KR20220099027A

KR20220099027A - 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품

Info

Publication number: KR20220099027A
Application number: KR1020210001047A
Authority: KR
Inventors: 강방석
Original assignee: 강방석
Priority date: 2021-01-05
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2022-07-12
Also published as: KR102428762B1

Abstract

본 발명은 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고무기재에 마찰계수가 높은 무기물 입자를 혼합시킴으로써 내마모성 뿐만 아니라 마른바닥, 눈길, 빗길 및 젖은 바닥 등에서의 내슬립성을 향상시킬 수 있도록 하는, 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품에 관한 것이다.

Description

내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품{RUBBER COMPOSITION HAVING ABRASION RESISTANCE AND ANTI SLIP FUNCTION, SHOES SOLE AND RUBBER PRODUCTS USING THE SAME}

본 발명은 고무기재에 마찰계수가 높은 무기물 입자를 혼합시킴으로써 내마모성 뿐만 아니라 마른바닥, 눈길, 빗길 및 젖은 바닥 등에서의 내슬립성을 향상시킬 수 있도록 하는 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품에 관한 것이다.

최근 생활수준의 급격한 향상으로 사람들이 생활하는 모든 공간, 즉 빌딩, 지하도 등과 같은 각종 건축물의 복도나 계단 등이 대리석 또는 각종 타일을 사용하여 시공됨에 따라 일반적인 일상생활 중에 빈번하게 미끄러져 골절상 등을 입는 사고가 빈번하게 발생하고 있으며, 또한 얼음이 얼어붙은 빙판 또는 얼음이 녹아 수막이 형성된 바닥면, 빗길 등에서도 사람들이 미끄러져 골절되는 부상의 안전사고들이 빈번하게 발생하고 있다.

따라서 미끄럼을 방지하기 위한 수단들이 다양하게 개발되고 있으며, 관련 선행기술로써 특허문헌 1에서는 밑창에 횡방향으로 형성된 하나 이상의 안내 홈을 가지고, 이 안내 홈에는 미끄럼 방지부재가 끼워져 사용되며, 미사용시에는 미끄럼 방지부재를 굽에 형성된 하나 이상의 보관구멍에 보관할 수 있도록 한 구조를 갖는 미끄럼 방지부재가 구비된 신발이 개시되어 있지만, 상기와 같은 구조를 갖는 신발의 경우에는 동절기 눈길이나 빙판 등이 있는 야외에서 보행 후 건물의 실내로 진 입시 반드시 미끄럼 방지부재를 제거해야 하는 불편함이 있었다.

즉, 상기와 같은 신발창은 눈길이나 빙판 등이 있는 바닥면에는 미끄럼 방지기능이 일부 구현될 수 있으나, 그 외 지역에서는 미끄럼 방지부재가 오히려 보행을 방해하는 요소로 작용하는 문제점이 있다.

또한, 특허문헌 2에서는 신발창의 저면에 홈을 형성하여, 홈과 그 홈 상부 주위를 덮는 논슬립 혼합물을 형성한 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 신발창을 제안하였으나, 이는 제조 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 실제 마른바닥, 눈길, 빗길 및 젖은 바닥 등에서의 내슬립성을 만족시키지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 신발창에 내슬립 특성을 부여하기 위해서 일반적으로 유리전이 온도가 높은 부틸고무가 사용되고 있지만 가공성이 떨어지고 내마모성이 취약하다는 단점이 있다.

이를 해결하기 위하여 특허문헌 3에서는 합성고무, 카본블랙, 촉진제, 가황제 및 프로세스 오일 등의 물질을 혼합한 후 사출 성형과정을 거쳐 제조되는 내마모성 높인 겉창용 고무 조성물이 개시되어 있으나, 이와 같이 카본블랙을 고무 조성물로 포함하여 신발용 고무를 제조하여 사용하는 경우에는 내마모성 등과 같은 물리적 성질은 비교적 우수하게 나타나지만 상기와 같은 카본블랙이 많이 첨가됨에 따라 제품의 경도가 높아지게 되어 내슬립 특성이 저하되는 문제점이 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-0631151호 "미끄럼 방지부재가 구비된 신발" 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0040657호 "미끄럼방지 신발창 및 그의 제조방법" 특허문헌 3 : 대힌민국 공개특허공보 제10-2014-0084885호 "내마모성을 높인 전투화 겉창용 고무조성물"

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고무기재에 마찰계수가 높은 무기물 입자를 혼합시킴으로써 내마모성 뿐만 아니라 마른바닥, 눈길, 빗길 및 젖은 바닥 등에서의 내슬립성을 향상시킬 수 있도록 함을 과제로 한다.

본 발명은 고무 조성물에 있어서, 고무기재 100 중량부에 대하여, 무기물 입자 5 ~ 60 중량부가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품을 과제의 해결 수단으로 한다.

여기서 상기 고무기재는, 천연고무, 니트릴-부타디엔 고무(nitrile-butadiene rubber) 또는 부틸 고무(Butyl Rubber)를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 무기물 입자는, 화강암(花崗岩), 점토질(粘土質), 석영(石英), 도석(陶石), 납석(蠟石) 또는 장석질(長石質)로 이루어지는 군에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하되, 상기 무기물을 1,200 ~ 1,300℃에서 소결(燒結)시킨 후, 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

한편 상기 무기물 입자는, 입자크기가 0.001 ~ 1.0mm의 미립자를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 내마모성이 우수할 뿐만 아니라, 마른바닥, 눈길, 빗길 및 젖은 바닥 등에서의 내슬립성이 우수한 효과를 가진다.

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품에 관한 것으로, 본 발명을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하, 본 발명의 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 신발창은 고무기재 100 중량부에 대하여, 무기물 입자 5 ~ 60 중량부가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 무기물 입자의 함량이 5 중량부 미만일 경우 내마모성 및 내슬립 향상 효율이 미비해질 우려가 있으며, 60 중량부를 초과할 경우 고무기재의 기타 물성(예를 들면, 탄성 등)이 저하될 우려가 있다.

상기 고무기재는 천연고무, 니트릴-부타디엔 고무(nitrile-butadiene rubber) 또는 부틸 고무(Butyl Rubber)를 단독 또는 병용하여 사용할 수 있으며, 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 고무기재의 사용이 가능하다.

상기 무기물 입자는 내마모성 및 내슬립성 향상을 위해 첨가하는 것으로, 마찰계수가 높은 화강암, 점토질, 석영, 도석, 납석 또는 장석질로 이루어지는 군에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하되, 상기 무기물을 1,200 ~ 1,300℃에서 소결시킨 후, 분쇄하여 사용한다. 아울러, 그 입자 크기는 0.001 ~ 1.0mm의 미립자로 분쇄하여 적용한다. 여기서, 상기 소결 조건이나 입자 크기가 상기 범위를 벗어날 경우 내마모성 및 내슬립성 향상 효율이 저하될 우려가 있다.

아울러, 상기 고무 조성물 및 신발창은 통상의 첨가제가 추가 첨가될 수 있으며, 예를 들면 고무기재 100 중량부를 기준으로 금속산화물(산화아연, 산화마그네슘 또는 산화칼슘 등) 5 ~ 10 중량부, 지방산(스테아린산 등) 1 ~ 5 중량부, 실란커플링제(비닐계 실란, 에폭시계 실란, 아미노계 실란, 메타크리록시계 실란, 클로로프로필 실란 및 메르카프토 실란 등) 3 ~ 10 중량부, 분산제(폴리에틸렌글리콜 등) 1.5 ~ 5 중량부, 가황제(황 등) 1.5 ~ 5 중량부 및 촉진제(티아졸, 티우람 등) 0.2 ~ 3 중량부 등을 첨가할 수 있으나, 반드시 상기 첨가제의 종류 및 함량에 한정되는 것은 아니고, 신발 및 신발창의 종류나 사용 목적 및 환경 등을 고려하여 이미 공지된 다양한 첨가제의 적용이 가능하다.

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

1. 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무의 제조

(실시예 1)

고무기재(천연고무) 100 중량부에 대하여, 화강암 무기물 입자(1,200℃에서 소결후 입자크기 0.001mm로 분쇄한 화강암) 5 중량부, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 트리메톡시실란 3 중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부, 황 1.5 중량부, 티아졸 2.0 중량부 및 티우람 0.2 중량부를 혼합하고, 120 ~ 190℃에서 100 ~ 160㎏/㎠의 압력으로 성형하여 고무 시편을 제조하였다.

(실시예 2)

고무기재(니트릴-부타디엔 고무) 100 중량부에 대하여, 점토질 무기물 입자(1,250℃에서 소결후 입자크기 0.1mm로 분쇄한 점토질) 60 중량부, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 트리메톡시실란 3 중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부, 황 1.5 중량부, 티아졸 2.0 중량부 및 티우람 0.2 중량부를 혼합하고, 120 ~ 190℃에서 100 ~ 160㎏/㎠의 압력으로 성형하여 고무 시편을 제조하였다.

(실시예 3)

고무기재(천연고무와 니트릴-부타디엔 고무를 1 : 1 중량비로 혼합) 100 중량부에 대하여, 혼합 무기물 입자(1,300℃에서 소결후 입자크기 1.0mm로 분쇄한 화강암, 점토질, 석영, 도석, 납석 및 장석질을 각각 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 중량비로 혼합) 30 중량부, 산화아연 5 중량부, 스테아린산 1 중량부, 트리메톡시실란 3 중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5 중량부, 황 1.5 중량부, 티아졸 2.0 중량부 및 티우람 0.2 중량부를 혼합하고, 120 ~ 190℃에서 100 ~ 160㎏/㎠의 압력으로 성형하여 고무 시편을 제조하였다.

(비교예 1)

실시예 3과 동일하게 제조하되, 무기질 입자를 혼합하지 않았다.

2. 고무의 평가

상기 실시예 및 비교예에 따른 고무 시편에 대하여 다음과 같은 방법으로 특성을 시험하였고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.

(1) NBS 내마모율: NBS 마모시험기(ASTM 1630)를 사용하여, 하기 [수학식 1]과 같이 내마모율을 계산하였다.

[수학식 1]

(2) 내슬립성 : ASTM D1894 규격에 따라 건조(Dry) 및 젖음(Wet) 환경에서의 동적마찰계수를 측정하여 내슬립성을 평가하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
NBS(%)	345	350	365	150
내슬립특성(Dry) (Dynamic friction, , μ)	0.90	0.91	0.93	0.62
내슬립특성(wet) (Dynamic friction, , μ)	0.81	0.81	0.82	0.51

상기 [표 1]에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 고무는 비교예에 비하여 내마모성 및 내슬립성이 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물, 이를 이용하여 제조되는 신발창 및 고무용품을 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 치환, 변형 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

고무 조성물에 있어서,
고무기재 100 중량부에 대하여, 무기물 입자 5 ~ 60 중량부가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 고무기재는 천연고무, 니트릴-부타디엔 고무(nitrile-butadiene rubber) 또는 부틸 고무(Butyl Rubber)를 사용하고,
상기 무기물 입자는 화강암, 점토질, 석영, 도석, 납석 또는 장석질로 이루어지는 군에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하되, 상기 무기물을 1,200 ~ 1,300℃에서 소결시킨 후, 분쇄하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 무기물 입자는,
입자크기가 0.001 ~ 1.0mm의 미립자인 것을 특징으로 하는, 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물.
제 1항에 따른 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는, 신발창.
제 1항에 따른 내마모성 및 내슬립성이 우수한 고무 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는, 고무용품.