 시 저장 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

가교조제의 예로는 디비닐벤젠, 트리아릴시아누레이트, 트리아릴이소시아누레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글로콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 아릴메타크릴레이트, 비닐부틸레이트 및 비닐아레이트 등 중에서 1종 이상 사용될 수 있다.

상기 발포제는 통상적으로 당 업계에서 사용되는 아조계, OBSH계, DPT계, TSH계, 요소계 등을 모두 사용할 수 있으며, 본 발명의 경우 컴파운드 가공 중에서 조기발포가 되지 않은 것으로서 프레스 성형 온도가 150℃~170℃에서 이루어지는 것을 감안하여 분해온도가 140℃~180℃인 아조계 화합물을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

상기의 발포제는 특별히 한정되는 것이 아니지만 기재 100 중량부에 대하여 1~20중량부 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기한 발포제의 사용량이 1 중량부 미만이면 발포체의 밀도가 높게 됨으로써 발포 효과가 없으며 사용량이 20 중량부를 초과할 경우에는 발포체의 성형이 원활하지 못할 뿐만 아니라 내구성에도 큰 문제가 발생함에 따라 신발용 안창으로 적용할 수 없게 된다.

이러한 발포제의 예로는 아조디카본아미드계, 디아조미노엑소벤젠계, n,n-디니트로소펜타메틸렌테트라아민계, p-톨루엔설포닐하이드라지이드계, p,p-옥시버스(벤젠설포닐하이드라지이드)계 또는 벤젠설포닐아이드라지아드들로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 사용될 수 있다.

그리고 상기 기재에 경도 저하를 위해 가공유를 첨가, 혼합사용하기도 하는데 통상적으로 고무 제품에 사용되는 화이트 오일(White oil). 파라핀 오일(Paraffin oil), 나프탈렌 오일(Naphthene oil). 아로마틱 오일(Aromatic oil)을 사용 할 수 있는데 기재 100 중량부에 1~30 중량부가 바람직하며, 상기 범위를 초과할 경우 발포 성형특성에 문제가 발생한다.

이하, 본 발명의 구성을 아래 실시 예에 의해 상세히 설명하는바 본 발명의 구성은 아래의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.

1. 전기전도성을 갖는 발포체 조성물의 제조

(실시예 1)

비닐아세테이트 함량이 28중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 100 중량%와 기재 100 중량부에 대해 아세틸렌 블랙 30 중량부와 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부를 밀페형 혼합기에 투입하여 균일하게 분산되도록 10~15분간 혼련하고 100∼120℃의 조건에서 덤핑(dumping)하고, 90∼100℃의 롤밀(roll-mill)에서 기재 100중량부에 대해 아조디카본아미드계 발포제를 12 중량부, 퍼옥사이드계 가교제 1.8 중량부, 가교조제 0.2 중량부를 투입하여 분산시켜 쉬트상으로 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조되어진 쉬트상의 컴파운드를 상온에서 방치 후 25mm 두께의 프레스용 금형에 투입하여 155℃의 온도와 150kgf/cm2의 압력조건에서 40분간 가압가열한 후 금형을 열어 발포체를 제조한다.

(실시예 2)

비닐아세테이트 함량이 28중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 60 중량%와 자체경도가 A type으로 56∼58인 알파올레핀 수지 40 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대해 아세틸렌블랙 30 중량부와 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부를 밀페형 혼합기에 투입하여 균일하게 분산되도록 10~15분간 혼련하고 100∼120℃의 조건에서 덤핑(dumping)하고, 90∼100℃의 롤밀(roll-mill)에서 기재 100중량부에 대해 아조디카본아미드계 발포제를 12 중량부, 퍼옥사이드계 가교제 2.0 중량부, 가교조제 0.2 중량부를 투입하여 분산시켜 쉬트상으로 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조되어진 쉬트상의 컴파운드를 상온에서 방치 후 25mm 두께의 프레스용 금형에 투입하여 155℃의 온도와 150kgf/cm2의 압력조건에서 40분간 가압가열한 후 금형을 열어 발포체를 제조한다.

(실시예 3)

비닐아세테이트 함량이 28중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 60 중량%와 자체경도가 A type으로 56∼58인 알파올레핀 수지 40 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대해 아세틸렌 블랙 30 중량부와 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 가공유 20 중량부를 밀페형 혼합기에 투입하여 균일하게 분산되도록 10~15분간 혼련하고 100∼120℃의 조건에서 덤핑(dumping)하고, 90∼100℃의 롤밀(roll-mill)에서 기재 100중량부에 대해 아조디카본아미드계 발포제를 10 중량부, 퍼옥사이드계 가교제 2.2 중량부, 가교조제 0.2 중량부를 투입하여 분산시켜 쉬트상으로 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조되어진 쉬트상의 컴파운드를 상온상에서 방치후 25mm 두께의 프레스용 금형에 투입하여 155℃의 온도와 150kgf/cm2의 압력조건에서 40분간 가압가열한 후 금형을 열어 발포체를 제조한다.

(실시예 4)

비닐아세테이트 함량이 28중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 60 중량%와 자체경도가 A type으로 56∼58인 알파올레핀 수지 40 중량부로 이루어진 기재 100 중량부에 대해 케친 블랙 20 중량부와 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부를 밀페형 혼합기에 투입하여 균일하게 분산되도록 10~15분간 혼련하고 100∼120℃의 조건에서 덤핑(dumping)하고, 90∼100℃의 롤밀(roll-mill)에서 기재 100중량부에 대해 아조디카본아미드계 발포제를 10 중량부, 퍼옥사이드계 가교제 1.6 중량부, 가교조제 0.2 중량부를 투입하여 분산시켜 쉬트상으로 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조되어진 쉬트상의 컴파운드를 상온상에서 방치후 25mm 두께의 프레스용 금형에 투입하여 155℃의 온도와 150kgf/cm2의 압력조건에서 40분간 가압가열한 후 금형을 열어 발포체를 제조한다.

(실시예 5)

비닐아세테이트 함량이 28중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 30 중량%, 자체경도가 A type으로 56∼58인 알파올레핀 수지 40 중량%, 아이오너머 30 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대해 아세틸렌블랙 20 중량부와 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부를 밀페형 혼합기에 투입하여 균일하게 분산되도록 10~15분간 혼련하고 100∼120℃의 조건에서 덤핑(dumping)하고, 90∼100℃의 롤밀(roll-mill)에서 기재 100중량부에 대해 아조디카본아미드계 발포제를 10 중량부, 퍼옥사이드계 가교제 1.6 중량부, 가교조제 0.2 중량부를 투입하여 분산시켜 쉬트상으로 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조되어진 쉬트상의 컴파운드를 상온에서 방치 후 25mm 두께의 프레스용 금형에 투입하여 155℃의 온도와 150kgf/cm2의 압력조건에서 40분간 가압가열한 후 금형을 열어 발포체를 제조한다.

(비교예 1)

비닐아세테이트 함량이 18중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대해 산화아연 5 중량부와 스테아린산 1 중량부를 밀페형 혼합기에 투입하고 균일하게 분산되도록 10~15분간 혼련하여 100∼120℃의 조건에서 덤핑(dumping)하고, 90∼100℃의 롤밀(roll-mill)에서 기재 100중량부에 대해 아조디카본아미드계 발포제를 5.0 중량부, 퍼옥사이드계 가교제 1.0 중량부, 가교조제 0.2 중량부를 투입하여 분산시켜 쉬트상으로 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조되어진 쉬트상의 컴파운드를 상온상에서 방치후 25mm 두께의 프레스용 금형에 투입하여 155℃의 온도와 150kgf/cm2의 압력조건에서 40분간 가압가열한 후 금형을 열어 발포체를 제조한다.

(비교예 2)

비닐아세테이트 함량이 18중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대해 아세틸렌 블랙 30 중량부와 산화아연 5 중량부와 스테아린산 1 중량부를 밀페형 혼합기에 투입하고 균일하게 분산되도록 10~15분간 혼련하여 100∼120℃의 조건에서 덤핑(dumping)하고, 90∼100℃의 롤밀(roll-mill)에서 기재 100중량부에 대해 아조디카본아미드계 발포제를 10 중량부, 퍼옥사이드계 가교제 2.0 중량부, 가교조제 0.2 중량부를 투입하여 분산시켜 쉬트상으로 컴파운드를 제조한다. 이렇게 제조되어진 쉬트상의 컴파운드를 상온상에서 방치후 25mm 두께의 프레스용 금형에 투입하여 155℃의 온도와 150kgf/cm2의 압력조건에서 40분간 가압가열한 후 금형을 열어 발포체를 제조한다.

상기와 같이, 상기 실시예와 비교예는 발포체용 고분자 기재 및 첨가제 시스템에 따른 전기 전도성과 경도특성 변화를 시험하기 위해 제조한 발포체 조성물로써, 실시예 1은 비닐아세테이트 함량이 28중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체에 아세틸렌 블랙을 첨가한 발포체 조성물이고, 실시예 2는 실시예 1에 적용된 에틸렌비닐아세테이트 공중합체에 저경도 알파올레핀 수지를 혼용한 블렌드물을 고분자 기재로 사용한 발포체 조성물이다.

실시예 3은 실시예 2의 고분자 기재에 가공유를 첨가한 발포체 조성물이고 실시예 4는 실시예 2의 고분자 기재에 전도성 첨가제로 케친 블랙을 첨가한 발포체 조성물이며 실시예 5는 실시예 2에서 사용된 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 저경도 알파올레핀 수지와 함께 아이오노머를 혼용한 고분자 기재를 사용한 발포체 조성물이다.

한편, 비교예 1은 일반적으로 열압축 성형용 발포체에 사용되는 비닐아세테이트 함량이 18중량%인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 적용한 발포체 조성물이고 비교예 2는 비교예 1에 전기 전도성을 발현을 위해 아세틸렌 블랙을 적용한 발포체 조성물로써, 상기 각 실시예 및 비교예의 구성성분을 아래 [표 1]에 나타내었다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교예 1	비교예 2
EVA 1 (VA 28%) 1)	100	60	60	60	30	-	-
EVA 2 (VA 18%) 2)	-	-	-	-	-	100	100
알파올레핀 수지 3)	-	40	40	40	40	-	-
아이오너머 4)	-	-	-	-	30	-	-
아세틸렌 블랙 5)	30	30	30	-	20	-	30
케친 블랙 6)	-	-	-	20	-	-	-
산화아연 7)	5	5	5	5	5	5	5
스테아린산 8)	1	1	1	1	1	1	1
가공유 9)	-	-	20	-	-	-	-
가교제 10)	1.8	2.0	2.2	1.6	1.6	1.0	2.0
가교조제 11)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
발포제 12)	12	12	12	12	12	12	12
주) 1) 한화석유화학 2) 한화석유화학 3) 일본, 미쯔이 케미칼 4) 미국, 듀폰 5) Denka Kagaku Kogyo 6) Aczo chemie N. V 7) 피제이컴텍 8) 엘지화학 9) Michang oil IND, CO., Ltd, White oil 10) 일본 NOF, DCP 11) 미국 대구사, TAC50 12) 금양, Cellcom JTR

2. 특성 시험

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1,2에 의해 제조된 발포체를 다음과 같은 방법으로 특성을 시험하여 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.

1) 비중

발포체의 비중은 발포체의 표면부분에서 자동비중측정 장치를 이용하여 5회 측정하여 그 평균치를 취하였다.

2) 경도

발포체의 경도는 발포체의 표면부분에 에스커(Asker C)형 경도계로 ASTM D 2240에 준하여 측정하였다.

3) 전기저항

발포체의 전기저항은 발포체의 표면부분에 삼광전자사의 SK-7010S 전기저항 측정장치로 ASTM D267에 준하여 측정하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교예 1	비교예 2
비중	0.15	0.15	0.15	0.14	0.14	0.15	0.15
경도 (C type)	52	45	38	38	40	51	70
전기저항 (MΩ)	3	3	3	4	3	2,000이상	3

상기 [표 2]에서와 같이, 비교예 1은 일반적으로 일반적으로 열압축 성형용 발포체에 사용되는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 적용한 발포체 조성물로서 전기전도성이 부도체적인 특성을 보이고 있고 비교예 2의 경우 전도성 첨가제가 도입에 의해 전기 전도성은 나타나지만 아세틸렌 블랙의 보강 특성으로 인하여 고경도 특성이 나타나고 있다.

실시예 1은 높은 비닐아세테이트 함량을 갖는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 적용함으로서 전도성 첨가제로 아세틸렌 블랙을 적용하더라도 일반적인 열압축 성형용 발포체와 유사한 경도 특성이 나타나고 있다.

실시예 2는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체보다 더욱 연질 특성의 알파올레핀 수지가 도입됨으로서 실시예 1의 경도보다 낮은 경도특성을 보여주고 있고 실시예 3은 가공유가 적용됨에 따라 실시예 2보다 더욱 낮은 경도 특성이 나타나고 있다

실시예 4는 전도성 첨가제로 케친 블랙을 적용한 경우로서 전기전도성 효율이 아세틸렌 블랙에 비해 우수하기 때문에 실시예 2에 사용된 아세틸렌 블랙의 사용량에 비해 적은 양을 사용하더라도 실시예 2와 유사한 전기전도성이 나타나고 감소되어진 카본 블랙의 사용량만큼 저경도 특성이 나타나고 있다.

실시예 5는 금속이온을 포함하고 있는 아이오노머를 혼합함에 따라 고분자 기재의 전기전도성이 개선되어 실시예 2에 사용된 아세틸렌 블랙의 사용량에 비해 적은 양을 사용하더라도 실시예 2와 유사한 전기전도성이 나타나고 감소되어진 카본 블랙의 사용량만큼 저경도 특성이 나타나고 있다.

따라서, 본 발명은 전기전도성과 저경도(에스커(Asker C)형 경도계로 30~55) 특성을 동시에 갖는 발포체 제조가 가능함에 따라 전기전도성과 함께 쿠션성 및 유연성이 요구되는 신발용 안창이나 의류용 제품 등에 적용 가능한 발포체 제조가 가능하게 된다. 본 발명에서 발포체의 경도가 30 에스커(Asker C) 미만이 될 경우에는 경도가 너무 낮아져서 장기간 사용시 발포체의 형상을 제대로 유지하기 어렵고, 발포체의 경도가 55 에스커(Asker C)를 초과할 경우에는 발포체의 경도가 높아져서 쿠션성과 유연성이 저하할 우려가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기전도성을 갖는 발포체 조성물을 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술분야의 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.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 각종 첨가제를 포함하는 전기전도성을 갖는 발포체 조성물에 있어서,
   비닐아세테이트 함량이 22~40중량%인 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 30~80중량%;와, 쇼어(Shore) A형 경도계로 측정한 경도가 56~70인 알파올레핀 수지 10~40중량%; 및 금속이온을 포함하는 아이오노머 10~30중량%;로 이루어진 기재 100중량부에 대하여,
   전기전도성 첨가제로써 아세틸렌 블랙(acetylene blcak) 또는 케친 블랙(ketjen black) 10~50중량부를 혼합하여 이루어지되,
   상기 각종 첨가제는, 상기 기재 100중량부에 대하여, 산화아연 및 스테아린산을 포함하는 발포체용 첨가제 1~5중량부, 가교제 0.1~5.0중량부, 가교조제 0.1~1.0중량부, 발포제 1~20중량부 및 가공유 1~30 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기전도성을 갖는 발포체 조성물
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5. 삭제
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