KR101252269B1

KR101252269B1 - 신발 깔창용 고흡수성 수지 조성물 및 이를 이용한 신발깔창

Info

Publication number: KR101252269B1
Application number: KR1020110083543A
Authority: KR
Inventors: 정영길
Original assignee: 정영길
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-04-08
Also published as: KR20130021174A

Abstract

본 발명은 신발 깔창용 조성물 및 이를 이용한 신발 깔창에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발포성 수지에 고흡수성 폴리머와 첨가제를 혼합하여 이루어진 신발 깔창용 고흡수성 수지 조성물 및 이를 이용한 신발 깔창에 관한 것으로, 발포성 수지 100중량부에 대하여 고흡수성 폴리머 5 ~ 30중량부, 무기충진제 50 ~ 100중량부 및 가류제 1~10중량부를 포함하여 이루어지는 신발깔창용 고흡수성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 고흡수성 신발 깔창 및 이의 제조방법이 개시된다.

Description

신발 깔창용 고흡수성 수지 조성물 및 이를 이용한 신발깔창{Superadsorbent resin composition for shoes inner pad and the shoes inner pad which was produced using it}

본 발명은 신발 깔창용 조성물 및 이를 이용한 신발 깔창에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발포성 수지에 고흡수성 폴리머와 첨가제를 혼합하여 이루어진 신발 깔창용 고흡수성 수지 조성물 및 이를 이용한 신발 깔창에 관한 것이다.

통상적으로 신발 깔창은 신발 바닥에 끼워져 착용자의 발바닥과 직접적으로 접해지는 신발의 구성부품으로서, 오랜 시간 동안 신발을 착용하고 있더라도 도보로 인한 발의 피로감을 최소화시키면서 착용감이 편하도록 제조되어야 한다. 이러한 신발 깔창은 주지된 바와 같이 신발 내부의 바닥 면 모양에 따라 그 형상이 이루어지고 착용자가 보행 시 편안함을 느끼고 피로감을 덜 수 있도록 쿠션재를 이용하여 제작되었다.

그러나 운동화 등과 같은 신발의 경우 쿠션재 자체가 보온성이 있으므로 이러한 신발을 착용하여 장시간 동안 보행 시 신발 내부의 바닥에 열기가 많이 발생되어 축적될 뿐만 아니라, 발생된 열기가 쉽게 방출되지 못하므로 신발을 벗게 되는 경우에는 불쾌한 발 냄새가 발생된다. 또한, 상기 발에서 생성된 땀에 의해서 각종 세균성 족부 질환이 유발되는 문제점이 있었다. 따라서 더운 날씨에는 비단 운동화뿐만 아니라, 각종 신발이 상기한 문제점에 의해서 신발 착용 시 몹시 부담을 느끼게 된다.

종래에는 상기 문제점을 해소하고자 공기 순환을 위해 신발 깔창에 많은 수의 통공을 형성하여 열기를 식히도록 하는 방식이 고작이었다. 그러나 종래의 이 같은 신발 깔창은 신발 내부에서 공기의 순환이 전혀 이루어지지 못하므로 내부 열기를 식히거나 발 냄새를 예방하는 근본적인 해결책은 되지 못하였다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 땀의 흡수 및 통풍성, 탈취 효능이 탁월한 코코넛 파이버를 소재로 한 신발 깔창이 실용신안등록 제218261호로 등록된바 있다. 신발 깔창의 소재로 사용되어지는 코코넛 파이버는 통기성이 우수하고, 원적외선의 발산 및 이로 인한 탈취, 향균 효과가 우수하기 때문에 침대 매트리스와 같이 쿠션이 필요로 하는 제품에 이미 널리 적용되고 있고, 실용신안등록 제21826호에 개시된 "코코넛을 이용한 신발 깔창" 역시 상용화된 코코넛 파이버를 이용한 제품이다.

상기의 선 등록고안을 살펴보면, 얇은 두께로 제조된 코코넛 파이버 원판의 일 측면에 섬유원단을 접착제로 접착하여서 통상 신발 내부의 바닥 면 모양을 갖도록 프레스 재단하여서 된 평판인 솔 타입의 것이다.

상기와 같이 제조된 등록고안의 신발 깔창은, 땀의 흡수 및 통풍성, 탈취 효능이 탁월한 반면, 두께가 너무 두꺼워 신발 바닥에 끼워 넣는데 불편함이 있을 뿐만 아니라, 등록고안의 신발 깔창이 깔려 있는 신발을 착용하였을 때 신발 깔창으로 인하여 신발 내부의 공간이 좁아져 착용감이 저하되는 단점이 발생하였고, 그로인하여 보행 중에 피로감을 쉽게 느끼게 되는 문제점을 야기하고 있다.

또한 상기의 신발 깔창은 다양한 물품에 적용(범용)이 가능하도록 제조된 코코넛 파이버를 후 가공(post processing) 없이 신발 깔창에 접목시킨 것이어서, 코코넛 섬유 가닥이 서로 엉켜서 이루어진 코코넛 파이버가 쉽게 쪼게(갈라짐)어지는 등 내구성에 문제가 많아 소비자들로 하여금 신발 깔창의 신뢰성을 확보하는데 어려움이 있었고, 또한, 땀의 흡수력이 미약하여 발에 땀이 많이 나는 사람의 경우 이로 인하여 무좀, 습진, 발냄새 등으로 인한 사용자 불쾌감 뿐만아니라 주위사람에게도 피해를 주어 사회생활에 있어 많은 어려움이 따른다. 그리고, 겨울철에는 동상과 같은 위험한 사고로 이어질 수 있는 위험성이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 수지 및/또는 발포성 수지에 고흡수성 폴리머(Super Absorbent Polymer)를 혼합하고, 사익 혼합물에 수분흡수력이 우수한 무기첨가제를 첨가하여 땀의 흡수력을 높여 사용자의 불쾌감뿐만 아니라, 주변사람에게 2차 피해를 유발하지 않는 신발 깔창용 고흡수성 조성물 및 이를 이용하여 제조된 신발깔창을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.

상기한 과제를 해결한 본 발명의 신발깔창용 고흡수성 수지 조성물은 실리콘 고무, 실리콘 발포고무, 써모 플라스틱 엘라스토머(Thermo Plastic Elastomer), 우레탄폼, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 폼, 천연고무(NR), 천연고무 발포폼, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(Ethylene Propylene Diene Monomer)고무, 클로로프렌러버(CR; Chloroprene Rubber), 라텍스, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(NBR), 부틸고무, PVC로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 발포성 수지 100중량부에 대하여,
폴리아크릴산에 전분(Starch)을 그래프트 중합시킨 폴리아크릴산-전분 그래프트 고분자, 폴리아크릴산(polyacrylic acid)-폴리비닐알코올(polyvinylalcohol) 그래프트 고분자, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스(Sodium carboxy methycellulose), 폴리아클릴산과 천연고분자의 그래프트 중합체, 폴리아크릴산과 폴리비닐아민의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 폴리머 5 ~ 30중량부;
벤토나이트 또는 소듐벤토나이트 50 ~ 100중량부;
테트라메틸 티우람 디설파이드(TT), 디펜타메틸렌 티우람 테트라설파이트(TRA), 아민류로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 가류제 1~10중량부; 및
나노크기의 입자크기를 가지는 미분상태의 산화티타늄, 은나노, 맥반석, 무기물계 항균소취제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 수용액상태의 항균소취제 0.5~10중량부를 포함하여 이루어진다.

삭제

또한, 본 발명에서는 상기 개시된 신발깔창용 고흡수성 조성물로 제조되어 일정 모양으로 성형된 고흡수성 신발깔창을 제공한다.

여기서, 상기 신발 깔창은 고흡수성 수지 조성물을 압출 또는 용융시킨 용융물을 성형기에서 용융온도는 80~180℃환경하에 가열가압하여 1.5~4.5㎜의 두께를 가지도록 패드 형상으로 성형 및 고화시키고, 상기 고화된 패드의 일면상에 직물을 덧 덴 후, 재단기로 재단하는 공정으로 이루어진다.

삭제

본 발명에서 제공되는 신발깔창용 조성물은 수분흡수력이 우수한 무기첨가제와 고흡수성 폴리머를 첨가하여 높은 흡수성을 유지하고, 땀의 흡수력을 높여 사용자의 불쾌감을 해소하여 쾌적함을 유지할 뿐만 아니라, 배출된 땀으로 인한 악취로 주변사람에게 2차 피해를 유발하지 않는 효과를 가진다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 고흡수성 신발깔창의 제조방법을 예시한 블럭도이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 수지 및/또는 발포성 수지에 흡수성이 우수한 고흡수성 폴리머와 천연무기물인 벤토나이트 또는 소듐벤토나이트를 혼합하여 되는 신발깔창용 고흡수성 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 신발 깔창용 고흡수성 수지 조성물은 발포성 수지 100중량부에 대하여 고흡수성 폴리머 5 ~ 30중량부, 무기충진제 50 ~ 100중량부, 가류제 1 ~ 10중량부 및 항균소취제를 포함하여 이루어진다.

상기 발포성 수지는 실리콘 고무, 실리콘 발포고무, 써모 플라스틱 엘라스토머(Thermo Plastic Elastomer), 우레탄폼, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 폼, 천연고무(NR), 천연고무 발포폼, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(Ethylene Propylene Diene Monomer)고무, 클로로프렌러버(CR; Chloroprene Rubber), 라텍스, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(NBR), 부틸고무로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용한다.

본 발명을 구성하는 상기 고흡수성 폴리머는 폴리아크릴산 고분자, 폴리아크릴산에 전분(Starch)을 그래프트 중합시킨 폴리아크릴산-전분 그래프트 고분자, 폴리아크릴산(polyacrylic acid)-폴리비닐알코올(polyvinylalcohol) 그래프트 고분자, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스(Sodium carboxy methycellulose), 폴리아클릴산과 천연고분자의 그래프트 중합체, 폴리아크릴산과 폴리비닐아민의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하며, 보다 바람직하게는 폴리아크릴산 고분자(소듐 폴리아크릴레이트라고도 함)를 사용하는 것이 좋다.

상기 고흡수성 폴리머의 혼합량은 발포성 수지 100중량부에 대하여 고흡수성 폴리머 5 ~ 30중량부를 혼합하는 것이며, 바람직하게는 10 ~ 25중량부를 사용하는 것이 좋다. 만일, 상기 폴리머의 혼합량이 5중량부 미만일 경우 만족할 만한 수분흡수율을 얻기가 어려운 문제점을 가지며, 30중량부를 초과할 경우에는 수지의 물성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명을 구성하는 상기 무기충진제는 벤토나이트 또는 소듐 벤토나이트 중 어느 하나를 사용한다. 바람직하게 벤토나이트를 사용하는 것이며, 보다 바람직하게는 평균입도 150 ~ 200메시의 벤토나이트를 사용하는 것이다.

상기 무기충진제의 혼합량은 수지 및 발포성 수지 100중량부에 대하여 무기충진제 50 ~ 100중량부를 혼합하게 된다. 보다 바람직하게는 50 ~ 80중량부를 포함하도록 혼합하는 것이다. 만일, 상기 무기충진제의 혼합량이 50중량부 미만일 경우에는 어느 정도 물질특성상 어느 정도의 수분흡수율을 얻을 수 있지만, 본 발명에서 목적하는 만족할 만한 수분흡수율을 얻기가 곤란하고, 100중량부를 초과할 경우에는 수분흡수율이 너무 높아 팽창이 급격하게 일어나 신발깔창으로서 역할을 상실하는 문제가 발생하게 되어, 오히려 사용자의 불편함을 증대시킬 수 있게 된다.

본 발명을 구성하는 상기 가류제는 DM, TT, TRA, 유황, 아민류로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하며, 그 혼합량은 수지 및 발포성 수지 100중량부에 대하여 1~10중량부를 혼합하게 된다. 만일, 상기 가류제의 혼합량이 1중량부 미만으로 사용될 경우에는 가류온도 및 가류시간에 문제가 있고, 10중량부를 초과하여 사용될 경우에는 보관상 스코치가 발생할 위험성이 있다.

상기 가류제는 본 발명의 수지 조성물의 가류온도를 낮추고 가류시간을 단축시킬 뿐만 아니라 가류제품의 물성을 개선시키게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 개시된 수지 조성물에 항균소취력을 증대시키기 위하여 항균소취제를 첨가할 수 있다. 상기 항균소취제는 본 발명을 저해 하지 않는 범위 내에서 인체에 무해한 것이라면 어느 것을 첨가하여도 무방하나, 바람직하게는 상기 항균소취제로는 산화티타늄(TiO2), 은나노, 맥반석, 황토로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들중 선택된 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 나노크기의 입자크기를 가지는 미분상태의 것을 사용하는 것이다. 보다 바람직하게는 10nm 이하의 입자크기를 가지는 것을 사용하는 것이다. 더욱 바람직하게 이들 항균소취제는 수용액상태로 첨가되어 혼합되는 것이 좋다.

바람직하게 상기 항균소취제의 첨가량은 이상에서 개시되는 본 발명의 수지 조성물 100중량부에 대하여 0.5~10중량부를 혼합하는 것이며, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 5중량부를 첨가하는 것이다. 만일, 최소값 미만으로 첨가될 경우에는 첨가되는 항균소취제의 만족할 만한 항균소취력을 얻기 어렵고, 최대값을 초과하여 첨가될 경우에는 항균소취력은 우수하나, 수분흡수력의 저해를 초래할 수 있으며, 제조단가의 상승 등으로 생산성의 저하를 초래할 수 있다.

상기 항균소취제를 더 첨가함으로써, 흡수성만으로 완벽한 소취 및 항균처리가 어려움을 해소할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 상기 개시된 본 발명의 수지 조성물을 이용하여 성형가공된 고흡수성 신발 깔창을 제공하게 된다.

본 발명에서 개시되는 수지 조성물을 이용하여 고흡수성 신발 깔창의 제조방법을 첨부도면 도 1을 참조하여 설명하면,

우선, 수지 및/또는 발포성 수지에 고흡수성 폴리머를 용융기에 투입하여 균질혼합하고, 혼합과정에서 무기첨가제와 가류제를 순차적으로 첨가하여 배합한다.(S10)

상기 배합된 조성물은 적정 온도를 유지하여 용융시켜 용융물을 형성(S20)시키고, 상기 용융물은 성형기에 투입하여, 가열가압하여 일정두께를 가지도록 패드 형상으로 성형 및 고화시킨다.(S30)

상기 고화된 패드의 일면상에 직물을 덧 덴 후(S40), 재단기로 재단(S50)하여 완성된다.

이때, 상기 조성물은 수지 및 발포성 수지 100중량부에 대하여 고흡수성 폴리머 10 ~ 30중량부, 무기충진제 50 ~ 100중량부 및 가류제 1~10중량부를 포함한다.

여기서, 상기 조성물의 용융시 용융온도는 80~180℃환경하에 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 패드의 성형 두께는 1.5~4.5㎜가 되도록 성형되는 것이 바람직하다.

상기 성형 패드의 두께를 한정하는 이유는 만일 1.5㎜ 미만일 경우에는 충분한 수분흡수력을 얻기 곤란한 문제가 있을 수 있고, 4.5㎜를 초과할 경우에는 충분한 수분흡수력을 유지할 수 있으나, 사용자의 착용감이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 즉, 필요에 따라 깔창의 두께가 4.5㎜를 초과하여 제조될 수도 있으나, 충분한 수분흡수력을 가지면서 가장 최적의 착용감을 유지할 수 있는 두께로 4.5㎜로 한정하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 개시된 수지 조성물에 항균소취력을 증대시키기 위하여 항균소취제를 더 첨가할 수 있다. 상기 항균소취제는 본 발명을 저해 하지 않는 범위 내에서 인체에 무해한 것이라면 어느 것을 첨가하여도 무방하나, 바람직하게는 상기 항균소취제로는 산화티타늄(TiO2), 은나노, 제올라이트, 맥반석, 황토로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 선택된 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 나노크기의 입자크기를 가지는 미분상태의 것을 사용하는 것이다.

이상에서 설명되는 본 발명에 따른 신발 깔창용 고흡수성 수지 조성물을 하기 표 1에 나타난 비율로 혼합하고여 혼합물을 준비하고, 상기 혼합물을 용융기에서 용융온도 120℃로 용융시키고, 용융된 용융물을 성형기에 넣어 두께 2.5㎜, 가로×세로 = 300×300(mm)의 판상의 패드로 성형하여 통상적인 신발깔창제조용 천을 일면에 덧데어 접착시켜 시편을 제조하여 준비하였다.

상기와 같이 준비된 시편의 무게(W0)를 측정하고, 상기 시편을 1리터의 물이 채워진 용기에 넣고, 10분간 침지시킨 다음, 꺼내어 표면에 맺힌 수분을 닦아낸 후, 무게(W1)을 측정한 다음, 상기 수분흡수 후 무게 W1에서 흡수전 W0의 차를 구하는 방법으로 수분흡수량을 측정하였으며, 하기 (식 1) 에 따라 흡수량(소수점 이하는 절삭함)을 측정하였고, (식 2)로 수분흡수율을 계산하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

수분흡수량 = W1 - W0 ------------- (식 1)

수분흡수율 = (W1 - W0)/W0 * 100 ------------ (식 2)

구 분	고무 (g)	벤토나이트 (g)	고흡수성 폴리머 (g)	가류제 (g)	수분흡수량 (g)	수분흡수율 (%)
조성물 1	100	50	5	1	60	38.46
조성물 2	100	50	10	1	130	80.75
조성물 3	100	50	15	1	190	114.45
조성물 4	100	50	20	1	260	152.04
조성물 5	100	50	25	1	380	215.90
조성물 6	100	80	5	5	84	44.21
조성물 7	100	80	10	5	156	80.00
조성물 8	100	80	15	5	234	117.00
조성물 9	100	80	20	5	308	150.24
조성물 10	100	80	25	5	418	199.04
비교대상 1	150	-	-	-	0	0
비교대상 2	150	-	-	-	0	0

상기 표 1에서 조성물 1~5에 사용된 고무는 EPDM을 사용하였고, 조성물 6~10은 NBR을 사용하였다. 고흡수성 폴리머로는 폴리아크릴산 고분자를 사용하였으며, 가류제로는 TT를 사용하였다.

상기 표 1에서 비교대상 1은 EPDM을 단독으로 사용하였고, 비교대상 2는 NBR을 단독으로 사용하여, 패드로 가공한 것이다.

상기 표 1의 결과, 본 발명의 신발깔창용 조성물로 제조된 패드의 수분흡수력이 비교대상 1 및 2의 패드와 비교해 볼 때, 월등히 우수한 수분흡수력을 가짐을 알 수 있었다. 따라서, 상기 결과로 본 발명의 조성물로 되는 신발깔창이 사용자의 체내에서 배출되는 땀 흡수력이 우수하여 사용자가 쾌적함을 유지하게 되는 것이다.

Claims

실리콘 고무, 실리콘 발포고무, 써모 플라스틱 엘라스토머(Thermo Plastic Elastomer), 우레탄폼, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 폼, 천연고무(NR), 천연고무 발포폼, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(Ethylene Propylene Diene Monomer)고무, 클로로프렌러버(CR; Chloroprene Rubber), 라텍스, 아크릴로니트릴-부타디엔 러버(NBR), 부틸고무, PVC로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 발포성 수지 100중량부에 대하여,
폴리아크릴산에 전분(Starch)을 그래프트 중합시킨 폴리아크릴산-전분 그래프트 고분자, 폴리아크릴산(polyacrylic acid)-폴리비닐알코올(polyvinylalcohol) 그래프트 고분자, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스(Sodium carboxy methycellulose), 폴리아클릴산과 천연고분자의 그래프트 중합체, 폴리아크릴산과 폴리비닐아민의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 폴리머 5 ~ 30중량부;
벤토나이트 또는 소듐벤토나이트 50 ~ 100중량부;
테트라메틸 티우람 디설파이드(TT), 디펜타메틸렌 티우람 테트라설파이트(TRA), 아민류로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 가류제 1~10중량부; 및
나노크기의 입자크기를 가지는 미분상태의 산화티타늄, 은나노, 맥반석, 무기물계 항균소취제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 수용액상태의 항균소취제 0.5~10중량부를 포함하여 이루어지는 신발깔창용 고흡수성 수지 수지 조성물.
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청구항 제 1 항 기재의 수지 조성물로 제조되어 일정 모양으로 성형된 고흡수성 신발깔창.
청구항 제1항 기재의 고흡수성 수지 조성물을 압출 또는 용융시킨 용융물을 성형기에서 용융온도는 80~180℃환경하에 가열가압하여 1.5~4.5㎜의 두께를 가지도록 패드 형상으로 성형 및 고화시키고, 상기 고화된 패드의 일면상에 직물을 덧 덴 후, 재단기로 재단하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고흡수성 신발깔창의 제조방법.
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