KR19990080435A - Shock Absorbing Rubber Gel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충격 흡수력이 뛰어난 고무 겔을 제공하기 위한 것이다. 상기 충격 흡수용 고무 겔은 에폭시화 천연고무, 니트릴 고무 또는 천연고무 블렌드물을 기재로 하여 이를 단독 또는 블렌드하여 사용하거나 기타 다른 고무 및 수지를 블렌드하여 폴리머 시스템으로 사용하고 여기에 점착부여제 수지와 프로세스 오일 및 가교/성형을 위한 첨가제를 첨가한 배합물을 프레스 성형시켜 제조된 것이다.The present invention is to provide a rubber gel excellent in impact absorption. The shock-absorbing rubber gel is based on epoxidized natural rubber, nitrile rubber or natural rubber blends, or may be used alone or in blend, or by blending with other rubbers and resins as a polymer system. It is prepared by press molding a blend with process oil and additives for crosslinking / forming.
Description
본 발명은 충격 흡수성이 우수한 고무 겔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에폭시화 천연고무, 부틸고무, 할로겐화부틸고무를 단독으로 사용하거나 블렌드한 것을 기재로 하여 여기에 충전제, 점착부여제 수지, 가교제, 프로세스 오일 및 기타 첨가제를 혼합하여 프레스 성형하므로 생산성이 우수하면서 제반물성 뿐만 아니라 충격 흡수력이 뛰어난 고무 겔에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber gel excellent in shock absorption, and more particularly, based on a combination or blend of natural rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, epoxidized natural rubber, butyl rubber and butyl halide rubber alone. The present invention relates to a rubber gel having excellent productivity and excellent impact absorption since it is press molded by mixing filler, tackifier resin, crosslinking agent, process oil and other additives.
통상적으로, 충격 흡수성 소재로서는 다양한 폴리머를 기재로 하여 신발을 위시한 기타 생활용품이나 산업용 소재로서 충격흡수를 요하는 부위에 기능성 부품으로 많이 사용되고 있다. 상기 충격흡수제는 크게 발포체와 비발포체로 나눌 수 있는데 발포체로는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무나 에틸렌비닐아세테이트 또는 클로로프렌 고무 등을 기재로 사용하여 충격 흡수제를 제조하고 있으나 이들 발포체들은 비발포체에 비해 가볍다는 장점은 있으나 충격흡수성이 떨어지며, 제반 물성 또한 좋지 못한 단점을 갖고 있다. 한편, 상기 비발포체로는 폴리노르보넨 고무와 실리콘 겔 또는 폴리우레탄 겔 등이 충격 흡수제로 사용되고 있는데 이들은 충격흡수성은 비교적 양호하지만 원재료인 고무 자체의 단가가 높아 가격이 비싸고, 발포체에 비해 비중이 무겁고, 기계적 특성이 떨어지는 단점이 있다. 또한 종래의 충격흡수제들을 제조하기 위해서는 발포체인 경우 발포제를 사용하여 발포시켜야 하는 번거로움이 있었다. 반면에, 비발포체인 실리콘 겔의 경우 가공성이나 성형성에 문제가 있어 외부를 폴리에틸렌이나 폴리우레탄 등의 비닐로 감싸야 하는 등의 문제점이 있었고, 우레탄 겔 역시 액상의 원료를 주입하여 장시간 가열하여야 하는 등의 성형성이나 가공성에 문제점이 발생되었다.Typically, as a shock absorbing material, various polymers are used as functional parts for other household goods or industrial materials requiring shock absorption, such as shoes. The shock absorbers can be largely divided into foams and non-foams. Foams are manufactured using ethylene-propylene-diene rubber, ethylene vinyl acetate, or chloroprene rubber as a base, but these foams are lighter than non-foamed foams. There is an advantage, but the shock absorption is poor, and all physical properties also have a disadvantage. On the other hand, as the non-foaming body, polynorbornene rubber and silicone gel or polyurethane gel are used as shock absorbers, which are relatively good in absorbing shock but are expensive due to the high unit cost of rubber itself as a raw material. This has the disadvantage of poor mechanical properties. In addition, in order to manufacture conventional shock absorbers, there was a need to foam using a foaming agent in the case of a foam. On the other hand, in the case of non-foaming silicone gel, there is a problem in processing and moldability, such as wrapping the outside with vinyl such as polyethylene or polyurethane, and urethane gel also needs to be heated for a long time by injecting a liquid raw material. Problems occurred in moldability and workability.
따라서, 본 발명의 목적은 충격 흡수력이 뛰어난 고무 겔을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber gel having excellent impact absorption.
본 발명의 다른 목목은 실리콘 겔이나 우레탄 겔 등과 같은 저경도의 겔형태의 충격 흡수용 고무를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a shock absorbing rubber in a low hardness gel form, such as silicone gel or urethane gel.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 충격 흡수용 고무 겔은 에폭시화 천연고무, 니트릴 고무 또는 천연고무 블렌드물을 기재로 하여 이를 단독 또는 블렌드하여 사용하거나 기타 다른 고무 및 수지를 블렌드하여 폴리머 시스템으로 사용하고 여기에 점착부여제 수지와 프로세스 오일 및 가교/성형을 위한 첨가제를 첨가한 배합물을 프레스 성형시켜 제조되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the shock-absorbing rubber gel of the present invention is based on epoxidized natural rubber, nitrile rubber, or natural rubber blends and used alone or in combination thereof, or by blending with other rubbers and resins to form a polymer system. It is characterized in that it is prepared by press molding a mixture containing a tackifier resin and a process oil and an additive for crosslinking / molding.
이하 본 발명에 다른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, another preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
그리고, 하기의 설명에서는 본 발명에 다른 고무 겔의 제조방법을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, it should be noted that only parts necessary for understanding other rubber gel production methods are described in the present invention, and descriptions of other parts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.
본 발명에서 충격흡수용 고무 겔 조성물 제조를 위한 고무는 천연고무, 에폭시화 천연고무, 니트릴고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸고무 등을 각각 사용하던지 또는 이들을 블렌드하여 사용한다. 이때 본 발명의 고무 겔의 경도 저하를 위하여 액상 고무를 사용할 수 있으며, 사용 가능한 액상 고무의 예로는 액상 이소프렌 고무, 액상 염화고무, 액상 폴리부타디엔 고무, 액상 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 액상 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리부텐 등이 있다.In the present invention, the rubber for producing a shock-absorbing rubber gel composition is used or blended with each of natural rubber, epoxidized natural rubber, nitrile rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and the like. At this time, a liquid rubber may be used to reduce the hardness of the rubber gel of the present invention, and examples of the liquid rubber that can be used include liquid isoprene rubber, liquid chloride rubber, liquid polybutadiene rubber, liquid ethylene-propylene-diene rubber, liquid ethylene-propylene Rubber, polybutene, and the like.
그리고, 본 발명에서는 충격흡수성의 향상을 위하여 점착부여제 수지를 사용할 수 있다. 상기 점착부여제 수지로서는 천연 수지계나 합성 수지계가 공히 사용가능하며 로진계, 터펜계, 지방족 또는 방향족 석유수지계, 쿠마론 수지, 페놀 수지 등의 점착부여제 수지를 들 수 있으며, 그 첨가량은 2∼40 중량부이다. 이때 사용량이 2중량부 미만이면 첨가 효과가 나타나지 못하며, 그 사용량이 40중량부를 초과하면 점착성이 커서 작업이 곤란하게 된다.In the present invention, a tackifier resin may be used in order to improve shock absorbency. As the tackifier resin, both natural resin and synthetic resin can be used, and tackifier resins such as rosin, terpene, aliphatic or aromatic petroleum resin, coumarone resin, and phenol resin can be used. 40 parts by weight. At this time, if the amount is less than 2 parts by weight, the effect of addition does not appear, if the amount is more than 40 parts by weight it is difficult to work due to the large adhesiveness.
여기서, 본 발명의 충격 흡수용 고무 겔의 제조를 위해서는 프로세스 오일의 사용이 필수적이다. 상기 프로세스 오일은 파리핀계 프로세스 오일, 나프텐계 프로세스 오일, 방향족계 프로세스 오일 및 화이트 오일 등이 사용되며, 이들을 서로 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때 상기 프로세스 오일의 사용량은 기재로 사용되는 고무 100중량부에 대하여 30∼200 중량부이다. 여기서 상기 프로세스 오일의 사용량이 30중량부 미만이면 경도가 높아 겔의 특성을 발휘하지 못하며, 200중량부 이상에서는 작업성이 떨어지고 제품화하였을 때 액상 첨가제가 표면으로 스며 나오는 블리드 현상이 발생된다. 더욱이 본 발명에서는 경도를 저하시켜 겔로서의 특성을 더욱 향상시키기 위하여 올레인산 등을 사용할 수도 있다.Here, the use of process oil is essential for producing the shock-absorbing rubber gel of the present invention. As the process oil, a paraffin-based process oil, a naphthenic process oil, an aromatic process oil, a white oil, and the like are used, and these may be mixed with each other. At this time, the amount of the process oil is 30 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of rubber used as the substrate. Here, when the amount of the process oil is less than 30 parts by weight, the hardness is not high, thereby exhibiting the characteristics of the gel, and at 200 parts by weight or more, workability is inferior, and when the product is produced, a bleeding phenomenon in which the liquid additive oozes out to the surface occurs. Furthermore, in the present invention, oleic acid or the like may be used in order to lower the hardness and further improve the characteristics as a gel.
또한, 본 발명의 충격흡수용 고무 겔을 제조하기 위하여 충전제를 사용하며, 상기 충전제는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 황산칼슘, 실리카, 클레이, 카본블랙 및 이들의 변성체를 기재 100중량부에 대하여 5∼80 중량부로 조성한 것을 사용하며, 그 사용량이 5중량부 미만이면 충전효과를 나타내지 못하고 80중량부를 초과하면 비중이 증가하고 경도가 상승하여 겔로서의 특성이 저하된다. 끝으로, 본발명의 충격흡수성 고무 겔 제조시 상기 첨가제 이외에 가교제, 금속산화물, 스테아린산, 가교촉진제 등 고무제품 제조시에 사용되는 제반 첨가제를 사용하며, 또한 작업성 향상을 위하여 백사브나 분산제 등을 사용한다.In addition, a filler is used to prepare the shock-absorbing rubber gel of the present invention, and the filler is based on 100 parts by weight of calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, calcium sulfate, silica, clay, carbon black, and modified substances thereof. If the amount is less than 5 parts by weight, the filling effect is not exhibited. If the amount is less than 5 parts by weight, the specific gravity is increased and the hardness is increased. Finally, in the manufacture of the shock absorbing rubber gel of the present invention, in addition to the above additives, various additives used in the manufacture of rubber products such as crosslinking agents, metal oxides, stearic acid and crosslinking accelerators are used. use.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 충격 흡수성 고무 겔을 제조할때 첨가되는 각 조성물은 표1에 상세히 나타내었다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples. And each composition added when preparing the shock absorbing rubber gel of the present invention is shown in detail in Table 1.
여기서, 천연고무는 SMR L 이며, 니트릴 고무는 현대석유화학 B6340(니트릴함량 31%)이며, 에폭시화 천연고무는 에폭시화율 50%이다. 할로겐화 부틸고무는 Polyser Chlorobutyl 1240이고, 액상에틸렌-프로필렌 고무는 Uniroyal Trilene CP80이며, 터펜수지는 Polytcrpene resin(Wingtack 86, Goodyear Chemicals)이다.Here, natural rubber is SMR L, nitrile rubber is Hyundai Petrochemical B6340 (nitrile content 31%), epoxidized natural rubber is 50% epoxidation rate. Halogenated butyl rubber is Polyser Chlorobutyl 1240, liquid ethylene-propylene rubber is Uniroyal Trilene CP80, and terpene resin is Polytcrpene resin (Wingtack 86, Goodyear Chemicals).
그리고 분산제는 Polyplastol 15, EniChem Synthesis이며, 프로세스 오일은 Aromatic proccss oil, A-2 (미장석유공업(주))이다.The dispersant is Polyplastol 15, EniChem Synthesis, and the process oil is Aromatic proccss oil, A-2 (Plaster Co., Ltd.).
[실시예 1]Example 1
밀폐형 혼합기를 사용하여 표1에 나타난 바와 같이 천연 고무 30중량부에 니트릴 함량 31%의 니트릴 고무를 블렌드하여 소련한 다음, 여기에 아연화 5중량부와 스테아린산 1중량부 및 터펜계 점착부여제 수지 20중량부를 가하여 점착부여제수지의 용융 온도 이상에서 혼합하여 기재인 고무중에 완전히 분산될 때까지 혼련한다. 이후 상기 결과물에 프로세스 오일을 제외한 분산제, 백사브, 가교제, 가교촉진제 등 첨가제를 가하여 혼련하여 첨가제의 분산이 완료되면 프로세스 오일 70중량부를 3∼5회에 걸쳐 분할 투입한다. 이때 상기 가교제 투입시 밀폐형 혼합기의 내부 온도는 80℃ 이하가 되도록 한다.Using a hermetically sealed mixer, a nitrile rubber having a nitrile content of 31% was blended with 30 parts by weight of natural rubber as shown in Table 1, followed by Soviet Union. Then, 5 parts by weight of zincated, 1 part by weight of stearic acid and a terpene-based tackifier resin 20 A weight part is added and mixed above the melting temperature of the tackifier resin and kneaded until it is completely dispersed in the rubber as the substrate. Thereafter, additives such as a dispersant, a white sab, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, and the like except for the process oil are added to the resultant and kneaded, and when the dispersion of the additive is completed, 70 parts by weight of the process oil is divided into three to five times. At this time, when the crosslinking agent is added, the internal temperature of the hermetic mixer is 80 ° C. or less.
이후 모든 첨가제의 혼합이 완료된 혼련물을 롤 밀이나 카렌다 롤을 사용하여 쉬트상으로 한 후 170℃, 150kg/cm2의 조건하에서 금형에 투입하고 3분간 프레스 성형하여 원하는 형상을 갖는 충격 흡수성 고무겔을 제조한다. 상기와 같은 방법으로 제조된 충격 흡수성 고무 겔은 표2에 나타낸 바와 같이 경도가 스프링식 C형 경도계로 38정도이고 충격흡수성이 89% 정도로서 충격흡수성이 매우 우수함을 알 수 있다.Then, the mixture of all the additives is completed into a sheet using a roll mill or calendar roll, and then put into a mold under conditions of 170 ° C. and 150 kg / cm 2 and press-molded for 3 minutes to provide a shock absorbing rubber gel having a desired shape. To prepare. As shown in Table 2, the shock absorbing rubber gel prepared by the above method has a hardness of about 38 with a spring-type C hardness tester and has an impact absorption of about 89%.
[실시예 2]Example 2
천연고무 3O중량부, 니트릴 고무 60중량부 및 염소화 부틸고무 10중량부에 점착부여제 수지 20중량부와 프로세스 오일 70중량부와 각종 첨가제를 배합한다. 이후 "실시예 1"과 같은 방법으로 충격 흡수성 고무 겔을 제조한다. 여기서, 상기와 같은 방법으로 제조된 충격 흡수성 고무 겔의 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었으며 즉, 상기 충격 흡수성 고무 겔은 경도가 34이고, 충격흡수성이 86%정도로서 작업성이 양호하고 충격흡수성이 우수하였다.20 parts by weight of the tackifier resin, 70 parts by weight of the process oil, and various additives are mixed with 3 parts by weight of natural rubber, 60 parts by weight of nitrile rubber, and 10 parts by weight of chlorinated butyl rubber. A shock absorbing rubber gel is then prepared in the same manner as in "Example 1". Here, the results of measuring the physical properties of the shock-absorbing rubber gel prepared by the above method is shown in Table 2, that is, the shock-absorbing rubber gel has a hardness of 34, the shock absorbency of about 86%, good workability and impact The water absorption was excellent.
[실시예 3]Example 3
에폭시화 천연고무 100중량부에 점착부여제 수지 20중량부, 프로세스 오일80중량부를 사용하여 "실시예 1"과 같은 방법으로 충격 흡수성 고무 겔을 제조한다. 상기와 같은 방법으로 제조된 충격 흡수성 고무 겔의 물성을 측정한 결과는 표2에 나타낸 바와 같이 경도가 31이고, 충격흡수성이 95%정도로서 작업성이 양호하고, 충격 흡수성이 우수한 고무 겔임을 알 수 있다.An impact absorbing rubber gel was prepared in the same manner as in "Example 1" using 20 parts by weight of a tackifier resin and 80 parts by weight of process oil in 100 parts by weight of epoxidized natural rubber. As a result of measuring the physical properties of the shock-absorbing rubber gel prepared by the above method, as shown in Table 2, it was found that the rubber gel had a hardness of 31, a shock absorbency of about 95%, good workability, and excellent shock absorption. have.
[실시예 4]Example 4
천연고무 20중량부, 니트릴 고무 60중량부, 염소화 부틸고무 10중량부 및 액상 에틸렌-프로필렌 고무 10중량부에 점착부여제 수지 20중량부와 프로세스 오일 70중량부와 각종 첨가제를 "실시예 1"과 동일한 방법으로 배합하여 충격 흡수성 고무 겔을 제조한다. 상기와 같은 방법으로 제조된 충격 흡수성 고무 겔은 경도가 28이고, 충격흡수성이 87%정도로서 작업성이 양호하고 충격흡수성이 우수하였다.20 parts by weight of natural rubber, 60 parts by weight of nitrile rubber, 10 parts by weight of chlorinated butyl rubber, and 10 parts by weight of liquid ethylene-propylene rubber, 20 parts by weight of tackifier resin, 70 parts by weight of process oil, and various additives. In the same manner as in the formulation to prepare a shock absorbing rubber gel. The shock absorbing rubber gel prepared by the above method had a hardness of 28, a shock absorbency of about 87%, good workability and excellent shock absorbency.
여기서, 본 발명의 각 실시예에 따라 제조된 충격 흡수성 고무 겔과 종래의 충격흡수제의 물성을 서로 대비하기 위하여 몇 개의 비교예들을 제시하겠다.Here, several comparative examples will be presented to compare the physical properties of the shock absorbing rubber gel and the conventional shock absorbing agent prepared according to each embodiment of the present invention.
[비교예][Comparative Example]
비교예 1은 폴리노르보넨 고무를 기초로 한 스폰지 쉬트이다.Comparative Example 1 is a sponge sheet based on polynorbornene rubber.
비교예 2는 실리콘 겔 충격 흡수제이다.Comparative Example 2 is a silicone gel shock absorber.
비교예 3은 폴리우레탄 겔 충격 흡수제이다.Comparative Example 3 is a polyurethane gel shock absorber.
비교예 4는 에틸렌비닐아세테이트를 기초로 한 스폰지 쉬트이다.Comparative Example 4 is a sponge sheet based on ethylene vinyl acetate.
여기서, 폴리노르보넨 고무 발포체와 실리콘 겔 및 폴리우레탄 겔을 사용한 충격 흡수제의 특성에서 폴리노르보넨의 경우 충격흡수성은 우수하나 경도가 55정도로서 겔의 특성이 나타나지 않으며, 상기 실리콘 겔이나 폴리우레탄 겔의 경우 경도는 낮으나 성형성이 떨어지고 형태 유지력이 부족할 뿐만 아니라 충격흡수성도 본 발명의 결과에 비하여 떨어진다. 한편, 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 기초로 한 스폰지형 충격흡수용 쉬트의 경우에는 비중이 0.4로 낮아 가볍기는 하였지만 충격흡수성이 다른 소개들에 비해 좋지 못하였으며 저경도임에도 불구하고 겔의 특성이 좋지 못하였다.Here, in the characteristics of the polynorbornene rubber foam and the shock absorber using the silicone gel and polyurethane gel, the polynorbornene has excellent shock absorbency, but the hardness is about 55, and the gel does not appear. In this case, the hardness is low, but the moldability is poor, the shape holding power is insufficient, and the shock absorbency is also lower than the results of the present invention. On the other hand, the sponge-type shock absorbing sheet based on the ethylene vinyl acetate copolymer has a low specific gravity of 0.4, which is light, but its shock absorbency is not as good as that of other introductions. I couldn't.
결과적으로, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 충격흡수용 고무 겔과 비교예에 따라 제조된 충격 흡수제의 물성특성을 서로 비교하면 표2와 같다.As a result, the physical properties of the shock absorbing rubber gel prepared according to the embodiment of the present invention and the shock absorber prepared according to the comparative example are compared with each other as shown in Table 2.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명의 충격 흡수용 고무 겔은 실리콘 겔이나 우레탄 겔 등과 같이 저경도를 가지면서 충격 흡수성이 뛰어나며, 그리고 일반 겔형 충격 흡수제에서와 같이 액상의 소개를 사용하지 않고 고체 고무를 사용하여 겔 형태의 충격 흡수성 고무를 제조함으로써 성형 가공성과 생산성이 향상될 뿐만아니라 제반물성이 뛰어난 효과가 있다.As described above, the shock-absorbing rubber gel of the present invention has a low hardness, such as silicone gel or urethane gel, has excellent shock absorbing properties, and uses solid rubber without using liquid introduction as in general gel shock absorbers. By using the gel in the form of shock absorbing rubber, not only the molding processability and productivity are improved, but also the overall physical properties are excellent.
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