KR20160068469A - 젤쿠션 조성물 및 이로부터 제조된 젤쿠션 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 젤쿠션 조성물 및 이로부터 제조된 젤쿠션에 관한 것으로서, 젤쿠션 조성물은 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물 100 중량 대비 5 ~ 8중량부의 첨가제를 포함한다.

Description

젤쿠션 조성물 및 이로부터 제조된 젤쿠션{COMPOSITION OF GEL CUSHION AND GEL CUSHION MANUFACTURED BY THE SAME}
본 발명은 젤쿠션 조성물 및 이로부터 제조된 젤쿠션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조성물의 단가를 낮출 수 있고 원재료의 보관 시 펠렛이 눌러 붙지 않으며 오일 블루밍(oil blooming)이 생성되지 않을 뿐만 아니라 내부 버(burr) 및 외부 버가 발생하지 않고 내열성이 우수한 젤쿠션 조성물 및 이로부터 제조된 젤쿠션에 관한 것이다.
일반적으로, 침대 또는 방석 등에 이용되는 쿠션은 인간의 체중을 지지하여 유지시키는 기능 외에 사용자가 느끼는 편안함이 요구된다. 이러한 요구조건을 만족하는 쿠션이 되려면, 적당한 부드러움과 압축성, 진동흡수성, 제습성, 변형 추종성이나 내려앉지 않는 내구성 등의 성질을 가져야 하며, 이를 위해 종래에는 면이나 합성섬유의 피륙(web), 폴리우레탄 발포체 등의 합성수지 발포체, 스폰지 고무, 반경질재(半硬質材) 또는 젤상 물질을 그대로 이용하거나 조합하여 사용하였다.
이들 중 젤상 물질을 이용하여 제조된 젤쿠션(젤방석)은 체압분산성, 환기성, 내구성 및 위생 안전 등이 뛰어나 보편화되어 가고 있다.
그러나 종래의 젤쿠션은 젤쿠션을 제조하기 위해 사용되는 조성물의 단가가 매우 비싸고, 원재료의 보관 시 펠렛이 눌러 붙으며 사용 시 오일 블루밍(oil blooming)으로 오일이 베어 나오는 등의 문제점과 사출 시 내부 버(burr) 및 외부 버가 발생하는 문제점이 있었다.
또한 종래의 젤쿠션 조성물로 사용하여 제조한 젤쿠션을 차량용으로 사용 시에는 완충력이 커 진동과 충격을 최소화할 수 있다는 장점이 있으나 내열성이 떨어진다는 단점이 있었다. 즉 무더운 여름철의 경우 자동차 차문을 오래 닫아 놓거나, 겨울철의 경우 열선 시트를 오래 켜 놓으면 젤쿠션이 물렁해지고 이러한 상태에서 사용자가 오래 앉아 있거나 무거운 물건을 올려 놓으면 젤쿠션의 형태가 변형되고 원래의 젤쿠션 형태로 복원되지 않는 문제점이 있었다.
한국 등록특허공보 제10-0553222호 한국 등록실용신안공보 제20-0293293호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 조성물의 단가를 낮출 수 있고 원재료의 보관 시 펠렛이 눌러 붙지 않으며 오일 블루밍(oil blooming)이 생성되지 않을 뿐만 아니라 내부 버(burr) 및 외부 버가 발생하지 않고 내열성이 우수한 젤쿠션 조성물 및 이로부터 제조된 젤쿠션을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물 100 중량 대비 5 ~ 8중량부의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 젤쿠션 조성물에 의해 달성된다.
여기서, 상기 폴리스티렌계 폴리머는 삼블럭(triblock) 구조로서 SEBS(styrene-(ethylene/buthylene)-styrene Block Copolymer) 또는 SEEPS(Polystyrene-block-poly(ethylene-ethylene/propylene)-block polystyrene)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 혼합물은 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체 30 ~ 40 중량%와 오일 60 ~ 70중량%를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 첨가제는 건식 실리카 또는 습식 실리카일 수 있다.
바람직하게는, 상기 건식 실리카는 흄드 실리카(Fumed Silica)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 젤쿠션 조성물은 경도(shore A)가 10 이하일 수 있다.
바람직하게는, 상기 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물 100 중량 대비 0.3 ~ 0.7중량부의 열안정제를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 목적은, 상술한 젤쿠션 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는 젤쿠션에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 조성물의 단가를 낮출 수 있고 원재료의 보관 시 펠렛이 눌러 붙지 않으며 오일 블루밍(oil blooming)이 생성되지 않을 뿐만 아니라 내부 버(burr) 및 외부 버가 발생하지 않고 내열성이 우수한 등의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물로 제조된 젤쿠션의 평면도 대용 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물로 제조된 젤쿠션의 부분사시도 대용 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물로 제조된 젤쿠션에 대한 오일 블루밍 테스트를 진행한 후의 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물로 제조된 젤쿠션의 내부를 보여주는 사진이다.
도 5는 종래의 젤쿠션의 평면도 대용 사진이다.
도 6은 종래의 젤쿠션의 부분사시도 대용 사진이다.
도 7은 종래의 젤쿠션에 대한 오일 블루밍 테스트를 진행한 후의 사진이다.
도 8은 종래의 젤쿠션 내부를 보여주는 사진이다.
도 9는 종래의 젤쿠션에서 사출 시 가스가 발생한 것을 보여주는 사진이다.
도 10은 종래의 젤쿠션에서 물성의 저하로 쿠션이 뭉개진 것을 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물은 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물 100 중량 대비 5 ~ 8중량부의 첨가제를 포함한다.
폴리스티렌계 폴리머는 삼블럭(triblock) 구조로서 SEBS(styrene-(ethylene/buthylene)-styrene Block Copolymer) 또는 SEEPS(Polystyrene-block-poly(ethylene-ethylene/propylene)-block polystyrene)일 수 있다. 본 명세서에서는 폴리스티렌계 폴리머로서 SEBS와 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체인 PP-SEBS를 일 예로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물은 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체 30 ~ 40 중량%와 오일 60 ~ 70중량%를 포함하는 것이 바람직하다,
이 때 오일의 함량이 60중량% 미만이면 경도(Shoer A)가 상승함으로써 제압분산의 효과가 떨어지고 수축률이 매우 커져 사출 시 이젝팅(ejecting)이 매우 어렵고, 70중량%를 초과하면 오일과 공중합체의 혼합이 용이하지 않아 사출이 불가능하며, 혹시 사출이 된다 하더라도 사용 시 오일 블루밍이 발생하기 때문에 오일의 함량을 위 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물 100 중량 대비 5 ~ 8중량부의 첨가제를 포함하는 것이 바람직한데, 첨가제의 함량이 5중량 미만으로 사용되면 오일과 공중합체가 혼합되지 않아 물성이 저하될 수 있고, 8중량을 초과하면 경도가 증가하기 때문에 위 함량 범위로 첨가제를 넣는 것이 바람직하다.
첨가제는 오일 블루밍을 제거하고 젤쿠션의 내열성을 향상시키기 위한 것으로 건식 실리카 또는 습식 실리카를 사용할 수 있다. 건식 실리카로서 흄드 실리카(Fumed Silica)를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물은 성형 시 가열에 의한 열화를 방지하기 위해 필요에 따라 열안정제를 더 포함할 수 있는데 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물 100 중량 대비 0.3 ~ 0.7중량부의 열안정제를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 열안정제는 당업계에서 사용하는 일반적인 열안정제를 사용할 수 있으며, 특별히 한정하지는 않으나, 트리페닐 포스파이트, 트리스-(2,6-디메틸페닐)포스파이트, 트리스-(모노- 및 디-노닐페닐의 혼합)포스파이트와 같은 유기포스파이트; 디메틸벤젠 포스포네이트와 같은 포스포네이트류, 트리메틸 포스페이트와 같은 포스페이트류, 또는 상기한 열안정화제 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물은 젤쿠션의 성능을 만족시키기 위해 경도(shore A)가 10 이하인 것이 바람직하다.
하기 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물의 경도별 최적 조성비를 나타낸다.
경도(shore A) 0 5 10
PP-SEBS 공중합체 30~31 wt% 35 wt% 40 wt%
White Oil 69~70 wt% 65 wt% 60 wt%
Fumed Silica 7.5~8 pph 6.5 pph 5 pph
열 안정제
(산화방지제) 		0.7 pph 0.5 pph 0.3 pph
* pph : Parts Per Hundred
상술한 젤쿠션 조성물을 제조하는 방법은 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체와 첨가제를 혼합하는 제1단계와, 제1단계의 혼합물을 교반하면서 오일을 적하하는 제2단계와, 제2단계의 혼합물을 슈퍼 고속 믹서를 이용하여 10분 내지 20분간 교반하여 젤쿠션 조성물을 제조하는 제3단계로 이루어지고, 이렇게 제조된 젤쿠션 조성물을 사출함으로써 젤쿠션을 제조하게 된다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 제1단계는, 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체와 첨가제를 혼합하는 단계로서, 젤쿠션의 오일 블루밍(oil blooming)을 제거하기 위해 첨가제를 혼합하는 단계이고, 제2단계는 제1단계의 혼합된 혼합물을 교반하면서 오일을 조금씩 첨가하기 위하여 적하하는(dropping) 단계로서 오일이 잘 썩이도록 하기 위한 것이며, 제3단계는 오일이 적하된 혼합물을 슈퍼 고속 믹서를 이용하여 10분 내지 20분간 교반함으로써 젤 상태의 원재료인 젤쿠션 조성물을 제조하게 된다.
제3단계의 교반은 40~50℃의 온도의 배스(Bath)에서 5000~6000rpm의 속도로 교반하는 것이 바람직하다.
이렇게 제조된 젤쿠션 조성물을 사출하여 최종 제품인 젤쿠션을 제조하게 되는데, 이때 사출 압력은 15kg/cm2이고 노즐 온도는 250℃인 것이 바람직하다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
PP-SEBS 100중량 대비 흄드 실리카(Fumed Silica) 14.3중량부를 혼합한 다음 교반하면서 오일(화이트 오일) 186중량을 한 방울씩 적하한 후 45℃ 온도의 배스(Bath)에서 슈퍼 고속 믹서를 이용하여 5200rpm의 속도로 14분간 교반하여 젤 상태의 원재료를 제조하였다. 이때 젤쿠션 조성물의 경도는 5 shore A이다(표 1의 경도 5의 최적 조성비). 이후 젤 상태의 원재료인 젤쿠션 조성물을 사출 압력 15kg/cm2과 노즐 온도 250℃에서 사출하여 젤쿠션을 제조하였다.
[비교예]
PP-SEBS 100중량 대비 오일(화이트 오일) 186중량을 교반하면서 혼합하여 젤쿠션 조성물을 제조한 다음 압출과 펠렛타이징 공정을 거쳐 펠렛(pellet)으로 제조하였다. 이후 펠렛 형태의 원재료를 사출 압력 15kg/cm2과 노즐 온도 250℃에서 사출하여 젤쿠션을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따른 젤쿠션을 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 확인하고 그 결과를 도 1 내지 도 10에 나타내었다.
[실험예]
흄드 실리카 투입량에 따른 오일 블루밍 테스트를 하였다. 방석에 커버를 씌운 다음 70℃의 온도에서 10kg의 무게 추를 올린 다음 30분간 보관하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물로 제조된 젤쿠션의 평면도 대용 사진, 부분사시도 대용 사진, 젤쿠션의 내부를 보여주는 사진인 도 1, 2, 4로부터, 실시예에 따른 젤쿠션은 내부 버(burr)가 발생되지 않고, 외부 버(burr)가 발생되지 않으며 내열성이 있음을 확인할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 젤쿠션 조성물로 제조된 젤쿠션에 대한 오일 블루밍 테스트를 진행한 후의 사진인 도 3로부터, 젤쿠션은 오일 블루밍이 전혀 없음을 확인할 수 있다.
한편, 종래의 젤쿠션의 평면도 대용 사진, 부분사시도 대용 사진 및 내부를 보여주는 사진인 도 5, 6, 8으로부터, 비교예에 따른 젤쿠션은 내부 버(burr)가 발생되고 외부 버(burr)도 발생됨을 알 수 있으며, 내열성이 없음을 확인할 수 있다. 또한 종래의 젤쿠션에 대한 오일 블루밍 테스트를 진행한 후의 사진인 도 7로부터, 비교예에 따른 젤쿠션은 오일 블루밍이 생김을 확인할 수 있다. 또한 종래의 비교예에 따른 젤쿠션은 사출 시 가스가 발생한 것을 도 9(사진의 흰색 부분이 가스로 인한 내부 기포임)로부터 알 수 있고, 물성의 저하로 쿠션이 뭉개진 것을 도 10으로부터 확인할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 젤쿠션 조성물 및 이로부터 제조된 젤쿠션에 의하면, 원재료의 보관 시 펠렛이 눌러 붙지 않으며 오일 블루밍(oil blooming)이 생성되지 않을 뿐만 아니라 내부 버(burr) 및 외부 버가 발생하지 않고 내열성이 우수한 등의 기술적 효과를 가지게 된다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (8)

  1. 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물 100 중량 대비 5 ~ 8중량부의 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 젤쿠션 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리스티렌계 폴리머는 삼블럭(triblock) 구조로서 SEBS(styrene-(ethylene/buthylene)-styrene Block Copolymer) 또는 SEEPS(Polystyrene-block-poly(ethylene-ethylene/propylene)-block polystyrene)인 것을 특징으로 하는, 젤쿠션 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼합물은 폴리스티렌계 폴리머 및 폴리프로필렌을 공중합한 공중합체 30 ~ 40 중량%와 오일 60 ~ 70중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 젤쿠션 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제는 건식 실리카 또는 습식 실리카인 것을 특징으로 하는, 젤쿠션 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 건식 실리카는 흄드 실리카(Fumed Silica)인 것을 특징으로 하는, 젤쿠션 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 젤쿠션 조성물은 경도(shore A)가 10 이하인 것을 특징으로 하는, 젤쿠션 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공중합체와 오일로 이루어진 혼합물 100 중량 대비 0.3 ~ 0.7중량부의 열안정제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 젤쿠션 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 젤쿠션 조성물로 제조된 것을 특징으로 하는, 젤쿠션.
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