KR101939205B1 - 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창 - Google Patents

미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창에 관한 것이다.
본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창의 제조방법은 컴파운드 조성물을 준비하고, 상기 컴파운드 조성물을 혼합하고, 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 주입하며, 상기 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 예열시키고, 상기 예열된 컴파운드 조성물로 발포 프리폼을 제조하며, 상기 발포 프리폼을 1차 롤링하여 시트 구조의 프리폼을 형성하고, 상기 시트 구조의 프리폼을 재단하여 신발 밑창에 이용되는 미드솔 모양으로 재단하며, 상기 미드솔 모양으로 재단된 프리폼을 2차 롤링하여 미드솔을 제조하고, 상기 2차 롤링하여 제조된 미드솔을 냉각 프레스를 이용하여 냉각함으로써 신발 밑창으로 사용되는 미드솔을 제조하되, 상기 컴파운드 조성물은 에틸렌프로필렌(EPDM) 고무(Rubber), 폴리에스테르 수지, 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트(1,3,5-triglycidyl isocyanurate), 도데칸디오익산, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 발포제(Foaming Agent), 첨가제 및 안료를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 신발의 밑창 부분을 아웃솔(OUTSOLE) 없이 기능성이 부여된 미드솔(MIDSOLE) 만으로 구성함으로써, 신발의 경량화가 가능하고, 미끄럼 방지 기능 및 굴곡성이 향상되어 안전성을 도모할 수 있고, 미끄럼 방지 특성이 강화되어 노약자 등 거동이 불편한 착용자의 미끄럼 사고 등을 미연에 방지할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창{FUNCTIONAL SHOES BOTTOM PIECE CONSISTING OF MIDSOLE}
본 발명은 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신발의 밑창 부분을 아웃솔(OUTSOLE) 없이 기능성이 부여된 미드솔(MIDSOLE) 만으로 구성함으로써, 신발의 경량화가 가능하고, 미끄럼 방지 기능 및 굴곡성이 향상되어 안전성을 도모할 수 있고, 특히, 노약자 등의 보행 안전성을 도모할 수 있는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창에 관한 것이다.
일반적으로 신발 미드솔(MIDSOLE)은 압축 종이 기재를 소정의 형상으로 재단한 후 신발 아웃솔과 인솔 사이에 배치하여 사용자의 발이 딱딱한 아웃솔(OUTSOLE)에 직접 닿지 않도록 하고 보행 중 발생하는 충격을 흡수 완충하여 편안한 착용감과 더불어 피로감을 줄여주기 위한 구성물로 적용되는 것이다.
최근 신발산업의 동향은 부품의 고성능, 고기능화, 경량화, 디자인과 패션의 차별화에 초점을 두고 있는데, 특히, 신발의 생산기술은 보편화 및 성숙화 되고 있는 반면에 나이키, 아디다스와 같은 글로벌 기업이 디자인, 패션 등의 고부가가치 부분을 선점함으로써 시장을 주도하고 있는 실정이다.
예를 들어, 아디다스는 신발의 미드솔에 구성된 고체 미립자 소재 TPU가 외부에서 에너지를 받으면 부풀어 올라서 무수한 소형 에너지 캡슐로 전환됨으로써, 이 캡슐에 저장된 에너지를 다시 방출시켜 착용자의 모든 발걸음을 보다 편안하고 효율적으로 만든다는 에너지 부스터 기술을 소개하여 신발 시장 점유율을 높이고 있다.
한편, 국내의 신발산업은 인건비 상승과 중국 및 동남아시아의 저가의 제품에 밀려 완제 산업의 급격한 감소에도 불구하고 기능성 부품과 소재부분의 연구개발을 통해서 지속적인 경쟁력을 유지하고 있는 상황이다.
그러나 이러한 신발부품이나 소재부분의 기술경쟁력 역시 지속적인 노력이 없이는 기술의 보편화로 인해 결국에는 중국이나 동남아시아와 같은 개도국에 국내의 신발산업의 잠식이 예측된다.
따라서 국내 신발산업의 지속적인 경쟁력 확보를 위하여 기능성 신발 소재의 기술 경쟁력 확보가 반드시 요구되는 상황이다.
일반적으로 사용되는 신발 밑창의 구조는 인솔, 미드솔, 아웃솔로 나눠지며, 이중 아웃솔은 지면과 직접 접착함으로써, 지면의 상태에 가장 민감하게 작용하는 부위로, 이러한 아웃솔은 보행이나 런닝시에 지면 상태에 적절히 대응할 수 있어야 하며, 특히 기후변화에 따라 눈이나 비로 인해 노면에 습기가 많은 경우 슬립을 방지하는 기능이 더욱 요구된다.
이러한 슬립 방지 기능은 일반 스포츠화의 모든 아웃솔에 요구되는 특성이지만, 특히 등산 시와 같이 지면상태가 불규칙하거나 산이나 계곡처럼 지면을 주로 구성하는 바위 표면이 물기로 젖어 있는 경우는 아웃솔과 지면의 계면에 존재하는 수분이 슬립을 가속시킴으로써 아웃솔의 슬립 방지 기능이 부족할 경우 인체에 심각한 상해를 입을 가능성이 높아지게 된다.
또한, 선박 등과 같이 작업의 특성상 바닥이 항상 젖어 있는 특수 작업장에서도 슬립 방지의 기능은 매우 중요시 된다.
그러나 기존의 신발 아웃솔은 이러한 다양한 외부환경에 대한 적응성을 지니지 못하고 단지 인장, 인열강도 및 내마모성 등의 기계적 물성에만 의존하고 아웃솔의 패턴 설계만으로 미끄럼 방지 기능을 추구함으로써 등산 시나 특수 작업장에서 작업시에 슬립 방지 기능의 극대화를 이루지 못하는 단점을 가지고 있었다.
또한, 일반적으로 신발용 고무 아웃솔의 경우는 원료고무, 보강성 충진제, 가황제와 가황촉진제로 구성되며 신발 겉창의 고무 원료로는 천연고무(NR ; Natural Rubber), 부타디엔 고무(BR ; Butadiene Rubber), 스티렌/부타디엔 고무(SBR ; Styrenebutadiene Rubber), 니트릴고무(NBR ; Nitrile-butadiene Rubber) 등이 가장 많이 사용되고 있다. 이러한 고무의 가황물은 고무의 성분에 따라 미세한 차이는 있으나 일정한 외력에 의해 변형될 경우 급속하게 원상태로 회복하려고 하는 고무 탄성을 발현하게 된다.
신발 아웃솔이 불규칙한 지면과 접지하면 인체의 하중에 의해 아웃솔 표면에서는 일정 수준의 변형이 발생하게 되고, 일단 변형 발생 후 급격한 회복을 유발시킬 수 있는 고무 탄성의 발현은 결국 지면과의 접지를 방해하는 작용을 할 수 있게 된다.
특히, 지면이 젖어 있는 습윤 상태의 경우는 아웃솔과 지면의 계면에 물기가 존재하여 마찰력을 급격히 저하시킴으로써 아웃솔의 고무 탄성에 의해 쉽게 슬립을 발생시켜 미끄러짐에 의한 사고로 인체에 상해를 줄 가능성이 매우 높아지게 되는 문제점이 있었다.
국내등록특허 제10-1643210호(2016년 07월 21일 등록) 국내등록특허 제10-1510237호(2015년 04월 02일 등록) 국내공개특허 제10-2018-0010516호(2018년 01월 31일 공개)
본 발명은 신발의 밑창 부분을 아웃솔(OUTSOLE) 없이 기능성이 부여된 미드솔(MIDSOLE) 만으로 구성함으로써, 신발의 경량화가 가능하고, 미끄럼 방지 기능 및 굴곡성이 향상되어 안전성을 도모할 수 있고, 특히, 노약자 등의 보행 안전성을 도모할 수 있는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 미끄럼 방지 특성이 강화되어 노약자 등 거동이 불편한 착용자의 미끄럼 사고 등을 미연에 방지할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 보행 중 발생하는 충격을 흡수 완충함으로써 발의 피로를 효율적으로 줄여주고 굴곡성이 향상되어 착용시 틀어짐을 방지하여 편안한 착용감을 제공할 수 있는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 재료 자체가 가지는 슬립 방지 기능으로 인해 슬립 방지 기능이 부여되고 수분이 많은 노면에 노출되어도 슬립 방지 기능이 저하되지 않으며 종래 신발 아웃솔에 이용되는 고무의 탄성을 억제하여 지면과의 접지 효율이 향상될 수 있는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창의 제조방법은 컴파운드 조성물을 준비하고, 상기 컴파운드 조성물을 혼합하고, 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 주입하며, 상기 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 예열시키고, 상기 예열된 컴파운드 조성물로 발포 프리폼을 제조하며, 상기 발포 프리폼을 1차 롤링하여 시트 구조의 프리폼을 형성하고, 상기 시트 구조의 프리폼을 재단하여 신발 밑창에 이용되는 미드솔 모양으로 재단하며, 상기 미드솔 모양으로 재단된 프리폼을 2차 롤링하여 미드솔을 제조하고, 상기 2차 롤링하여 제조된 미드솔을 냉각 프레스를 이용하여 냉각함으로써 신발 밑창으로 사용되는 미드솔을 제조하되, 상기 컴파운드 조성물은 에틸렌프로필렌(EPDM) 고무(Rubber), 폴리우레탄, 폴리에스테르 수지, 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트(1,3,5-triglycidyl isocyanurate), 도데칸디오익산, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 발포제(Foaming Agent), 첨가제 및 안료를 포함한다.
상기 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물의 예열은 상기 인젝션 성형 몰드를 80 내지 100℃의 온도로 상승시킨 후 1 내지 3분 유지하여 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 예열시키고, 상기 예열된 컴파운드 조성물로 제조되는 발포 프리폼은 상기 예열된 컴파운드 조성물을 150 내지 180℃의 온도로 상승시킨 후 5 내지 15분 동안 유지시켜 발포 프리폼을 제조하며, 상기 발포 프리폼을 1차 롤링하여 형성되는 시트 구조의 프리폼은 상기 1차 롤링은 가압 롤러를 이용하고, 130 내지 150℃의 온도 및 120 내지 130kgf/cm2의 압력으로 10 내지 30분 동안 1차 가압하여 시트 구조의 프리폼을 제조하고, 상기 미드솔 모양으로 재단된 프리폼을 2차 롤링하여 제조되는 미드솔은 상기 2차 롤링은 가압 롤러를 이용하고, 150 내지 180℃의 온도 및 150 내지 160kgf/cm2의 압력으로 5 내지 15분 동안 2차 가압하여 미드솔을 제조하며, 상기 2차 롤링하여 제조된 미드솔을 냉각 프레스를 이용하여 냉각함으로써 제조되는 신발 밑창으로 사용되는 미드솔은 상기 2차 가압된 미드솔을 10 내지 25℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 냉각한 후 취출함으로써 신발 밑창으로 사용되는 미드솔을 제조할 수 있다.
상기 컴파운드 조성물은 EPDM 고무(Rubber) 80 내지 120 중량부, 폴리우레탄 20 내지 40 중량부, 폴리에스테르 수지 15 내지 25 중량부, 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트(1,3,5-triglycidyl isocyanurate) 5 내지 10 중량부, 도데칸디오익산 3 내지 7 중량부, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 20 내지 30 중량부, 폴리에틸렌(PE) 10 내지 20 중량부, 발포제(Foaming Agent) 1.5 내지 2.0 중량부, 첨가제 10 내지 20 중량부 및 안료 3 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 폴리우레탄은 불소 변성 폴리우레탄이 사용되되, 상기 불소 변성 폴리우레탄의 제조는 싸이클로헥실디이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프리폴리머는 55 내지 75 중량%, 2-(퍼플로로옥틸)에탄올 7 내지 14 중량%, 2-(퍼플로로데실)에탄올 7 ~ 14 중량% 및 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플로로프로판 10 내지 15 중량%를 혼합한 원료를 35 내지 45℃에서 3 내지 5시간 동안 반응시켜 고형분 90 중량%의 불소 변성 폴리우레탄을 제조하고, 상기 불소 변성 폴리우레탄의 제조에서 상기 싸이클로헥실디이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프리폴리머는 이소시아네이트(NCO) INDEX가 3 내지 3.5이고, 상기 2-(퍼플로로옥틸)에탄올은 분자량 464, 비중 1.70, 녹는점 42~44℃, 끓는점 95~105℃인 것을 사용하며, 상기 2-(퍼플로로데실)에탄올은 분자량 564, 비중 1.71, 녹는점 92~93℃, 끓는점 111~115℃인 것을 사용하고, 상기 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플로로프로판은 분자량 336, 녹는점 154~162℃인 것을 사용할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창은 신발의 밑창 부분을 아웃솔(OUTSOLE) 없이 기능성이 부여된 미드솔(MIDSOLE) 만으로 구성함으로써, 신발의 경량화가 가능하고, 미끄럼 방지 기능 및 굴곡성이 향상되어 안전성을 도모할 수 있고, 특히, 노약자 등의 보행 안전성을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창은 미끄럼 방지 특성이 강화되어 노약자 등 거동이 불편한 착용자의 미끄럼 사고 등을 미연에 방지할 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창은 보행 중 발생하는 충격을 흡수 완충함으로써 발의 피로를 효율적으로 줄여주고 굴곡성이 향상되어 착용시 틀어짐을 방지하여 편안한 착용감을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창은 재료 자체가 가지는 슬립 방지 기능으로 인해 슬립 방지 기능이 부여되고 수분이 많은 노면에 노출되어도 슬립 방지 기능이 저하되지 않으며 종래 신발 아웃솔에 이용되는 고무의 탄성을 억제하여 지면과의 접지 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 미드솔로 이루어진 기능성 신발을 보여주는 사진이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따라 제조된 미드솔로 이루어진 기능성 신발의 시험 성적서이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
일반적으로 신발 밑창은 인솔, 미드솔 및 아웃솔로 구성되고, 신발 밑창의 아웃솔의 경우는 원료고무, 보강성 충진제, 가황제와 가황촉진제 등으로 제조되며 고무 원료로는 천연고무(NR ; Natural Rubber), 부타디엔 고무(BR ; ButadieneRubber), 스티렌/부타디엔 고무(SBR ; Styrenebutadiene Rubber), 니트릴고무(NBR ; Nitrile-butadiene Rubber) 등이 가장 많이 사용되고 있는데, 본 발명에 따른 기능성 신발 밑창은 종래와 같은 고무 재질로 이루어진 아웃솔의 구성이 배제되고, 미드솔이 외부로 노출되어 지면과 접촉할 수 있는 신발 밑창 구조로 구성함으로써, 재료 자체가 가지는 슬립 방지 기능으로 인해 슬립 방지 기능이 부여되고 수분이 많은 노면에 노출되어도 슬립 방지 기능이 저하되지 않으며 종래 신발 아웃솔에 이용되는 고무의 탄성을 억제하여 지면과의 접지 효율이 향상될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창의 제조방법에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창을 제조하기 위하여, 먼저 미드솔을 제조하기 위한 컴파운드 조성물을 준비할 수 있다.
본 발명에서 상기 미드솔을 제조하기 위한 컴파운드 조성물로는 에틸렌프로필렌(EPDM) 고무(Rubber), 폴리우레탄, 폴리에스테르 수지, 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트(1,3,5-triglycidyl isocyanurate), 도데칸디오익산, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 발포제(Foaming Agent), 첨가제 및 안료를 포함하는 조성물을 준비할 수 있는데, 상기 조성물은 EPDM 고무(Rubber) 80 내지 120 중량부, 폴리우레탄 20 내지 40 중량부, 폴리에스테르 수지 15 내지 25 중량부, 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트(1,3,5-triglycidyl isocyanurate) 5 내지 10 중량부, 도데칸디오익산 3 내지 7 중량부, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 20 내지 30 중량부, 폴리에틸렌(PE) 10 내지 20 중량부, 발포제(Foaming Agent) 1.5 내지 2.5 중량부, 첨가제 10 내지 20 중량부 및 안료 3 내지 5 중량부의 중량 비율로 준비될 수 있다.
상기 에틸렌프로필렌(EPDM) 고무(Rubber)는 30 내지 60 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 에틸렌프로필렌(EPDM) 고무(Rubber)가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 성형성이 나빠지거나 복원력이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 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.
상기 폴리우레탄은 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate)와 폴리알콜(Polyalcohol)의 반응에 의해 제조되는 우레탄 결합의 폴리머로, 상기 폴리우레탄은 탄성, 내마모성, 가공성이 우수하여 산업 및 소비재, 부품 등에 다양하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리우레탄은 변성 폴리우레탄(Modified Polyurethane)이 사용될 수 있는데, 바람직하게는 불소 변성 폴리우레탄이 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리우레탄이 20 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 제조되는 미드솔의 내마모성이나 가공성, 탄성 등의 증진 효과가 미미하고, 40 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 불소 변성 폴리우레탄의 제조는 싸이클로헥실디이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프리폴리머는 55 내지 75 중량%, 2-(퍼플로로옥틸)에탄올 7 내지 14 중량%, 2-(퍼플로로데실)에탄올 7 ~ 14 중량% 및 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플로로프로판 10 내지 15 중량%를 혼합한 원료를 35 내지 45℃에서 3 내지 5시간 동안 반응시켜 고형분 90 중량%의 불소 변성 폴리우레탄을 제조할 수 있다.
상기 불소 변성 폴리우레탄의 제조에서 상기 싸이클로헥실디이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프리폴리머는 이소시아네이트(NCO) INDEX가 3 내지 3.5이고, 이론 이소시아네이트(NCO) 중량%가 16~17 범위에서 제조한 무게평균분자량이 70000~90000인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 2-(퍼플로로옥틸)에탄올은 분자량 464, 비중 1.70, 녹는점 42~44℃, 끓는점 95~105℃인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 2-(퍼플로로데실)에탄올은 분자량 564, 비중 1.71, 녹는점 92~93℃, 끓는점 111~115℃인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플로로프로판은 분자량 336, 녹는점 154~162℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르 수지는 에틸렌글리콜, 이소프탈산 및 테레프탈산을 포함하여 반응시켜 제조될 수 있다.
즉, 본 발명에서 사용되는 상기 폴리에스테르 수지는 하기의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
먼저, 에틸렌글리콜 50 내지 80 중량부, 이소프탈산 25 내지 35 중량부, 테레프탈산 200 내지 400 중량부 및 및 촉매로서 테트라부틸암모늄 클로라이드 1 내지 5 중량부를, 질소 가스관 및 냉각 장치가 설치된 컬럼, 교반기, 온도계 및 히터를 함유한 플라스크에 넣고 서서히 승온하였다.
다음으로, 145℃ 내지 155℃의 온도에 도달하면 축합수를 유출시키고 이때부터 축합수 내의 글리콜을 관리하면서 250℃ 내지 260℃까지 승온 반응시킨 후, 트리부틸포스파이트 1 내지 3 중량부를 투입하여, 하이드록시 값이 30 내지 35mgKOH/g, 산 값이 6 내지 7mgKOH/g, 점도가 5,000 내지 5,500cPs(175℃, Brookfield 점도), 수 평균 분자량이 2,000 내지 3,000인 프리폴리머를 제조하였다.
그 다음으로, 질소 가스관 및 냉각 장치가 설치된 컬럼, 교반기, 온도계 및 히터를 함유한 플라스크에 상기 프리폴리머 2500 내지 3000 중량부, 트리멜리트산 무수물 150 내지 250 중량부 및 아디핀산 20 내지 30 중량부를 넣고 240℃ 내지 250℃에서 가열한 후, 상기 반응물 온도를 240℃ 내지 250℃로 유지하고 축합수를 제거하면서 반응시켰다. 그리고 최종적으로 수지의 중합도를 높이기 위하여 질소분위기 및 200 내지 250mmHg의 압력하에서 폴리에스테르 수지 내 미추출된 축합수 및 미반응물 등을 제거하고, 에틸트리페닐포스포늄브로마이드 5 내지 10 중량부를 투입함으로써 폴리에스테르 수지를 제조하였다. 이때 제조된 최종 폴리에스테르 수지는 산 값 50 내지 55mgKOH/g, 점도 3,500 내지 4,000cPs(200℃, Brookfield 점도), 유리전이온도 55 내지 60℃, 수 평균 분자량 3,800 내지 4,200의 물성을 보였다.
상기 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트와 도데칸디오익산은 경화제로 사용되고, 상기 도데칸디오익산은 순도 99% 이상의 결정질 C9 내지 C12 이염기산을 사용하여 제조된 분자량 230 내지 280인 도데칸디오익산을 사용함으로써 상기 폴리에스테르 수지와의 반응을 통해 부착력, 유연성, 내약품성, 내식성 등의 물성 확보가 가능하고, 높은 경도 등의 기계적 물성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트와 도데칸디오익산은 혼합하여 사용됨으로써 폴리에스테르 수지와의 경화 반응을 시켜 기계적 및 화학적 물성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트는 유리 전이 온도(Tg)가 -20℃ 이하, 수 평균 분자량(Mn)이 900 내지 1300의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 20 내지 30 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 에틸렌비닐아세테이트가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 본 발명에서 요구되는 물리적 특성이 저하되거나 작업 특성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 에틸렌비닐아세테이트는 중합도와 비닐아세테이트의 함량에 의해 유연성 및 접착성이 결정되는데, 고무에 비해 경량이면서 유연성과 충격 강도가 우수하고, 비닐아세테이트 함량이 많을수록 유연성이 향상되며 접착성도 좋다. 또한, 상기 에틸렌비닐아세테이트는 폴리에틸렌(PE)과의 상용성이 좋아 제조되는 미드솔의 내충격성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 에틸렌비닐아세테이트는 유연성과 충격강도가 우수하며, 내후성 및 인열강도, 내스트레스크랙성, 내오존성이 향상되고, 고무에 비해 경량이며, 초산비닐의 함량이 많을 경우 유연성이 향상되고 융점이 떨어져 접착성이 향상되며, PE(Polyethylene), 고무 등과 상용성이 양호하기 때문에 혼합하여 내충격성과 가공성의 개량에 사용될 수 있다.
상기 발포제(Foaming Agent)는 플라스틱이나 고무 등과 배합하여 많은 작은 분자가 반복적으로 결합된 분자량이 대단히 큰 분자를 반응을 일으키는 고분자반응 중 기포를 발생시켜 주는 물질이며, 팽창제 또는 기포제라고도 하고, 상기 발포제는 크게 화학적 발포제와 물리적 발포제의 두 종류가 나누어지며, 상기 화학적 발포제는 아이소사이아네이트기의 활성을 이용하여 물 등과의 반응으로 생기는 이산화탄소에서 발포하기 때문에 물이 발포제로 사용되고, 상기 물리적 발포제는 기체를 혼입하거나 분해형 또는 증발형 발포제를 사용해 반응열을 일으켜 기포를 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 발포제로는 분해온도가 130~190℃인 아조디카본아미드(azodicarbonamide) 등의 아조계 화합물, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민 등의 니트로소계 화합물, p-톨루엔술포닐히드라지드 및 p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드) 등의 술포닐히드라지드계 화합물, p-톨루엔술포닐 세미카바, 아조비스이소부티로니트릴, 디아조아미노아조벤젠 중에서 1종 이상 선택하여 사용될 수 있는데, 예를 들어, EVA용 발포제인 공지된 CELLCOM-JTR SERIES(금양 사 제조)의 발포제를 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 발포제는 1.5 내지 2.0 중량부가 사용될 수 있는데, 상기 발포제 함량이 1.5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 경도 및 비중이 매우 높아지는 문제가 발생할 수 있고, 2.0 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 과도한 발포에 의해 안정한 셀 구조를 얻을 수 없고 제조되는 미드솔의 기계적 물성이 급격히 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 첨가제는 슬립 방지, 강도와 내마모성 등 미드솔의 기능성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있는데, 상기 첨가제로는 촉진제, 부타디엔 고무 및 천연고무를 포함할 수 있고, 상기 첨가제는 촉진제 1 내지 3 중량부, 부타디엔 고무 15 내지 25 중량부 및 천연고무 25 내지 35 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 첨가제에서 상기 부타디엔 고무 및 천연고무의 혼합물은 내마모성이 우수하고 지면과의 마찰계수가 높아 미드솔만으로 이루어지는 신발 밑창의 슬립 방지 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 촉진제는 디벤조티아질 디설파이드, 머캅토벤조티아졸 및 테트라메틸티우람모노설파이드로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 안료는 제조되는 미드솔의 색감을 향상시키고 기능성을 향상시킬 수 있는데, 예를 들어, 상기 안료로는 카본 블랙이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 컴파운드 조성물을 혼합하고, 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 주입할 수 있다.
본 발명에서 상기 성형은 인젝션 성형방식을 이용할 수 있는데, 본 발명은 인젝션 성형 방식을 이용함으로써 기능성 신발 밑창의 경도 조절이 가능하고, 경도 조절에 따른 다양한 기능의 신발 밑창을 제조할 수 있다.
그 다음으로, 상기 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 예열시킬 수 있는데, 예를 들어, 상기 인젝션 성형 몰드를 80 내지 100℃의 온도로 상승시킨 후 1 내지 3분 유지하여 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 예열시킬 수 있다.
이어서, 상기 예열된 컴파운드 조성물을 충분한 발포에 필요한 온도, 예를 들어, 상기 예열된 컴파운드 조성물을 150 내지 180℃의 온도로 상승시킨 후 5 내지 15분 동안 유지시켜 발포 프리폼을 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 발포 프리폼을 1차 롤링하여 시트 구조의 프리폼을 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 1차 롤링은 가압 롤러를 이용하고, 130 내지 150℃의 온도 및 120 내지 130kgf/cm2의 압력으로 10 내지 30분 동안 1차 가압하여 시트 구조의 프리폼을 제조할 수 있다.
상기 시트 구조의 프리폼은 발포 프리폼을 상기와 같은 온도 및 압력에서 수행하여 제조됨으로써, 상기 발포 프리폼에 포함된 발포제 등을 분해시킨 후 급팽창을 유도하여 연질의 독립 기포 구조의 프리폼으로 변환시킬 수 있다. 이때, 상기 시트 구조의 프리폼은 통상적인 미드솔 형상보다 더 큰 넓은 영역을 가진 공동이 형성될 수 있다.
그 다음으로, 상기 시트 구조의 프리폼을 재단하여 신발 밑창에 이용되는 미드솔 모양으로 재단할 수 있다.
상기 재단은 상기 시트 구조의 프리폼을 스카이빙기와 커터기 등을 사용하여 재단할 수 있다.
이어서, 상기 미드솔 모양으로 재단된 프리폼을 2차 롤링하여 미드솔을 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 2차 롤링은 가압 롤러를 이용하고, 150 내지 180℃의 온도 및 150 내지 160kgf/cm2의 압력으로 5 내지 15분 동안 2차 가압하여 미드솔을 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 2차 롤링하여 제조된 미드솔을 냉각 프레스를 이용하여 냉각함으로써 신발 밑창으로 사용되는 미드솔을 제조할 수 있다.
상기 냉각은 상기 2차 롤링된 미드솔을 10 내지 25℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 냉각한 후 취출함으로써 신발 밑창으로 사용되는 미드솔을 제조할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창한 실험예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실험예 >
EPDM 고무(Rubber) 100 중량부, 폴리우레탄 30 중량부, 폴리에스테르 수지 20 중량부, 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트(1,3,5-triglycidyl isocyanurate) 8 중량부, 도데칸디오익산 5 중량부, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 25 중량부, 폴리에틸렌(PE) 15 중량부, 발포제(Foaming Agent) 2 중량부, 첨가제 15 중량부 및 안료 4 중량부의 중량 비율로 이루어진 컴파운드 조성물을 준비하여 혼합한 후, 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 주입하였다.
그 다음으로, 상기 인젝션 성형 몰드를 90℃의 온도로 상승시킨 후 2분 동안 유지하여 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 예열하였고, 상기 예열된 컴파운드 조성물을 165℃의 온도로 상승시킨 후 10분 동안 유지시켜 발포 프리폼을 제조하였다.
다음으로, 상기 발포 프리폼을 140℃의 온도 및 125kgf/cm2의 압력으로 20분 동안 1차 가압하여 시트 구조의 프리폼을 제조하였다.
이어서, 상기 시트 구조의 프리폼을 미드솔 모양으로 재단한 후, 상기 미드솔 모양으로 재단된 프리폼을 170℃의 온도 및 155kgf/cm2의 압력으로 10분 동안 2차 롤링하여 미드솔을 제조하였으며, 상기 2차 롤링된 미드솔을 20℃의 온도에서 15분 동안 냉각한 후 취출함으로써 신발 밑창으로 사용되는 미드솔을 제조하였다.
다음으로, 상기 미드솔이 신발 밑창의 외부로 노출되도록 함으로써, 본 발명에 따른 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창을 제조하였고, 이를 이용하여 신발을 제조하였다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 미드솔로 이루어진 기능성 신발을 보여주는 사진이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따라 제조된 미드솔로 이루어진 기능성 신발의 시험 성적서이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 미드솔로 이루어진 기능성 신발은 KS M ISO 11220:2004를 준용하여 미끄럼 저항 시험을 수행한 결과, 미끄럼 저항이 0.15(μ)의 값이 나타내었다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 미드솔로 이루어진 기능성 신발은 인장속도 100mm/min으로 하고, 접착 부분의 가장자리를 기준으로 하여 폭 10mm의 고리 형태로 채취한 후 14포인트의 접착강도 값을 취하여 완제품 박리 시험을 수행한 결과, 갑피+바닥창에서 최소값이 7.9(N/cm), 평균값이 13.3(N/cm)의 값을 나타내었다.
또한, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 미드솔로 이루어진 기능성 신발은 SPS-KIFLT-T-002(2013)을 준용하여 내굴곡성 시험을 수행한 결과, 갑피 및 겉창에 균열이 발생하지 않았고, 접착 부위에 벌어짐 현상이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (4)

  1. 컴파운드 조성물을 준비하고,
    상기 컴파운드 조성물을 혼합하고, 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 주입하며,
    상기 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 예열시키고,
    상기 예열된 컴파운드 조성물로 발포 프리폼을 제조하며,
    상기 발포 프리폼을 1차 롤링하여 시트 구조의 프리폼을 형성하고,
    상기 시트 구조의 프리폼을 재단하여 신발 밑창에 이용되는 미드솔 모양으로 재단하며,
    상기 미드솔 모양으로 재단된 프리폼을 2차 롤링하여 미드솔을 제조하고,
    상기 2차 롤링하여 제조된 미드솔을 냉각 프레스를 이용하여 냉각함으로써 신발 밑창으로 사용되는 미드솔을 제조하되,
    상기 컴파운드 조성물은 에틸렌프로필렌(EPDM) 고무(Rubber), 폴리우레탄, 폴리에스테르 수지, 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트(1,3,5-triglycidyl isocyanurate), 도데칸디오익산, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 발포제(Foaming Agent), 첨가제 및 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인젝션 성형 몰드에 상기 혼합된 컴파운드 조성물의 예열은 상기 인젝션 성형 몰드를 80 내지 100℃의 온도로 상승시킨 후 1 내지 3분 유지하여 상기 혼합된 컴파운드 조성물을 예열시키고,
    상기 예열된 컴파운드 조성물로 제조되는 발포 프리폼은 상기 예열된 컴파운드 조성물을 150 내지 180℃의 온도로 상승시킨 후 5 내지 15분 동안 유지시켜 발포 프리폼을 제조하며,
    상기 발포 프리폼을 1차 롤링하여 형성되는 시트 구조의 프리폼은 상기 1차 롤링은 가압 롤러를 이용하고, 130 내지 150℃의 온도 및 120 내지 130kgf/cm2의 압력으로 10 내지 30분 동안 1차 가압하여 시트 구조의 프리폼을 제조하고,
    상기 미드솔 모양으로 재단된 프리폼을 2차 롤링하여 제조되는 미드솔은 상기 2차 롤링은 가압 롤러를 이용하고, 150 내지 180℃의 온도 및 150 내지 160kgf/cm2의 압력으로 5 내지 15분 동안 2차 가압하여 미드솔을 제조하며,
    상기 2차 롤링하여 제조된 미드솔을 냉각 프레스를 이용하여 냉각함으로써 제조되는 신발 밑창으로 사용되는 미드솔은 상기 2차 가압된 미드솔을 10 내지 25℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 냉각한 후 취출함으로써 신발 밑창으로 사용되는 미드솔을 제조하는 것을 특징으로 하는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 컴파운드 조성물은 EPDM 고무(Rubber) 80 내지 120 중량부, 폴리우레탄 20 내지 40 중량부, 폴리에스테르 수지 15 내지 25 중량부, 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트(1,3,5-triglycidyl isocyanurate) 5 내지 10 중량부, 도데칸디오익산 3 내지 7 중량부, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 20 내지 30 중량부, 폴리에틸렌(PE) 10 내지 20 중량부, 발포제(Foaming Agent) 1.5 내지 2.0 중량부, 첨가제 10 내지 20 중량부 및 안료 3 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 폴리우레탄은 불소 변성 폴리우레탄이 사용되되, 상기 불소 변성 폴리우레탄의 제조는 싸이클로헥실디이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프리폴리머는 55 내지 75 중량%, 2-(퍼플로로옥틸)에탄올 7 내지 14 중량%, 2-(퍼플로로데실)에탄올 7 ~ 14 중량% 및 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플로로프로판 10 내지 15 중량%를 혼합한 원료를 35 내지 45℃에서 3 내지 5시간 동안 반응시켜 고형분 90 중량%의 불소 변성 폴리우레탄을 제조하고, 상기 불소 변성 폴리우레탄의 제조에서 상기 싸이클로헥실디이소시아네이트 말단 폴리우레탄 프리폴리머는 이소시아네이트(NCO) INDEX가 3 내지 3.5이고, 상기 2-(퍼플로로옥틸)에탄올은 분자량 464, 비중 1.70, 녹는점 42~44℃, 끓는점 95~105℃인 것을 사용하며, 상기 2-(퍼플로로데실)에탄올은 분자량 564, 비중 1.71, 녹는점 92~93℃, 끓는점 111~115℃인 것을 사용하고, 상기 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플로로프로판은 분자량 336, 녹는점 154~162℃인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 미드솔로 이루어진 기능성 신발 밑창의 제조방법.
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