KR20240102265A - 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명인 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법은, 스타이렌 부타디엔 고무(Stylene Butadiene Rubber, SBR), 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR), 폴리부타디엔 고무(Polybutadiene Rubber, BR)를 포함하는 고무기재; 첨가제; 산화방지제; 가황제;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 첨가제는 실란(Silane), 실리카(Silica), 징크옥사이드(Zinc Oxide, ZnO), 폴리에틸렌글리콜(PolyethyleneGlycol, PEG) 및 스테아린산(Stearic acid)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고무기재 100중량부에 대하여 첨가제 35 내지 50중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 로타큐어에서 성형하여 제조되며, 성형온도는 170 내지 175℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 핫멜트 수지가 더 포함되는 것을 특징으로 하고, 상기 핫멜트 수지는 핫멜트 TPU(Thermoplastic Polyurethane)인 것을 특징으로 한다.
그리고, 고무기재, 첨가제, 산화방지제, 가황제를 니더에 투입하여 100℃ 미만의 온도에서 혼합하는 제 1단계; 상기 혼합물을 캘린더에서 80 내지 85℃의 온도로 성형하는 제 2단계; 상기 캘린더에서 성형한 혼합물을 로타 큐어에서 170 내지 175℃의 온도로 성형하는 제 3단계; 상기 로타 큐어에서 성형한 혼합물에 핫멜트 수지를 접착하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고무기재 100중량부에 대하여 첨가제 35 내지 50중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 로타큐어에서 성형하여 제조되며, 성형온도는 170 내지 175℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 핫멜트 수지가 더 포함되는 것을 특징으로 하고, 상기 핫멜트 수지는 핫멜트 TPU(Thermoplastic Polyurethane)인 것을 특징으로 한다.
그리고, 고무기재, 첨가제, 산화방지제, 가황제를 니더에 투입하여 100℃ 미만의 온도에서 혼합하는 제 1단계; 상기 혼합물을 캘린더에서 80 내지 85℃의 온도로 성형하는 제 2단계; 상기 캘린더에서 성형한 혼합물을 로타 큐어에서 170 내지 175℃의 온도로 성형하는 제 3단계; 상기 로타 큐어에서 성형한 혼합물에 핫멜트 수지를 접착하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 아웃솔용 고무시트 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로타큐어 성형 공정이 접목된 내마모 및 넌슬립 특성이 개선된 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법에 관한 것이다.
최근 생활수준의 향상과 수요자의 다양한 욕구에 의해 다양한 디자인을 가진 수많은 종류의 신발이 제조되고 있으며, 또한 각 기능에 따른 특수신발 역시 다양하게 출시되고 있다. 그러나 이와 같이 다양한 종류로 출시되는 신발의 구조를 살펴보면 대동소이함을 확인할 수 있다.
일반적으로 사용되는 신발은 크게 밑창과 밑창의 상부에 결합되는 갑피로 구성되며, 밑창은 신발의 바닥창을 이루는 아웃솔과 중창을 이루는 미드솔로 구성된다. 아웃솔은 내마모성과 미끄럼 방지를 위한 기능을 충족시킬 수 있도록 고무 재질로 이루어지고, 미드솔은 전체 신발의 무게를 줄여 가벼우면서도 충격을 가했을 때 충격을 흡수 하면서 복원력이 있도록 하기 위해 발포 팽창시킨 합성 수지재를 주로 사용하게 된다.
밑창을 이루는 아웃솔과 미드솔의 재질이 상이하고 또한 제작 방법이 달라 따로 제작 및 부착이 되도록 성형공정이 이루어지며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 미드솔과 아웃솔을 동시에 프레싱 작업을 수행하지만, 미가류 고무의 적정 두께 및 접착력이 요구되는 물성에 현저히 못 미치는 결과를 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존 프레스 공정이 아닌 로타큐어 성형 공정이 접목되고, 기존 미드솔과 아웃솔에 적용되는 접착공정이 아닌 핫멜트 필름을 적용한 내마모 및 넌슬립 특성이 개선된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명인 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법은, 스타이렌 부타디엔 고무(Stylene Butadiene Rubber, SBR), 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR), 폴리부타디엔 고무(Polybutadiene Rubber, BR)를 포함하는 고무기재; 첨가제; 산화방지제; 가황제;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 첨가제는 실란(Silane), 실리카(Silica), 징크옥사이드(Zinc Oxide, ZnO), 폴리에틸렌글리콜(PolyethyleneGlycol, PEG) 및 스테아린산(Stearic acid)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고무기재 100중량부에 대하여 첨가제 35 내지 50중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 로타큐어에서 성형하여 제조되며, 성형온도는 170 내지 175℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 핫멜트 수지가 더 포함되는 것을 특징으로 하고, 상기 핫멜트 수지는 핫멜트 TPU(Thermoplastic Polyurethane)인 것을 특징으로 한다.
그리고, 고무기재, 첨가제, 산화방지제, 가황제를 니더에 투입하여 100℃ 미만의 온도에서 혼합하는 제 1단계; 상기 혼합물을 캘린더에서 80 내지 85℃의 온도로 성형하는 제 2단계; 상기 캘린더에서 성형한 혼합물을 로타 큐어에서 170 내지 175℃의 온도로 성형하는 제 3단계; 상기 로타 큐어에서 성형한 혼합물에 핫멜트 수지를 접착하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법에서는 다음과 같은 효과가 있다.
아웃솔용 고무시트 제조비용의 절감과 제조시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 내마모 및 넌슬립 특성이 개선되는 효과가 있다.
또한, 핫멜트 필름을 적용하여 접착제 없이도 접착이 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 아웃솔용 고무시트임.
도 2는 본 발명인 아웃솔용 고무시트 제조방법의 순서도임.
도 3 내지 도 9는 실시예 1 내지 실시예 9의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 10 내지 도 15는 실시예 10 내지 실시예 16의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 16은 실시예 17과 실시예 18의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 17 내지 도 20은 실시예 19 내지 실시예 22의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 21은 실시예 23 내지 실시예 29의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 22 내지 도 26은 실시예 23, 실시예 28, 실시예 30 내지 34의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 27 내지 도29는 실시예 25, 실시예 31, 실시예 32, 실시예 35 내지 37의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명인 아웃솔용 고무시트 제조방법의 순서도임.
도 3 내지 도 9는 실시예 1 내지 실시예 9의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 10 내지 도 15는 실시예 10 내지 실시예 16의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 16은 실시예 17과 실시예 18의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 17 내지 도 20은 실시예 19 내지 실시예 22의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 21은 실시예 23 내지 실시예 29의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 22 내지 도 26은 실시예 23, 실시예 28, 실시예 30 내지 34의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 27 내지 도29는 실시예 25, 실시예 31, 실시예 32, 실시예 35 내지 37의 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명인 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물은, 스타이렌 부타디엔 고무(Stylene Butadiene Rubber, SBR), 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR), 폴리부타디엔 고무(Polybutadiene Rubber, BR)를 포함하는 고무기재; 첨가제; 산화방지제; 가황제;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고무기재는 스타이렌 부타디엔 고무, 니트릴 부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무를 포함할 수 있다. 구체적으로, 스타이렌 부타디엔 고무 10중량부에 대하여 니트릴 부타디엔 고무 30 내지 50중량부, 폴리부타디엔 고무 40 내지 50중량부를 포함할 수 있다.
스타이렌 부타디엔 고무(Stylene Butadiene Rubber, SBR)은 부타디엔과 스타이렌을 저온유화중합하여 만든 공중합체로, 합성고무중 가장 일반적으로 사용되는 범용고무이며, 천연고무에 비하여 내마모성, 내열성이 우수한 장점과 가황이 평탄하고 안정된 스코치(Scorch)성과 용이한 가공성 등 폭넓게 사용이 가능한 물성을 지니고 있다. 그래서 타이어, 신발, 고무호스, 벨트 등 대부분의 고무제품에 사용되고 있다.
니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR)는 유화중합에 의하여 제조된 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합체로, 가장 널리 사용되고 있는 내유성고무이다. 니트릴함량이 42~46%의 극고니트릴, 36~41%의 고니트릴, 31~35%의 중고니트릴, 25~30%의 저 니트릴등으로 분류되며, 니트릴함량의 증대에 따라서 내유성, 내마모성, 기계적 성질이 향상되지만 내한성, 신장성, 탄성은 저하된다. 이에 인쇄용롤, 내유성호스, 자동차용 부품 등에 널리 사용된다.
폴리부타디엔 고무(Polybutadiene Rubber, BR)는 1,3-butadiene을 용액 중합하여 제조한 단중합체로서 cis-1,4, trans-1,4, viny1 구조의 3가지 결합형태를 가지고 있으며, cis-1,4의 함량에 따라 High cis BR 과 Low cis BR로 분류된다. 천연고무, SBR에 다음가는 범용고무이며 타이어, 벨트, 호오스, 신발 등에 사용된다.
여기서, 상기 스타이렌 부타디엔 고무 10중량부에 대하여 니트릴 부타디엔 고무가 30중량부 미만으로 포함된다면 내유성이 저하되며, 인장강도, 인장탄성율이 감소되며, 50중량부 초과로 혼합된다면 탄성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 그리고, 니트릴 부타디엔 고무 내에 아크릴로 니트릴의 함량이 낮은 고무를 사용할 경우에는 무늬점도가 높아 카렌더 가공성이 저하되며, 아크릴로 니트릴의 함량이 높은 고무를 사용할 경우 인장강도, 인장응력 증대 및 내유성이 증대될 수 있다.
또한, 상기 스타이렌 부타디엔 고무 10중량부에 대하여 폴리부타디엔 고무가 40중량부 미만으로 포함된다면 높은 탄성, 내마모성을 기대할 수 없으며, 50중량부 초과로 혼합된다면 가교속도가 높아져 가공중에 스코치 발생 우려가 증대되고, 미끄러짐 특성 증대로 인한 가공성이 좋지않은 문제점이 있을 수 있다. 그리고, 폴리부타디엔 고무 사용에 따라 실리콘 고무를 쓰지 않고도 내마모성 개선이 가능하며, 점도 저하로 인해 가공성이 증대될 수 있다.
상기 첨가제는 실란, 실리카, 징크옥사이드, 폴리에틸렌글리콜 및 스테아린산을 포함할 수 있다. 구체적으로, 실란 1중량부에 대하여 실리카 30 내지 40중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부 및 스테아린산 1중량부를 포함할 수 있다.
실리카와 활성화제인 실란을 함께 포함하면 흐름성이 향상되고, 가교시간이 단축되는 이점이 있다. 또한, 가교밀도 상승으로 내마모성, 인장강도, 인열강도 등 전체적인 물성이 향상되는 효과가 있다.
여기서, 상기 실란 1중량부에 대하여 실리카가 30중량부 미만으로 포함된다면 내마모 특성이 저하되고, 신율이 증대되고, 기계적 강도가 저하될 수 있으며, 40중량부 초과로 포함된다면 경도 증가로 인해 내슬립 특성이 저하될 수 있다. 따라서 상기 실란 1중량부에 대하여 실리카가 30 내지 40중량부를 포함하는 경우 적절한 기계강도가 유지되고 표면적 증대로 인해 접착력이 증대될 수 있다.
상기 산화방지제는 부틸화히드록시톨루엔(Butylated Hydroxytoluene, BHT), 페놀산화방지제(Antioxidants for polymer resins)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 부틸화히드록시톨루엔 1중량부에 대하여 페놀산화방지제 0.5중량부를 포함할 수 있다.
산화방지제 사용 시 내오존성, 내자외선 변화 특성이 개선되며, 미사용시에는 오존테스트시 크랙이 발생되는 문제점이 있다.
상기 가황제는 황(S)를 사용하고, 가황촉진제인 디벤조티아질 디설파이(Dibenzothiazyl Dissulfide, DM), 테트라메틸 티우람 디술피드(Tetramethyl Thiuram Monosulfide, TT)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 황 2중량부에 대하여 디벤조티아질 디설파이드 0.4중량부, 테트라메틸 티우람 디술피드 0.15중량부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 고무기재 100중량부에 대하여 첨가제 35 내지 50중량부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 고무기재 100중량부에 대하여 첨가제 39 내지 49중량부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고무기재 100중량부에 대하여 첨가제가 39중량부 미만으로 포함된다면 인장강도, 인열강도 등 기계적 강도가 감소하는 문제점이 있으며, 첨가제가 49중량부 초과로 포함된다면 높은 탄성, 내마모성을 기대할 수 없다.
그리고, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 로타큐어에서 성형하여 제조된다. 구체적으로, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 로타큐어에서 170 내지 175℃의 온도에서 성형하여 제조할 수 있다.
그리고, 상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 핫멜트 수지를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 아웃솔용 고무시트 조성물은 핫멜트 수지인 핫멜트 TPU(Thermoplastic Polyurethane)를 더 포함하여 제조될 수 있다.
그리고, 본 발명에 의한 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 제조방법은 고무기재, 첨가제, 산화방지제, 가황제를 니더에 투입하여 100℃ 미만의 온도에서 혼합하는 제 1단계(S1), 상기 혼합물을 캘린더에서 80 내지 85℃의 온도로 성형하는 제 2단계(S2), 상기 캘린더에서 성형한 혼합물을 로타 큐어에서 170 내지 175℃의 온도로 성형하는 제 3단계(S3), 상기 로타 큐어에서 성형한 혼합물에 핫멜트 수지를 접착하는 제 4단계(S4)로 구성된다.
다음으로, 본 발명에 의한 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물을 제조하여, 그 물성을 실험한 결과를 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 의한 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물은 기존의 것과 비교하여 내마모성 및 넌슬립성이 우수한 것이다.
| Property | 비교예 1(기존제품) |
| Hardness (Shore A) |
62 |
| Specific gravity (g/cc) |
1.09 |
| Tensile strength (kgf/cm2) |
104 |
| Elongation (%) |
528 |
| 100/300% Modulus (kgf) |
23/54 |
| Tear strength (kgf) |
42 |
| NBS Abrasion (%) |
145 |
| Akron Abrasion (cc loss) |
0.89 |
| DIN Abrasion (mm3 loss) |
108 |
| Anti-slip (Dynamic, dry/wet, μ) |
2.26/1.14 |
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 기존의 제품과 비교하여 내마모성 및 넌슬립성이 우수한 아웃솔용 고무시트 조성물을 제조하고자 한다.
(ㄱ) 본 실험에서는 고무의 특성을 이해하고, 아웃솔에 사용 가능한 여러가지 종류의 고무별, 등급에 따른 특성을 평가하고자 하였다.
| Material | 비교예 1 |
실시예 1 |
실시예 2 |
실시예 3 |
실시예 4 |
실시예 5 |
실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB35L) |
- | 100 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB25LM) |
- | - | 100 | - | - | - | - | - | - | - |
| 폴리 부타디엔 고무 (KBR-01) |
- | - | - | 100 | - | - | - | - | - | - |
| 천연 고무 (SVR3L) |
- | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - |
| EPDM (KEP330) |
- | - | - | - | - | 100 | - | - | - | - |
| EPDM (KEP350) |
- | - | - | - | - | - | 100 | - | - | - |
| EPDM (KEP650) |
- | - | - | - | - | - | - | 100 | - | - |
| 클로로프렌 고무 (DCR66) | - | - | - | - | - | - | - | - | 100 | - |
| 클로로프렌 고무 (B-30) |
- | - | - | - | - | - | - | - | - | 100 |
| 실리카 (Zeosil 175) |
- | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 징크 옥사이드 |
- | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 폴리에틸렌글리콜 (PEG4000) |
- | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| 스테아린산 | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Black M/B | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| DM | - | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
| TT | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 황 | - | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
[비교예 1]
기존의 아웃솔용 고무시트이다.
[실시예 1]
니트릴 부타디엔 고무 1 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 2]
니트릴 부타디엔 고무 2 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 3]
폴리 부타디엔 고무 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 4]
천연 고무 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 5]
EPDM 1 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 6]
EPDM 2 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 7]
EPDM 3 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 8]
클로로프렌 고무 1 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 9]
클로로프렌 고무 2 100중량부, 실리카 20중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 1.5중량부, 스테아린산 1중량부, Black M/B 1중량부, DM 1.5중량부, TT 1중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
| Property | 비교예 1 |
실시예1 | 실시예2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | |
| Moony viscosity (ML1+4, 100℃ |
- | 84.6 | 91.9 | 92.1 | 91.3 | 93.9 | 124.9 | 122.6 | 73.6 | 68.5 | |
| Hardness @22℃ (Type A) | 62 | 59 | 60 | 63 | 54 | 59 | 60 | 61 | 50 | 48 | |
| Sp. Gr. | 1.09 | 1.113 | 1.098 | 1.041 | 1.054 | 0.999 | 1.011 | 1.006 | 1.377 | 1.354 | |
| Tensile strength (kgf/cm2) | 104 | 66.5 | 48.9 | 23.6 | 128.0 | 67.1 | 65.3 | 54.2 | >210 | >180 | |
| Elongation (%) | 528 | 430.5 | 336.8 | 125.7 | 468.9 | 413.1 | 358.7 | 341.7 | >1000 | >1100 | |
| Tear strength (kgf/cm) | 42 | 26.5 | 24.4 | 8.4 | 59.7 | 21.7 | 25.1 | 20.1 | 63.6 | 49.8 | |
| NBS (%) | 145 | 310 | 228 | 61 | 228 | 205 | 250 | 263 | 197 | 93 | |
| 마찰계수 | 건식 | 2.26 | 1.87 | 2.10 | 0.65 | 0.98 | 2.07 | 1.93 | 1.88 | 2.69 | 2.12 |
| 습식 | 1.14 | 1.12 | 0.93 | 0.37 | 0.56 | 1.55 | 1.36 | 1.27 | 0.74 | 1.01 | |
| ML (dNm) | - | 0.123 | 0.131 | 0.171 | 0.133 | 0.139 | 0.203 | 0.202 | 0.240 | 0.181 | |
| MH (dNm) | - | 1.624 | 1.606 | 1.694 | 1.008 | 1.737 | 1.709 | 1.944 | 1.033 | 0.839 | |
| △Torque (dNm) | - | 1.501 | 1.475 | 1.523 | 0.875 | 1.598 | 1.506 | 1.742 | 0.793 | 0.658 | |
| T10 (min) | - | 2'22" | 2'44" | 2'34" | 1'29" | 2'33" | 2'40" | 2'37" | 2'56" | 2'46" | |
| T90 (min) | - | 3'25" | 4'35" | 3'20" | 2' | 11'45" | 11'25" | 11'14" | 15'10" | 14'40" | |
표 3 및 도 3 내지 도 9에 나타난 바와 같이, 클로로프렌 고무인 실시예 8, 실시예 9의 경우 전반적인 특성에서 가장 우수한 것을 알 수 있었으며, 내마모성은 니트릴 부타디엔 고무, EPDM이 우수하며, 특히 EPDM은 습식 마찰계수에서 가장 우수한 특성을 보였다.
| Material | 실시예 10 | 실시예11 | 실시예 12 | 실시예 13 | 실시예 14 | 실시예 15 | 실시예 16 |
| 스타이렌 부타디엔 고무 (SBR 1502) |
100 | - | - | - | - | - | - |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB40H) |
- | 100 | - | - | - | - | - |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB35L) |
- | - | 100 | - | - | - | - |
| 폴리 부타디엔 고무 (KBR-01) |
- | - | - | 100 | - | - | - |
| 폴리 부타디엔 고무 (BR1208) |
- | - | - | - | 100 | - | - |
| 천연 고무 (SVR3L) |
- | - | - | - | - | 100 | - |
| 폴리 이소프렌 고무 (IR2200) |
- | - | - | - | - | - | 100 |
| 실리카 (Zeosil 175) |
40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 징크 옥사이드 |
5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 폴리에틸렌글리콜 (PEG4000) |
2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 스테아린산 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 부틸화 히드록시 톨루엔 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 페놀 산화방지제 (Songnox 1076) |
0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| DM | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| TT | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| 황 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
[실시예 10]
스타이렌 부타디엔 고무 100중량부, 실리카 40중량부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중량부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀 산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 11]
니트릴 부타디엔 고무 1 100중량부, 실리카 40중량부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중량부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀 산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 12]
니트릴 부타디엔 고무 2 100중량부, 실리카 40중량부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중량부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀 산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 13]
폴리 부타디엔 고무 1 100중량부, 실리카 40중량부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중량부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀 산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 14]
폴리 부타디엔 고무 2 100중량부, 실리카 40중량부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중량부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀 산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 15]
천연 고무 100중량부, 실리카 40중량부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중량부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀 산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 16]
폴리 이소프렌 고무 100중량부, 실리카 40중량부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중량부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀 산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
| Property | 실시예 10 | 실시예 11 | 실시예 12 | 실시예 13 | 실시예 14 | 실시예 15 | 실시예 16 |
| Hardness @22℃ | 50 | 66 | 64 | 46 | 47 | 36 | 36 |
| Sp. Gr. | 1.072 | 1.139 | 1.115 | 1.039 | 1.040 | 1.049 | 1.041 |
| Tensile strength (kgf/cm2) | 135.3 | 206.4 | 160.3 | 53.7 | 85.6 | 182.0 | 163.2 |
| Elongation (%) | 945.1 | 560.5 | 688.7 | 507.1 | 877.5 | 805.1 | 869.6 |
| 100% Modulus | 8.7 | 16.8 | 13.2 | 11.9 | 10.9 | 8.2 | 7.2 |
| 300% Modulus | 13.1 | 37.4 | 26.0 | 31.7 | 19.2 | 20.0 | 12.9 |
| Tear strength (kgf/cm) | 22.2 | 34.7 | 30.6 | 28.2 | 25.6 | 50.6 | 25.4 |
| ML (dNm) | 0.123 | 0.226 | 0.163 | 0.192 | 0.281 | 0.144 | 0.209 |
| MH (dNm) | 0.609 | 1.566 | 1.197 | 1.084 | 1.278 | 0.700 | 0.910 |
| △Torque (dNm) | 0.486 | 1.340 | 1.034 | 0.892 | 0.997 | 0.556 | 0.701 |
| T10 (min) | 5.66 | 3.80 | 4.13 | 4.52 | 5.35 | 2.83 | 3.82 |
| T90 (min) | 13.24 | 7.09 | 7.03 | 7.13 | 8.64 | 4.00 | 4.99 |
표 5 및 도 10 내지 도 15에 나타난 바와 같이, 연성은 실시예 10인 스타이렌 부타디엔 고무가 우수하며, 실시예 11, 12인 니트릴 부타디엔 고무는 인장강도에 가장 우수하였으며, 실시예 13, 14인 폴리부타디엔 고무는 탄성이 가장 우수한 특성을 보였다.
(ㄴ) 본 실험에서는 기존 제품의 내마모 특성을 개선하기 위하여, 앞에서 평가한 고무 특성 평가를 기준으로 고무별 배합을 설계하여 특성을 평가하고자 하였다.
| Material | 실시예 17 | Material | 실시예 18 | |
| 폴리 이소프렌 고무 (IR-2200) |
10 | 폴리 부타디엔 고무 (KBR-01) |
67 | |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB40H) |
10 | 천연고무 (SVR-3L) |
22 | |
| 폴리 부타디엔 고무 (KBR-01) |
80 | 니트릴 부타디엔 고무 (KNB-35L) |
11 | |
| 실리카 (Zeosil 175) |
48 | 실리카 (Zeosil 175) |
42 | |
| 실란 (Si-69) |
1 | 실란 (Si-69) |
1 | |
| 징크옥사이드 | 5 | 폴리에틸렌글리콜 (PEG4000) |
4.2 | |
| 폴리에틸렌글리콜 (PEG4000) |
2.5 | 징크옥사이드 | 5 | |
| 스테아린산 | 1 | 스테아린산 | 1 | |
| 윤활제 (w-1500) |
1 | 윤활제 (w-1500) |
2.2 | |
| 부틸화히드록시톨루엔 | 1 | 부틸화히드록시톨루엔 | 1 | |
| 페놀산화방지제 (Songnox 1076) |
0.5 | M | 0.17 | |
| 분산제 (40MS) |
3.07 | DM | 1.15 | |
| DM | 0.4 | TS | 0.06 | |
| TT | 0.14 | TT | 0.14 | |
| 황 | 1.88 | 황 | 1.88 | |
[실시예 17]
폴리 이소프렌 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 10중량부, 폴리 부타디엔 고무 80중량부, 실리카 48중량부, 실란 1중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2.5중량부, 스테아린산 1중량부, 윤활제 1중량부, 부틸화히드록시톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, 분산제 3.07중량부, DM 0.4중량부, TT 0.14중량부, 황 1.88중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 18]
폴리 부타디엔 고무 67중량부, 천연고무 22중량부, 니트릴 부타디엔 고무 11중량부, 실리카 42중량부, 실란 1중량부, 폴리에틸렌글리콜 4.2중량부, 징크옥사이드 5중량부, 스테아린산 1중량부, 윤활제 2.2중량부, 부틸화히드록시톨루엔 1중량부, M 0.17중량부, DM 1.15중량부, TS 0.06중량부, TT 0.14중량부, 황 1.88중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
| Property | 실시예 17 | 실시예 18 | |
| Hardness @22℃ | 67 | 63 | |
| Sp. Gr. | 1.145 | 1.127 | |
| Tensile strength (kgf/cm2) | 157.7 | 156.6 | |
| Elongation (%) | 766.8 | 781.8 | |
| 100% Modulus | 20.8 | 15.6 | |
| 300% Modulus | 51.5 | 36.9 | |
| Tear strength (kgf/cm) | 74.7 | 6.9 | |
| NBS (%) | 602 | 465 | |
| Akron (cc loss) | 0 | 0 | |
| DIN (mm3 loss) | 31 | 39 | |
| 마찰 계수 |
건식 | 1.67 | 1.33 |
| 습식 | 1.35 | 0.95 | |
| ML (dNm) | 0.511 | 0.440 | |
| MH (dNm) | 2.182 | 1.895 | |
| △Torque (dNm) | 1.671 | 1.455 | |
| T10 (min) | 6" | 13" | |
| T90 (min) | 4'47" | 3'10" | |
표 7 및 도 16에 나타난 바와 같이, 실시예 17의 가교 특성이 보다 안정하며, 전반적인 가교 속도가 빠른편으로 나타났다. 또한, 기계적 강도도 우수하며, 넌슬립 및 내마모 특성도 우수하게 나타났다.
(ㄷ) 본 실험에서는 설계된 고무별 배합을 이용하여 프레스 성형, 로타큐어 가공, 핫멜트 코팅에 따른 특성을 평가하고자 하였다.
| 구분 | 실시예 19 | 실시예 20 | 실시예 21 | 실시예 22 |
| 프레스 성형 155 |
O | |||
| 프레스 성형 170℃ |
O | |||
| 로타큐어 가공 | O | O | ||
| 핫멜트 코팅 | O |
[실시예 19]
폴리 이소프렌 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 10중량부, 폴리 부타디엔 고무 80중량부, 실리카 48중량부, 실란 1중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2.5중량부, 스테아린산 1중량부, 윤활제 1중량부, 부틸화히드록시톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, 분산제 3.07중량부, DM 0.4중량부, TT 0.14중량부, 황 1.88중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 155℃의 온도에서 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 20]
폴리 이소프렌 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 10중량부, 폴리 부타디엔 고무 80중량부, 실리카 48중량부, 실란 1중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2.5중량부, 스테아린산 1중량부, 윤활제 1중량부, 부틸화히드록시톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, 분산제 3.07중량부, DM 0.4중량부, TT 0.14중량부, 황 1.88중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 170℃의 온도에서 프레스 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 21]
폴리 이소프렌 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 10중량부, 폴리 부타디엔 고무 80중량부, 실리카 48중량부, 실란 1중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2.5중량부, 스테아린산 1중량부, 윤활제 1중량부, 부틸화히드록시톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, 분산제 3.07중량부, DM 0.4중량부, TT 0.14중량부, 황 1.88중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 22]
폴리 이소프렌 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 10중량부, 폴리 부타디엔 고무 80중량부, 실리카 48중량부, 실란 1중량부, 징크옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2.5중량부, 스테아린산 1중량부, 윤활제 1중량부, 부틸화히드록시톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, 분산제 3.07중량부, DM 0.4중량부, TT 0.14중량부, 황 1.88중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
| 구분 | 실시예 19 | 실시예 20 | 실시예 21 | 실시예 22 |
| Tensile strength (kgf/cm2) | 146.9 | 149.5 | 59.9 | 182.1 |
| Elongation (%) | 829.3 | 867.9 | 569.9 | 554.0 |
| 100% Modulus | 17.9 | 15.4 | 9.4 | 18.3 |
| 300% Modulus | 44.3 | 42.1 | 25.1 | 39.7 |
| Tear strength (kgf/cm) | 85.6 | 83.6 | 43.9 | 43.1 |
표 9 및 도 17 내지 도 20에 나타난 바와 같이, 실시예 22인 로타큐어 가공하고, 핫멜트 코팅하여 고무시트를 제조하는 것이 인장강도, 탄성도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
(ㄹ) 본 실험에서는 이전 설계된 고무 배합 및 성형, 가공방법을 바탕으로, 성형 가공성 확보를 위하여 고무 조성물의 배합을 설계하여 특성을 평가하고자 하였다.
본 실험에서는 점착성 방지를 점착성 방지를 위해 SBR 도입, NBR 증량, BR 감량 및 Process oil 제외를 실시하였으며, 경도조절 목적으로 실리카를 감량하였으며, 오염성 방지를 위해 가공조제인 40MS를 제외하였다. 배합 수정의 목적은 크게 점착성 개선 및 가공성 개선이라고 할 수 있으며, 물리적 특성은 만족하는 수준으로 물성 개선을 위한 추가 처방은 진행하지 않았다.
| Material | 실시예 23 | 실시예 24 | 실시예 25 | 실시예 26 | 실시예 27 | 실시예 28 | 실시예 29 |
| 스타이렌 부타디엔 고무 (SBR 1502) |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB40H) |
30 | 10 | 50 | - | - | 30 | 10 |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB35L) |
- | - | - | 30 | 10 | - | - |
| 폴리 부타디엔 고무 (KBR01) |
60 | 80 | 40 | 60 | 80 | - | - |
| 폴리 부타디엔 고무 (BR 1208) |
- | - | - | - | - | 60 | 80 |
| 실리카 (Zeosil 175) |
40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 실란 (Si-69) |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 징크 옥사이드 |
5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 폴리에틸렌글리콜 (PEG4000) |
2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 스테아린산 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 부틸화 히드록시 톨루엔 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 페놀 산화방지제(Songnox 1076) |
0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| DM | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| TT | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15. | 0.15 |
| 황 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
[실시예 23]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 30중량부, 폴리 부타디엔 고무 60중량부, 실리카 40중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 24]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 10중량부, 폴리 부타디엔 고무 80중량부, 실리카 40중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 25]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 50중량부, 폴리 부타디엔 고무 40중량부, 실리카 40중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 26]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 30중량부, 폴리 부타디엔 고무 60중량부, 실리카 40중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 27]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 10중량부, 폴리 부타디엔 고무 80중량부, 실리카 40중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 28]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 30중량부, 폴리 부타디엔 고무 60중량부, 실리카 40중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 29]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 10중량부, 폴리 부타디엔 고무 80중량부, 실리카 40중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
| Property | 실시예 23 | 실시예 24 | 실시예 25 | 실시예 26 | 실시예 27 | 실시예 28 | 실시예 29 |
| 무니점도 (ML1+4, 100℃) | 121.5 | 117.5 | 130.2 | 116.1 | 121.3 | 137.2 | 135.4 |
| Hardness @22℃ (Type A) | 66 | 64 | 70 | 64 | 62 | 70. | 67 |
| Sp. Gr. | 1.142 | 1.126 | 1.160 | 1.138 | 1.124 | 1.144 | 1.129 |
| Tensile strength (kgf/cm2) | 151.5 | 155.6 | 164.0 | 137.6 | 149.3 | 175.8 | 153.8 |
| Elongation (%) | 675.6 | 683.0 | 557.9 | 614.2 | 719.7 | 661.4 | 702.9 |
| 100% Modulus | 19.5 | 17.4 | 25.5 | 19.7 | 19.3 | 25.9 | 20.3 |
| 300% Modulus | 53.6 | 46.6 | 71.4 | 58.9 | 50.9 | 66.2 | 48.5 |
| Tear strength (kgf/cm) | 68.0 | 76.8 | 67.2 | 55.5 | 72.9 | 92.9 | 56.6 |
| NBS (%) | 517 | 776 | 588 | 502 | 776 | 813 | 742 |
| ML (dNm) | 0.387 | 0.359 | 0.430 | 0.342 | 0.335 | 0.490 | 0.459 |
| MH (dNm) | 1.964 | 1.870 | 2.236 | 1.853 | 1.870 | 2.397 | 2.301 |
| △Torque (dNm) | 1.577 | 1.511 | 1.806 | 1.511 | 1.535 | 1.907 | 1.842 |
| T10 | 0.38 | 0.22 | 0.74 | 0.28 | 0.20 | 0.66 | 0.40 |
| T90 | 5.16 | 5.37 | 5.93 | 5.79 | 5.63 | 5.17 | 4.82 |
표 11 및 도 21에 나타난 바와 같이, 실시예 25와 실시예 28이 성능 목표치를 모두 만족하였으며, 점착성도 다른 혼합물에 비해 낮은 것을 확인할 수 있었다.
(ㅁ) 본 실험에서는 앞에서 실험한 배합 중 성능이 우수한 실시예 25와 실시예 28의 경도가 다소 높아 이를 조절하기 위해 실리카를 감량하여 특성을 평가하고자 하였다.
본 실험에서는 실리카의 함량이 줄어들 경우에 경도 저하와 함께 기계적 강도의 저하도 나타나기 때문에 이를 고려하여 함량비를 선정한 후 테스트를 진행하였다.
| Material | 실시예 23 | 실시예 30 | 실시예 31 | 실시예 32 | 실시예 28 | 실시예 33 | 실시예 34 |
| 스타이렌 부타디엔 고무 (SBR 1502) |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB40H) |
30 | 30 | 50 | 50 | 30 | 30 | 30 |
| 폴리 부타디엔 고무 (KBR01) |
60 | 60 | 40 | 40 | - | - | - |
| 폴리 부타디엔 고무 (BR 1208) |
- | - | - | - | 60 | 60 | 60 |
| 실리카 (Zeosil 175) |
40 | 20 | 20 | 10 | 40 | 20 | 10 |
| 실란 (Si-69) |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 징크 옥사이드 |
5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 폴리에틸렌글리콜 (PEG4000) |
2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 스테아린산 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 부틸화 히드록시 톨루엔 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 페놀 산화방지제(Songnox 1076) |
0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| DM | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| TT | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15. | 0.15 |
| 황 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
[실시예 30]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 30중량부, 폴리 부타디엔 고무 60중량부, 실리카 20중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 31]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 50중량부, 폴리 부타디엔 고무 40중량부, 실리카 20중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 32]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 50중량부, 폴리 부타디엔 고무 40중량부, 실리카 10중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 33]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 30중량부, 폴리 부타디엔 고무 60중량부, 실리카 20중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 34]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 30중량부, 폴리 부타디엔 고무 60중량부, 실리카 10중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
| Property | 실시예 23 | 실시예 30 | 실시예 31 | 실시예 32 | 실시예 28 | 실시예 33 | 실시예 34 |
| Hardness @22℃ (Type A) | 66 | 52 | 57 | 51 | 70 | 56 | 49 |
| Sp. Gr. | 1.142 | 1.073 | 1.102 | 1.052 | 1.144 | 1.074 | 4.035 |
| Tensile strength (kgf/cm2) | 151.5 | 99.4 | 144.5 | 85.1 | 175.8 | 123.6 | 100.5 |
| Elongation (%) | 675.6 | 584.7 | 663.0 | 6.9.6 | 661.4 | 667.9 | 712.3 |
| 100% Modulus | 19.5 | 13.6 | 14.6 | 11.0 | 25.9 | 14.1 | 11.0 |
| 300% Modulus | 53.6 | 34.3 | 34.8 | 23.6 | 66.2 | 31.2 | 21.3 |
| Tear strength (kgf/cm) | 68.0 | 30.0 | 28.7 | 21.9 | 92.9 | 27.5 | 23.6 |
| NBS (%) | 517 | 293 | 330 | 137 | 813 | 201 | 183 |
| ML (dNm) | 0.387 | 0.202 | 0.197 | 0.113 | 0.490 | 0.238 | 0.142 |
| MH (dNm) | 1.964 | 1.262 | 1.445 | 1.034 | 2.397 | 1.518 | 1.106 |
| △Torque (dNm) | 1.577 | 1.060 | 1.248 | 0.921 | 1.907 | 1.280 | 0.964 |
| T10 | 0.38 | 3.13 | 2.99 | 3.82 | 0.66 | 2.81 | 3.79 |
| T90 | 5.16 | 5.68 | 5.82 | 7.13 | 5.17 | 5.10 | 6.86 |
표 13 및 도 22 내지 도 26에 나타난 바와 같이, 실리카의 함량이 10 내지 20중량부인 경우 인열강도와 모듈러스가 부족하였으며, 내마모성도 부족한 것으로 나타났다.
(ㅂ) 본 실험에서는 실리카의 함량을 10 내지 40중량부 사이에서 가공성과 내마모성을 만족시킬 수 있는 함량을 선정하고자 특성을 평가하였다.
| Material | 실시예 32 | 실시예 31 | 실시예 35 | 실시예 36 | 실시예 37 | 실시예 25 |
| 스타이렌 부타디엔 고무 (SBR 1502) |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 니트릴 부타디엔 고무 (KNB40H) |
50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 폴리 부타디엔 고무 (KBR01) |
40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 실리카 (Zeosil 175) |
10 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 |
| 실란 (Si-69) |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 징크 옥사이드 |
5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 폴리에틸렌글리콜 (PEG4000) |
2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 스테아린산 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 부틸화 히드록시 톨루엔 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 페놀 산화방지제(Songnox 1076) |
0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| DM | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| TT | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15. |
| 황 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
[실시예 35]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 50중량부, 폴리 부타디엔 고무 40중량부, 실리카 25중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 36]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 50중량부, 폴리 부타디엔 고무 40중량부, 실리카 30중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
[실시예 37]
스타이렌 부타디엔 고무 10중량부, 니트릴 부타디엔 고무 50중량부, 폴리 부타디엔 고무 40중량부, 실리카 35중량부, 실란 1중랑부, 징크 옥사이드 5중량부, 폴리에틸렌글리콜 2중량부, 스테아린산 1중랑부, 부틸화 히드록시 톨루엔 1중량부, 페놀산화방지제 0.5중량부, DM 0.4중량부, TT 0.15중량부, 황 2중량부를 혼합하고, 캘린더에서 성형하고, 175℃의 온도에서 로타큐어 성형하여 핫멜트 수지를 접착하여 고무시트를 제조한다.
| Property | 실시예 32 | 실시예 31 | 실시예 35 | 실시예 36 | 실시예 37 | 실시예 25 |
| Hardness @22℃ (Type A) | 51 | 57 | 61 | 63 | 66 | 70 |
| Sp. Gr. | 1.052 | 1.102 | 1.108 | 1.128 | 1.14 | 1.160 |
| Tensile strength (kgf/cm2) | 85.1 | 144.5 | 171.6 | 145.7 | 172.9 | 164.0 |
| Elongation (%) | 609.6 | 663.0 | 694.1 | 636.8 | 635.0 | 557.9 |
| 100% Modulus | 11.0 | 14.6 | 17.0 | 16.5 | 22.2 | 25.5 |
| 300% Modulus | 23.6 | 34.8 | 42.7 | 43.7 | 57.5 | 71.4 |
| Tear strength (kgf/cm) | 21.9 | 28.7 | 37.3 | 34.5 | 55.3 | 67.2 |
| NBS (%) | 137 | 330 | 320 | 445 | 569 | 588 |
| ML (dNm) | 0.113 | 0.197 | 0.286 | 0.269 | 0.353 | 0.430 |
| MH (dNm) | 1.034 | 1.445 | 1.595 | 1.645 | 1.994 | 2.236 |
| △Torque (dNm) | 0.921 | 1.248 | 1.309 | 1.376 | 1.641 | 1.806 |
| T10 | 3.82 | 2.99 | 3.46 | 3.31 | 2.89 | 0.74 |
| T90 | 7.13 | 5.82 | 6.61 | 6.68 | 5.69 | 5.93 |
표 15 및 도 27 내지 도 29에 나타난 바와 같이, 실리카의 함량이 증가할수록 경도 및 비중이 상승하는 경향을 보였으며, 실리카 증량에 따라 신장율은 감소하며, 기계적 강도는 개선되는 경향을 보였다. 따라서, 실시예 25, 실시예 36, 실시예 37과 같이 실리카의 함량은 30 내지 40중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
(ㅅ) 최종 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물
다양한 고무를 활용하여 각각의 특성을 평가한 후 이를 이용하여 제조 목표치를 만족하는 기계적 강도가 우수하면서도 넌슬립/고내마모 특성을 지니는 아웃솔용 고무시트 조성물을 제조하였다.
| Property | 비교예 1 (기존제품) |
실시예 25 | 실시예 36 | 실시예 37 |
| Hardness (Shore A) |
62 | 70 | 63 | 66 |
| Specific gravity (g/cc) |
1.09 | 1.160 | 1.128 | 1.14 |
| Tensile strength (kgf/cm2) |
104 | 164.0 | 145.7 | 172.9 |
| Elongation (%) |
528 | 557.9 | 636.8 | 635.0 |
| 100/300% Modulus (kgf) |
23/54 | 25.5/71.4 | 16.5/43.7 | 22.2/57.5 |
| Tear strength (kgf) |
42 | 67.2 | 34.5 | 55.3 |
| NBS Abrasion (%) |
145 | 588 | 445 | 569 |
| Akron Abrasion (cc loss) |
0.89 | - | - | - |
| DIN Abrasion (mm3 loss) |
108 | - | - | - |
| Anti-slip (Dynamic, dry/wet, μ) |
2.26/1.14 | - | - | - |
표 16에 나타난 바와 같이, 실시예 25, 실시예 36, 실시예 37이 기존의 고무시트와 비교하여 기계적 강도가 우수하면서도 넌슬립/고내마모 특성을 지니는 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S1 : 고무기재, 첨가제, 산화방지제, 가황제를 니더에 투입하여 100℃ 미만의 온도에서 혼합하는 제 1단계
S2 : 상기 혼합물을 캘린더에서 80 내지 85℃의 온도로 성형하는 제 2단계
S3 : 상기 캘린더에서 성형한 혼합물을 로타 큐어에서 170 내지 175℃의 온도로 성형하는 제 3단계
S4 : 상기 로타 큐어에서 성형한 혼합물에 핫멜트 수지를 접착하는 제 4단계
S2 : 상기 혼합물을 캘린더에서 80 내지 85℃의 온도로 성형하는 제 2단계
S3 : 상기 캘린더에서 성형한 혼합물을 로타 큐어에서 170 내지 175℃의 온도로 성형하는 제 3단계
S4 : 상기 로타 큐어에서 성형한 혼합물에 핫멜트 수지를 접착하는 제 4단계
Claims (5)
- 스타이렌 부타디엔 고무(Stylene Butadiene Rubber, SBR), 니트릴 부타디엔 고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR), 폴리부타디엔 고무(Polybutadiene Rubber, BR)를 포함하는 고무기재;
첨가제;
산화방지제;
가황제;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
상기 첨가제는 실란(Silane), 실리카(Silica), 징크옥사이드(Zinc Oxide, ZnO), 폴리에틸렌글리콜(PolyethyleneGlycol, PEG) 및 스테아린산(Stearic acid)을 포함하는 것을 특징으로 하는 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 고무기재 100중량부에 대하여 첨가제 35 내지 50중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 로타큐어에서 성형하여 제조되며, 성형온도는 170 내지 175℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 아웃솔용 고무시트 조성물은 핫멜트 수지가 더 포함되는 것을 특징으로 하고, 상기 핫멜트 수지는 핫멜트 TPU(Thermoplastic Polyurethane)인 것을 특징으로 하는 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물. - 고무기재, 첨가제, 산화방지제, 가황제를 니더에 투입하여 100℃ 미만의 온도에서 혼합하는 제 1단계;
상기 혼합물을 캘린더에서 80 내지 85℃의 온도로 성형하는 제 2단계;
상기 캘린더에서 성형한 혼합물을 로타 큐어에서 170 내지 175℃의 온도로 성형하는 제 3단계;
상기 로타 큐어에서 성형한 혼합물에 핫멜트 수지를 접착하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220184152A KR20240102265A (ko) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220184152A KR20240102265A (ko) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240102265A true KR20240102265A (ko) | 2024-07-03 |
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ID=91900436
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220184152A KR20240102265A (ko) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 로타큐어 성형 공정이 접목된 아웃솔용 고무시트 조성물 및 이를 이용한 아웃솔용 고무시트 제조방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240102265A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102144774B1 (ko) | 2019-04-08 | 2020-08-18 | 한국신발피혁연구원 | 고접착성 신발 겉창용 고무 조성물 |
-
2022
- 2022-12-26 KR KR1020220184152A patent/KR20240102265A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102144774B1 (ko) | 2019-04-08 | 2020-08-18 | 한국신발피혁연구원 | 고접착성 신발 겉창용 고무 조성물 |
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