KR101648447B1 - 복원력과 반발탄성이 우수한 신발 중창용 조성물 및 이를 이용한 신발 중창의 제조방법 - Google Patents

복원력과 반발탄성이 우수한 신발 중창용 조성물 및 이를 이용한 신발 중창의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신발 중창용 조성물 및 이를 이용한 신발 중창의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 신발 중창은 탁월한 복원력과 반발탄성을 제공하며, 그에 따라 신발의 내구성을 향상시키고 본래 가지고 있는 중창의 기능과 특성을 신발 수명과 동일하게 보존할 수 있다.

Description

복원력과 반발탄성이 우수한 신발 중창용 조성물 및 이를 이용한 신발 중창의 제조방법{Composition for a midsole of shoe having improved restoration and cushion and method for preparing a midsole of shoe using the same}
본 발명은 복원력과 반발 탄성이 우수한 신발 중창용 조성물 및 이를 이용한 신발 중창의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 에틸렌비닐아세테이트, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머, 에틸렌프로필렌 고무, 탄산마그네슘, 산화아연, 스테아린산, 가교제, 가교촉진제, 발포제를 포함하여 이루어지는 신발 중창용 조성물 및 이를 이용하여 발포 성형법에 의해 복원력과 반발탄성이 우수한 신발 중창을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 신발은 발을 감싸는 갑피 부분과 바닥을 지지하는 신발 창 부분으로 크게 구분되고, 신발 창 부분은 바깥족인 신발 밑창 부분과 내부인 안창과 중창으로 구분된다.
상기 중창은 발을 보호하고 체중에 의해 전달되는 외부 충격을 흡수하며 안정감과 발을 편안하게 하는 중요한 기능을 한다. 일반적으로 시중에 판매되고 있는 스포츠화나 아웃도어용 중창의 80% 이상이 에틸렌비닐아세테이트를 주요 구성 성분으로 한 발포 성형물이다.
이러한 발포 성형물의 제조 공법으로는 압축성형공법(compression molding)과 사출발포성형법(injection molding)이 있고, 과거에는 스폰지 시트를 먼저 제조한 후 다시 몰드에 넣어 압축 성형하는 압축성형공법을 많이 사용하였으나 최근에는 사출발포성형법을 더 많이 사용하고 있다.
이와 관련하여, 종래에는 복원력이 우수한 폴리우레탄을 일부 적용하여 중창을 제조한 예가 있었으나 환경오염, 가수분해, 비중 등의 여러 문제점이 발생하는 단점이 있었다. 이와 같은 문제점으로 인해 현재는 폴리우레탄 소재는 거의 사용되고 있지 않지만, 우레탄과 같은 특성 복원력의 향상이 에틸렌비닐아세테이트를 주체로 한 발포 성형물에도 꾸준히 요구되어 왔다.
한편, 기존의 중창은 주로 스폰지 또는 인젝션 파일론이나 유닛솔이 사용되어 왔으나, 안정된 직립 보행을 도와주고 착용감을 향상시킬 수 있으며 보행시 발생하는 충격을 분산시킬 수 있도록 반발 탄성이 더욱 향상된 신발 중창의 개발이 요구되어 왔다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2000-0045063호에서는 신발 중창의 밀도를 0.20~0.30g/cc로 낮추면서 인열 저항이 우수한 신발 중창용 조성물을 제조하는 기술을 소개하고 있고, 한국공개특허 제2010-0072965호에서는 신발 밑창과의 접착시 플라즈마에 대한 효과가 우수하고 일반적인 전처리 공정이 없이도 접착 강도가 향상된 신발 중창용 발포제 조성물을 소개하고 있다.
그러나, 신발 중창의 중요한 기능 중에 하나인 복원력(압축영구줄음률)과 반발 탄성 면에서는 여전히 미흡하다는 단점이 있었고, 이러한 낮은 복원력(압축영구줄음률) 및 반발 탄성은 신발을 장기간 사용할 경우 형상을 변형시켜 신발 본래의 기능과 수명을 유지할 수 없게 한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에틸렌비닐아세테이트, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머, 에틸렌프로필렌 고무, 탄산마그네슘, 산화아연, 스테아린산, 가교제, 가교촉진제, 발포제를 포함하여 이루어지는 신발 중창용 조성물 및 이를 이용하여 푸어링(pouring) 발포성형법에 의해 복원력(압축영구줄음률)과 반발탄성이 우수한 신발 중창을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 요지는 에틸렌비닐아세테이트, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머, 에틸렌프로필렌 고무, 탄산마그네슘, 산화아연, 스테아린산, 가교제, 가교촉진제, 발포제를 포함하여 이루어지는 복원력과 반발탄성이 우수한 신발 중창용 조성물에 관련된다.
본 발명의 다른 요지는 상기 조성물을 푸어링(pouring) 발포성형법을 이용하여 160℃, 150kgf/㎠ 압력에서 8분 동안 1차 프레스하여 프리폼을 만든 후 다시 금형에 넣어 160℃, 150kgf/㎠ 압력에서 8분 동안 가열 후 냉각 프레스에서 9분 동안 냉각하는 조건에서 2차 성형함으로써 복원력과 반발탄성이 우수한 신발 중창을 제조하는 방법에 관련된다.
본 발명에 따르면 복원력(압축영구줄음률) 및 반발탄성이 우수한 신발 중창을 제공할 수 있고, 그에 따라 신발의 내구성을 향상시킬 수 있으며 신발 중창이 가지고 있는 본래 기능과 특성을 신발 수명과 동일하게 보존할 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 조성물은 에틸렌비닐아세테이트, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머, 에틸렌프로필렌 고무, 탄산마그네슘, 산화아연, 스테아린산, 가교제, 가교촉진제, 발포제를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 바람직한 조성물은 에틸렌비닐아세테이트 44~46중량%, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머 9~11중량%, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머 24~26중량%, 에틸렌프로필렌 고무 7~9중량%, 탄산마그네슘 2~4중량%, 산화아연 1~3중량%, 스테아린산 0.9~1.1중량%, 가교제 0.7~0.9중량%, 가교촉진제 0.1~0.3중량%, 발포제 4~6중량%를 포함하여 이루어지고, 각 구성요소의 총합은 100중량%이다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 에틸렌비닐아세테이트는 44~46중량% 사용되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 본 발명에서 요구되는 물리적 특성이 저하되거나 작업 특성이 떨어지는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 상기 에틸렌비닐아세테이트는 약 45중량% 사용된다.
상기 에틸렌비닐아세테이트는 중합도와 비닐아세테이트의 함량에 의해 유연성 및 접착성이 결정되는데 고무에 비해 경량이면서 유연성과 충격 강도가 우수하다. 비닐아세테이트 함량이 많을수록 유연성이 향상되며 접착성도 좋다. 또한, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC) 등 고무와 상용성이 좋아 내충격성 등을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머는 9~11중량% 사용되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 본 발명에서 요구되는 경도 특성을 얻을 수 없게 되어 다른 물리적 특성도 달라지는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 고경도 폴리올레핀 엘라스토머는 약 10중량% 사용된다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머는 24~26중량% 사용되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 접착성이 떨어지거나 물성이 저하되는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 중경도 폴리올레핀 엘라스토머는 약 25중량% 사용된다.
본 발명의 고경도 및 중경도 폴리올레핀 엘라스토머는 이중결합을 1개 갖는 사슬모양 탄화수소 화합물인 올레핀의 중합물로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등을 예로 들 수 있고, 플라스틱 중에서 탄성이 뛰어나며, 인장 강도 및 인열 강도가 우수하다.
또한 본 발명의 고경도 및 중경도 폴리올레핀 엘라스토머는, 쇼어 A 경도에 있어서, 고경도는 90 ~ 96이고, 중경도는 80 ~ 85이다. 바람직하게는, 쇼어 A 경도에 있어서, 고경도는 약 95이고, 중경도는 약 83이다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 에틸렌프로필렌 고무는 7~9중량% 사용되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 2차 성형성이 나빠지거나 복원력이 떨어지는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 에틸렌프로필렌 고무는 약 8중량% 사용된다.
본 발명에서 에틸렌프로필렌 고무는 에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM)에 불포화기를 갖는 디엔(diene)을 첨가시켜 제조한 것으로서, 탄성과 복원력을 극대화하기 위해 사용되며 내열, 내산화성, 유연성이 뛰어나고, 넓은 온도 범위에서도 탄성력이 우수하다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 탄산마그네슘은 2~4중량% 사용되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 물성이 저하하거나 가공성 효과가 떨어지는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 탄산마그네슘은 약 3중량% 사용된다.
상기 탄산마그네슘은 투명성이 뛰어나고 비중이 낮아 충전제로서 가공시 분산 및 가공성을 향상시킨다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 산화아연은 1~3중량% 사용되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 작업 안정성이 저하하거나 가교 지연으로 생산성 및 품질에 악영향을 주는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 산화아연은 약 2중량% 사용된다.
상기 산화아연은 조성물 중 서로 다른 고분자들이 화학반응이 일어나도록 하는 촉진제로서 사용되며 공업적으로 금속아연을 가열하여 기화시켜 공기로 연소시키거나 황산아연 또는 질산아연을 태워서 제조한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 스테아린산은 0.9~1.1중량% 사용되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 본래 목적에서 벗어나 접착에 악영향을 줄 수 있거나 가공성 및 몰드 이형 효과가 줄어드는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 스테아린산은 약 1중량% 사용된다.
상기 스테아린산은 조성물 중 입경이 큰 입자와 응집한 입자를 분쇄하여 보다 작은 입자와 콜로이드 입자로 만들며, 생성된 미소 입자의 응집을 방지하기 위한 분산제로서 사용된다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 가교제는 0.7~0.9중량% 사용되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 물리적 특성이 떨어지거나 가교성이 떨어져 생산성에 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 가교제는 약 0.8중량% 사용된다.
상기 가교제는 조성물의 화학반응 중 고분자 간에 화학결합으로 서로 결합시켜 3차원 망상구조의 고분자 화합물로 제조한다. 즉, 사슬모양 고분자 쇄에서 가교 역할을 하는 물질로서 수지에 경도나 탄력성 등 기계적 강도와 화학적 안정성을 제공한다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 가교촉진제는 0.1~0.3중량% 사용되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 물성 저하가 생기거나 가교 완성도가 떨어지는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 가교촉진제는 약 0.2중량% 사용된다.
상기 가교촉진제는 가교제의 가교를 간접적으로 돕고 화학적 결합의 완성도를 높여주기 위해 사용된다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 발포제는 4~6중량% 사용되고, 상기 범위를 벗어나는 경우 본 발명에서 요구되는 물리적 특성이 달라지는 문제점이 발생한다. 보다 바람직하게는 발포제는 약 5중량% 사용된다.
상기 발포제는 플라스틱이나 고무, 플라스틱 제품을 제조하는 과정 중에 기포를 발생시키는 물질이다. 일반적으로 부피에 비해 중량이 가볍고, 충격 흡수나 방음, 방열 기능이 좋다.
한편, 본 발명은 상기 조성물을 이용한 신발 중창의 제조방법에 관련된다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 신발 중창의 제조방법은 상기 신발 중창용 조성물을 푸어링(pouring) 발포성형법을 이용하여 발포시키는 공정을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 발포 공정은 본 발명의 조성물을 160℃, 150kgf/㎠ 압력에서 8분 동안 1차 프레스하여 프리폼을 만든 후 다시 금형에 넣어 160℃, 150kgf/㎠ 압력에서 8분 동안 가열 후 냉각 프레스에서 9분 동안 냉각하는 조건에서 2차 성형하는 과정이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
실시예 1
본 발명의 중창용 조성물을 제조하기 위하여, 에틸렌비닐아세테이트(EVA 410, 롯데 제품) 45중량%, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머(VL 003, 대림 제품) 10중량%, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머(EG 8003, 다우 제품) 25중량%, 에틸렌프로필렌 고무(EP 210, 금호 제품) 8중량%, 탄산마그네슘(NAIKAI TT 제품) 3중량%, 산화아연(HANIL KS-1 제품) 2중량%, 스테아린산(LG PH100 제품) 1중량%, 가교제(AKZONOBEL BC-FF 제품) 0.8중량%, 가교촉진제(Cosmos TAC 제품) 0.2중량%, 발포제(JTR, 금양 제품) 5중량%를 혼합하여 조성물을 얻었다. 이와 같이 얻어진 조성물을 푸어링(pouring) 발포성형법을 이용해 160℃, 150kgf/㎠ 압력에서 8분 동안 1차 프레스하여 프리폼을 만든 후 다시 금형에 넣어 160℃, 150kgf/㎠ 압력에서 8분 동안 가열 후 냉각 프레스에서 9분 동안 냉각하는 조건에서 2차 성형함으로써 신발 중창을 제조하였다.
비교예 1
본 발명의 실시예 1의 효과와 대비하기 위하여 종래 일반적으로 사용되고 있는 조성물로 제조된 신발 중창을 비교예 1로 사용하였다. 비교예 1의 신발 중창용 조성물은 에틸렌비닐아세테이트 210F(에틸렌 함량 79중량%, 비닐아세테이트 함량 21중량%) 59중량%, 에틸렌비닐아세테이트 590(에틸렌 함량 72중량%, 비닐아세테이트 함량 28중량%) 17중량%, 저밀도 폴리에틸렌 8.5중량%, 탄산마그네슘 8중량%, 산화아연 1.7중량%, 스테아린산 0.9중량%, 가교제 0.7중량%, 발포제 4.2중량%을 포함하여 이루어진다.
실험예 1
실시예 1과 비교예 1에서 얻어진 신발 중창을 각각 하기 시험 방법에 따라 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 요약하였다.
표 1
Figure 112014074826983-pat00001

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본원발명의 실시예 1에서 얻어진 신발 중창은 비교예 1에 의한 신발 중창과 달리 탁월한 압축영구줄음률(복원력)을 제공하며 반발탄성이 탁월하게 개선된 것을 알 수 있다.
이와 같이 본원발명은 발포성형법에 의해 신발 중창의 압축영구줄음률을 탁월하게 개선함으로써 신발의 내구성을 향상시키고 본래 가지고 있는 중창의 기능과 특성을 신발 수명과 같이 보존할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (5)

  1. 에틸렌비닐아세테이트, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머, 에틸렌프로필렌 고무, 탄산마그네슘, 산화아연, 스테아린산, 가교제, 가교촉진제, 발포제를 포함하여 이루어지는 복원력과 반발탄성이 우수한 신발 중창용 조성물로서,
    에틸렌비닐아세테이트 44~46중량%, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머 9~11중량%, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머 24~26중량%, 에틸렌프로필렌 고무 7~9중량%, 탄산마그네슘 2~4중량%, 산화아연 1~3중량%, 스테아린산 0.9~1.1중량%, 가교제 0.7~0.9중량%, 가교촉진제 0.1~0.3중량%, 발포제 4~6중량%를 포함하여 이루어지고, 각 구성요소의 총합은 100중량%이고,
    상기 폴리올레핀 엘라스토머는, 쇼어 A 경도에 있어서, 고경도는 90 ~ 96이고, 중경도는 80 ~ 85인 신발 중창용 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 에틸렌비닐아세테이트, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머, 에틸렌프로필렌 고무, 탄산마그네슘, 산화아연, 스테아린산, 가교제, 가교촉진제, 발포제를 포함하여 이루어지는 신발 중창용 조성물을 발포성형법을 이용하여 160℃, 150kgf/㎠ 압력에서 8분 동안 1차 프레스하여 프리폼을 만든 후 다시 금형에 넣어 160℃, 150kgf/㎠ 압력에서 8분 동안 가열 후 냉각 프레스에서 9분 동안 냉각하는 조건에서 2차 성형함으로써 복원력과 반발탄성이 우수한 신발 중창을 제조하는 방법으로서,
    에틸렌비닐아세테이트 44~46중량%, 고경도 폴리올레핀 엘라스토머 9~11중량%, 중경도 폴리올레핀 엘라스토머 24~26중량%, 에틸렌프로필렌 고무 7~9중량%, 탄산마그네슘 2~4중량%, 산화아연 1~3중량%, 스테아린산 0.9~1.1중량%, 가교제 0.7~0.9중량%, 가교촉진제 0.1~0.3중량%, 발포제 4~6중량%를 포함하여 이루어지고, 각 구성요소의 총합은 100중량%이고,
    상기 폴리올레핀 엘라스토머는, 쇼어 A 경도에 있어서, 고경도는 90 ~ 96이고, 중경도는 80 ~ 85인 신발 중창을 제조하는 방법.
  5. 삭제
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