KR102593610B1

KR102593610B1 - 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법

Info

Publication number: KR102593610B1
Application number: KR1020210098914A
Authority: KR
Inventors: 한탁진; 채경록; 이지은
Original assignee: 주식회사 에이로; 한국신발피혁연구원
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-10-26
Also published as: KR20230017937A

Abstract

본 발명에 따라 제조된 신발용 밑창의 제조방법은 금형의 구조를 개폐가 가능한 하나의 하우징으로 하되, 제거가 가능한 분할판을 상기 금형의 중심부에 위치시켜 하우징을 구획하고, 구획된 하우징에 밑창의 각 부분을 형성하는 조성물을 주입하고 경화함으로써 한 번의 공정으로 쉽게 통합된 밑창을 제조할 수 있다.
또한 상기 분할판의 원하는 위치에 돌출부를 형성함으로써, 분할판이 제거된 후에 돌출부가 위치했던 자리에 일종의 공간을 형성하고, 상기 공간에 중창을 형성하는 조성물을 주입하고 경화함에 따라 접착제를 사용하지 않아 친환경적이고, 공정을 축소시켜 성형 시간이나 금형 제조 시간 및 비용을 절감하는 효과를 가진다.

Description

고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법{Manufacturing method of high-functional midsole of shoe using multiple injection molding}

본 발명은 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 복합 금형을 이용한 다중 발포 사출 공정을 통해 접착 공정 없이도 충격 흡수나 고탄성을 부여할 수 있는 기능성 부품들을 한 번에 제조할 수 있는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 신발의 경우, 여러 부품으로 이루어져 있으며, 크게 갑피, 안창, 중창 및 바닥창의 4 종류로 구분될 수 있다. 이 부품들은 각각의 공정을 통해 제조된 후, 다양한 접착 공정을 거쳐 하나의 신발로 제조되고 있다.

이 중 신발의 중창 부분은 신발의 허리 부분에 해당하는 것으로, 다양한 기능성 부품을 추가하여 신발의 기능 및 특성을 부가하고 있으며, 이를 위해 프레스, 리몰딩, 사출 등의 공정을 통해 부품을 제조하고 있다.

그러나 이러한 신발의 중창은 다양한 기능을 부여하기 위해 각각을 따로 제조하여 접착 공정을 통해 중창 또는 밑창으로 제조하고 있기 때문에 공정이 지나치게 길고 복잡하며, 대부분 인체에 좋지 않은 접착제를 사용하기 때문에 공정 환경이 좋지 않은 단점을 가진다.

따라서 이를 개선하기 위해 다양한 사출법이 제공되고 있다. 기본적으로 경도가 다른 2 종의 제품을 이중 사출법을 통해 제조하고 있으나 이는 단순히 색상의 차이 및 경도의 차이만을 이용한 것으로 고탄성, 충격흡수, 고경도 등의 기능성을 부여하기 위한 부품은 별도의 제조 및 삽입공정을 적용하여 제조되고 있는 실정이다.

또한 대한민국 등록특허 제10-0593415호의 경우에도 접착제가 도포된 고무를 사출공간 내부로 위치시키고 여기에 밑창의 원료수지를 주입하고 경화하는 공정을 수 차례 반복하여 신발 밑창을 제조하고 있으나, 이 경우에도 고무의 표면에 접착제를 도포하여야 하기 때문에 공정이 추가되는 것은 동일하며, 신발의 형태에 따라 사출공간이 여러 개 구비되어야 하기 때문에 밑창의 발포 공정을 일 회에 끝내지 못하는 단점을 가진다.

대한민국 등록특허 제10-0593415호 (2006년 06월 19일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상세하게는 복합 금형을 이용한 다중 발포 사출 공정을 통해 접착 공정 없이도 충격 흡수나 고탄성을 부여할 수 있는 기능성 부품들을 한 번에 제조할 수 있는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는,

a) 양면에 돌출부가 구비된 분할판과, 상기 분할판을 중심으로 제1공간과 제2공간이 형성된 주형에 제1조성물과 제2조성물을 각각 분할된 공간에 주입하고 반경화하는 단계;

b) 상기 주형을 열고 분할판을 제거하는 단계;

c) 상기 돌출부가 위치했던 공간에 제3조성물을 주입하는 단계; 및

d) 상기 주형을 닫고 조성물들을 발포시키는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 제1조성물 내지 제3조성물에서 선택되는 어느 하나 또는 복수는 폴리올레핀 엘라스토머, 가교제, 발포촉진제, 윤활제 및 충전재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 1 내지 35 g/10min이고, 전체 엘라스토머 100 중량% 중 비닐아세테이트의 함량이 15 내지 35 중량%이며, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.92 내지 0.96 g/㎤인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체이거나,

ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 20 내지 60 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.9 내지 0.92 g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌이거나,

ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 0.5 내지 5 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.86 내지 0.91 g/㎤, ASTM D 1246에서 측정한 무니점도가 1 내지 40인 부분 가교 폴리올레핀 엘라스토머이거나,

ASTM D 1246에서 측정한 무니점도가 20 내지 30이며, 전체 엘라스토머 100 중량% 중 에틸렌의 함량이 50 내지 75 중량%인 에틸렌프로필렌디엔 단량체이거나,

ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 1 내지 10 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.95 내지 1.05 g/㎤인 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 가교제는 사이클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디브틸퍼옥시말레인산, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t- 부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케폰퍼옥사이드, 디-(2,4-디클로로벤조일)퍼옥사이드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-(t-벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-(t-부틸퍼옥시)-3-헥신, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트 및 a,a'-비스(t-부틸퍼옥시) 디이소프로필벤젠에서 선택되는 어느 하나 또는 복수이며,

상기 발포촉진제는 산화아연, 산화카드뮴, 산화마그네슘, 산화수은, 산화주석, 산화납 및 산화칼슘에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1조성물 내지 제3조성물에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 조성물은 커플링제, 분산제, 촉진제, 가황제, 산화방지제, 이형제 및 자외선안정제에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조된 고기능성 신발용 중창은 금형의 구조를 개폐가 가능한 하나의 하우징으로 하되, 제거가 가능한 분할판을 상기 금형의 중심부에 위치시켜 하우징을 구획하고, 구획된 하우징에 중창의 각 부분을 형성하는 조성물을 주입하고 경화함으로써 한 번의 공정으로 쉽게 통합된 밑창을 제조할 수 있다.

또한 상기 분할판의 원하는 위치에 돌출부를 형성함으로써, 분할판이 제거된 후에 돌출부가 위치했던 자리에 일종의 공간을 형성하고, 상기 공간에 충격 흡수나, 고탄성의 목적을 가지는 조성물을 주입하고 경화함에 따라 접착제를 사용하지 않아 친환경적이고, 공정을 축소시켜 성형 시간이나 금형 제조 시간 및 비용을 절감하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 신발용 중창의 분해사시도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금형 및 분할판의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신발용 중창의 제조방법을 도시한 것이다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.을 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.

따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에서 용어 ‘안창(insole)’은 갑피와 직접 연결되며 발바닥과 접하는 부분을 의미하며, 용어 ‘중창(midsole)’은 안창과 밑창의 사이에 위치하여 신체에 가해지는 충격을 흡수하여 완화하는 역할을 하는 부분이며, 용어 밑창(outsole)은 중창의 하단에 위치하여 보행 시 지면과 직접적으로 접하는 부분이다.

신발은 발등을 감싸는 갑피와 바닥 부분인 창(sole)으로 크게 나눌 수 있으며, 갑피는 디자인적 요소를 부여하는 기능과 발등을 외부의 자극으로 부터 보호하는 역할을 한다. 반면 창 부분은 보행이나 운동과정에서 발생하는 충격이 인체에 전달되지 않도록 하는 충격흡수기능과 착화 시 발바닥에 가해지는 압력을 분산시켜 좋은 착화감을 부여하는 역할을 한다.

상기와 같은 기능성을 부여하기 위해, 창 부분은 다양한 소재로 이루어진 각 부분을 접착제 등으로 접합하여 제조하게 된다. 그러나 이러한 제조방법은 불필요한 공정이 증가함과 동시에 접착제 사용에 따른 유해물질이 많이 발생하는 단점을 가진다. 여기에 각 부분별로 금형을 따로 제조하여야 하므로 금형 제작에 많은 비용을 소모할 수밖에 없다.

본 발명자는 상기와 같은 기존의 밑창 제조방법을 개선하기 위해 예의 연구를 거듭하던 중, 금형의 구조를 개폐가 가능한 하나의 하우징으로 하되, 제거가 가능한 분할판을 상기 금형의 중심부에 위치시켜 하우징을 구획하고, 구획된 하우징에 밑창의 각 부분을 형성하는 조성물을 주입하고 경화함으로써 한 번의 공정으로 쉽게 통합된 중창을 제조할 수 있는 점을 확인하였다. 여기에 상기 분할판의 원하는 위치에 돌출부를 형성함으로써, 분할판이 제거된 후에 돌출부가 위치했던 자리에 일종의 공간을 형성하고, 상기 공간에 충격을 흡수하거나 고탄성을 가지는 조성물을 주입하고 경화하였다. 이를 통해 접착제를 사용하지 않아 친환경적이고, 공정을 축소시켜 시간 및 비용을 절감하였으며, 금형 비용을 감소하는 등의 여러 장점을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에 따른 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법은 접착제를 이용한 접착 공정 없이도 다양한 기능성을 가지는 여러 층의 중창용 조성물을 한 번의 공정을 통해 다층의 중창으로 형성한 것을 특징으로 하며, 더욱 구체적으로 도 1과 같이 사람의 발바닥과 인접한 부분부터 순차적으로 상부층(100), 기능층(200) 및 하부층(300)의 세 층이 적층된 구조로 형성될 수 있다.

이와 같은 중창은 금형을 통해 제조될 수 있는 바, 상기 금형은 도 2와 같이 분할판을 중심으로 제1공간(A)과 제2공간(B)을 각각 형성하는 상부하우징(10)과 하부하우징(20)으로 구성될 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 상부하우징과 하부하우징 사이에는 제3공간을 형성하기 위한 돌출부(31)가 양면에 구비된 분할판(30)이 위치할 수 있다.

도 3을 통해 본 발명에 따른 제조방법을 간략히 설명하면, 도 3의 (a)와 같이 상부하우징과 하부하우징은 돌출부가 형성된 분할판을 사이에 두고 서로 대면하여 닫혀 있으며, 좌측에는 상부층을 형성하는 제1조성물과 하부층을 형성하는 제2조성물이 각각 제1공간과 제2공간으로 주입되는 사출구가 구비된다.

상기와 같이 주형이 구비되면, 상기 사출구를 통해 충분히 혼합된 제1조성물과 제2조성물이 각각의 공간으로 주입된다. 주입이 완전히 끝나면 각각의 조성물은 사출을 멈추고 다음 공정으로 진행하기 위한 대기시간을 갖게 된다. 이러한 대기시간을 통해 주입된 조성물이 액체 상태에서 고체 또는 반고체 상태로 경화됨에 따라 후술할 다음 공정에서 분할판을 제거하더라도 그 형태를 유지할 수 있게 된다.

대기 시간이 끝나면 도 2의 (b)와 같이 금형을 열고 분할판을 제거한다. 이때 경화된 제1조성물과 제2조성물은 분할판과 하우징이 형성한 공간의 형태대로 경화되는데, 상기와 같이 분할판은 양 면에 돌출부가 형성되어 있기 때문에 돌출부가 형성된 부분은 분할판이 제거된 후에 제3공간이 형성되게 된다. 상기와 같이 형성된 제3공간에는 제3조성물이 주입될 수 있다.

이때 상기 제3공간은 추후 삽입되는 제3조성물이 발포됨에 따라 다양한 형태를 가질 수 있도록 상기 분할판의 돌출부는 기본적인 육면체 형상 이외에도 원통형, 선형, 구형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 하나가 아닌 여러 개가 형성되어도 좋다. 또한 여러 개가 형성될 경우 모든 돌출부가 동일 또는 상이한 형상을 가져도 무방하다.

제3조성물이 주입 또는 삽입된 후에는 도 2의 (c)와 같이 조성물의 주입 위치를 확인한 후, 상기 상부하우징과 하부하우징을 폐쇄하여 제1조성물과 제2조성물이 직접 맞닿도록 한다. 그리고 다음 공정까지 대기시간을 가져 주입한 제3조성물이 안정화되도록 한다. 그리고 대기시간이 경과한 후에 하우징을 가열함으로써 조성물을 가류하고 발포제를 분해시켜 가스를 발생시키며, 가류가 끝난 후에는 하우징을 열고 조성물을 발포시킴으로써 하나의 중창을 형성할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 하나의 금형을 이용하여 각각의 조성물을 유동성이 어느 정도 있는 상태에서 직접 접촉시키고 가류 및 발포함으로써 화학 반응에 따른 팽창으로 인해 각 조성물이 서로 접합된 상태에서 발포되며, 이 과정에서 접착제를 사용할 필요 없이 각 층이 완전히 접합될 수 있다.

이하, 각 단계별로 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 본 발명에 따른 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법은,

b) 상기 주형을 열고 분할판을 제거하는 단계;

d) 상기 주형을 닫고 조성물들을 발포시키는 단계;

를 포함하여 진행할 수 있다.

본 발명에서 상기 a) 단계는 제1조성물과 제2조성물을 상술한 주형에 주입하고 반경화하는 단계로서, 단계를 진행하기 전에 상부층과 하부층을 형성하는 조성물들을 먼저 제조한 후에 이를 주입할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1조성물 또는 제2조성물은 각각 상부층과 하부층을 형성하기 위한 것으로, 기본적으로 탄성이나 충격흡수 등의 성질을 가지는 결정성 고분자 수지 상에 각종 첨가제나 충전재를 혼합한 분산체 조성물이며, 구체적으로 결정성 고분자 수지인 폴리올레핀 엘라스토머에 가교제, 발포제, 발포촉진제, 윤활제 및 충전재 등을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 적어도 하나의 무극성(즉, 탄소 및 수소만을 함유하는) 올레핀 기반 폴리머를 포함하는 열가소성 엘라스토머 (Thermoplastic elastomers, TPE)로, 일반적인 고무류에 비해 혼련 공정이 간소화되고 성형가공이 가능하며, 기존의 고무와 달리 재활용이 가능하다는 장점을 가진다. 또한 다른 고분자 수지와의 혼화성이 우수하며, 유연성, 열안정성, 내마모성, 내스크래치성 등 높은 기계적 물성을 가진다.

상기 폴리올레핀 엘라스토머로 예를 들면, 올레핀 블록 공중합체, 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 프로필렌/α-올레핀 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체(ethylene-propylene-diene monomer, EPDM), 에틸렌-프로필렌 단량체(ethylene-propylene monomer, EPM), 저밀도 폴리에틸렌, 부분 가교 폴리올레핀 엘라스토머, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

이러한 폴리올레핀계 엘라스토머를 상표명으로 들면, LUCENE™ LC168, LC175, LC565, LC875, LC180, LF100, LF100A, LF300, LF600, LF670, LF775, LC100, LC160, LC161, LC170, LC180 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 폴리올레핀 엘라스토머로 더욱 바람직하게는 상기 엘라스토머 중 어느 하나가 아닌 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

일반적으로 신발의 중창은 사용자의 체중 및 걷거나 달리는 동안 발생하는 모든 압력을 견뎌낼 수 있어야 한다. 이러한 신발의 중창에 주로 사용되는 엘라스토머는 에틸렌비닐아세테이트가 있으며, 상기 에틸렌비닐아세테이트는 대부분의 고무와 마찬가지로 열가소성으로 인해 제조와 가공이 쉽고 부드러우며, 가요성을 가진다. 또한 저온에서의 내구성이나 내균열성, 방수성 및 내광성을 갖기 때문에 신발의 중창에 사용되기 적절하다.

그러나 에틸렌비닐아세테이트는 수명이 짧다는 단점이 있으며, 특히 영구압축줄음률이 좋지 않다. 따라서 장기간 사용 시 중창이 압축되는 경향이 있으며, 바닥에 평탄화가 진행된다. 본 발명은 이러한 단점을 상쇄하고, 동시에 충격흡수나 고탄성과 같은 기능성을 높이기 위해 일반적인 에틸렌비닐아세테이트에 부분가교 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록공중합체 등의 다른 폴리올레핀 엘라스토머를 혼합하는 것이 좋다.

상기 에틸렌비닐아세테이트는 에틸렌과 공단량체인 비닐아세테이트가 공중합된 것으로, 기본적으로 조성물의 대부분을 차지하는 고분자 수지이며 고무에 비해 경량이면서도 유연성과 충격강도가 우수하며, 내후성, 내오존성 등의 화학적 특성과, 내스트레스크랙성이나 인장강도, 인열강도와 같은 기계적 특성이 우수하며, 다른 폴리올레핀계 수지 및 기타 첨가제와의 상용성이 좋은 특성을 가진다.

또한 상기 에틸렌비닐아세테이트는 비닐아세테이트의 함량에 따라 유연성 및 접착성이 결정될 수 있다. 예를 들어 비닐아세테이트의 함량이 증가할수록 기계적 물성은 하락하게 되나 유연성이 향상되며 접착성도 개선되는 특징을 가진다.

구체적으로 상기 에틸렌비닐아세테이트는 전체 고분자 100 중량% 중에서 비닐아세테이트의 함량이 15 내지 35 중량%, 더욱 바람직하게는 18 내지 20 중량%를 만족하는 것이 좋으며, ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스(melt index, MI)가 1.0 내지 35 g/10min, 더욱 바람직하게는 1.7 내지 1.9 g/10min이며, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.92 내지 0.96 g/㎤, 더욱 바람직하게는 0.94 내지 0.96 g/㎤인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 발포된 각 층이 기계적 물성과 화학적 물성을 유지할 수 있으며, 동시에 조성물의 혼화성과 성형성, 압출성 등을 만족할 수 있다.

본 발명에서 상기 저밀도 폴리에틸렌은 일반 폴리에틸렌이나 고밀도 폴리에틸렌에 비해 비교적 낮은 밀도를 갖는 것으로, 에틸렌비닐아세테이트와 혼합 시 기계적 물성과 가공성, 열수축율을 개선할 수 있다.

구체적으로 상기 저밀도 폴리에틸렌은 ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 20 내지 60 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.9 내지 0.92 g/㎤을 만족하는 것이 상술한 물성들, 특히 열수축율과 충격 흡수성을 개선할 수 있어 바람직하다.

상기 부분 가교 폴리올레핀 엘라스토머는 조성물의 기계적 물성, 특히 내마모성, 내크랙성, 내압축성이나 가공성을 개선하기 위해 첨가하는 것으로, 에틸렌 단량체와 에틸렌 단량체 이외의 α-올레핀, 예를 들어 프로필렌, 부텐, 프로펜, 헥센, 헵텐, 옥텐 등의 단량체를 중합한 블록 공중합체를 포함할 수 있다.

상기 부분 가교 폴리올레핀 엘라스토머로 예를 들면 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체를 포함할 수 있으며, 이들의 물성을 한정하는 것은 아니나 ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 0.5 내지 5 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.86 내지 0.91 g/㎤, ASTM D 1246에서 측정한 무니점도가 1 내지 40를 만족하는 것이 상기와 같은 기계적 물성을 개선하는 효과를 발현할 수 있다.

상기 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머는 에틸렌과 프로필렌의 랜덤 공중합체에 이중결합을 갖는 제3성분의 디엔이 결합되어 있는 구조로서, 폴리올레핀 엘라스토머의 내충격성을 더욱 개선하기 위해 첨가된다. 상기 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머는 이외에도 내열성, 내오존성, 내후성이 우수하여 비교적 비중이 적고, 내열성 등을 개선하기 위한 충전재를 다량 혼합하여 사용하여도 기계적 물성을 유지하는 장점을 가진다.

상기 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머는 물성을 한정하는 것은 아니나 ASTM D 1246에서 측정한 무니점도가 20 내지 30이며, 전체 엘라스토머 100 중량% 중 에틸렌의 함량이 50 내지 75 중량%을 만족하는 것이 상술한 물성 개선 효과를 발현할 수 있어 바람직하다.

상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체는 열가소성 엘라스토머의 일종으로 일반적으로 연질상(soft segment)와 경질상(hard segment)를 포함하며, 여기서 연질상이 열가소성 엘라스토머 특유의 고무탄성을 가지기 때문에 고탄성과 낮은 영구압축줄음률을 만족할 수 있다.

상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체는 물성을 한정하는 것은 아니나, ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 1 내지 10 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.95 내지 1.05 g/㎤인 것이 상술한 물성 개선 효과, 특히 고탄성을 만족할 수 있어 바람직하다.

상기 폴리올레핀계 엘라스토머는 충격강도와 고탄성을 결정하는 성분으로 각 층에 따라 그 조성을 달리할 수 있다. 예를 들어 상부층의 경우 발과 직접 닿는 부분이기 때문에 내마모성이나 인장강도보다는 지면으로부터의 충격을 흡수하는 성능이 발현되는 것이 중요하므로, 상대적으로 MI가 크고 무니점도가 낮은 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다. 이와는 대조적으로 하부층의 경우 보행에 따라 지면과 계속 마찰되므로 상부층에 비해 상대적으로 내마모성이나 인장강도, 인열강도 등이 발현되어야 하므로 MI가 작고 무니점도가 큰 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다.

예를 들어 상부층이나 하부층과 같이 기계적 물성, 특히 내크랙성과 가공성을 일정 이상 만족하여야 하는 경우 에틸렌비닐아세테이트와 부분 가교 폴리올레핀 엘라스토머를 혼합하여 사용하는 것이 좋으며, 이때 조성비는 각 층을 구성하는 조성물 100 중량%를 기준으로 에틸렌비닐아세테이트 60 내지 80 중량%, 부분 가교 폴리올레핀 엘라스토머 20 내지 40 중량%의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 조성물이 상기 범위를 벗어나는 조성을 가질 경우, 사출성형성이 불량해지거나, 고탄성 특성의 부여가 어려울 수 있다.

또한 제2조성물로 충격흡수성을 더욱 개선하기 위한 기능층을 형성하는 경우, 내충격성을 개선하기 위해 저밀도폴리에틸렌을 베이스로 하여 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 혼합하는 것이 바람직하다. 이때 상기 제2조성물의 조성비를 한정하는 것은 아니나 조성물 100 중량%를 기준으로 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 60 내지 80 중량% 및 저밀도폴리에틸렌 20 내지 40 중량%를 혼합하는 것이 바람직하다. 조성물이 상기 범위를 벗어나는 경우 내충격성이나 충격흡수성이 떨어질 수 있으며, 조성물의 사출 성형이 제대로 이루어지지 않거나 이물질이 삽입될 수 있다.

여기에 제2조성물로 고탄성을 발현하기 위한 기능층을 형성하는 경우, 고무와 유사한 특성을 가지는 에틸렌비닐아세테이트를 베이스 수지로 하여 여기에 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머와 같이 합성 고무 성분을 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이때 조성물의 조성비를 한정하는 것은 아니나, 조성물 100 중량%를 기준으로 에틸렌비닐아세테이트 60 내지 80 중량% 및 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 20 내지 40 중량%를 혼합하는 것이 바람직하다. 조성물이 상기 범위를 벗어나는 경우 조성물의 발포나 사출 성형이 제대로 이루어지지 않거나 이물질이 삽입될 수 있다.

본 발명에서 상기 가교제는 상술한 고분자 혼합물을 화학적으로 가교하여 물리적 성질, 특히 내마모성과 내구성을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로, 종류를 한정하는 것은 아니나 유기과산화물을 포함할 수 있다.

상기 가교제로 예를 들면 사이클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디브틸퍼옥시말레인산, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드(DCP), 1,3-비스(t- 부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케폰퍼옥사이드, 디-(2,4-디클로로벤조일)퍼옥사이드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-(t-벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-(t-부틸퍼옥시)-3-헥신, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, a,a'-비스(t-부틸퍼옥시) 디이소프로필벤젠 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 가교제는 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 2 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.2 중량부 혼합하는 것이 바람직하다. 가교제의 첨가량이 상기 범위 미만인 경우 가교밀도가 현저히 낮아져 발포가스에 의해 셀이 터지게 되어 발포체 형성이 제대로 이루어지지 않으며, 상기 범위를 초과하는 경우 과가교 현상으로 인해 사출성형성이 떨어지고 제품의 외관이 불량해질 수 있다.

본 발명에서 상기 발포제는 일반적인 폴리올레핀 엘라스토머나 기타 합성고무류를 발포하기 위해 첨가하는 것으로 그 종류를 한정하지 않으며, 예를 들어 아조디카본아마이드(ADCA), p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드)(OBSH), 디니트로소 펜타메틸렌 테트라민(DPT), p-톨루엔술포닐 히드라지드(ptoluenesulfonyl hydrazide), 벤젠술포닐 히드라지드(benzenesulfonyl hydrazide), 탄산수소나트륨, 및 탄산나트륨 등을 포함하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 발포제는 첨가량을 한정하지는 않으나 상기 폴리에틸렌 엘라스토머 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부 첨가될 수 있다. 발포제가 상기 범위 미만 첨가되는 경우 발포가 제대로 이루어지지 않아 충격 흡수력 등이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하여 첨가되는 경우 발포가스의 과다 생성으로 인해 셀이 쉽게 파괴되고 기계적 물성이 하락할 수 있다.

본 발명에서 상기 발포촉진제는 발포 속도를 조절하기 위한 것으로, 상세하게는 가교를 촉진시키기 위한 목적으로 혼합되는 것이다.

상기와 같은 발포촉진제는 주로 금속산화물이 이용될 수 있으며, 이러한 금속산화물은 공지의 고무 산업에서 통상적으로 이용할 수 있는 금속산화물이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 금속산화물의 대표적인 예시를 들면, 산화아연, 산화카드뮴, 산화마그네슘, 산화수은, 산화주석, 산화납 및 산화칼슘 등을 들 수 있다.

상기 발포촉진제는 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100 중량부 대비 1 내지 5 중량부 첨가될 수 있다. 발포촉진제가 상기 범위 미만 첨가되는 경우 발포가 제대로 되지 않으며, 상기 범위를 초과하여 첨가되는 경우 발포속도가 빨라져 가교 전에 발포가 이루어져서 제품 성형이 제대로 이루어질 수 없다.

본 발명에서 상기 윤활제는 가교를 촉진시키기 위한 목적과 이형제로서 작용하기 위한 목적을 위해 첨가하는 것으로, 이외에도 발포 셀을 미세하고 균일하게 형성하는 효과도 가진다.

상기 윤활제로 예를 들면 탄소수 14 내지 18의 포화지방산, 예를 들면, 스테아린산(Stearic Acid), 미리스틴산(Myristic Acid), 파르미틴산(Palmitic Acid)과 같은 유기계 윤활제와, 수산화마그네슘(Mg(OH)₂), 탄산수소나트륨(NaHCO₃), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 산화베릴륨(BeO), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH) 등의 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물과 같은 무기계 윤활제를 들 수 있다. 특히 유기계 윤활제로 스테아린산이나 스테아린산 아연염은 발포제의 열분해 시 생성되는 포름아미드, 포름알데히드 등과 같은 유해성분을 카르복실레이트 등과 같은 형태로 변환시킴으로써 효과적으로 제거할 수 있어 바람직하다.

상기 윤활제는 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100 중량부 대비 0.5 내지 3 중량부 첨가될 수 있다. 윤활제가 상기 범위 미만 첨가되는 경우 그 효과를 발현할 수 없으며, 상기 범위를 초과하여 첨가되는 경우 조성물의 혼합력이 떨어질 수 있다.

본 발명에서 상기 충전재는 조성물의 인장강도, 인열강도, 내마모성, 내열성, 경도 등의 물리적 성질을 개선하기 위해 첨가하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 첨가하는 무기계 입자라면 종류에 한정하지 않는다.

이러한 충전재의 예를 들면 실리카, 카본블랙, 화이트카본, 탄산칼슘, 규산염, 탈크 및 이산화티탄 등을 들 수 있으며, 이들은 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100 중량부 대비 중 1 내지 30 중량부 첨가될 수 있다. 충전재가 상기 범위를 벗어나도록 첨가되는 경우 제조된 중창의 기계적 강도의 저하가 발생될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 조성물들은 기본적으로는 상기와 같은 성분들이 포함되어야 하나, 각 창에 요구되는 물성을 만족하기 위해 조성물의 조성을 달리하거나 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다.

예를 들어 상부층의 경우, 발과 상부층 사이에 깔창 등이 더 구비되기도 하나 기본적으로 발바닥과 직접 맞닿는 부분으로써 중창의 기능 중 하나인 충격흡수를 분담하기도 하며, 본연의 기능인 냄새를 제거하기 위해 항균성분이 더 첨가되기도 한다.

이에 반해 하부층의 경우 지면과 직접 맞닿는 부분으로 보행 시 마찰에 의해 마모가 쉽게 발생할 수 있기 때문에 내마모성을 가지는 성분이 더 첨가되어야 한다. 또한 수분이 있는 바닥에서 미끄러짐이 발생하면 안되므로 논슬립 특성을 가져야 하기 때문에 이러한 특성을 확보할 수 있는 성분들이 혼합되어야 한다. 그리고 상기와 같은 특성과 동시에 가볍고 탄성이 좋아야 한다.

이러한 첨가제로 예를 들면 점착부여제, 내마모제, 커플링제, 분산제, 촉진제, 가황제, 산화방지제, 이형제 및 자외선안정제 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 점착부여제로 예를 들면 폴리(부타디엔), 폴리펜타디엔(poly pentadiene), 폴리(이소프렌)(poly(isoprene)), 석유수지(petroleum resin), 폴리(메틸렌-공중합-인덴)(poly(methylstyrene-co-indene)), 테레펜-페놀(terpene-phenol)수지, 폴리디시클로펜타디엔(polydicyclopentadiene), 히드로제네이티드 폴리시클로펜타디엔(hydrogenated polycyclopentadiene) 등을 포함할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 내마모제로 예를 들면 실리콘계 고무(상표명 CF 200-5A;CF 201U; CF 2320F; CF4101; CF 5058; CF 5106; CF 9150; CF 9379; CK 1110B;)를 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 커플링제로 예를 들면 실란계 커플링제로, 구체적으로는 비닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에폭시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-메타아크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리에톡시실란, γ-메르카프토프로필트리메톡시실란 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

상기 분산제는 공지의 고무 산업에서 신발 밑창용 고무 조성물의 분산제로 사용할 수 있는 것이라면 모두 바람직하게 사용 가능하며, 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol, PEG) 등의 분산제가 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 촉진제는 신발 밑창용 고무 제조 시 가황(가류) 속도를 높여 가황(가류) 시간을 단축시키고, 가황(가류) 온도를 저하시키고, 사용되는 가황제의 양을 감소시켜 고무제품의 품질을 향상시키는 효과를 발휘하는 것으로, 종류를 한정하는 것은 아니나 티아졸(Thiazole)계 촉진제, 티우람(Thiuram)계 촉진제, 구아니진 (Guanijine)계 촉진제 및 티오우레아(Thiourea)계 등을 포함할 수 있다.

상기 가황제는 조성물의 지방산으로 사용되는 것으로, 대표적으로 황(sulfur) 또는 불용성황(Insoluble sulfur) 등을 사용할 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

상기 산화방지제는 조성물의 내화학성을 향상시키기 위한 것으로, 이들의 예를 들면 부틸하이드록시페닐프로피오네이트 등을 포함할 수 있다.

상기 이형제는 조성물이 주형으로부터 쉽게 분리될 수 있도록 첨가하는 것으로, 이들의 예를 들면 파라핀계 오일, 나프틴계 오일 등을 포함할 수 있다.

상기 자외선안정제는 조성물의 내광성을 향상시키기 위한 것으로, 이들의 예를 들면 메틸페닐벤조트리아졸 등을 포함할 수 있다.

상기와 같은 첨가제는 발명의 목적에 따라 하나 또는 복수의 종류를 첨가할 수 있으며, 이들의 첨가량 또한 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 자유롭게 조절할 수 있다. 예를 들어 상기 점착부여제와 내마모제는 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100 중량부 대비 각각 0.1 내지 5 중량부 첨가하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 상기 조성물들은 제조방법을 한정하지 않으며, 구체적으로 고분자 수지와 첨가제를 니더 믹서(Kneader Mixer) 등을 이용하여 균일하게 혼합한다. 이때 필요에 따라 혼화성을 더욱 높이기 위해 충전재 등은 미리 펠렛 형태로 제조한 후 이를 첨가할 수도 있다.

다음으로, 상기 혼합된 조성물에 가황제, 발포제 등을 더 첨가하여 오픈 롤밀(open roll mill)을 이용하여 균일하게 분산한 후, 이를 펠렛화하거나 시트 형태로 제조한다. 제조된 조성물을 상술한 주형에 주입하고 이를 성형함으로써 상부층이나 하부층 형태로 제조할 수 있다.

이때 상기 성형 시 성형 조건을 한정하지는 않으나, 사출구의 온도를 60 내지 80℃로 유지한 상태에서 사출을 진행하는 것이 바람직하며, 성형 시 하우징의 온도는 150 내지 200℃, 성형시간은 300 내지 700초 정도로 진행하는 것이 좋다. 또한 필요에 따라 가압을 함께 진행할 수도 있으며, 이때 압력은 한정하지 않으나 50 내지 200 ㎏/㎠로 가해주는 것이 바람직하다.

상기와 같이 제1조성물과 제2조성물을 성형한 후에는 상기 b) 단계와 같이 주형을 열어 상부하우징과 하부하우징을 개방하고, 제1조성물과 제2조성물 사이에 있는 분할판을 제거한다. 이를 통해 상기 분할판에 형성된 돌출부는 상기 a) 단계의 성형 과정에서 제1조성물과 제2조성물에 일종의 홈부가 형성되며, 상기 홈부는 제3공간이 형성되므로, 상기 제3공간에 제3조성물을 위치시키고 이를 발포하면 자연스럽게 제3조성물이 제1조성물과 제2조성물 사이에 삽입되어 위치할 수 있다.

다음으로 상기 c) 단계와 같이 상기 돌출부가 위치했던 공간에 제3조성물을 주입할 수 있다. 이때 상기 제3조성물은 상술한 제1조성물 또는 제2조성물과 동일 또는 유사한 성분들을 포함할 수 있으나, 기본적으로 중창의 경우 기능성을 발현하는 부분이므로, 상술한 기능성을 발현할 수 있도록 조성을 다르게 가져가는 것이 바람직하다.

이때 상기 제3조성물은 중창의 성격에 따라 조성을 다르게 가져갈 수 있다. 예를 들어 고탄성의 중창을 제조할 경우 에틸렌비닐아세테이트에 에틸렌프로필렌디엔 모노머를 혼합한 고분자와 기타 첨가제를 포함하며, 충격을 흡수할 수 있는 중창의 경우 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록공중합체에 저밀도 폴리에틸렌을 혼합한 고분자와 기타 첨가제를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 첨가제는 상기 제1조성물 또는 제2조성물에 포함되는 첨가제와 동일 또는 유사한 것을 사용하여도 무방하며, 더욱 바람직하게는 가교제, 발포제, 발포촉진제, 윤활제 및 충전재 등을 포함할 수 있다.

상기 제3조성물은 상기 제1조성물 및 제2조성물과 유사하게 고분자 수지와 첨가제를 니더 믹서(Kneader Mixer) 등을 이용하여 균일하게 혼합한다. 이때 필요에 따라 혼화성을 더욱 높이기 위해 충전재 등은 미리 펠렛 형태로 제조한 후 이를 첨가할 수도 있다.

다음으로, 상기 혼합된 조성물에 가황제, 발포제 등을 더 첨가하여 오픈 롤밀(open roll mill)을 이용하여 균일하게 분산한 후, 이를 펠렛화하거나 시트 형태로 제조한다. 제조된 조성물은 먼저 원하는 중창의 형태를 한 주형에 주입하고 이를 성형하는 것이 바람직한데, 이때 성형 조건을 한정하는 것은 아니나, 사출기의 온도를 90 내지 110℃로 하며, 사출 후 110 내지 120℃로 설정된 금형에서 15 내지 30초간 가압한 후 10 내지 60초간 냉각하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 미리 성형된 제3조성물은 상술한 분할판의 돌출부가 성형한 제1조성물 및 제2조성물이 형성하는 공간에 위치시킬 수 있으며, 제3조성물을 위치시킨 후에는 금형을 다시 닫고 이를 가류 및 발포하여 밑창으로 성형할 수 있다.

상기 가류공정은 고분자 형태의 조성물을 가교하여 조성물의 치수안정성, 탄성 및 인장강도 등을 높이는 공정으로, 상기 공정 중에 가교반응과 동시에 발포제 또한 함께 분해되어 발포가스를 형성하게 된다. 상기와 같이 생성된 발포가스는 가열 및 가압되는 금형으로 인해 팽창되지 않고 작은 셀을 형성하다 금형을 여는 순간 팽창하여 발포체를 제조하게 된다.

본 발명에서 상기 가류공정의 조건을 한정하는 것은 아니나, 100 내지 150 ㎏/㎠의 압력과 155 내지 180℃의 온도를 6분 내지 12분 동안 가하여 가류된 중창을 제조할 수 있다. 이를 통해 밑창을 구성하는 각 조성물이 가류되어 상기 조성물 간의 접착성이 향상되게 된다.

가류가 끝난 후에는 금형을 열고 생성된 발포가스를 팽창시켜 완전한 중창으로 제조할 수 있다. 이때 상기 발포 공정은 조건을 한정하는 것은 아니나 가류된 조성물을 155 내지 180℃의 온도에서 발포시킬 수 있으며, 상기 온도 범위에서 시트 형태의 조성물 표면과 내부에 존재하는 발포제의 열분해가 발생하여 기공이 형성될 수 있다.

발포가 끝난 후에는 후공정을 거침으로써 다중 사출 제조방법으로 제조된 신발용 밑창을 완성할 수 있다. 구체적으로 상기 중창은 발포 후 실온으로 서서히 냉각하여 남아 있는 발포 기체 등을 완전히 제거함과 동시에 중창의 치수안정성을 확보할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 제조방법으로 제조된 고기능성 신발용 중창을 포함할 수 있다. 상기 신발용 중창은 금형의 구조를 개폐가 가능한 하나의 하우징으로 하되, 제거가 가능한 분할판을 상기 금형의 중심부에 위치시켜 하우징을 구획하고, 구획된 하우징에 중창의 각 부분을 형성하는 조성물을 주입하고 경화함으로써 한 번의 공정으로 쉽게 통합된 밑창을 제조할 수 있다.

또한 상기 분할판의 원하는 위치에 돌출부를 형성함으로써, 분할판이 제거된 후에 돌출부가 위치했던 자리에 일종의 공간을 형성하고, 상기 공간에 기능층을 형성하는 조성물을 주입하고 경화함에 따라 접착제를 사용하지 않아 친환경적이고, 공정을 축소시켜 성형 시간이나 금형 제조 시간 및 비용을 절감하는 효과를 가진다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 제한되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성 측정방법과 조성물의 제원은 다음과 같다.

(조성물)

조성물의 제원은 하기 표 1에 기재하였다. 또한 하기 표 2 등에서 중량%는 A 내지 G에서 선택되는 어느 하나 이상의 고분자의 조성비이며, 중량부는 상기 고분자들의 합 100 중량부에 대한 중량부를 뜻한다.

[표 1]

(경도)

시편의 경도는 KS M 6518(가황 고무의 물리시험방법)에 의거하여 측정하였다.

(밀도)

시편의 밀도는 KS M 6519(고무 제품의 분석방법)에 의거하여 측정하였다.

(접착강도)

폭 2.5cm로 시험편을 준비하여 속도 300mm/min으로 UTM(Universal Testing Machine)을 이용하여 계면의 분리 강도를 측정하였다.

(기계적 물성)

ⓐ 발포배율(expantion ratio) : 발포배율은 하기 식 1에 의해 계산하였다.

[식 1]

ER = (f_l / m_l) × 100

(상기 식 1에서 ER은 발포체의 발포배율, f_l은 냉각된 발포체의 길이, m_l는 몰드의 길이를 뜻한다.)

ⓑ 경도 : 시편을 절단하여 평활한 중간을 ASTM D 2240에 의거하여 경도계(asker C type)로 측정하였다. 이때 시편의 두께 및 측정점 간의 거리는 각각 10㎜, 6㎜로 하였으며, 5회 반복 측정한 후, 평균값을 계산하였다.

ⓓ 인장강도, 인열강도 및 신장률 : B형 커터로 제조한 두께 3㎜의 시편을 KS M 6518에 준하여 인장강도 및 신장률을 측정하되, 시험편은 5개로 하였으며, cross head speed를 200 ㎜/min으로 하였다.

ⓔ 영구압축줄음율 : 시편을 지름 30㎜, 두께 10㎜의 원기둥 형태로 제조한 후 ASTM D-3754에 준하여 시험하였으며, 구체적으로 크롬 도금한 2장의 평행 금속판 사이에 시험편을 넣고 시험편 두께의 50%에 해당하는 spacer를 끼운 후 압축시켜 50±0.1℃가 유지되는 air circulation oven에서 6시간 동안 열처리 한 후 압축장치에서 시험편을 꺼내어 실온에서 30분간 냉각시킨 후 두께를 측정하였다. 동일 시험에 사용된 시험편은 3개로 하였으며, 아래 식 2에 의해 계산하였다.

[식 2]

C_s (%) =[(t₀- t_f) / (t₀ - t_s)] × 100

(상기 식 2에서 t_o는 시편의 초기 두께, t_f는 열처리 후 냉각되었을 때의 시편의 두께, t_s는 spacer의 두께를 뜻한다.)

ⓕ 스플릿 인열강도 : 100㎜×25.4㎜×10㎜ 크기의 시편을 3개 준비하였으며, 측정속도는 50 ㎜/min로 하여 3회 측정하되, 측정 시 중위값에서 20% 이상 벗어나는 것은 제외하였다.

(실시예 1 내지 4)

상부층의 물성을 측정하기 위해 상기 표 1의 조성물 중 일부를 하기 표 2에 기재된 혼합비로 벤버리 믹서를 이용하여 평균 175℃의 온도로 혼합하였다. 이어 이 혼합물을 시트상의 형틀에 부은 후, 170℃에서 10분간 가압하면서 가황 및 발포하여 시편을 완성하였다. 시편의 물성을 측정하여 하기 표 2에 기재하였다.

[표 2]

상기 표 2와 같이 본 발명에 따라 제조된 시편은 우수한 신장율과 밀도(0.12 내지 0.3 g/cc), 경도(20 내지 70), 80% 이하의 영구압축줄음률 등, 모든 항목에서 기준치를 만족하는 것을 알 수 있다. 그러나 에틸렌비닐아세테이트나 에틸렌-옥텐 공중합체의 함량이 기준치를 벗어나는 실시예 2, 3은 경도 등이 지나치게 낮거나, 너무 딱딱하여 신장율, 영구압축줄음률이 떨어지는 것을 확인할 수 있으며, 멜트인덱스가 지나치게 높은 에틸렌비닐아세테이트를 사용한 실시예 4는 성형이 제대로 이루어지지 않았으며, 물성 또한 떨어지는 것을 확인할 수 있다.

(실시예 5 내지 8)

하부층의 물성을 측정하기 위해 상기 표 1의 조성물 중 일부를 하기 표 3에 기재된 혼합비로 벤버리 믹서를 이용하여 평균 175℃의 온도로 혼합하였다. 이어 이 혼합물을 시트상의 형틀에 부은 후, 170℃에서 10분간 가압하면서 가황 및 발포하여 시편을 완성하였다. 시편의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.

[표 3]

상기 표 2와 같이 본 발명에 따라 제조된 시편은 표 3과 마찬가지로 신장율과 밀도, 경도, 영구압축줄음률 등 모든 면에서 기준치를 만족하는 것을 알 수 있다. 그러나 에틸렌비닐아세테이트나 에틸렌-옥텐 공중합체의 함량이 기준치를 벗어나는 실시예 6, 7은 경도 등이 지나치게 낮거나, 너무 딱딱하여 신장율, 영구압축줄음률이 떨어지는 것을 확인할 수 있으며, 멜트인덱스가 지나치게 높은 에틸렌비닐아세테이트를 사용한 실시예 8은 성형이 제대로 이루어지지 않았으며, 물성 또한 떨어지는 것을 확인할 수 있다.

(실시예 9 내지 11)

기능층의 물성을 측정하기 위해 상기 표 1의 조성물 중 일부를 하기 표 4에 기재된 혼합비로 벤버리 믹서를 이용하여 평균 175℃의 온도로 혼합하였다. 이어 이 혼합물을 시트상의 형틀에 부은 후, 170℃에서 10분간 가압하면서 가황 및 발포하여 시편을 완성하였다. 시편의 물성을 측정하여 하기 표 4에 기재하였다.

[표 4]

상기 표 4와 같이 본 발명에 따라 제조된 중간층 시편은 다른 실시예들과 마찬가지로 신장율 등의 기계적 물성을 만족하는 것을 알 수 있다. 구체적으로 실시예 9의 경우 영구압축줄음률이 50%를 기록하여 탁월한 충격흡수성을 가지리라 예측되면서도 동시에 기계적 물성을 만족하고 있으며, 실시예 10은 높은 인장강도와 신장율을 기록하여 고탄성을 가지리라 예측된다. 이에 반해 실시예 11의 경우, 성형이 아예 이루어지지 않아 기계적 물성을 측정할 수 없었다.

(실시예 12)

다중사출을 위해 상부층/기능층/하부층의 조성물을 각각 실시예 1/실시예 5/실시예 9의 조성으로 하였으며, 먼저 도 2의 주형(10)에 상부층 조성물(100)과 하부층 조성물(200)을 각각 주입한 후 179℃로 주형을 가열하여 성형하였다. 그리고 성형이 끝난 후에는 도 3의 (b) 단계와 같이 주형을 열고 형성된 공간에 기능층 조성물(300)을 주입하고 다시 주형을 닫은 후, 주형의 온도를 117℃로 한 상태에서 580초간 가열하였다. 가열이 끝난 후에는 주형을 열어 조성물을 완전히 발포시켰다.

상기의 조성으로 제조된 시편은 계면 간의 접착이 완전히 이루어져 층간에 벌어짐이 발생하지 않고 완전히 부착된 것을 확인하였으며, 부착강도 또한 2.0 ㎏/㎝ 이상을 만족하는 것을 확인하였다.

이상으로 본 발명의 상세한 설명에서는 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

10 : 제1하우징
20 : 제2하우징
30 : 분할판
31 : 돌출턱
100 : 제1조성물
200 : 제2조성물
300 : 제3조성물
A : 제1공간
B : 제2공간

Claims

a) 양면에 돌출부가 구비된 분할판과, 상기 분할판을 중심으로 제1공간과 제2공간이 형성된 주형에 제1조성물과 제2조성물을 각각 분할된 공간에 주입하고 반경화하는 단계;
b) 상기 주형을 열고 분할판을 제거하는 단계;
c) 상기 돌출부가 위치했던 공간에 제3조성물을 주입하는 단계; 및
d) 상기 주형을 닫고 조성물들을 발포시키는 단계;
를 포함하며,
상기 제1조성물 내지 제3조성물에서 선택되는 어느 하나 또는 복수는 폴리올레핀 엘라스토머, 가교제, 발포촉진제, 윤활제 및 충전재를 포함하되,
상기 제1조성물 및 제2조성물에 포함되는 폴리올레핀 엘라스토머는 ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 1 내지 35 g/10min이고, 전체 엘라스토머 100 중량% 중 비닐아세테이트의 함량이 15 내지 35 중량%이며, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.92 내지 0.96 g/㎤인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 60 내지 80 중량% 및 ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 0.5 내지 5 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.86 내지 0.91 g/㎤, ASTM D 1246에서 측정한 무니점도가 1 내지 40인 부분 가교 폴리올레핀 엘라스토머 60 내지 80 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제3조성물에 포함되는 폴리올레핀 엘라스토머는 ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 1 내지 35 g/10min이고, 전체 엘라스토머 100 중량% 중 비닐아세테이트의 함량이 15 내지 35 중량%이며, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.92 내지 0.96 g/㎤인 에틸렌비닐아세테이트 공중합체인 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제3조성물에 포함되는 폴리올레핀 엘라스토머는 ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 20 내지 60 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.9 내지 0.92 g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제3조성물에 포함되는 폴리올레핀 엘라스토머는 ASTM D 1246에서 측정한 무니점도가 20 내지 30이며, 전체 엘라스토머 100 중량% 중 에틸렌의 함량이 50 내지 75 중량%인 에틸렌프로필렌디엔 단량체인 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제3조성물에 포함되는 폴리올레핀 엘라스토머는 ASTM D 1238에 의거하여 2.16kg/190℃의 조건에서 측정한 멜트 인덱스가 1 내지 10 g/10min이고, ASTM D 1505에 의거하여 측정한 밀도가 0.95 내지 1.05 g/㎤인 스티렌에틸렌부틸렌스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 가교제는 사이클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디브틸퍼옥시말레인산, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t- 부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케폰퍼옥사이드, 디-(2,4-디클로로벤조일)퍼옥사이드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-(t-벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-(t-부틸퍼옥시)-3-헥신, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트 및 a,a'-비스(t-부틸퍼옥시) 디이소프로필벤젠에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 발포촉진제는 산화아연, 산화카드뮴, 산화마그네슘, 산화수은, 산화주석, 산화납 및 산화칼슘에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1조성물 내지 제3조성물에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 조성물은 커플링제, 분산제, 촉진제, 가황제, 산화방지제, 이형제 및 자외선안정제에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창의 다중 사출 제조방법.