KR20010076650A

KR20010076650A - 신발 겉창용 발포체 조성물

Info

Publication number: KR20010076650A
Application number: KR1020000003924A
Authority: KR
Inventors: 유종선; 윤정식; 최경만; 엄기용; 최명진
Original assignee: 박정수; 한국신발피혁연구소
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-16
Also published as: KR100357907B1

Abstract

본 발명은 신발 겉창용 발포체 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신발 겉창용 발포체 조성물에 있어서, 이소프렌 고무 및 부타디엔 고무 중에서 선택된 고무성분과 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체로 이루어진 수지성분의 블렌드물을 기재로 하고, 여기에 통상의 가교제와 발포제 및 고무용 첨가제를 함유시키고 프레스하여 가교, 발포시킴으로써, 기존의 상업화된 수지계나 고무계 발포체에 비해 폭넓은 경도 범위를 가지고 저비중으로서 내마모성 및 탄성이 우수할 뿐만 아니라 신발의 경량화, 우수한 치수안정성을 나타내는 신발 겉창용 발포체 조성물에 관한 것이다.

Description

신발 겉창용 발포체 조성물{Composite of sponge foam for outsole}

현재 사용되고 있는 신발 겉창소재로는 형태에 따라 비발포체와 발포체로 구분할 수 있다. 지금까지는 신발 겉창 소재로서 대부분 고무종류를 사용하는 비발포체가 주종을 이루었으나, 신발의 경량화에 대한 요구가 증대되면서 신발 겉창용으로 발포체의 수요가 급증하고 있다. 이러한 발포체로는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 1,2-폴리부타디엔, 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR) 및 클로로술폰화폴리에틸렌(CSM) 등을 기재로 사용하거나 또는 이들을 블렌드한 폴리머를 기재로 하고, 여기에 통상의 첨가제 및 발포제를 함유시켜 이를 프레스 또는 사출공법으로 제조하는 발포체가 신발 겉창으로 많이 사용되고 있다.

고무계 발포체는 내슬립성이 우수할 뿐만 아니라 탄성이 우수하여 저경도용 신발 겉창으로 매우 적합하지만 열수축율이 높아 치수안정성이 떨어지는 문제가 있다. 이러한 고무계 발포체의 열수축은 70 ℃ 오븐에서 약 20시간 이상 방치해야만 해결할 수 있으며, 이 과정을 거친 발포체의 비중은 0.6 ∼ 0.8 범위로 수지계 발포체에 비해 높은 편이다. 반면, 수지계 발포체는 치수 안정성이 높아 고발포 배율에 적합하여 고무계 발포체보다 경량화 특성이 양호하지만 경도가 높고 내슬립성이 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 신발 겉창용 발포체의 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 종래 신발 겉창용 발포체 조성물 중 기재로서 이소프렌 고무 및 부타디엔 고무 중에서 선택된 고무 성분과 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체로 이루어진 수지 성분의 블렌드물을 기재로 하고, 여기에 통상의 가교제와 발포제 및 고무용 첨가제를 함유시키고 기존의 프레스공법을 그대로 적용하여 가교, 발포시킴으로써, 저비중으로 치수안정성을 유지하면서 내마모성 및 탄성이 우수한 신발 겉창용 발포체 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 고무 또는 수지성분 및 이들의 블렌드물을 기재로 하고, 여기에 충전제, 활성화제, 발포제 및 통상의 고무용 첨가제가 함유되어 있는 신발 겉창용 발포체 조성물에 있어서,

상기 기재로는 이소프렌 고무 및 부타디엔 고무 중에서 선택된 고무성분 30 ∼ 60 중량%와 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체로 이루어진 수지성분 40 ∼ 70 중량%가 함유되어 있는 신발 겉창용 발포체 조성물을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 이소프렌 고무 및 부타디엔 고무 중에서 선택된 고무성분과 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체로 이루어진 수지성분의 블렌드물을 기재로 하여 제조된 비중이 낮고 내마모성이 우수한 신발 겉창용 발포체 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서는 신발 겉창용 발포체의 기재로서 고무와 수지와의 블렌드물을 사용하는 특징이 있으며, 경도 조절을 위해 고무사용량을 변화시킨다.

본 발명에서 사용되는 고무로는 이소프렌고무, 부타디엔 고무 및 천연고무 중에서 선택된 1종 또는 2종의 혼합물을 30 ∼ 60 중량%로 사용한다. 이때, 고무성분의 사용함량이 30 중량% 미만이면 경도가 75 C 이상 나타나므로 신발 겉창용 발포체로 부적합하고, 반면 60 중량%를 초과시 치수안정성이 떨어져 1시간 이상의열처리가 소요되는 문제가 있다. 특히, 이소프렌고무는 저경도특성에 우수한 효과를 나타내는바, 수지조성이 50 중량%를 초과한 경우 전체 조성물에 대하여 이소프렌 고무를 10 ∼ 20 중량%로 블렌드하여야만이 경도조절이 용이해진다.

또한, 본 발명에서는 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체로 이루어진 수지를 40 ∼ 70 중량% 사용한다. 이때, 그 사용함량이 상기 범위 미만이면 치수안정성과 내마모성이 현저히 떨어지는 문제가 있고, 반면 상기 범위를 초과시에는 75 C 이상의 경도를 나타내므로 신발용 겉창 발포체로 부적합하고 발포체가 부스러지는 문제가 있다. 특히, 기재를 구성하는 상기 수지성분에는 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 10:90 ∼ 90:10의 중량비를 이루고 있는 특징이 있다.

본 발명의 신발 겉창용 발포체에 사용되는 충전제로는 실리카를 사용하며, 그 사용함량은 기재 100 중량부에 대하여 0.5 ∼ 20 중량부로 사용한다. 이때, 충전제의 사용함량이 0.5 중량부 미만에서는 내마모특성이 떨어지는 문제가 있고, 반면 20 중량부를 초과시에는 발포체를 제조하기가 곤란하여 바람직하지 않다.

상기 충전제로 사용하는 실리카의 흡착특성에 의한 가교제 등의 첨가제의 활성저하를 억제하기 위한 활성화제로서 폴리에틸렌글리콜(PEG 4000)을 사용하며, 이때 그 사용함량은 실리카에 대하여 5 ∼ 7.5 중량%로 사용한다.

본 발명의 신발 겉창용 발포체에 사용되는 발포제로는 분해온도 150 ∼ 160인 아조계 화합물을 사용하며, 기재 100 중량부에 대하여 1 ∼ 6 중량부로 사용한다. 상기 발포제의 사용함량이 1 중량부 미만에서는 비중이 0.7이상이고 경도가 70이상인 발포체가 제조되는 문제가 있고, 6 중량부 초과시에는 비중이 0.25이하로 떨어져 경량화에 우수한 효과를 나타내기는 하지만 내마모성과 치수안정성이 떨어지는 문제가 발생한다. 그리고 상기 발포제의 분해 온도가 150 ℃ 이하이면 컴파운딩 중에 조기발포가 발생되고, 160℃ 이상인 발포제는 프레스 시간(성형시간)이 15분 이상 소요되기 때문에 생산성이 저하되므로 바람직하지 않다.

또한, 상기 발포체의 분해온도 이상에서 발생한 분해가스를 충분히 포집하고 수지에 고온 점탄성을 부여하기 위하여, 1분 반감기 온도가 130 ∼ 200 ℃인 황 및 유기과산화물 가교제를 사용하며, 기재 100 중량부에 대하여 0.02 ∼ 1.5 중량부, 바람직하기로는 0.05 ∼ 1.0 중량부로 사용한다. 그 사용량에 있어서 0.02 중량부 미만이면 가교가 부족하여 발포체 분해시 수지의 고온 점탄성이 유지되지 못하고, 1.5 중량부를 초과하면 과가교로 인하여 경도가 급격히 높아질 뿐만 아니라 발포체가 터지는 현상이 나타난다.

이러한 가교제의 예로는 고무배합에 많이 사용되고 있는 황 및 불용성 황(insoluble sulfur) 뿐만 아니라 유기과산화물 가교제로서 t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디부틸퍼옥시말레인산, 사이클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(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, α.α′-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠 등이 있다.

또한, 본 발명에서는 성형시간을 단축하기 위해서 가교시간(t₉₀)의 조절이 필수적이며, 프레스가 150 ∼ 160 ℃일 때 성형시간을 5 ∼ 10분으로 조절하고자 가교조제로서 트리알릴시아누레이트(TAC)를 사용하며, 기재 100 중량부에 대하여 0.05 ∼ 0.5 중량부로 사용한다. 가교조제가 0.05 중량부 미만으로 사용되면 가교조제의 효과가 거의 없으며, 0.5 중량부를 초과하면 상기 가교제 사용량이 1.5 중량부를 초과할 때와 비슷하게 과가교로 인하여 발포체가 터지는 현상이 나타난다.

그 밖에 본 발명에서는 상기 첨가제와 산화아연 및 티타늄 옥사이드와 같은 금속산화물, 스테아린산 등 발포체 제조시 사용되는 통상적인 첨가제를 사용하며, 색상을 고려하여 다양한 안료를 사용할 수 있다.

이상과 같은 조성성분들로 이루어진 본 발명에 따른 신발 겉창용 발포제의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 이소프렌고무나 부타디엔고무에 1,2-폴리부타디엔과 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 블렌드물을 기재로 한 폴리머 시스템에 고무용 첨가제와 가교제 및 발포제들을 배합한 컴파운드를 쉬트(sheet)상으로 제조하여 밀폐된 금형 안에 투입한 후 프레스기를 이용하여 150 ∼ 160 ℃, 100 ∼ 150 kg/㎠의 고온·고압하에서 5 ∼ 10분간 프레스하여 가교·발포 성형함으로써, 발포체를 제조할 수 있다. 이러한 발포체를 70 ℃, 0.5 ∼ 1시간 동안 열처리 한 후 커터를 사용하여 일정한 크기로 자르면 비중이 0.3 ∼ 0.65의 범위의 저비중을 갖는 내마모성이 우수한 신발 겉창용 발포체를 제조할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 2

다음과 같은 방법을 이용하여 다음 표 1과 같은 조성과 함량으로 신발 겉창용 발포체 조성물을 제조하였다.

밀폐형 혼합기를 사용하여 이소프렌고무에 1,2-폴리부타디엔과 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 블렌드하고, 여기에 산화아연, 스테아린산, 실리카 및 PEG 4000를 가하여 기재인 고무와 수지의 블렌드물에 균일하게 분산될 때까지 혼련하였다. 그런 다음, 가교제와 가교조제 및 발포제 투입시 밀폐형 혼합기의 내부온도를 110℃이하가 되도록 하고, 약 5분간 더 혼련하였다. 밀폐형 혼합공정 후, 오픈롤밀을 이용하여 첨가제를 미세하게 분산시키고 카렌다롤을 이용하여 쉬트상으로 제조한 다음, 일정한 크기로 제단하여 150 ∼ 160 ℃, 100 ∼ 150 kg/㎠의 조건하에서 금형내에 투입하고 5 ∼ 10분간 프레스 성형하여 발포체를 제조하였다. 이와 같이 얻어진 발포체를 약 70℃ 오븐에서 40분 정도 열처리 공정을 거치면 열수축율(치수안정성의 척도)이 1% 이내로 나타난다.

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 2에서 제조한 신발 겉창용 발포체 조성물에 대하여 다음과 같은 방법으로 물성을 시험하였고, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

[시험 방법]

① 경도 : ASTM D2240 방법을 사용하여 측정하였다.

② 비중 : 스킨-온(Skin-On) 상태에서 우에시마(Ueshima)사의 자동 비중 측정장치인 모델 DMA-3을 사용하여 측정하였다.

③ 인장강도 : ASTM D-412 방법을 사용하여 측정하였다.

④ 내마모성(NBS) : 발포체의 내마모 특성을 측정하기 위해 NBS 마모시험기(ASTM 1630)를 사용하였으며, 다음과 같이 내마모율을 측정하였다.

⑤ 아크론(Akron) : KSM 6624에 준한 방법을 사용하여 측정하였다.

⑥ 열처리 : 열처리 온도 70 ℃에서 수행하였다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이 실시예 1 ∼ 4는 물성이 우수한데 반하여, 비교예 1은 경도를 낮추는데 한계가 있으며, 또한 내마모 특성이 본 발명의 발포체에 비하여 약 35% 이하의 수준을 나타내었고, 비교예 2는 저경도 특성을 나타내기는 하지만, 비중이 높고 치수안정성이 떨어져 20시간 이상의 열처리 공정이 필요하므로 생산성이 떨어진다. 즉, 고무계 발포체는 수지계 발포체에 비해 내마모성은 우수하지만 본 발명의 겉창용 발포체의 내마모성에 비해 약 60% 이하로 나타남을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 신발 겉창용 발포체 조성물은 이소프렌 고무 및 부타디엔 고무 중에서 선택된 고무 성분과 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체 중에서 선택된 수지 성분의 블렌드물을 기재로 하고,여기에 통상의 가교제와 발포제 및 고무용 첨가제를 함유시키고 프레스하여 가교, 발포 및 성형시킴으로써, 저비중으로 내마모성, 치수안정성 및 탄성이 우수하여 신발의 경량화에 기여하므로 신발 겉창에 사용하기에 적합하다.

Claims

고무 또는 수지성분 및 이들의 블렌드물을 기재로 하고, 여기에 충전제, 활성화제, 발포제 및 통상의 고무용 첨가제가 함유되어 있는 신발 겉창용 발포체 조성물에 있어서,

상기 기재로는 이소프렌 고무 및 부타디엔 고무 중에서 선택된 고무성분30 ∼ 60 중량%와 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체로 이루어진 수지성분 40 ∼ 70 중량%가 함유되어 있는 것임을 특징으로 하는 신발 겉창용 발포체 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 기재를 구성하는 수지성분에는 1,2-폴리부타디엔 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 10:90 ∼ 90:10의 중량비를 이루고 있는 것임을 특징으로 하는 신발 겉창용 발포체 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 신발 겉창용 발포체 조성물은 비중이 0.3 ∼ 0.65인 것임을 특징으로 하는 신발 겉창용 발포체 조성물.