KR20130111844A - Oam composition for insole with excellent durability and conductivity and method for manufacture of the sam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 소량만 적용해도 카본블랙보다 높은 전도성을 발현하는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)를 전도성 첨가제로 적용하여 우수한 전도성을 구현하되, 상기 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브의 분산성을 향상시키기 위해 구형 첨가제(Glass beads or glass bubble)를 첨가하고, 인솔용 발포체 조성물의 내구성을 향상시키기 위해 시멘트 파우더를 첨가한 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a silver-coated multi-wall carbon nanotube which exhibits conductivity higher than that of carbon black In order to improve the dispersibility of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes, a spherical additive (glass beads or glass bubble) was added, and a foam composition for an insole foam composition To a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity, characterized by adding a cement powder to improve durability, and a method for producing the same.
일반적으로 발포체에 적용되는 고분자 기재에 전기 전도성을 부여하기 위해서는 일반적인 고분자 기재에 전도성 고분자 또는 전도성 첨가제를 적용하게 된다.
Generally, a conductive polymer or a conductive additive is applied to a general polymer base material in order to impart electrical conductivity to a polymer base material applied to a foam.
먼저, 전도성 고분자를 적용하는 선행기술로써, 특허문헌 1에는 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)를 기재로하고, 여기에 가교제, 발포제, 충전제 및 전도성 고분자로써 폴리아닐린(polyaniline), 폴리파이롤(polypyrrole), 폴리티오핀(polythiophene) 등을 혼합하여 조성물을 형성하고, 이를 발포시켜 정전기 방지용 아웃솔을 제조하는 기술이 공개되어 있다.
First, as a prior art to apply a conductive polymer, Patent Document 1 discloses a conductive polymer composition comprising ethylene vinyl acetate (EVA) as a base material and polyaniline, polypyrrole (polyvinylpyrrolidone) as a crosslinking agent, a foaming agent, polypyrrole, polythiophene, and the like are mixed to form a composition, and the foam is foamed to manufacture an antistatic outsole.
하지만, 상기와 같이 일반적인 고분자 기재에 전도성 고분자를 적용하는 경우, 상기 전도성 고분자가 일반적인 고분자 기재에 비해 가격이 비싸고 기존 제조공정으로는 발포체 제조가 어렵다는 문제점이 있다.
However, when the conductive polymer is applied to a general polymer substrate as described above, the conductive polymer is expensive compared to a general polymer substrate, and it is difficult to prepare a foam in a conventional manufacturing process.
구체적으로 설명하면, 상기 종래기술은 일반적인 고분자 기재인 에틸렌비닐아세테이트와 전도성 고분자의 녹는점이나 연화점의 차이가 있기 때문에 이들 재료를 혼련할 때 고분자 소재의 분산특성의 문제가 나타나게 될 뿐만 아닐, 에틸렌비닐아세테이트와 전도성 고분자와의 가교특성이 다르기 때문에 성형시 과가교 혹은 미가교 현상이 발생하는 등 상기에서 지적한 바와 같이 기존 제조공정으로는 발포체 제조가 어려운 문제점이 있었다.
Specifically, in the above-mentioned prior art, since there is a difference in melting point or softening point between ethylene vinyl acetate and conductive polymer, which are general polymer substrates, there is a problem of dispersion characteristics of a polymer material when these materials are kneaded. As mentioned above, since the cross-linking characteristics between acetate and conductive polymer are different, cross-linking or non-cross-linking occurs at the time of molding.
따라서, 전도성 첨가제를 일반적인 고분자 기재에 적용하는 방법에 대한 연구들이 다양하게 진행되고 있으며, 가장 대표적인 전도성 첨가제로써 카본블랙이 널리 이용되고 있다.
Therefore, various studies have been conducted on methods for applying conductive additives to general polymer substrates, and carbon black is widely used as the most typical conductive additive.
일반적인 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 카본블랙을 적용한 선행기술로써, 특허문헌 2에는 고무 라텍스에 대하여 각종 고무첨가제와 함께 도전성 첨가제인 카본블랙 분말을 첨가한 기술이 공개되어 있으며, 특허문헌 3에는 실리콘 고무조성물에 대하여 아세틸렌계 카본블랙을 첨가하여 전도성이 부여된 저비중의 발포체를 제조하는 기술이 공개되어 있고, 특허문헌 4에는 중량 평균 중합도가 1000 이상인 폴리오가노실록산에 카본 블랙을 첨가하여 전기전도성 실리콘 고무 스폰지 조성물을 제조하는 기술이 공개되어 있다.
Patent Document 2 discloses a technique of adding carbon black powder as a conductive additive together with various rubber additives to rubber latex as a prior art in which carbon black is applied to a general polymer base material as a conductive additive. Patent Document 3 discloses a silicone rubber composition Discloses a technique for producing a foam having a low specific gravity to which conductivity is imparted by adding acetylene-based carbon black to a polyorganosiloxane having a weight-average degree of polymerization of 1000 or more. Patent Document 4 discloses a technique for producing a foamed product of a conductive silicone rubber sponge Techniques for making compositions are disclosed.
하지만, 상기와 같은 종래의 기술은 카본블랙을 고분자 기재 100 중량부에 대하여 30 중량부 이상으로 첨가하여야 전도성이 발현되는데, 이 경우 고분자 기재의 점도가 급격히 상승하여 초기가교속도가 빨라지게 되고 이로 인해 발포가 정상적으로 되지 않을 뿐만 아니라 상기와 같이 카본블랙을 과량 적용할 경우, 분산정도에 따라 물리적인 특성도 급격히 저하하게 되는 문제점이 있었다.
However, in the above conventional techniques, when the carbon black is added in an amount of 30 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the polymer base material, the conductivity is developed. In this case, the viscosity of the polymer base material is rapidly increased and the initial crosslinking speed is increased. The foaming is not normally performed, and when the carbon black is applied in an excessive amount as described above, there is a problem that the physical properties also drastically decrease depending on the degree of dispersion.
특히, 상기 종래 기술과 같이 카본블랙을 적용한 고분자 기재를 발포체로 성형할 경우 발포 반응시 카본블랙과 같은 보강성 필러의 적용은 발포체의 정상적인 성형을 어렵게 할 할 뿐만 아니라 메트릭스 내에서 카본블랙끼리 뭉치는 현상으로 인해 발포시 불량(핀홀)이 생기게 되는데 이것을 방지하기 위해 카본블랙의 함량을 줄일 경우 전도성의 발현이 어려운 문제점이 있었다.
Particularly, when the polymer base material to which carbon black is applied is foamed as in the prior art, the application of the reinforcing filler such as carbon black during the foaming reaction not only makes it difficult to perform normal molding of the foam, (Pinholes) are generated at the time of foaming due to the development. However, when the content of carbon black is reduced in order to prevent this phenomenon, it is difficult to exhibit conductivity.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소량만 적용해도 카본블랙보다 높은 전도성을 발현하는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)를 전도성 첨가제로 적용함으로써, 전도성 첨가제의 소량 사용으로 인해 가공상에 점도 상승의 문제가 없어 가공이 용이하고 일반 프레스 공법, 사출성형 등의 가공방법에 제한이 없을 뿐만 아니라 물리적인 특성이 저하되지 않도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 과제로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a silver-coated multi-wall carbon nanotube which exhibits conductivity higher than that of carbon black, The use of a small amount of the conductive additive does not cause a problem of viscosity increase in the process, so that the process can be easily performed and there is no limit to the processing methods such as general press method and injection molding, and the durability and excellent conductivity And a method for producing the same.
아울러, 상기와 같이, 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브만 적용할 경우, 은코팅된 다중벽카본나노튜브 자체의 반데르발스력에 의해 응집력이 높아 분산이 까다로울 수 있는데, 이를 해결하기 위해 구형 첨가제(Glass beads or glass bubble)를 첨가함으로써 상기 구형 첨가제에 의한 볼베어링 효과에 의해 분산성을 극대화시키며 이로 인해 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 소량 첨가에 의해서도 충분한 대전방지 효과를 발현하여 경제성을 높일 뿐만 아니라 발포 셀의 강도를 높일 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 다른 과제로 한다.
In addition, when the multi-walled carbon nanotubes coated with the silver as the conductive additive are applied to the polymer substrate, the cohesion is high due to the van der Waals force of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes themselves, In order to solve this problem, the glass beads or glass bubble is added to maximize the dispersibility by the ball bearing effect of the spherical additive. As a result, even a small amount of silver coated multiwall carbon nanotubes can provide sufficient antistatic effect The present invention also provides a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity, which can increase the strength of the foamed cell as well as increase the economic efficiency by manifesting the foam composition, and a method for producing the same.
또한, 흐름성이 우수한 높은 MI(melt index)를 가지는 고분자 기재에 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 적용하여 상기 구형 첨가제와 함께 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하고 이를 바탕으로 2차 압출 또는 혼련기에 혼련하여 발포체 조성물을 제조함으로써, 상기 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 분산성을 더욱 극대화시킬 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 또 다른 과제로 한다.
Further, a multi-walled carbon nanotube coated with silver on a polymer substrate having a high melt index (MI) having excellent flowability is extruded with a twin screw extruder together with the spherical additive to prepare a master batch, Another object of the present invention is to provide a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity which enables to further maximize the dispersibility of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes by kneading the kneaded mixture into a kneader to prepare a foam composition, and a method for producing the same .
또한, 상기 발포제 조성물을 이용하여 발포체를 성형함에 있어, 황 및 퍼옥사이드 가교제를 동시에 적용하여 상기 황에 의해 퍼옥사이드 가교제의 반응속도를 늦추어 가교속도를 제어함으로써, 가교와 발포 반응의 균형을 맞춤으로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 발포반응을 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 또 다른 과제로 한다.
In addition, when the foaming agent composition is used to form the foam, the sulfur and the peroxide crosslinking agent are simultaneously applied to control the crosslinking rate by slowing the reaction rate of the peroxide crosslinking agent by the sulfur, thereby balancing the crosslinking and the foaming reaction The present invention also provides a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity that enables efficient control of the foaming reaction of coated multi-walled carbon nanotubes, and a method for manufacturing the foam composition.
또한, 상기와 같이 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브 및 구형 첨가제를 첨가한 인솔용 발포체 조성물에 시멘트 파우더를 첨가함으로써, 그 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 또 다른 과제로 한다.
In addition, by adding cement powder to the insole foam composition to which the silver-coated multi-walled carbon nanotubes and spherical additives are added to the polymer base as a conductive additive as described above, the durability and conductivity are excellent so that the durability can be further improved. It is another object of the present invention to provide an insole foam composition and a method of manufacturing the same.
본 발명은 인솔용 발포체 조성물에 있어서, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부, 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
The present invention relates to a foam composition for an insole, comprising 1 to 10 parts by weight of a silver-coated multi-walled carbon nanotube, 10 to 20 parts by weight of a spherical additive, 10 to 20 parts by weight of a cement powder, By weight of a crosslinking agent, 0.5 to 1.5 parts by weight of a crosslinking agent, and 3 to 9 parts by weight of a foaming agent.
아울러, 인솔용 발포체 조성물의 제조방법에 있어서,In addition, in the method for producing a foam composition for an insole,
수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부 및 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하는 마스터 배치 제조단계(S1); 및1 to 10 parts by weight of silver-coated multi-walled carbon nanotubes and 10 to 20 parts by weight of a spherical additive were extruded by a twin-screw extruder to 100 parts by weight of a hydrogenated styrene / butadiene block copolymer to prepare a master batch S1); And
상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조하는 발포체 조성물 제조단계(S2);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물의 제조방법을 과제의 다른 해결 수단으로 한다.
10 to 30 parts by weight of a cement powder, 0.5 to 1.5 parts by weight of a crosslinking agent and 3 to 9 parts by weight of a blowing agent are extruded through a twin-screw extruder together with 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, And a foam composition manufacturing step (S2) of kneading the mixture through a kneader to produce a foam composition. Another method of manufacturing a foam composition for an insole has excellent durability and conductivity.
한편, 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체는, JIS K7210로 측정된 용융지수가 2.0 ~ 5.5인 것이 바람직하다.
On the other hand, the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, it is preferable that the melt index measured by JIS K7210 is 2.0 ~ 5.5.
아울러, 상기 구형 첨가제는, 입자크기가 10 ~ 100㎛인 글라스 비드(Glass beads) 또는 글라스 버블(glass bubble)인 것이 바람직하다.
In addition, the spherical additive may be glass beads or glass bubbles having a particle size of 10 to 100 탆.
또한, 상기 시멘트 파우더는, 입자크기가 100 ~ 400㎛인 것이 바람직하다.
The cement powder preferably has a particle size of 100 to 400 mu m.
또한, 상기 가교제는, 황 및 퍼옥사이드 가교제인 것이 바람직하다.
The cross-linking agent is preferably a sulfur and peroxide cross-linking agent.
본 발명은 소량만 적용해도 카본블랙보다 높은 전도성을 발현하는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)를 전도성 첨가제로 적용함으로써, 전도성 첨가제의 소량 사용으로 인해 가공상에 점도 상승의 문제가 없어 가공이 용이하고 일반 프레스 공법, 사출성형 등의 가공방법에 제한이 없을 뿐만 아니라 물리적인 특성이 저하되지 않도록 하는 장점이 있다.
The present invention is based on the finding that by applying a silver-coated multi-wall carbon nanotube (Ag-coated multi-wall carbon nanotube) which exhibits higher conductivity than carbon black even when applied in small quantities as a conductive additive, There is no problem of an increase in viscosity, so that the processing is easy and there is no limitation in the processing methods such as general press method and injection molding, and there is an advantage that physical properties are not deteriorated.
아울러, 상기와 같이, 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브만 적용할 경우, 은코팅된 다중벽카본나노튜브 자체의 반데르발스력에 의해 응집력이 높아 분산이 까다로울 수 있는데, 이를 해결하기 위해 구형 첨가제(Glass beads or glass bubble)를 첨가함으로써 상기 구형 첨가제에 의한 볼베어링 효과에 의해 분산성을 극대화시키며 이로 인해 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 소량 첨가에 의해서도 충분한 대전방지 효과를 발현하여 경제성을 높일 뿐만 아니라 발포 셀의 강도를 높일 수 있도록 하는 장점이 있다.
In addition, when the multi-walled carbon nanotubes coated with the silver as the conductive additive are applied to the polymer substrate, the cohesion is high due to the van der Waals force of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes themselves, In order to solve this problem, the glass beads or glass bubble is added to maximize the dispersibility by the ball bearing effect of the spherical additive. As a result, even a small amount of silver coated multiwall carbon nanotubes can provide sufficient antistatic effect Thereby improving the economical efficiency and increasing the strength of the foamed cell.
또한, 흐름성이 우수한 높은 MI(melt index)를 가지는 고분자 기재에 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 적용하여 상기 구형 첨가제와 함께 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하고 이를 바탕으로 2차 압출 또는 혼련기에 혼련하여 발포체 조성물을 제조함으로써, 상기 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 분산성을 더욱 극대화시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.
Further, a multi-walled carbon nanotube coated with silver on a polymer substrate having a high melt index (MI) having excellent flowability is extruded with a twin screw extruder together with the spherical additive to prepare a master batch, And kneading the mixture in a kneader to prepare a foam composition, thereby further maximizing the dispersibility of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes.
또한, 상기 발포제 조성물을 이용하여 발포체를 성형함에 있어, 황 및 퍼옥사이드가교제를 동시에 적용하여 상기 황에 의해 퍼옥사이드 가교제의 반응속도를 늦추어 가교속도를 제어함으로써, 가교와 발포 반응의 균형을 맞춤으로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 발포반응을 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 장점이 있다.
In addition, when the foaming agent composition is used to form the foam, the sulfur and the peroxide crosslinking agent are simultaneously applied to control the crosslinking rate by slowing the reaction rate of the peroxide crosslinking agent by the sulfur, thereby balancing the crosslinking and the foaming reaction Can effectively control the foaming reaction of the coated multi-walled carbon nanotubes.
또한, 상기와 같이 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브 및 구형 첨가제를 첨가한 인솔용 발포체 조성물에 시멘트 파우더를 첨가함으로써, 그 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.
Further, the durability can be further improved by adding the cement powder to the foam composition for the insole to which the multi-walled carbon nanotube and the spherical additive are added as a conductive additive to the polymer substrate as described above.
도 1은 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a flow chart illustrating a method of making a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity;
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
The present invention relates to a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity and a method of manufacturing the foam composition. The present invention relates to a foam composition for an insole, and more particularly, It should be noted that it will be omitted so as not to disturb the gist.
이하 본 발명에 따른 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the foam composition for an insole having excellent durability and conductivity according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물은 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부, 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The foam composition for an insole having excellent durability and conductivity according to the present invention comprises 1 to 10 parts by weight of a silver-coated multi-walled carbon nanotube, 10 to 20 parts by weight of a spherical additive, 10 to 30 parts by weight of cement powder, 0.5 to 1.5 parts by weight of a crosslinking agent, and 3 to 9 parts by weight of a foaming agent.
본 발명에서 사용되는 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체는, 스티렌과 부타디엔의 공중합체에 수소를 첨가한 것으로, JIS K7210으로 측정된 용융지수가 2.0 ~ 5.5인 것을 선택하여 사용한다.The hydrogenated styrene / butadiene block copolymer used in the present invention is hydrogenated to a copolymer of styrene and butadiene, and selects and uses a melt index of 2.0 to 5.5 measured by JIS K7210.
이때, 용융지수가 2.0 미만이면 용융점도가 증가하여 가공 및 성형이 어렵고, 5.5를 초과하면 물리적 특성이 저하될 우려가 있다.
At this time, when the melt index is less than 2.0, the melt viscosity increases, which makes it difficult to process and mold, and when the melt index exceeds 5.5, physical properties may be deteriorated.
본 발명에서 사용되는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)는, 인솔용 발포체에 내구성과 전도성을 부여하기 위해 첨가되는 것으로, 상기 다중벽 탄소나노튜브는 탄소원자들이 육각형 고리모양으로 벌집무늬를 형성하며 튜브형태를 이루는 소재로써 통상 1 ~ 30nm의 튜브 직경과 50㎛ 이하의 길이를 가지며, 본 발명에서는 전도성을 더욱 향상시키기 위해 은이 코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 사용한다.The multi-walled carbon nanotubes used in the present invention are added to impart durability and conductivity to the foams for the insole. The multi-walled carbon nanotubes include carbon atoms Are formed in a hexagonal shape and have a tubular shape and usually have a tube diameter of 1 to 30 nm and a length of 50 μm or less. In order to further improve conductivity, silver-coated multiwall carbon nanotubes use.
이때, 상기 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브의 혼합량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 1 중량부 미만일 경우, 전도성을 발현하기 어려울 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 발포체 컴파운드의 점도 증가에 의한 가공이 어려워 발포체 성형이 원활하지 않을 우려가 있다.
When the mixing amount of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes is less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, it may be difficult to exhibit conductivity. When the amount is more than 10 parts by weight, There is a possibility that molding due to an increase in the viscosity of the foamed compound is difficult and molding of the foam is not smooth.
본 발명에서 사용되는 구형 첨가제는 볼베어링 효과에 의해 상기 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브의 분산성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 글라스 비드(Glass beads) 또는 글라스 버블(glass bubble)을 사용하며, 입자 크기가 10 ~ 100㎛인 것을 사용한다.The spherical additive used in the present invention is added to improve the dispersibility of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes by the ball bearing effect, and uses glass beads or glass bubbles, And a size of 10 to 100 mu m is used.
이때, 상기 구형 첨가제의 입자 크기가 10㎛ 미만일 경우, 분산성 개선 효과가 미비할 우려가 있으며, 100㎛를 초과할 경우, 분산불량에 의한 물리적 특성이 저하될 우려가 있다.If the particle size of the spherical additive is less than 10 탆, the effect of improving dispersibility may be insufficient. If the particle size exceeds 100 탆, physical properties due to dispersion failure may be deteriorated.
아울러, 상기 구형 첨가제의 사용량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우, 분산효과가 미비할 우려가 있으며, 20 중량부를 초과할 경우, 물리적 특성이 저하될 우려가 있다.
When the amount of the spherical additive is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, there is a fear that the dispersing effect is insufficient. If the amount is more than 20 parts by weight, .
본 발명에서 사용되는 시멘트 파우더는, 석회를 주성분으로 하는 통상의 시멘트를 파우더 형태로 분쇄한 것으로, 수분에 의한 경화 반응을 일어나며 이로인해 장기 착화시 인솔용 발포체의 내구성을 향상시킬 수 있다.The cement powder used in the present invention is obtained by crushing ordinary cement containing lime as a main component in powder form, and causes a curing reaction by moisture, thereby enhancing the durability of the foam for the insole at the time of long-term ignition.
이때, 상기 시멘트 파우더는 일반적으로 판매되는 미장용 시멘트 파우더의 입자 크기인 100 ~ 400㎛인 것을 사용한다.At this time, the cement powder generally used is one having a particle size of 100 to 400 mu m, which is a cement powder powder for sale.
아울러, 상기 시멘트 파우더의 사용량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우, 수화반응이 미비할 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 발포체의 물리적 특성이 저하할 우려가 있다.
If the amount of the cement powder used is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, the hydration reaction may be insufficient. When the amount of the cement powder is more than 30 parts by weight, There is a concern.
본 발명에서 사용되는 가교제는 가교와 발포 반응의 균형을 맞춰 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 발포반응을 효율적으로 제어하기 위한 것으로, 황 및 퍼옥사이드 가교제를 동시에 적용한다. 즉, 황이 상기 퍼옥사이드 가교제의 라디칼을 뺏아감으로써 가교속도를 제어하는 것이다.The cross-linking agent used in the present invention is to simultaneously control the foaming reaction of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes by balancing the cross-linking and the foaming reaction, and applies sulfur and peroxide cross-linking agents at the same time. That is, sulfur controls the crosslinking rate by taking up the radical of the peroxide crosslinking agent.
여기서, 상기 퍼옥사이드 가교제는 t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디부틸퍼옥시말레인산, 시클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프뢸)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-디(t-부틸퍼옥시)-3-헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, 또는 a,a-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠으로 이루어지는 군에서 1종 또는 그 이상을 선택, 병용하여 사용할 수 있다.Here, the peroxide crosslinking agent may be at least one selected from the group consisting of t-butyl peroxyisopropyl carbonate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxyacetate, di-t-butyl diperoxyphthalate, Butyl peroxybenzoate, dicumyl peroxide, 1,3-bis (t-butylperoxyisophenyl) benzene, methyl ethyl ketone, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, di-t-butyl peroxide, Bis (t-butylperoxy) valerate, or a, a-bis (t-butylperoxy) -Butylperoxy) diisopropylbenzene, and one or more of them may be selected and used in combination.
한편, 상기와 같은 가교제의 사용량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 미만일 경우, 미가교가 발생할 우려가 있으며, 1.5 중량부를 초과할 경우, 과가교가 발생할 우려가 있다.
On the other hand, when the amount of the crosslinking agent is less than 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, uncrosslinking may occur. If the amount of the crosslinking agent is more than 1.5 parts by weight, crosslinking may occur .
본 발명에서 사용되는 발포제는 발포성형에 통상적으로 사용되는 것으로, 아조디카본아마이드, 아조비스이소부티로니트릴, 벤젠술폰 히드라지드 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 발포제의 사용량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 3 중량부 미만일 경우, 충분한 발포가 이루어지지 않아 정상적인 발포체 성형이 어려울 우려가 있으며, 9 중량부를 초과할 경우, 급격한 팽창으로 인해 발포체의 물리적 특성 저하에 따른 내구성이 저하될 우려가 있다.
The foaming agent used in the present invention is usually used in foam molding, and one or more of azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, and benzenesulfonhydrazide can be selected and used, and the amount of the foaming agent When the amount of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer is less than 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, sufficient foaming can not be performed and normal foam molding may be difficult. When the amount exceeds 9 parts by weight, There is a fear that the durability due to deterioration is lowered.
이하 본 발명에 따른 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a method for producing a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity according to the present invention will be described in detail.
본 발명은 인솔용 발포체 조성물의 제조방법에 있어서, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부 및 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하는 마스터 배치 제조단계(S1) 및 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조하는 발포체 조성물 제조단계(S2)를 포함하여 구성된다.
The present invention relates to a method for producing a foam composition for an insole, wherein 1 to 10 parts by weight of silver-coated multi-walled carbon nanotubes and 10 to 20 parts by weight of a spherical additive are added to 100 parts by weight of a hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, 10 to 30 parts by weight of a cement powder, 0.5 to 1.5 parts by weight of a cross-linking agent, and 3 to 9 parts by weight of a blowing agent, based on 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer (S1) (S2) for producing a foam composition by extruding a weight part through a twin-screw extruder together with the master batch prepared above or kneading the mixture through a kneader.
즉, 상기와 같이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체에 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 적용하여 상기 구형 첨가제와 함께 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 먼저 제조하고 이를 바탕으로 2차 압출 또는 혼련기에 혼련하여 발포체 조성물을 제조함으로써, 상기 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 분산성을 더욱 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
That is, the multi-walled carbon nanotubes coated with the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer are applied to the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, and the master batch is extruded with the spherical additive together with the spherical additive to prepare a master batch. By kneading to prepare a foam composition, it becomes possible to further maximize the dispersibility of the silver-coated multi-walled carbon nanotubes.
한편, 상기 각 조성물의 기능과 임계적 의의는 이미 상술하였으므로 생략한다.
On the other hand, the function and critical significance of each of the above-mentioned compositions have already been described in detail and are thus omitted.
이하, 본 발명의 구성을 아래 실시 예에 의해 상세히 설명하는바 본 발명의 구성은 아래의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
1. 인솔용 발포체의 제조
1. Preparation of insole foam
(실시예 1)(Example 1)
JIS K7210로 측정된 용융지수가 2.0인 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 중량부 및 구형 첨가제로써 입자크기가 100㎛인 글라스 비드(Glass beads) 10 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조(S1)하고, 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 입자크기가 100㎛인 시멘트 파우더 10 중량부와, 황 및 퍼옥사이드 가교제가 혼합된 가교제 0.5 중량부 및 발포제 3 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조(S2)한 후, 상기 발포체 조성물을 170℃, 120kg/cm2의 조건하에서 10분간 성형하여 인솔용 발포체를 제조하였다.
1 part by weight of silver-coated multi-walled carbon nanotubes and 100 parts by weight of spherical additives with respect to 100 parts by weight of hydrogenated styrene / butadiene block copolymer having a melt index of 2.0 according to JIS K7210. 10 parts by weight of a twin screw extruder to prepare a master batch (S1), and 10 parts by weight of cement powder having a particle size of 100 μm with respect to 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, sulfur and peroxide 0.5 parts by weight of the crosslinking agent and 3 parts by weight of the foaming agent were mixed together with the prepared master batch by extrusion through a twin screw extruder or kneading through a kneader to prepare a foam composition (S2), and then the foam composition was 170 ° C. and 120 kg. A foam for insoles was prepared by molding for 10 minutes under the condition of / cm 2 .
(실시예 2)(Example 2)
JIS K7210로 측정된 용융지수가 5.5인 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 10 중량부 및 구형 첨가제로써 입자크기가 10㎛인 글라스 버블(glass bubble) 20 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조(S1)하고, 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 입자크기가 400㎛인 시멘트 파우더 30 중량부와, 황 및 퍼옥사이드 가교제가 혼합된 가교제 1.5 중량부 및 발포제 9 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조(S2)한 후, 상기 발포체 조성물을 170℃, 120kg/cm2의 조건하에서 10분간 성형하여 인솔용 발포체를 제조하였다.
10 parts by weight of silver-coated multi-walled carbon nanotubes and a particle size of 10 μm with spherical additives to 100 parts by weight of hydrogenated styrene / butadiene block copolymer having a melt index of 5.5 as measured by JIS K7210. 20 parts by weight of a twin-screw extruder to prepare a master batch (S1), 30 parts by weight of cement powder having a particle size of 400 ㎛ with respect to 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, sulfur and peroxide 1.5 parts by weight of the crosslinking agent and 9 parts by weight of the foaming agent were mixed together with the prepared master batch by extrusion through a twin screw extruder or kneading through a kneader to prepare a foam composition (S2), and then the foam composition was 170 ° C. and 120 kg. A foam for insoles was prepared by molding for 10 minutes under the condition of / cm 2 .
(비교예 1)(Comparative Example 1)
JIS K7210로 측정된 용융지수가 5.5인 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 카본블랙 30 중량부, 황 및 퍼옥사이드 가교제가 혼합된 가교제 1.5 중량부 및 발포제 9 중량부를 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조한 후, 상기 발포체 조성물을 170℃, 120kg/cm2의 조건하에서 10분간 성형하여 인솔용 발포체를 제조하였다.
30 parts by weight of carbon black, 1.5 parts by weight of crosslinking agent mixed with sulfur and peroxide crosslinking agent, and 9 parts by weight of blowing agent based on 100 parts by weight of hydrogenated styrene / butadiene block copolymer having a melt index of 5.5 according to JIS K7210. After extrusion through or kneading through a kneader to prepare a foam composition, the foam composition was molded for 10 minutes under conditions of 170 ℃, 120kg / cm 2 to prepare a foam for insoles.
2. 인솔용 발포체의 제조
2. Preparation of foams for insole
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에 의해 제조된 인솔용 발포체를 다음과 같은 방법으로 특성을 시험하여 그 결과를 [표 1] 및 [표 2]에 나타내었다.
The foams for insole made according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were tested for their properties in the following manner, and the results are shown in [Table 1] and [Table 2].
2. 인솔용 발포체의 평가
2. Evaluation of foams for insole
1) 비중1) Specific gravity
KS M6519에 준하여 우에시마(Ueshima)사의 자동 비중 측정 장치인 모델 DMA-3을 이용하여 5회 측정하여 그 평균치를 취하였다.
The average value was measured five times using Model DMA-3, an automatic specific gravity measuring apparatus of Ueshima, according to KS M6519.
2) 경도 2) hardness
에스커(Asker) C형 경도계를 이용하여 5회 측정하여 그 평균치를 취하였다.
The average value was measured five times using an Asker C type hardness meter.
3) 영구압축줄음률3) Permanent compression ratio
ASTM D3754에 준하여 발포체를 약 10mm 두께로 지름 300±5mm인 원기둥 형태로 제조한 시험편을 시험편 두께의 50% 압축시켜 50±0.1℃에서 약 6시간 동안 열처리 한 후 실온에서 30분간 냉각시킨 후 두께를 측정하였다. 시험편은 3개로 하였으며 값은 평균치를 나타내었다.
The test specimens were prepared in the form of cylinders having a diameter of 300 ± 5 mm and a thickness of about 10 mm in accordance with ASTM D3754. The specimens were subjected to heat treatment at 50 ± 0.1 ° C. for about 6 hours, followed by cooling at room temperature for 30 minutes. Respectively. The number of test specimens was three and the average value was shown.
4) 인장강도 및 신장율4) Tensile strength and elongation
KS M6518에 준하여 즈윅(Zwick)사의 만능시험기를 사용하여 측정하였다.
Was measured using a universal testing machine of Zwick under KS M6518.
5) 전기저항5) Electrical resistance
ASTM D257에 준하여 발포체의 표면에 전기저항을 측정하는 장치인 미국 ACL Staticide사의 표면 전기저항 측정기(Model 800)를 사용하여 측정하였다.
A surface electric resistance meter (Model 800) manufactured by ACL Staticide, Inc., which is a device for measuring electrical resistance on the surface of a foam, was used according to ASTM D257.
상기 [표 1]에서와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 인솔용 발포체 조성물은 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 소량만 적용해도 카본블랙을 30 중량부 첨가한 비교예 1에 전도성이 우수할 뿐만 아니라 물리적인 특성 또한 우수함을 알 수 있다.
As shown in Table 1, the foams for insole according to Examples 1 and 2 according to the present invention had the same conductivity as that of Comparative Example 1 in which 30 parts by weight of carbon black was added even if only a small amount of silver-coated multi-walled carbon nanotubes were applied, It is not only excellent but also excellent in physical properties.
또한, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 인솔용 발포체 조성물은 시멘트 파우더를 첨가함으로써, 단기적인 영구압축줄음율 특성 뿐만 아니라 [표 2]에서와 같이, 시간이 경과함에 따른 영구압축줄음율 특성 또한 물리적인 특성 또한 우수함을 알 수 있다.
In addition, the foam composition for the insole of Examples 1 and 2 according to the present invention is characterized not only in the short-term permanent compression toughness characteristics but also in the permanent compression toughness characteristics over time as shown in [Table 2] The physical properties are also excellent.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법은 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.
As described above, the foam composition for an insole having excellent durability and conductivity according to the present invention and the method for producing the same are described through the above-described preferred embodiments and their superiority is confirmed. However, those skilled in the art It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
S1 : 마스터 배치 제조단계
S2 : 발포체 조성물 제조단계S1: Master batch manufacturing step
S2: Foam composition preparing step
Claims (6)
수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부, 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물
In the foam composition for insole,
1 to 10 parts by weight of silver-coated multi-walled carbon nanotubes, 10 to 20 parts by weight of a spherical additive, 10 to 30 parts by weight of a cement powder, 0.5 to 1.5 parts by weight of a crosslinking agent, based on 100 parts by weight of a hydrogenated styrene / butadiene block copolymer And 3 to 9 parts by weight of a foaming agent. The foaming composition for an insole excellent in durability and conductivity
상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체는,
JIS K7210로 측정된 용융지수가 2.0 ~ 5.5인 것을 특징으로 하는 형상복원력이 우수한 인솔용 나노복합 발포체 조성물
The method of claim 1,
The hydrogenated styrene / butadiene block copolymer,
Nanocomposite foam composition for insoles having excellent shape resilience, characterized in that the melt index measured by JIS K7210 is 2.0 ~ 5.5
상기 구형 첨가제는,
입자크기가 10 ~ 100㎛인 글라스 비드(Glass beads) 또는 글라스 버블(glass bubble)인 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물
The method of claim 1,
The above-
A foam composition for an insole excellent in durability and conductivity, characterized by being glass beads or glass bubbles having a particle size of 10 to 100 占 퐉
상기 시멘트 파우더는,
입자크기가 100 ~ 400㎛인 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물
The method of claim 1,
Wherein the cement powder comprises:
A foam composition for an insole having excellent durability and conductivity characterized by a particle size of 100 to 400 mu m
상기 가교제는,
황 및 퍼옥사이드 가교제인 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물
The method of claim 1,
The cross-
Sulfur and peroxide cross-linking agent, characterized in that it is a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity
수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부 및 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하는 마스터 배치 제조단계(S1); 및
상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조하는 발포체 조성물 제조단계(S2);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물의 제조방법In the manufacturing method of the foam composition for insole,
1 to 10 parts by weight of silver-coated multi-walled carbon nanotubes and 10 to 20 parts by weight of a spherical additive were extruded by a twin-screw extruder to 100 parts by weight of a hydrogenated styrene / butadiene block copolymer to prepare a master batch S1); And
10 to 30 parts by weight of a cement powder, 0.5 to 1.5 parts by weight of a crosslinking agent and 3 to 9 parts by weight of a blowing agent are extruded through a twin-screw extruder together with 100 parts by weight of the hydrogenated styrene / butadiene block copolymer, And a foam composition manufacturing step (S2) of kneading the mixture through a kneader to produce a foam composition; and a method for producing a foam composition for an insole having excellent durability and conductivity
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