KR102355469B1 - 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 TPU(thermoplastic polyurethane) 및 EVA(ethylene vinyl acetate)로 이루어지는 기재에 OBSH(oxybis benzenesulfonyl hydrazide), 기핵제 및 가공조제가 포함되어 가공성과 성형성 등을 모두 만족시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 펠렛(pellet) 형태로 제조되어 파우더(powder) 타입의 일반 발포제 대비 우수한 작업성을 구현할 수 있도록 하는, 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물에 관한 것이다.

Description

사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물{FOAMING MASTER BATCH COMPOSITION FOR INJECTION MOULDING TYPE SHOES OUTSOLE}
본 발명은 TPU 및 EVA로 이루어지는 기재에 OBSH, 기핵제 및 가공조제가 포함되어, 가공성과 성형성 등을 모두 만족시킬 수 있도록 하는 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 신발용 발포제 마스터배치는 IP(injection phylon) 사출을 통한 중창(midsole) 제조 시 주로 사용되며, 기재로 EVA(ethylene vinyl acetate/용융온도 80℃, IP 사출 중창의 주요 소재)를 주로 사용하고, 발포제 함량이 약 70 ~ 80%이다.
중창의 경우 발포배율 200% 이상, 비중 0.18 ~ 0.23의 고발포 사출공정이 요구됨에 따라 상기와 같은 신발용 발포제 마스터배치가 적합하지만, 최근 발포 사출 겉창(outsole)의 경우 비중은 0.8 ~ 0.9로써 낮은 발포율이 필요하므로, 상기와 같은 종래 신발용 발포제 마스터배치는 낮은 투입량으로 인해 분산성 문제가 발생하였다.
더욱이 최근 들어 TPU(thermoplastic polyurethane)를 기재로 하여 저경도화와 감성특성 및 제조단가 등을 구현하는 등 저경도 겉창 사출성형에 대한 요구가 증가하고 있으나, 이는 과도한 저경도화로 인해 버(burr)가 발생할 뿐만 아니라 각 부분별 외관에 불량해지는 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위한 수단이 필요한 실정이다.
이를 해결하기 위하여 EVA 기반의 발포제 마스터배치를 사용할 경우 사출시 피딩(feeding)과 분산 불량으로 인하여 발포 불균일성 문제가 발생하며, 또한 이성분계 사용으로 인해 혼용성이 저하되어 사출 제품 표면이 박리되는 문제가 있었다.
한편, 특허문헌 1에서는 고상의 열가소성 폴리우레탄(TPU)수지 60~70중량%와 고상의 발포제 40~30중량%를 발포제의 발포온도 미만에서 용융하여 혼합물을 만드는 용융단계(10), 상기 용융단계(10)에서 생성된 혼합물을 제습드라이에서 습기를 제거하여 반죽형태의 혼합물을 얻는 제습단계(20), 상기 제습단계(20)에서 획득한 반죽형태의 혼합물을 압출기에서 압출하여 알갱이 형태의 마스터배치를 생성하는 마스터배치 생성단계(30)를 포함하는 기술을 제안하였다.
하지만, 상기와 같은 종래 TPU 기반의 발포제 마스터배치를 사용할 경우 가공 조건에서 발포제 분해로 인해 제조 자체가 불가능해지는 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-0652130호 "열가소성 폴리우레탄 발포체 제조방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, TPU(thermoplastic polyurethane) 및 EVA(ethylene vinyl acetate)로 이루어지는 기재에 OBSH(oxybis benzenesulfonyl hydrazide), 기핵제 및 가공조제가 포함되는 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물 제공함으로써 가공성과 성형성 등을 모두 만족시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 펠렛(pellet) 형태로 제조되어 파우더(powder) 타입의 일반 발포제 대비 우수한 작업성을 구현할 수 있도록 함을 과제로 한다.
본 발명은 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물에 있어서, TPU 및 EVA로 이루어지는 기재에 OBSH가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
여기서 상기 발포제 마스터배치 조성물은 TPU 및 EVA로 이루어진 기재에 OBSH, 기핵제 및 가공조제가 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.
더욱이 상기 발포제 마스터배치 조성물은 TPU 80 ~ 85 중량% 및 EVA 15 ~ 20 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, OBSH 15 ~ 20 중량부, 기핵제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 가공조제 0.1 ~ 0.5 중량부가 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 기핵제는 실리카(silica), 침강 실리카(precipitated silica), 흄드 실리카(fumed silica), 칼슘 카보네이트(calcium carbonate) 또는 탈크(talc) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 가공조제는 스테아린산(stearic acid), 오일(oil), 가소제(plasticizer) 또는 호모게나이저(homogenizer) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 기핵제 및 가공조제의 사용이 가능하다.
본 발명은 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물로써 TPU 및 EVA로 이루어지는 기재에 OBSH, 기핵제 및 가공조제가 포함되어 가공성과 성형성 등을 모두 만족시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 펠렛 형태로 제조되어 파우더 타입의 일반 발포제 대비 우수한 작업성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 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 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 TPU 및 EVA로 이루어지는 기재에 OBSH, 실리카 및 스테아린산이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하며, 보다 구체적으로는 TPU 및 EVA로 이루어진 기재에 OBSH, 기핵제 및 가공조제가 혼합되어 이루어지고, 더욱 바람직하게는 TPU 80 ~ 90 중량% 및 EVA 10 ~ 20 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, OBSH 15 ~ 20 중량부, 기핵제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 가공조제 0.1 ~ 0.5 중량부가 혼합되어 이루어진다.
상기 TPU는 알리파틱(Aliphatic) TPU로써, 용융 및 가공 온도가 100℃이며, 택기(tacky)가 적은 특징이 있다. 한편, 그 함량이 80 중량% 미만일 경우 가공성 및 성형성 향상 효율이 저하될 우려가 있으며, 90 중량%를 초과할 경우 신발 겉창의 물성이 과도하게 저하될 우려가 있다.
상기 EVA는 가공성 향상 효과를 목적으로 첨가되는 것으로 그 함량이 10 중량% 미만일 경우 가공성 향상 효과가 미비해질 우려가 있으며, 20 중량%를 초과할 경우 사출 시 박리 문제가 발생할 우려가 있다.
상기 OBSH는 155 ~ 160℃에서 분해가 가능한 발포제로써 그 함량이 15 중량부 미만일 경우 가공성 및 성형성이 저하될 우려가 있으며, 20 중량부를 초과할 경우 과도한 발포로 인해 겉창의 외관이 불량해질 우려가 있다.
상기 기핵제는 발포제 마스터배치의 택기(tacky)를 제어하고, 발포 공정에서 기핵제 역할을 하는 것으로, 실리카, 침강 실리카, 흄드 실리카, 칼슘 카보네이트 또는 탈크 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 종류의 기핵제 적용이 가능하다. 한편, 그 함량이 0.5 중량부 미만일 경우 택기 제어 효율이 저하될 우려가 있으며, 1.5 중량부를 초과할 경우 신발 겉창의 탄성이 저하될 우려가 있다.
상기 가공조제는 가공성 유지 역할을 위해 첨가되는 것으로, 스테아린산, 오일, 가소제 또는 호모게나이저 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 종류의 가공조제 적용이 가능하다. 한편, 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우 가공성이 저하될 우려가 있으며, 0.5 중량부를 초과할 경우 발포효율이 저하될 우려가 있다.
이하, 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치의 제조
(실시예 1)
TPU(9094AP, 동성코퍼레이션) 90 중량% 및 EVA 10 중량%를 혼합하고 50℃에서 2시간 건조하고, 니더를 이용하여 105 ~ 110℃에서 용융시킨 후 상기 기재 100 중량부에 대하여 OBSH 20 중량부, 실리카 1.5 중량부 및 스테아린산 0.5 중량부를 혼합하였다. 그리고 상기 혼합물을 온도 80℃, 스크류 속도 800rpm의 이축압축기에서 혼련하여 펠렛을 제조하고, 상기 제조된 펠렛을 50℃에서 2시간 건조하여 제조하였다.
(실시예 2)
TPU(9094AP, 동성코퍼레이션) 80 중량% 및 EVA 20 중량%를 혼합하고 50℃에서 2시간 건조하고, 니더를 이용하여 105 ~ 110℃에서 용융시킨 후 상기 기재 100 중량부에 대하여 OBSH 15 중량부, 실리카 0.5 중량부 및 스테아린산 0.1 중량부를 혼합하였다. 그리고 상기 혼합물을 온도 80℃, 스크류 속도 800rpm의 이축압축기에서 혼련하여 펠렛을 제조하고, 상기 제조된 펠렛을 50℃에서 2시간 건조하여 제조하였다.
(비교예 1)
TPU(hot melt) 100 중량부를 50℃에서 2시간 건조하고, 니더를 이용하여 105 ~ 110℃에서 용융시킨 후 OBSH 20 중량부 및 스테아린산 0.5 중량부를 혼합하였다. 그리고 상기 혼합물을 온도 80℃, 스크류 속도 800rpm의 이축압축기에서 혼련하여 펠렛을 제조하고, 상기 제조된 펠렛을 50℃에서 2시간 건조하여 제조하였다.
(비교예 2)
EVA 100 중량부를 50℃에서 2시간 건조하고, 니더를 이용하여 105 ~ 110℃에서 용융시킨 후 OBSH 20 중량부 및 스테아린산 0.5 중량부를 혼합하였다. 그리고 상기 혼합물을 온도 80℃, 스크류 속도 800rpm의 이축압축기에서 혼련하여 펠렛을 제조하고, 상기 제조된 펠렛을 50℃에서 2시간 건조하여 제조하였다.
(비교예 3)
TPU(9094AP, 동성코퍼레이션) 85 중량% 및 EVA 15 중량%를 혼합하고 50℃에서 2시간 건조하고, 니더를 이용하여 105 ~ 110℃에서 용융시킨 후 상기 기재 100 중량부에 대하여 OBSH 20 중량부 및 스테아린산 0.5 중량부를 혼합하였다. 그리고 상기 혼합물을 온도 80℃, 스크류 속도 800rpm의 이축압축기에서 혼련하여 펠렛을 제조하고, 상기 제조된 펠렛을 50℃에서 2시간 건조하여 제조하였다.
(비교예 4)
TPU(9094AP, 동성코퍼레이션) 100 중량부를 50℃에서 2시간 건조하고, 니더를 이용하여 105 ~ 110℃에서 용융시킨 후 상기 기재 100 중량부에 대하여 OBSH 20 중량부, 실리카 1.5 중량부 및 스테아린산 0.5 중량부를 혼합하였다. 그리고 상기 혼합물을 온도 80℃, 스크류 속도 800rpm의 이축압축기에서 혼련하여 펠렛을 제조하고, 상기 제조된 펠렛을 50℃에서 2시간 건조하여 제조하였다.
(비교예 5)
TPU 100 중량부를 50℃에서 2시간 건조하고, 니더를 이용하여 160 ~ 180℃에서 용융시킨 후 OBSH 20 중량부, 실리카 1.5 중량부 및 스테아린산 0.5 중량부를 혼합하였다. 그리고 상기 혼합물을 온도 80℃, 스크류 속도 800rpm의 이축압축기에서 혼련하여 펠렛을 제조하고, 상기 제조된 펠렛을 50℃에서 2시간 건조하여 제조하였다.
2. 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치의 평가
(1) 비중
KS M6519에 준하여 우에시마(Ueshima)사의 자동비중 측정 장치인 모델DMA-3을 이용하여 측정하였다.
(2) 내마모성(NBS(%)) : 내마모 특성을 측정하기 위해 NBS 마모시험(WL210N(㈜위드랩))을 하였다. 규격화된 시편을 5개 시험한 후 최대, 최소값을 제외하고 평균을 내어 내마모 시험 값으로 하였다.
NBS abrasion(%) = (시편고무 1mm 마모되는데 필요한 횟수) / (표준고무 1mm 마모되는데 필요한 횟수 ) x 100
(3) 내마모성(DIN 마모) : 내마모성을 측정하기 위해 DIN 53616에 의한 방법으로 측정하였다.
(4) 내슬립특성 : ASTM D1894 규격에 따라 유리판위에 물을 분무하지 않은 상태(Dry)와 물을 분무한 상태(Wet)에서 시편을 일정한 속도로 이동시켰을 때의 동적마찰계수를 측정하여 내슬립성을 평가하였다.
(5) 가공성 및 성형성 : 육안으로 평가하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
비중
(Sp.Gr.)		 0.82 0.82 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09
내마모성
(NBS, %)		 850 852 849 848 849 847 847
내마모성
(DIN)		 45 47 38 37 40 42 45
내슬립성
(Dry)		 2.40 2.41 1.7 1.7 1.8 1.7 1.8
내슬립성
(Wet)		 0.90 0.89 0.8 0.8 0.7 0.7 0.8
가공성 양호 양호 펠릿뭉침 양호 펠릿뭉침 펠릿표면
거침		 발포제
조발
성형성 양호 양호 X 사출품
박리발생		 X X X
상기 [표 1]에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물은 TPU 및 EVA로 이루어지는 기재에 OBSH, 기핵제인 실리카 및 가공조제인 스테아린산이 포함되어 가공성과 성형성 등을 모두 만족시킬 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물은 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. TPU 및 EVA로 이루어진 기재에 OBSH, 기핵제 및 가공조제가 혼합되어 이루어지는 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물에 있어서,
    TPU 80 ~ 90 중량% 및 EVA 10 ~ 20 중량%로 이루어진 기재 100 중량부에 대하여, OBSH 15 ~ 20 중량부, 기핵제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 가공조제 0.1 ~ 0.5 중량부가 혼합되어 이루어지되,
    상기 기핵제는 실리카, 침강 실리카, 흄드 실리카, 칼슘 카보네이트 또는 탈크 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하고,
    상기 가공조제는 스테아린산, 오일, 가소제 또는 호모게나이저 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 사출 신발 겉창용 발포제 마스터배치 조성물.
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  3. 삭제
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