KR19980014509A - 축광성 고분자 발포체 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축광안료를 고분자 발포체에 혼입시키는 것을 특징으로 하는 축광성 고분자 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에틸렌비닐아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 및 에틸렌에틸아크릴레이트 등의 수지성분과 부타디엔 고무 및 에틸렌-프로필렌 디엔계 공중합체 등의 고무성분 가운데 선택된 1종 이상의 기재에, 가교제, 발포제, 활제 및 형광증백제 등의 첨가제를 첨가하여 배합물을 제조하고, 여기에 축광안료를 투입하여 고르게 혼련한 후, 압축 또는 사출성형에 의해 가교, 발포시킴으로서, 우수한 축광효과를 나타내는 축광성 고분자 발포제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

축광성 고분자 발포체 및 이의 제조방법

본 발명은 축광성 고분자 발포체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수지 및 또는 고무성분과 다양한 첨가제로 이루어진 발포체용 배합물에 축광안료를 혼입시켜 고분자 발포체를 제조함으로서 우수한 축광효과를 발휘할 수 있는 축광성고분자 발포체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

이와 같이 제조된 축광성 고분자 발포체는 필요에 따라 표면에 형성된 스킨층을 제거함으로서 축광효과를 배가시킬 수 있으며, 각종 생활용품 및 산업용부품, 특히 신발용 부품 등으로 사용이 가능하다.

일반적으로 고분자 발포체는 수지 또는 고무성분으로 된 기재에 가교제와 발포제를 투여하고 용도와 특성에 따라 다양한 첨가제를 첨가시켜 제조되는데, 현재까지 이들 기존의 고분자 발포체에 축광성을 부여하기 위한 시도가 전혀 없었음은 물론 기존의 발포체에 축광안료를 혼입하여도 축광효과는 거의 나타나지 않는다.

이는 사용되는 각종 가제 및 첨가제들 자체가 불투명하거나 유색을 띠고 있으며, 특히 발포체로 성형이 되면 화학반응에 의해 외부로의 광(光) 투과를 차단하는 백색 또는 유색의 발포체가 되기 때문이다.

이러함에도 불구하고, 축광성을 나타나게 하기 위하여 축광안료를 다량으로 혼입할 시(時)에는 발포제의 외관이 불량해지고 제조단가가 크게 상승되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소시킬 수 있는 우수한 축광성고분자 발포체를 제조하기 위하여 연구개발된 것으로, 수지 및 고무성분으로 된 고분자물을 기재로 하되 축광효과를 방해하는 무기계 첨가제들을 대폭 감소시키고, 축광성을 배가시킬 수 있는 활제 등의 첨가제를 선택적으로 투입한 다음, 축광안료를 혼입함으로서 본 발명을 완성하였는데 고분자 발포체용 배합물에 축광안료를 혼입함으로서 우수한 축광효과를 발휘할 수 있는 축광성 고분자 발포체를 제조하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌에틸아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐 등의 수지성분과 부타디엔 고무, 이소프렌 고무 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 고무성분 가운데 선택된 1종 이상의 기재에 가교제, 발포제 및 기타 첨가제를 투여하여 제조된 발포체용 배합물에 축광안료를 혼입한 다음, 압출 또는 사출성형에 의해 가교, 발포시킴으로서 우수한 축광효과를 발휘할 수 있는 축광성 고분자발포체를 제조할 수 있다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌에틸아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐 등의 수지성분과 부타디엔 고무, 이소프렌 고무 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 고무성분 가운데 선택된 1종 이상을 기재 100중량부로 하여 가교제, 가교조제, 발포제, 활제, 연화제, 및 형광증백제 등의 첨가제를 첨가하여 축광발포체용 배합물을 제조하고 여기에 축광안료를 혼입한 다음, 압출 또는 사출성형에 의해 가교, 발포시킴으로서 축광성 고분자 발포체를 제조할 수 있다.

또한 필요에 따라 제조된 축광성 고분자 발포체의 표면에 있는 스킨층을 1-5mm 제거함으로서 축광효과를 높일 수 있다.

상기 축광안료로는 황화아연계, 규소화아연계, 황화칼슘계, 황화카드늄계, 황화스트론튬계 및 이들의 변성체 중에서 선택하여 1-30중량부를 첨가할 수 있는데, 첨가량이 1중량부 미만이면 축광효괄르 볼 수 없으며, 30중량부를 초과하면 제조단가가 급격히 상승되고 발포체의 외관이 불량해진다.

상기 첨가제 가운데서 가교제로는 디큐밀 퍼옥사이드 및 벤조일 퍼옥사이드 등의 유기과산화물 가교제를 사용하여 기재 100중량부에 대해 0.1-4중량부를 사용하는데, 0.1중량부 미만이면 가교가 부족하여 성형이 불량해지고 4중량부를 초과하면 발포체의 외관이 불량해진다.

발포재로는 분해온도가 130-200℃인 아조계화합물, 니트로소계 화합물, 아조비스이소부틸니트릴, 디아조아미노아조벤젠 등을 기재 100중량부에 대해 2-6중량부를 사용하며, 그 사용량이 2중량부 미만이면 발포효율이 작아 발포체형성이 불가능하고, 6중량부를 초과하면 과량으로 인해 발포제 자체가 완전히 분해되지 않고 잔존해 있는 발포제로 인해 색깔이 배어나옴으로서 축광성이 떨어지고 외관이 불량해진다.

또한, 가교조제로는 소량의 황이나 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트, 트라메틸올프로판트리메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트 등을 사용하거나 제외시켜도 무방하다.

상기 활제는 축광효과를 향상시키고 작업성을 개선시킬 수 있는 중요한 첨가제로서 스테아린산, 탄산아연, 스테아린산 바류 등을 기재 100중량부에 대해 1-10중량부 사용할 수 있는데, 첨가량이 1중량부 미만이면 첨가효과를 볼 수 없고 10중량부를 초과하면 외관이 불량해진다.

상기 연화제로는 파라핀계 오일, 방향족계 오일 및 나프탄계 오일 등의 프로세스 오일과 디옥틸프탈레이트(DOP), 디옥틸아디페이트(DOA), 디옥틸세바게이트(DOS) 등을 기재 100중량부에 대해 0.5-10중량부 사용할 수 있는데, 첨가량이 0.5중량부 미만이면 연화효과를 볼 수 없고, 10중량부를 초과하면 과량으로 인해 발포체의 표면으로 연화제가 배어나오는 현상이 나타남으로서 외관이 불량해진다.

상기 형광증백제로는 울브리미린불루(U-Blus), 호스탈룩스(KCB) 등을 기재 100중량부에 대해 0.01-10중량부를 사용할 수 있으며, 첨가량이 0.01중량부 미만이면 증백효과를 볼 수 없고, 10중량부를 초과하면 미분해 현상이 나타나 오히려 축광효과를 감소시킬 수 있다.

상기의 혼합물을 기재의 용융온도이상, 가교제 및 발포제의 분해온도 이하의 온도범위에서 오픈롤-밀(open roll-mill), 니이더(kneader) 또는 반바리 믹서(banbury mixer) 가운데서 선택적으로 사용하여, 충분히 혼련시켜 혼련물을 만든 다음, 150-200℃의 온도로 조절된 금형에 투입하고 150-400kgf/cm²의 압력을 가하면서 약 4-20분 동안 압축 성형하거나, 상기 혼련물을 사출성형에 적절하게끔 Sheet화하여 사출기에 투입하고, 사출기의 스크류를 통해 금형에 사출하여 가교제와 발포제의 분해온도에 따라 스크류 내부의 온도를 80-100℃로, 금형온도를 150-200℃로 조절하고 150-400kgf/cm²의 압력을 가하면선 약 4-20분 동안 압축 성형하거나, 상기 혼련물을 사출성형에 적절하게끔 Sheet화하여 사출기에 투입하고, 사출기의 스크류를 통해 금형에 사출하여 가교제와 발포제의 분해온도에 따라 스크류 내부의 온도를 80-100℃로, 금형온도를 150-200℃로 조절하고 150-400kgf/cm²형체압으로 사출성형하여 발포체를 제조함으로서 우수한 축광성 고분자발포체를 제조한다.

이때, 상기 압축 및 사출성형에 있어서, 금형 온도가 150℃미만이거나 성형시간이 3분 미만이면 가교제와 발포제의 분해가 충분히 일어날 수 없으며, 금형온도가 200℃를 초과하거나 성형시간이 20분을 초과하면 일부분이 변색되거나 외관이 불안정한 형태로 나타날 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 축광성 고분자 발포체는 우수한 축광효과를 나타냄으로서 신발용품, 아동용 완구용품, 및 기타 산업용 부품 등으로 다양하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명에 실시예의 의거 상세히 설명하나 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

에틸렌비닐아세테이트 90중량부와 폴리에틸렌 10중량부를 기재 100중량부로하여 스테아린산, 프로세스오일 및 형광증백제를 표1의 조성비에 따라 투여하고, 내부온도가 90-130℃인 니이더에서 20분간 혼련한 후, 표면온도가 80-110℃인 오픈롤-밀을 사용하여 가교제인 디큐밀러옥사이드와 발포제인 아조디카본아미드를 투입하여 15-20분간 혼련시켜 발포체용 배합물을 제조한 다음, 여기에 축광안료를 혼입하여 재차 혼련시킨 후, 두께 3-5mm정도의 Sheet형태로 만들었다.

이것을 적절한 크기로 잘라서 155-200℃로 가온된 금형에 투입하고 250-300 kgf/cm²의 압력으로 10-15분동안 압축성형시킨 후, 금형을 순간적으로 열어 탈형과 동시에 팽창된 고분자발포체를 제조하였다.

이것을 실온에서 냉각시킨 다음 물성을 측정하였으며 그 결과를 표2에 나타내었다.

제조된 고분자발포체는 경도가 40이었으며, 2분동안의 광원조사 후 나타나는 축광 지속시간이 1분 48초로 우수한 축광효과를 나타내었다.

[실시예 2]

에틸렌에틸아크릴레이트 85중량부와 이소프렌고무 5중량부 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 5중량부를 기재 100중량부로 하여 표1의 조성비에 따라 여러가지 첨가제를 투여한 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자발포체를 제조하였다.

제조된 고분자발포체의 축광 지속시간은 1분36초로 우수하게 나타났으며 경도는 43을 나타내었다.

[실시예 3]

에틸렌비닐아세데이트 80중량부와 에틸렌에틸아크릴레이트 10중량부 및 이소프렌고무 10중량부를 기재로 하여 표1의 조성비에 따라 여러 가지 첨가제를 투여하고, 실시예 1과 동일한 혼련방법으로 잘 혼련시킨 후, 두께 2-3mm의 Sheet형태로 만들었다.

이것을 사출성형에 적합하게끔 너비 30mm 정도의 리본형태로 재단하여, 사출기의 호퍼를 통해 온도가 90-100℃인 스크류내부로 주입한 다음, 300-400kg/cm²의 형체압으로 180℃로 가온된 금형내부로 사출하여 8분간 성형시킨 후, 금형을 열어 탈형과 동시에 팽창된 고분자발포체를 제조하였다.

이것을 실온에서 냉각시킨 후 물성을 측정하였으며 그 결과를 표2에 나타내었다.

제조된 발포체는 경도가 50이었으며, 2분동안의 광원조사 후 나타나는 축광 지속 시간이 1분 32초로 우수하게 나타났다.

[비교예 1]

현재 통용되는 고분자 발포체를 압축성형에 의해 제조한 에로서, 에틸렌 에틸아크릴레이트 80중량부와 이소프렌고무 20중량부를 기재 100중량부로 하고 표1의 조성비에 따라 여러 가지 첨가제를 투입한 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 발포체를 제조 하였다.

제조된 고분자발포체는 2분 동안의 광원조사 후 나타내는 축광 지속시간이 약 2호를 나타냄으로서 축광성이 거의 없는 것으로 나타났다.

[비교예 2]

현재 통용되고 있는 고분자 발포체를 사출성형에 의해 제조한 예로서, 에틸렌비닐아세테이트 90중량부와 에틸렌-프로필렌 공중합체 10중량부를 기재로 하여 표1의 조성비에 따라 여러가지 첨가제를 투입한 다음, 실시예 3과 동일한 방법으로 사출성형하여 고분자 발포체를 제조하였다.

제조된 고분자발포체는 경도가 50이었으며, 축광지속성이 거의 없는 것으로 나타났다.

[시험예]

상기 실시예 1-3과 비교예 1-2에 의해 제조된 고분자 발포체를 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하였다.

(비중)

비중은 자동비중측정장치를 사용하여 5회 측정한 후 평균치를 취하였다.

(경도)

경도는 애스카 시(Asker C) 타입의 경도계로 ASTM D-2240에 준하여 측정하였다.

(인장강도 및 신장율)

인장강도와 신장율은 다이 에이(Die A)커터로 시험편을 제작한 다음 ASTM D-412에 준하여 측정하였으며, 동일시험에 사용한 시험편은 5가지이고 인장 속도는 500mm/분으로 하였다.

(인열강도)

인열강도는 ASTM D-634의 시험규격에 따라 행하였으며, 100mm/분의 측정 속도로서 5회 측정하여 평균값을 취하였다.

(축광 지속성)

축광지속성은 빛이 통하지 않는 암실에서 백열등 및 형광등에서 조사되는 광원을 사용하여 발포체에 2분동안 광원을 조사한 다음, 광원을 제거한 뒤 나타나는 축광지속시간을 측정하였으며 5회 측정 후 평균시간을 취하였다.

1) 에틸렌비닐아세테이트 공중합체

2) 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체

3) 저밀도 폴리에틸렌

4) 이소프렌 고무

5) 에틸렌-프로필렌 디엔계 공중합체

6) 스테아린산

7) 스테아린산 아연

8) 프로세스 오일(파라핀계)

9) 울트라마린 블루(형광증백제)

10) 학콜(형광증백제)

11) 디쿠밀퍼옥사이드(가교제)

12) 아조디카본아미드(발포제)

13) 황화아연계

Claims (4)

1. 수지 또는 고무성분의 고분자 발포체배합물에 축광안료를 혼입하는 것을 특징으로 하는 축광성 고분자 발포체 및 이의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 축광안료는 황화아연계, 규소화아연계, 황화칼슘계, 황화카드뮴계, 황화스트론튬계 및 이들의 변성체 중에서 선택되어, 1-40중량부 첨가하는 것.
3. 제1항에 있어서, 상기 고분자 발포체는 에틸렌 비닐아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 에틸렌에틸아크릴레이트 및 폴리염화비닐 등의 수지성분과 부타디엔 고무, 이소프렌 고무 및 에틸렌-프로필렌 디엔계 공중합체 가운데 선택된 1종이상의 기재 100중량부에 가교제, 발포제 및 기타 첨가제를 투입하여 압축 또는 사출성형으로 제조되는 고분자 발포체.
4. 제3항에 있어서, 상기 첨가제로는 활제, 연화제, 가교조제, 형광증백제중에서 1종을 선택하는 것.